[发明专利]一种基于龙芯服务器的UEFI固件实现方法

权利要求书

1.一种基于龙芯服务器的UEFI固件实现方法，其特征是，所述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；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、芯片组驱动模块和外设驱动模块；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；设备协议层实现各种标准的工业规范，包括总线协议、外设接口和网络协议栈；固件应用层实现固件的各项功能，其包括设备扫描模块、人机界面显示模块、系统监控模块、服务器管理支持模块、系统启动模块、文件系统模块、内核加载模块、运行时模块和Shell模块；

所述固件的具体运行步骤如下：

(1)初始化处理器、内存，建立起固件运行的基本环境；

(2)将UEFI固件代码复制到内存，并对固件进行解压，加载固件核心模块；

(3)建立UEFI固件的基础服务；

(4)加载UEFI固件功能模块，包括基础架构功能模块、设备协议模块；

(5)扫描设备并为设备分配系统资源，加载设备驱动模块，完成设备初始化；

(6)加载执行固件应用模块；

(7)运行配置界面；

(8)从存储设备加载操作系统。

2.如权利要求1所述的基于龙芯服务器的UEFI固件实现方法，其特征是，所述步骤(1)中执行处理器驱动模块；处理器驱动模块采用MIPS汇编语言实现，是系统上电后首先执行的模块，模块直接在FLASH芯片中运行；处理器驱动模块实现龙芯3A/3B处理器、Cache(高速缓存)、内存、TLB(旁路转换缓冲)等初始化，实现MCU(内存控制器)、SMBUS和内存的初始化，配置内存地址窗口，并提供访问CPU、Cache、内存等部件的接口；处理器驱动模块还要初始化处理器中的串口模块，为后续的固件代码的提供调试手段。

3.如权利要求1所述的基于龙芯服务器的UEFI固件实现方法，其特征是，所述步骤(2)中执行固件核心加载模块；步骤(1)执行完成后，系统内存已经初始化好，此时固件代码可以在内存中运行以加快运行速度；而且可以用C语言来实现固件代码，加快开发速度；固件中包含的功能模块较多，而FLASH芯片的容量有限，一般需要将存放功能模块的固件卷进行压缩，固件核心加载模块负责从FLASH中将压缩的固件卷复制到内存中，并进行解压；解压成功后，在内存中创建HOB(Hand-Off Block)数据表，存放处理器、内存、FLASH等系统信息，提供给后续的固件模块使用；最后，固件核心加载模块将控制权交给固件核心模块。

4.如权利要求1所述的基于龙芯服务器的UEFI固件实现方法，其特征是，所述步骤(3)中执行固件核心模块。固件核心模块首先初始化UEFI的系统服务，为后续的功能模块的加载、运行做准备。主要是完成UEFI系统表、UEFI启动服务表和UEFI运行时服务表的初始化，具体服务包括代码调试、内存管理、UEFI镜像管理、HOB、UEFI时钟、FLASH访问、解压缩、固件卷解析、UEFI事件、任务优先级、UEFI Protocol管理、UEFI变量存取等；系统服务表存放在内存的特定区域，UEFI固件中的所有功能模块都可以调用这些系统服务。

5.如权利要求1所述的基于龙芯服务器的UEFI固件实现方法，其特征是，所述步骤(4)中固件核心模块加载固件的功能模块；固件核心模块通过检索固件卷，依次查找其中的功能模块，并将其加载到内存中；每个功能模块都被编译成一个PE/ELF格式的可执行镜像，固件核心模块需要解析功能模块镜像，然后加载到内存的特定地址处，并跳转到入口函数；功能模块的入口函数执行完成后，通常会返回到固件核心模块，固件核心模块继续进行下一个功能模块的加载。

6.如权利要求1所述的基于龙芯服务器的UEFI固件实现方法，其特征是，所述步骤(5)中完成设备的初始工作。固件核心模块加载设备驱动模块，实现主板上外设的初始化和实现访问外设的函数接口，包括南北桥芯片、显卡、SATA/IDE控制器、USB控制器、SMBUS控制器、LPC控制器、键盘、网卡等。通常由一个模块实现一种设备驱动；另外，在这个阶段由设备扫描模块扫描系统中的所有外设，并为外设分配内存、IO和中断资源，这样外设在操作系统下才能正常工作。