[发明专利]基于通用可扩展固件接口固件系统的胶囊式定制更新方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机软件工程技术的软件更新技术领域，具体指的是基于通用可扩展固件接口固件系统的胶囊式定制更新方法。

背景技术

随着云计算等基于互联网的相关服务应用深入，证劵、金融、电信等领域中客户端固件定制成为新的应用热点。诸如网络设备和自助式信息服务终端等嵌入式产品，需要使设备具有独特功能而不是像通用计算机那样来工作。因此系统开发商正日益寻求通过增加更多的特性，以使产品具有差异化并获得竞争优势，而固件系统是增强这种特性的理想地方。如用户界面、快速引导以及增加专用功能等。但这些行业的特殊性随之带来的问题是固件更新更为频繁，然而目前的固件更新技术针对整个基本输入输出系统(BIOS)进行刷新。而实际应用过程中，只需要对BIOS中某一部分驱动、应用模块进行更新或添加就可以满足要求，传统的固件更新方式在这种情况下显得效率低下。

目前的更新机制需要CPU支持SMM (System Management Mode) 系统管理模式。进入SMM模式是由中断信号SMI引起，SMI由处理器SMI#管脚信号有效或者收到高级可编程控制器APIC总线的消息。它是不可屏蔽外部中断并且独立于其它中断和异常处理。当处理器检查到SMI时，等待所有指令执行和访存完成后将当前处理器上下文存入SMRAM中然后切入SMM模式执行SMI处理程序。采用这种技术的刷新方法完全依赖于BIOS 中SMI驱动的支持，因此SMI驱动程序的可靠性影响固件刷新的成功率。

本发明涉及的现有技术特征介绍：

UEFI：用来定义操作系统与系统固件之间的软件界面，负责加电自检、连接操作系统以及提供连接操作系统与硬件的接口。UEFI架构具有C语言的编程、模块化的设计、图形化界面、文件系统的支持等优势。UEFI技术融入了嵌入式操作系统的诸多特点，如UEFI 有自己的设备驱动开发模型(EFI Driver Model)，一方面降低了硬件厂商开发设备驱动的负担，另一方面，为不同的硬件设备提供了可扩展的接口。此外，UEFI 有自己外壳(UEFI Shell)，开发者可以开发出各式各样的应用程序。UEFI规范把操作系统启动之前划分为：安全保护阶段(SEC)、环境初始化阶段(PEI)、驱动执行环境阶段(DXE)和引导设备选择阶段(BDS)四个阶段，详细描述了系统从加电、处理器初始化、硬件初始化、判断启动路径、系统策略设定、用户配置界面，到进入操作系统的详细过程。

Capsule：为了解决不同操作系统与固件系统进行数据传输时接口不统一的问题，UEFI定义了一种可变长度的数据结构。通过它允许在操作系统中把数据传递给UEFI固件，实现如修改BIOS参数等功能。UEFI标准把此类可变长度的数据结构称为Capsule。

UEFI固件文件系统(Firmware File System)：UEFI编译后的固件二进制文件称为FD(Firmware Device) 文件，它由一系列固件卷FV(Firmware Volume)组成。FV主要有两种类型：系统FV，其目的主要存放固件代码，如硬件驱动、应用程序；非易失性存储FV，主要用于存放系统变量、配置文件、日志等。固件文件系统的出现使得可以在有限的固件存储空间内能更有效地存储模块化驱动文件。

EDK II ：是最新 BIOS 开发平台框架。

Flash：保存UEFI固件文件系统的存储器。

传统固件更新技术存在着硬件平台、刷新工具在不同平台之间无法统一、不能对指定固件驱动、固件应用程序进行定制更新；传统刷新机制严重依赖于BIOS 中系统管理中断SMI（System Management Interrupt）驱动的支持，因此SMI驱动程序的可靠性影响固件刷新的成功率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提出基于通用可扩展固件接口固件系统的胶囊式定制更新方法；所述方法利用UEFI提供的Capsule规范，在固件层对固件卷FV模块进行识别，将获取的数据写入固件文件系统目标地址的方法，而不需要对整个Flash进行更新。该技术可解决传统固件对硬件、操作系统依赖问题，实现指定功能模块更新，实用性更强。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

基于通用可扩展固件接口固件系统的胶囊式定制更新方法，所述胶囊Capsule式定制更新方法分为两部分：操作系统下更新程序、UEFI固件系统中更新程序；所述方法包括如下步骤：