请保留-> 【原文： https://blog.csdn.net/luobing4365 和 http://yiiyee.cn/blog/author/luobing/】
虽然一直使用各种Protocol来实现需要的程序功能，但对其背后的原理、实现方法，一直都比较模糊。我奉行的是“先用再说”的实用主义，正好周末有点闲暇，探究一下对Protocol理解模糊的地方。
如图为Protocol的结构图，摘自于UEFI Spec 2.8 page 45。
我想弄清楚的问题如下：
1) 如何使用Protocol服务？
2) Protocol这种机制在UEFI中是如何实现的？
3) 如何实现一个Protocol？
1 函数学习
与Protocol处理有关的函数，在Spec中给出了列表：
如果只是使用Protocol，上述的很多函数都不需要关注。简单描述下需要用到的几个函数：
1-1 OpenProtocol()
typedef EFI_STATUS (EFIAPI
*EFI_OPEN_PROTOCOL) (
IN EFI_HANDLE Handle, //指定要打开此Handle安装的Protocol接口
IN EFI_GUID *Protocol, //要打开的Protocol（指向该Protocol GUID的指针）
OUT VOID **Interface OPTIONAL, //返回打开的Protocol对象，如果没有则返回NULL
IN EFI_HANDLE AgentHandle, //打开此Protocol的Image（对UEFI Application）
IN EFI_HANDLE ControllerHandle, //如果打开的Protocol是符合UEFI Driver Model的driver,则
此参数为控制Protocol接口的控制器，否则为可选的，并且可能为NULL
IN UINT32 Attributes //打开Protocol的参数
);
函数描述：
上述的几个参数，Handle是UEFI中设备的对象，它是Protocol的提供者。如果Handle的Protocol链表中有该Protocol，则Protocol对象的指针将写到*Interface中（注意，Interface是个指向指针的指针）。
在驱动中调用OpenProtocol()，则ControllerHandle是拥有该驱动的控制器，即请求使用这个Protocol的控制器; AgentHandle是拥有该EFI_DRIVER_BINGDING_PROTOCOL对象的Handle。如果打开的是应用程序(UEFI Application)，则AgentHandle是该程序的Handle，即UefiMain函数的第一个参数，ControllerHandle可以忽略。
该函数如果返回错误，有很多种可能性。具体可以参考Spec（UEFI spec 2.8 page 187）。
Attributes有6个值可以使用：
#define EFI_OPEN_PROTOCOL_BY_HANDLE_PROTOCOL 0x00000001
#define EFI_OPEN_PROTOCOL_GET_PROTOCOL 0x00000002
#define EFI_OPEN_PROTOCOL_TEST_PROTOCOL 0x00000004
#define EFI_OPEN_PROTOCOL_BY_CHILD_CONTROLLER 0x00000008
#define EFI_OPEN_PROTOCOL_BY_DRIVER 0x00000010
#define EFI_OPEN_PROTOCOL_EXCLUSIVE 0x00000020
可根据实际情况自由选择上述参数。
1-2 HandleProtocol()
typedef EFI_STATUS (EFIAPI
*EFI_HANDLE_PROTOCOL) (
IN EFI_HANDLE Handle, //需要查询的Handle，看是否支持指定的Protocol
IN EFI_GUID *Protocol, //发布的唯一Protocol标志，也即指向有效Protocol GUID的指针
OUT VOID **Interface //返回待查询的Protocol
);
函数描述：
它是OpenProtocol()的简化版，不需要指定AgentHandle、ControllerHandle和Attributes的值（OpenProtocol()中的三个参数）。实际上，在函数内部中还是使用了OpenProtocol()，AgentHandle为gDxeCoreImageHandle，ControllerHandle使用NULL值，Attributes则使用EFI_OPEN_PROTOCOL_BY_HANDLE_PROTOCOL。
1-3 LocateHandleBuffer()
typedef EFI_STATUS (EFIAPI
*EFI_LOCATE_HANDLE_BUFFER) (
IN EFI_LOCATE_SEARCH_TYPE SearchType, //指定哪种handle返回，即设定查找方式
IN EFI_GUID *Protocol OPTIONAL, //指定的Protocol(GUID)，此参数只有在SearchType为
ByProtocol时才有效
IN VOID *SearchKey OPTIONAL, //依SearchType不同，提供搜索的关键字
IN OUT UINTN *NoHandles, //返回找到的Handle数量
OUT EFI_HANDLE **Buffer //分配Handle数组并返回
);
函数描述：
此函数返回一个或多个Handle，以匹配SeatchType中规定的请求。参数Buffer所需要的内存，由函数使用EFI_BOOT_SERVICES.AllocatePool()分配，使用完后，调用者必须调用FreePool()将其释放。
SearchType有三种类型：
AllHandles: 参数Protocol和SearchKey会被忽略，返回系统中的所有Handle；
ByRegisterNotify: 从RegisterProcotolNotify中找出匹配SearchKey的Handle，Protocol参数会被忽略；
ByProtocol: 从系统Handle数据库中找出支持指定Protocol的Handle，SearchKey参数会被忽略。
1-4 LocateProcotrol()
typedef EFI_STATUS (EFIAPI
*EFI_LOCATE_PROTOCOL) (
IN EFI_GUID *Protocol, //待查询的Protocol
IN VOID *Registration OPTIONAL, //可选参数，从RegisterPtotocolNotify()获得注册Key
OUT VOID **Interface //返回系统中第一个匹配到的Protocol接口
);
函数描述：
此函数找到第一个支持Protocol的设备Handle，并返回其Protocol接口(Protocol Interface)。调用时不用指定Handle，相比较OpenProtocol()和HandleProtocol()，更为简便。
1-5 OpenProtocolInformation()
typedef EFI_STATUS (EFIAPI
*EFI_OPEN_PROTOCOL_INFORMATION) (
IN EFI_HANDLE Handle, //已经查询到的Protocol的设备句柄
IN EFI_GUID *Protocol, //待查询的Protocol(GUID)
OUT EFI_OPEN_PROTOCOL_INFORMATION_ENTRY **EntryBuffer, //查询到的信息从此参数返
回
OUT UINTN *EntryCount //EntryBuffer数组元素个数
);
函数描述：
此函数用于获得指定设备上指定Protocol的打开信息。它会为EntryBuffer分配内存，并将返回的信息存入其中，内存的释放由调用者完成。EntryBuffer的数据结构如下：
typedef struct {
EFI_HANDLE AgentHandle;
EFI_HANDLE ControllerHandle;
UINT32 Attributes;
UINT32 OpenCount;
} EFI_OPEN_PROTOCOL_INFORMATION_ENTRY
返回的信息包括AgentHandle、ControllerHandle、打开的属性和打开个数。很多时候，这个函数获取的信息用来关闭打开的Protocol。
1-6 CloseProtocol()
typedef EFI_STATUS (EFIAPI
*EFI_CLOSE_PROTOCOL) (
IN EFI_HANDLE Handle, //之前已经打开的Protocol接口的设备句柄，准备关闭
IN EFI_GUID *Protocol, //发布的唯一Protocol标志，也即指向有效Protocol GUID的指针
IN EFI_HANDLE AgentHandle, //打开此Protocol的Image（对UEFI Application）
IN EFI_HANDLE ControllerHandle, //如果打开的Protocol是符合UEFI Driver Model的driver,则
此参数为控制Protocol接口的控制器，否则为可选的，并且可能为NULL
);
函数描述：
Protocol使用完毕后要通过此函数来关闭。通过HandleProtocol()和LocateProtocol()打开的Protocol没有指定AgentHandle，没法直接关闭。需要调用OpenProtocolInformation()获得AgentHandle和ControllerHandle，然后再关闭。
其他的一些函数不一一列举了，需要的时候再去读Spec，可在Spec 7.3 Protocol Handler Services中找到相应的内容。
2 使用Protocol
为了熟悉Protocol的使用，写了一个小程序，用来判断Protocol是否存在。
实际上，在使用各种Protocol的过程中，其中最重要的一点，就是UEFI下要提供相应的支持。如同之前在Legacy BIOS下的开发一样，比如鼠标，如果BIOS对鼠标的中断不支持，那希望在自己的代码中支持鼠标，工作量太大了。
为了方便显示，我把之前编写的汉字显示代码(探索系列博客18)移植到了UefiMain为入口的代码中。期间也遇到点小问题，在系列博客相关的问题集中也描述过，这里不再赘述。
代码比较简单。实际上，读过上面函数的说明，代码也就不难编写了。
我主要的目的，对传入的Protocol GUID进行定位，看系统中是否存在相应的Protocol，以及相关的Handle的数目。
具体来说，以串口为例，也就是找SerialProtocol是否存在，以及存在多少个串口。实际代码都在本章例子TryProtocol.c的函数ListProtocolMsg()中，如下：
另外，在平常的使用中，我处理Protocol的代码都在Common.c中。需要注意的是，代码中的一些细节还没有处理好，比如内存的释放、Protocol使用之后的关闭等。
商用化的时候再处理吧。
3 演示
我用上面的函数来检查串口和随机数生成器的Protocol，编译之后，显示如下：
在TianCore的模拟环境中，有两个串口、没有提供随机数生成器的Protocol，一如测试结果所示。
对于其他函数的使用，网上也有大量的例子可供参考，我也没精力一个个试验了。准备进入下一个问题，如何生成Protocol了。
百度云链接：https://pan.baidu.com/s/1gccSosw8_UAGTI5gZPnLCA
提取码：dx23
文件在 FF RobinPkg/ RobinPkg /Applications/ TryProtocol 下
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