罗冰(Robin) – 第6页 – 易也技术

UEFI开发探索38 – Ubuntu下编译AppPkg杂谈

请保留-> 【原文： https://blog.csdn.net/luobing4365 和 http://yiiyee.cn/blog/author/luobing/】

上一篇博客中，在编译AppPkg的时候，遇到了问题，编译的时候出错。错误的提示在上一篇博客中贴出来了，这里不再贴出。针对此问题，我查找了一些资料，做了若干实验，姑且以杂谈的形式记录下来。

1 EADK

为了方便使用标准的C库，EDKII中提供了开发包：EDK II Application Development Kit，简称为EADK。它最早脱胎于EFI_ToolKit，是Intel推广EFI的范例程序包。

随着UEFI的法发展，原来的架构无法统一，EFI_ToolKit的代码被分别整合到各个Package中了。其中的python和Application Development Kit就由EADK接替，并维护着。不过，从github上的日期来看，最后维护的时间也是2015了，是不是后面放弃了？

不管如何，它能很方便的用来构建Uefi程序，也能直接使用熟悉的C库函数，之前博客中的大量代码都使用了它。它包含了三个Package：

图1 EADK

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UEFI开发探索37 – Linux下环境搭建

请保留-> 【原文： https://blog.csdn.net/luobing4365 和 http://yiiyee.cn/blog/author/luobing/】

Windows下搭建环境、编译、运行等一系列工作，都已经比较熟练了。不过，鉴于Intel提供的调试工具（之前博客中讲述过）Linux版本的都比windows新:

图1 已经两年没更新的调试工具

我觉得还是有必要在Linux下把开发环境建立起来。何况，我平常用来开发UEFI的Windows虚拟机实在太大了，动辄50G，装完必要软件后，只剩下10多个G。

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UEFI开发探索Q&A – 问题辑录（持续更新）

最近正在尝试在Unbutu16上搭建开发和调试环境，其中过程一言难尽，到现在也没完成到符合我要求的程度。

正是因为遇到障碍，我今天早上回到Win10+UDK2018的环境下，想重新编译下AppPkg，没想到遇到问题了，怎么编译都不通过。明明之前是没有问题的啊，看第26篇博客，当时我还非常雀跃于第一次编译通过。

我一直都在使用AppPkg编译我自己的UEFI app，肯定是哪里的配置被我自己修改，忘记了。一番折腾后，终于搞清楚了。

基于上面的事故，我觉得有必要专门做一个问题辑录的博客，把自己遇到的一些比较奇怪的问题以及解决方法记录下来。

这篇博客用来占坑，遇到问题就到这里记录，估计会很长……

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UEFI开发探索36 – UEFI Option ROM

(请保留->发布地址： http://yiiyee.cn/blog/author/luobing/ )

Option ROM的开发不是一门显学，相关的资料也少得可怜。如果是在ODM厂商工作，或者做BIOS相关的工作，可以接触到很多相关的材料。不过，对我这种必须开发Option ROM，公司又不是相关行业的，非常少见。这也导致在开发Legacy BIOS的Oprom时，只能一点点摸索，遇到的问题如山之多。

UEFI下开发Option ROM相对好多了，一方面资料比较全面，EDK的文档组织还是比较明晰的；另一方面，它也提供了标准的工具，非常便利。我自己的测试卡是PCIE接口的，接下来讨论的Option ROM是针对PCI扩展ROM的（ISA ROM在UEFI spec中好像不支持了）。

UEFI的Option ROM结构与之前介绍的Legacy BIOS Oprom类似：

图1 UEFI Option ROM结构(From UEFI Spec 2.8 page 723)

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Windows驱动稳定性测试

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近期UEFI探索系列没有更新，忙着处理北京的案子以及帮忙朋友做一个IO驱动。开发完成后，我不知道怎么去测试稳定性了。问道于张佩，他建议用Verifier进行测试。

正好去上海有事，周末拉着张佩来教我如何测试和调试。过程就不赘述了，我把使用Verifier的过程记录下来，以备未来查看。

Driver Verifier不需要下载，它包含在大多数windows的发行版本中。在%WinDir%\system32\下可以找到，比如这是我工作的操作系统：

图1 verifier.exe的位置

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UEFI开发探索35 – Option ROM前传2

在Legacy BIOS的Option ROM开发过程中，除了需要注意代码结构外，代码生成文件的大小也得小心，BIOS文件预留的空间不多。我一般将生成文件控制在12K左右。

当然，在后期的产品开发中，我们开始与联想和方正合作，Option ROM文件是请BIOS工程师编译进BIOS的，上述的限制就不需要那么严格了。

1 校验和的问题

Option ROM文件，要求字节校验和必须为0。而在隔离卡销售过程中发现，有些BIOS要求字校验和为0。

所谓字节校验和，也即把文件的内容一个字节一个字节加起来，其和为0；而字校验和则是按字为单位加起来，其和为0。

这种工具没有现成的，必须自己编写。

问题来了，怎么保证一个文件同时满足字节校验和以及字校验和为零？

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UEFI开发探索34 – Option ROM前传1

下面开始进入系列博客的主线-Option ROM的开发。

我预备用3篇将这个问题说清楚。包括Legacy BIOS下的Oprom，以及如何搭建UEFI下Oprom，包含为了开发Oprom我所自制的几个工具。

我曾经有很长一段时间与Legacy BIOS的Option ROM打交道，在没有示例程序、没有人指点的情况下，苦苦探索，痛苦而又充实。

一切都从这个文档开始：

图1 pnp bios spec

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UEFI开发探索33 – 再谈串口通信

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UEFI系列博客的第20篇中，曾经尝试过构建串口通信的代码。发送串口数据在当时已经实现了，可是没有找到如何判断是否有可读的数据，读取串口没有成功。偶尔能读到串口数据，只能证明读函数起作用了。

在多年的开发经历中，我曾经开发过各种MCU的串口代码，也在DOS和Legacy BIOS下开发过。读取串口，基本都是使用中断（或者配合DMA）方式。Windows下的串口，虽然表面是Windows的消息机制，驱动层还是使用了中断。

开发过一款串口通信的隔离卡，我构建了Legacy BIOS下的底层串口和单片机的串口程序：

图1 Legacy BIOS:串口通信

虽然寄存器众多，不过核心思想还是不变：设置串口参数，设定中断处理程序，然后建立读写的函数。

可是，UEFI下只提供了Event的方式，而SerialIO Protocol中并没有对应的事件函数(类似键盘的WaitForKey)。该怎么解决这个问题？

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UEFI开发探索32 – 有趣的图像特效

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PhotoShop和ACD See中，有各种对图像进行特效处理的功能，我在大学的时候就很着迷，一度考虑报考图像处理相关的研究生专业。

可惜生活总是变幻无常，推着我走向了另外一条道路，曾经的梦想还没出航就搁浅了。

不过这也影响了我之后的编程生涯，在底层开发的时候，总想着搞清楚各种图像的特效是怎么实现的。

这次准备拿UEFI App来开刀。

1 灰度转换

先上效果图：

图1 灰度化图像效果图

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UEFI开发探索31–鼠标GUI构建

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进行了上一篇博客所描述的各种实验，相关的代码基本都已经搭建好了，我们可以着手进行对GUI界面的鼠标支持了。

UEFI对开发者提供中断支持，所有异步操作都可以通过Event来完成。Simple Pointer Procotol也提供了对此机制的支持，根据文档中函数的说明，构建如下的函数：

图1 鼠标GUI函数

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UEFI开发探索30 –鼠标初探

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我的UEFI开发探索的系列博客，一直都有一根主线的存在，那就是在测试板上把UEFI的Option ROM开发出来。

回想到目前为止，总线及设备访问：PCI、Smbus、串口，都已经实现过了（串口实现不大完美，但在测试板上不需要使用）；界面相关：屏幕画图、文字显示、图像(BMP、PCX、JPEG)显示，也已经完成；用户交互：键盘已经完成，鼠标还没有写。

也就是说，鼠标探索完成后，只剩下构建Option ROM架构，这条主线就完成了。

UEFI开发探索系列已经进入中期了。

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UEFI开发探索29 – 图像显示（JPEG）

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最近大部分时间都在研究怎么调试了。原计划的图像显示系列，落后不少进度。

之前介绍的BMP和PCX格式，都是无损压缩格式。今天想研究下有损压缩的明星—Jpeg格式。

本来是准备了四种格式的研究：BMP、PCX、JPEG和ICO。因为时间原因，ICO就不再继续编程了。如果未来有需要，到时再把它补上吧。

这篇博客是图像显示系列的最后一篇了。

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UEFI开发探索28 – 用Windbg建立UEFI调试环境

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最近的翻译计划和博客计划严重滞后。一方面是因为有两个案子在推进，业余时间也被占用；另外一方面，在尝试用windbg搭建调试环境的时候，遇到了一些阻碍。

大部分情况下，我都是使用win10的虚拟机，配合UDK2018开发的。对照文档，第一次尝试就失败了。

文档中建议的环境是Win 7/Win8 64位，UDK2010。搭建win7的虚拟机，安装Vs2008+UDK2010，再试，不行。

我怀疑虚拟机是不是会有影响，幸好公司到处都是Mini PC。下班后找了台实际机器搭建，还是不行。

在工作间隙和下班后，只要有时间，我就苦苦寻找可能性。各类操作系统，各类UDK，各版本Qemu和各版本windbg，组合起来起码也有20几种。

在我搭建这些环境的次数多到想吐，准备转到Linux下时，今天早上，竟然成功了！

冷静下来思考，发现自己有80%以上的工作，都是无用功。不过正如7个炊饼的故事一样，这些无用功才引导我尝试成功。收拾起心情，把这几天的无用功整理一下。

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UEFI开发探索27 – 用Vs2015建立UEFI调试环境

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我使用AppPkg进行Uefi app和UEFI oprom的开发，这样很方便生成在实际硬件中运行的代码。

而在日常的开发调试，不可能有硬件环境，一般会使用UEFI中生成的模拟环境，其执行文件为SecMain.exe，是在Nt32Pkg中生成的。我一般是将生成文件拷贝到其同目录下，运行SecMain.exe，进入模拟UEFI Shell执行生成文件。

当然，调试的办法仍旧是使用Print()函数，打印出需要的信息。再加上一点点想象力，以及对代码的理解，解决遇到的问题。

网上找到的资料，大部分是以Nt32Pkg为例子搭建的环境来构建调试环境。很久以前我也曾经用VS2008搭建过，可以用来编译，调试则没有成功。当时项目时间比较紧，没有去深究，用古老的Print()大法进行调试，好歹是将项目完成了。

这几天在寻找建立UEFI调试环境的过程中，发现intel其实提供了调试工具，名为UDK Debugger Tool。配合windbg和Qemu，可以搭建完整的调试环境。看到windbg，我就被吸引住了。一直觉得自己用得不熟，正好借这个机会好好深入一下。

因此，我准备花点时间用windbg来搭建调试环境。

至于用VS2015自带的调试器，我个人觉得配合SecMain也是可以搭建起来的。在尝试的过程中发现了很多可能性，有些问题我还没有想到解决办法。估计会很花时间，我暂时放弃了。

不过经验难得，我把探索VS2015建立调试环境的过程记录下来了。

1 创建Makefile Project

第一步就遇到困难了。

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UEFI开发探索26 – UEFI下观察汇编代码

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上一篇博客中遇到了奇怪的问题，明明没有使用的函数，在编译的时候竟然报错，提示使用了此函数，而且导致程序无法链接。

这让我意识到，还是得建立完整的调试环境，帮助学习开发。

一直以来，我调试代码的方法大概有三种：

1) 打印输出。这是最常用的，也最方便的。不管是通过屏幕打印输出，还是通过串口、USB口等硬件设备打印，都能知道很多程序的内部信息；
2) 观察汇编代码。 主要用来准确的知道程序内部运行状况、库的链接、各种变量等，配合map、lst等文件综合分析。用来解决一些疑难杂症；
3) 断点调试。 这是最好的调试方法，不过视开发的产品，有时候很难实现。如果是调试Windows driver&app，VS系列产品以及Windbg能发挥很大作用；Linux下用gdb，也很好；调试DOS和Legacy bios时，我用debug.exe较多。开发固件代码时就比较麻烦了，要么用软件模拟器调试，要么用JTAG调试。

帮朋友打个小广告，建议读一读张银奎的《软件调试》，目前他在筹划第二版四卷本的计划。第二版的第一卷已经出版，值得好好读一读。承张老师惠赠一本，正在拜读：

图1 软件调试第二版卷1

UEFI下开发APP和Driver，以及我目前的目标Option ROM，在实际硬件中是没法使用断点调试的，至少目前我没有找到方法。实在很怀念用debug.exe调试DOS程序的日子，工具虽然简单，该有的功能都有，UEFI下怎么就没提供这种类似的工具呢？

我准备用几篇博客，谈一谈如何建立第二种观察汇编代码和第三种断点调试的方法。当然，断点调试只能在TianoCore（模拟环境）配合下工作，实际硬件就无能为力了。这就足够了，能大大加快各种代码的开发。

这篇介绍如何去观察汇编代码。

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UEFI开发探索25 – 图像显示(PCX)

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隔离卡的界面开发中，PCX实际上用得最多。主要是因为它采用了RLE压缩，在颜色不多的情况下，能够比较小。这也逼着我使用各种工具，比如PS、ACDSEE甚至是画图软件，来调整其色彩数，以减少图像尺寸。

毕竟隔离卡的ROM只有64K可用，因此常用的是256色PCX。PCX其实也支持24位真彩色，本篇中我尝试在UEFI Shell下显示24位真彩色PCX文件。

1 PCX格式介绍

PCX文件包含三部分：

文件头128字节，包含各种信息；
压缩图像数据部分，任意大小；
结尾一般带有256色的调色板，供768字节；

文件头如下：

图1 PCX结构

PCX的格式相对比较古老了，这里有篇文档可以参考一下：http://techheap.packetizer.com/compression/graphics/pcxfmt.html。

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