[发明专利]一种基于龙芯便携式计算机的UEFI固件实现方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机固件技术领域，涉及一种基于龙芯处理器便携式计算机系统(以下简称龙芯便携机)的UEFI固件的实现方法。

背景技术

UEFI(Unified Extensible FirmwareInterface，统一的可扩展固件接口)是一种计算机固件(或称为BIOS)的接口规范，也是关于固件的最主要的工业标准。UEFI规范最初是面向Intel公司的Itanium和X86处理器进行制定的，但是UEFI规范本身是与处理器架构无关的，目前已经应用于X86、Itanium、ARM等处理器平台。符合UEFI规范的计算机固件(以下简称UEFI固件)相对于传统的固件有很多优越性，目前主流的X86商用计算机系统基本上都是采用了UEFI固件。

龙芯(Loongson)是由中国科学院计算所研制的国产通用中央处理器，采用MIPS精简指令集架构。龙芯处理器已形成一系列产品，分别可应用于嵌入式、台式、便携式计算机以及服务器产品。目前应用于便携式计算机产品的龙芯处理器主要是龙芯3A。

PMON是一款开源固件，最初是为LSILogic MIPS R3000评估板而设计，后来成为MIPS领域评估板和开发系统的通用固件。官方的PMON固件已经停止维护与发展，最新的PMON2000是PMON的非官方后继版本。龙芯厂商采用PMON2000作为调试处理器的固件，并应用在龙芯便携机解决方案中。但PMON与常规的UEFI计算机固件相比存在很多不足，主要表现在：PMON项目在很多年前就已经停止更新，在计算机工业界很少有厂家使用PMON或对其进行支持，因此PMON无法进行规范化和得到发展；不像UEFI固件支持最新的计算机技术，PMON代码对很多技术规范都不支持，无法实现对一些常见功能的支持，比如ACPI(目前最为通用的电源管理技术)、GRUB(目前最为通用的操作系统内核加载器)等；与UEFI固件相比，PMON没有采用模块化方法进行设计实现，可扩展性不强，开发维护也不方便。

发明内容

本发明的目的主要是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种基于龙芯便携机的UEFI固件的实现方法。根据这个方法，可以在龙芯便携机上实现出符合国际主流UEFI固件规范、可扩展性强、功能完善的固件产品，以支持龙芯便携机的正常启动和运行。

一种基于龙芯便携式计算机的UEFI固件的实现方法，固件划分为硬件抽象层、固件核心层、设备协议层和固件应用层。

其中，硬件抽象层实现处理器、内存、芯片组等关键硬件部件的初始化，对其他板级硬件进行包装和抽象并实现初始化，同时为上层模块提供访问底层硬件设备的函数接口。其包括处理器驱动模块、芯片组驱动模块、外设驱动模块和电源管理模块，处理器驱动模块完成处理器、内存的初始化工作，并提供访问处理器和内存的接口；芯片组驱动模块主要完成龙芯便携机硬件平台中南北桥芯片的初始化工作，包括桥片本身和各个外设控制器的初始化和资源分配工作，并提供访问南北桥的接口；外设驱动模块主要是主板上各种外设的驱动，如显卡、硬盘、键盘、USB设备、网卡等，每个外设会对应一个(或多个)驱动模块；电源管理模块主要是用来配合操作系统来完成系统的待机、休眠和唤醒等功能，并实现设备电源管理相关的功能和函数接口。

固件核心层类似于操作系统的内核，建立UEFI中的系统服务表，进行固件中所有模块的统一管理和各种资源的管理。其包括固件核心加载模块、固件核心模块和基础架构功能模块，固件核心加载模块负责加载固件核心模块，并为其准备运行环境，固件核心模块负责建立UEFI规范中的启动服务(Boot Service)和运行时服务(Runtime Service)表，加载、运行其他功能模块，管理各模块之间的交互，实现内存的管理，实现和维护时钟中断和事件机制，实现和维护固件应用的特权级机制，实现UEFI规范中定义的Protocol的管理机制，实现UEFI规范要求实现的其他机制和功能，如调试接口、压缩算法、变量存储/处理等。基础架构功能模块实现UEFI规范中的Architectural Protocol，包括多个功能模块，每个模块实现一个Architectural Protocol。每个Architectural Protocol包含一些基础服务接口，供固件中的其他功能模块调用。