[发明专利]一种基于服务器计算机的UEFI固件实现方法

摘要

本发明公开了一种基于服务器计算机的UEFI固件实现方法。该方法具体为服务器计算机上电启动，执行处理器驱动模块，初始化处理器和内存，并提供访问处理器和内存的接口，从而建立起固件运行的基本环境。执行固件核心加载模块，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。执行固件核心模块，建立UEFI固件的基础服务；初始化UEFI的系统服务，完成UEFI系统表、UEFI启动服务表和UEFI运行时服务表的初始化，UEFI固件中的所有功能模块均可调用系统服务。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。加载外设扫描模块，扫描外设并为外设分配系统资源，加载外设驱动模块，完成外设初始化。加载执行固件应用层中各模块，启动操作系统。

主权项

一种基于服务器计算机的UEFI固件实现方法，其特征在于，所述UEFI固件分为硬件抽象层、固件核心层、设备协议层以及固件应用层；所述硬件抽象层包括处理器驱动模块、芯片组驱动模块和外设驱动模块，所述处理器驱动模块对服务器计算机中处理器和内存进行初始化，并提供访问处理器和内存的接口；所述芯片组驱动模块对服务器计算机硬件平台中南北桥芯片进行初始化，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；所述外设驱动模块驱动服务器计算机主板上连接的外设；所述固件核心层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，固件核心加载模块加载固件核心模块，并为其准备运行环境；固件核心模块建立UEFI规范中的启动服务Boot Service和运行时服务Runtime Service表，加载、运行固件核心层中的其他模块，管理固件核心层中各模块之间的交互，管理服务器计算机中内存，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规范要求实现的机制和功能；基础架构功能模块实现UEFI规范中的体系结构协议Architectural Protocol，基础架构功能模块包括多个功能模块，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；所述设备协议层包括总线协议模块和网络协议栈模块，总线协议模块实现各种总线协议，并通过UEFI规范中的Protocol机制发布总线的访问接口；网络协议栈模块实现网络协议栈；所述固件应用层包括设备扫描模块、人机界面显示模块、系统监控模块、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；设备扫描模块枚举服务器计算机中的所有外设，并为外设分配资源，将外部设备与相应的外设驱动模块进行连接；人机界面显示模块与显卡驱动模块连接，实现所有显示相关的接口；系统监控模块实时检测服务器计算机中处理器温度、系统电压和风扇转速，根据处理器温度来调整风扇的转速，当处理器温度过高时，强制关机；系统启动模块提供一个图形化的用户配置界面，用户通过菜单操作的方式，查看系统信息和对系统进行配置。最后根据用户的选择，从存储设备启动操作系统；文件系统模块实现FAT/FAT32、EXT2/3/4和ISO9660文件系统，支持对文件的读取操作；内核加载模块在系统启动的最后阶段，从服务器计算机的存储介质中将内核文件加载到内存中，并为内核文件准备必要的参数，然后跳转到内核的入口点执行内核文件；运行时模块实现UEFI规范定义的供操作系统在其运行阶段调用的运行时Runtime接口，以及处理器平台的操作系统与固件定义的接口；Shell是UEFI固件提供的一个命令行环境，基于UEFI固件中提供的大量接口服务，开发出Shell下的多种固件应用程序；在上述UEFI固件的基础上，该方法包括如下步骤：步骤一、服务器计算机上电启动，执行所述处理器驱动模块，初始化处理器和内存，并提供访问处理器和内存的接口，从而建立起固件运行的基本环境；步骤二、执行所述固件核心加载模块，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；步骤三、执行固件核心模块，建立UEFI固件的基础服务；初始化UEFI的系统服务，完成UEFI系统表、UEFI启动服务表和UEFI运行时服务表的初始化，UEFI固件中的所有功能模块均可调用所述系统服务；步骤四、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；步骤五、加载外设扫描模块，扫描外设并为外设分配系统资源，加载外设驱动模块，完成外设初始化；步骤六、加载执行固件应用层中各模块，启动操作系统。上述步骤中，步骤(6)中固件核心模块加载固件卷中的固件应用模块，并实现对应的固件功能。包括显示模块、系统监控模块、文件系统模块、内核加载模块、运行时模块、Shell模块、系统启动模块，最后，固件核心模块将控制权交给系统启动模块，准备启动操作系统。