基于Intel EFI Pre-boot環(huán)境下的圖形用戶界面的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、EFI的全稱是Extensible Firmware Interface（可擴(kuò)展固件接口），是在開(kāi)機(jī)前（Pre-boot）環(huán)境下進(jìn)行掃毒及診斷的執(zhí)行環(huán)境，為啟動(dòng)操作系統(tǒng)前的程序提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。從本質(zhì)上講，EFI介于硬件設(shè)備以及高級(jí)操作系統(tǒng)（如Windows或Linux等）之間，是一種替代BIOS的產(chǎn)品。 目前為止Intel已經(jīng)利用EFI建立了一個(gè)可以取代BIOS的開(kāi)機(jī)前的軟件框架。這個(gè)框架名為“EFI平臺(tái)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)框架”，其工

2、程代碼為“Tiano”，這個(gè)框架讓電腦廠商可以編寫Pre-boot環(huán)境下的軟件模塊組，這種模塊組類似于Windows的驅(qū)動(dòng)程序，大大提高了EFI平臺(tái)的普及度。 同時(shí)，EFI平臺(tái)的普及也必須依靠更多基于EFI的應(yīng)用程序的推廣，而對(duì)于已經(jīng)熟悉了Windows或者Linux環(huán)境下圖形用戶界面的用戶來(lái)說(shuō)，他們非常需要在EFI環(huán)境下有相似的圖形用戶界面來(lái)為應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)提供便利。這就提出了在EFI環(huán)境下的圖形用戶界面的要求，而這恰恰是目前

3、EFI Tiano平臺(tái)所欠缺的，Tiano只是利用一個(gè)Shell提供了類似DOS的命令行文字界面。 針對(duì)這一方面的不足，本文提出了開(kāi)發(fā)基于EFI Tiano環(huán)境下的圖形用戶界面，最終目標(biāo)是提供類似Windows的API函數(shù)，并以此作為在EFI環(huán)境下圖形用戶界面開(kāi)發(fā)的研究嘗試。同時(shí)本次課題中圖形界面的開(kāi)發(fā)將借鑒已有的MiniGUI系統(tǒng)架構(gòu)，并在EFI Tiano環(huán)境下完全實(shí)現(xiàn)，這個(gè)系統(tǒng)暫時(shí)命名為“NUWA”。在NUWA系統(tǒng)的基礎(chǔ)上

4、，本次課題編寫了相應(yīng)的測(cè)試案例以測(cè)試界面的功能與交互性，其中包括重寫了EFI Tiano平臺(tái)上的PCI View與SMBIOS Viewer信息工具的用戶界面交互部分。本論文研究的主要內(nèi)容和結(jié)論包含以下幾個(gè)方面： 1．通過(guò)分析MiniGUI的特征以及MiniGUI在Linux應(yīng)用中的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)框架，提出了基于EFI Tiano的圖形用戶界面NUWA的系統(tǒng)模型。然后分析模型中的各個(gè)模塊的功能和作用，并且設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)，

5、并對(duì)各層次內(nèi)容的關(guān)鍵要素進(jìn)行詳細(xì)的分析。 2．通過(guò)分析EFI Tiano的體系結(jié)構(gòu)，尤其是對(duì)EFI驅(qū)動(dòng)－協(xié)議（Driver-Protocol）模型的分析，提出了利用該模型實(shí)現(xiàn)NUWA系統(tǒng)的圖形引擎的方法，并利用編碼實(shí)現(xiàn)，保證了NUWA系統(tǒng)在EFI Tiano平臺(tái)上的可移植性與可擴(kuò)展性。同時(shí)通過(guò)對(duì)NUWA系統(tǒng)中相關(guān)函數(shù)的提取與整理，實(shí)現(xiàn)了NUWA圖形用戶界面的API函數(shù)，方便了EFI Tiano平臺(tái)上應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。 3.

6、 根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，編譯了NUWA系統(tǒng)的DEBUG版本，大小為400K，可以放入到BIOS芯片中。同時(shí)利用NUWA系統(tǒng)提供的API函數(shù)，在EFI Shell下編寫了3個(gè)應(yīng)用程序，包括 A. 單窗口的PCI View工具（Tiano平臺(tái)已經(jīng)提供了基于命令行的相關(guān)程序），主要用于提供本機(jī)的所有PCI總線信息；B. 單窗口的SMBIOS Viewer工具（Tiano平臺(tái)已經(jīng)提供了基于命令行的相關(guān)程序），主要用于查看本機(jī)的所有BIOS信息；C. 多