uefibios实现原理与结构分析

《uefibios实现原理与结构分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、UEFIBIOS实现原理与结构分析摘要文章简单介绍了传统BIOS的实现方法、发展过程和存在的问题，通过对比传统BIOS和UEFIBIOS的特点，详细叙述了UEFIBIOS的实现原理和技术优势，较为深入地分析了UEFIBIOS的模块化结构。【关键词】基本输入输出系统legacyBIOS统一可扩展固件接口UEFIBIOSUEFI结构分析1传统BIOS概述基本输入输出系统(BIOS,BasicInputOutputSystem)是计算机系统中连接软、硬件的关键组件，一般存储在非易失性存储单元中，它为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制，具体地执行软件需要硬件提供的服务。BIOS保存着计算机

2、最重要的基本输入输出程序、开机自检程序和系统启动程序，主要负责检测、初始化和配置硬件并对操作系统进行引导。BIOS作为硬件与操作系统之间的“中间件”，为操作系统和应用程序提供统一的访问硬件资源的接口，解决了可能因硬件变动带来的操作系统修改与软硬件兼容问题，用户还能通过BIOS对各个硬件的电气特性作初始化或工作参数的设置。随着技术的发展，硬件系统变得越来越复杂，对BIOS的要求也越来越高，用户期待计算机能具有更便捷的管理功能，希望在进入系统前就能通过BIOS对系统进行查毒杀毒、备份恢复、远程维护等操作，而传统BIOS(legacyBIOS)的缺陷使得它无法满足用户的需求，其弊端主要表现在以下

3、几个方面：(1)采用16位编码、运行在实模式下，受容量限制很难在性能上有所突破；(2)寻址上限仅有1M，随着64位CPU的普及，其寻址能力不足造成了资源的浪费；(3)采用汇编语言编码，开发人员编写代码的体验差、过程复杂，编写的BIOS程序扩展性和可维护性差；(4)会对所有可识别的挂载设备加载驱动，因此减慢了系统的启动速度。在这样的背景下，新一代的BIOS技术EFIBIOS应需而2UEFIBIOS的特点针对传统BIOS的诸多弊端，2000年，Intel推出可扩件接口(EFI,ExtensibleFirmwareInterface)规范；2005年，统一的可扩展固定接口(UEFI,Unifie

4、dExtensibleFirmwareInterface)论坛成立。UEFI推出之前，所有平台的BIOS都是私有的，而UEFI属于开源，并且与传统BIOS不同的是，UEFI为BIOS提供了标准化的接口规范，相比于传统BIOS,它具有以下特点:(1)支持32/64位版本，具有更大寻址空间，适用不同的CPU架构，具有更好的兼容性；(2)使用模块化设计和C语言编写代码编写驱动和程序，比传统BIOS更容易实现容、纠错，有效缩短了系统研发时间；(3)定义了接口标准却没有限制开发方法，方便OEM厂商实现产品差异化，降低了核心代码与驱动之间的耦合度，具有更好的可扩展性和可移植性；(4)内置图形驱动，支持

5、从除FlashROM之外的位置加载外部设备；(5)通过UEHshell为用户提供了一个命令行处理环境(命令解析器)，用户可以通过UEHshell导入用户自定义的驱动和应用程序且不影响固件核心程序。通过自定义的驱动和应用程序，用户可以进行硬件检测、远程引导及配置，可以脱离操作系统进行启动和磁盘管理，有效提升了系统引导速度，增强了计算机系统的扩展性。2UEFI结构分析Intel?EFI平台创新架构(TheIntel?PlatformInnovationFrameworkforEFI)是基于EFI的完整的平台固件解决方案，它是模块化的层次模型，由硬件层、预EF1基础(Pre-EFI-Founda

6、tion)、EFI和EFI系统装载器(EFIOSLoader)、预启动应用(Pre-bootApplication)组成。其中，预EFI基础包括协议结构、平台驱动、框架驱动以及兼容支持模块等模块，EH则像是被固化在主板上的一套微型OS。协议结构负责与硬件直接交互，EFI对硬件参数的定义通过协议结构进行传递。在实际执行时，UEFI在系统启动后通过协议架构将参数传送给硬件确定工作状态；平台驱动和框架驱动是UEFI扩展功能运行的基础，它们为EF1的实际执行提供完整的支撑；兼容支持模块可以在16位实模式下启动计算机以及访问扩展设备的ROM,保证非EFI硬件也能在EH平台中兼容使用；UEFIOSLo

7、ader相当于UEFI的操作系统部分，负责引导UEFI系统本身或引导Windows等操作系统的启动；Pre-bootApplication相当于扩展的应用程序部分。硬件平台和OS之间是采用了EFI技术的固件UEFRUEFI降低了OS对硬件平台的依赖，在要进行扩展时只需在框架中加入相应的功能模块，并不会对OS的引导产生影响。UEFI件分为处理器抽象层PAL、系统抽象层SAL和可扩展固件接口三层，EFI驱动、应用程序和OS通