分类：BIOS/UEFI

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本篇开始编写IPV6的代码。因为一直使用的网络调试助手不支持IPV6的通信，只好花了点时间，自己把相关的IPV6的代码（windows和linux下）实现了一遍。

1 搭建IPV6的通信环境

由于现在基本上还在使用IPV4的网络，特别是家庭中，很少使用支持IPV6的路由器。所以，如果需要在双机间调试IPV6的代码，最好买个支持IPV6的路由器，按照路由器手册设置一下就可以了。

当然，我们也可以虚拟机来搭建通信环境。我所使用的虚拟机，都是使用NAT模式的。在打开IPV6支持选项前，虚拟机操作系统上的网卡，没有分配对外的IPV6的地址，导致无法与宿主机通信。

做个类比，开启虚拟机的IPV6支持选项，相当于为虚拟机添加了IPV6的路由器。虚拟机操作系统上的网卡设备会分配IPV6地址，虚拟机之间、虚拟机和宿主机之间可以通过IPV6通信。

记录下Vmware和VirtualBox打开IPV6的方法。

继续阅读“UEFI开发探索55 – UEFI与网络5（IPv6）”

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本篇主要讨论怎么使用StdLib的库函数编写TCP4的代码。

上一篇中直接使用UEFI提供的TCP4 Protocol编写代码，比较复杂，需要自己重新构建所有代码。我们还是希望能够直接使用标准的Socket库来编程，这样可以直接复用以前编写的Socket代码，减少编程的工作量。

1 BSD Socket接口

StdLib中提供的是标准BSD Socket接口，允许不同主机或同一计算机的不同进程之间的通信，是事实上的连接互联网的标准接口。

BSD Socket中要求的API接口，在UEFI的实现中基本都提供了。主要的头文件如下(StdLib\Include下)：

<sys/socket.h>  socket 的核心函数和数据结构；
<netinet/in.h>  互联网地址族，AF_INET 和AF_INET6 地址家族和他们对应的协议家族 PF_INET 和 PF_INET6，包括IP地址以及TCP和UDP端口号；
<arpa/inet.h> 和IP地址相关的一些函数，比如地址转换的inet_pton()等；

由于UEFI并非完整的操作系统，也有很多BSD Socket中的API没有实现，比如针对计算机上程序间的本地通信的un.h。这些没有实现的函数，大部分是与网络通信无关，对我们的UEFI网络编程影响不大。

继续阅读“UEFI开发探索54 – UEFI与网络4(IPv4)”

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在开发网络代码的时候，光用Print打印信息不足以满足开发要求，必须源代码级别的跟踪。我所测试的环境，大部分是在TianCore的模拟环境下。因此，如何在这个环境中，实现源码级跟踪，成为了很迫切的需求。

当然，我可以在Linux下开发，使用Qemu+gdb的方式来调试。不过，每次都要编译好，然后拷贝到镜像文件中，再启动调试，略嫌麻烦。我还是希望能在Windows下，使用VS来调试。

之前的博客第27篇中，我已经介绍了如何使用Vs2015搭建UEFI调试环境。经过这几天的学习，发现之前的有些结论有点偏差，所以再写一篇作为补充。

以我的经验，使用Nt32Pkg编译出来的模拟环境，配合VS2015自带的调试器，能满足我至少90%以上的开发需求。除去那些必须要在硬件上调试，只能使用windbg/gdb进行双机调试之外，这是目前为止最好的调试方法了。

上一篇讨论Vs2015调试环境中，谈到使用AppPkg编译的代码，无法进行源代码级调试，这个结论有点问题。实际上，只要做一些调整，是可以解决这个问题的。

继续阅读“UEFI开发探索53 – VS2015调试UEFI代码（续第27篇）”

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搭建好网络测试环境之后，可以着手进行网络编程了。

UEFI下提供了相应的Protocol，可以进行TCP和UDP的编程，而且针对IPv4和IPv6都提供了相应的支持。另外，也可以通过StdLib中封装好的Socket接口进行编程。

如果所有的编程方式都实现一遍，博客的篇幅就太长了。我原计划是用5篇左右的博客，把网络编程探索完的，因此，我准备用UEFI Protocol编写TCP(IPv4)示例和UDP(IPv4) 示例，以及StdLib接口把上述例子重新实现。

1 EFI_TCP4_PROTOCOL的使用

大部分的UEFI Protocol，可通过设备的GUID找到，直接访问即可。与其他UEFI Protocol不同，网络需要频繁地生成新的Socket。在规范中，针TCP4，提供了两种Protocol。

一是EFI_TCP4_PROTOCOL，可以进行TCP的网络配置和通讯；二是EFI_TCP4_SERVICE_BINDING_PROTOCOL，用来生成EFI_TCP4_PROTOCOL实例。

不过，在EDK2的实现中，并没有提供EFI_TCP4_SERVICE_BINDING_PROTOCOL，而是为所有的网络协议提供了EFI_SERVICE_BINDING_PROTOCOL。也就是说，虽然在Spec中提供了各种名为EFI_XXXX_SERVICE_BINDING_PROTOCOL的协议，其实都是使用EFI_SERVICE_BINDING_PROTOCOL。

继续阅读“UEFI开发探索52 – UEFI与网络3(UEFI TCP4)”

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原计划的50篇博客，终于完成了。可惜的是，现有的篇幅无法把最初设想的内容全部覆盖。因此，开发探索系列还会继续写下去，既然原定目标50篇已经达成，新的目标篇数就不设定了。只针对我感兴趣的各方面的内容，继续探索。

在日常的开发中，总会用到各种打印(print)函数。UEFI下的打印函数，其格式有点奇怪，和Windows及Linux下的print函数不大相同。而且又涉及到Ascii字符和Unicode字符的支持，在使用中总是犯一些小错，让人很是恼火。

因此，为了方便后面的开发，我准备将相关的打印函数整理出来，以备参考。

1OutputString()

最基本的打印输出函数，其他Print函数都是基于此函数构建的。其函数原型为：

typedef
EFI_STATUS
(EFIAPI *EFI_TEXT_STRING) (
IN EFI_SIMPLE_TEXT_OUTPUT_PROTOCOL *This,//指向    
                                 //EFI_SIMPLE_TEXT_OUTPUT_PROTOCOL实例的指针
IN CHAR16 *String //以Null结尾的字符串
);

此函数向输出设备写入字符串，显示在当前光标处，是最基本的输出机制。

示例如下：

gST->ConOut->OutputString(gST->ConOut,L”Hello, UEFI World!\n\r”);

这是Simple Text Output Protocol最核心的函数，配合此Protocol的其他函数，比如SetAttribute等，可以实现彩色背景和彩色字体。在之前的博客中曾经展示过，可以做出与众不同的命令行式Sell程序。

2 格式化输出

PrintLib提供了格式化输出的支持函数，它支持所有Unicode和ASCII字符串。在Package的dsc文件中，一般都会提供这个库的编译。如下：

PrintLib|MdePkg/Library/BasePrintLib/BasePrintLib.inf

UEFI的格式化方式，与ANSI C的标准不尽相同，在使用的时候，很容易造成概念混淆。

格式化语法如下：

%[flags][width][.precision]type

继续阅读“UEFI开发探索51 – UEFI下的打印函数”

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3 在VirtualBox中使用网络

在UEFI开发探索系列博客的第48篇中，我介绍了如何在VirtualBox中搭建UEFI Shell。本节就在这篇博客的基础上，让VirtualBox下的UEFI Shell有访问网络的功能。

1) 安装网络驱动和网络协议驱动

我使用的是VirtualBox6.1.4，其虚拟网卡为Intel Pro/1000MT Desktop。网卡驱动下载地址为：

https://downloadcenter.intel.com/download/27539/Ethernet-Intel-Ethernet-Connections-Boot-Utility-Preboot-Images-and-EFI-Drivers

下载版本为22.10的PREBOOT.exe，双击安装。将目录/APPS/EIF/EFIx64下的驱动E3522X2.EFI拷贝到虚拟机的硬盘中。同时，将之前编译好x64的Ipv4网络协议驱动（MdeModulePkg）也拷贝到虚拟机的硬盘中。

启动虚拟机，进入UEFI Shell，执行如下命令，加载网卡驱动和网络协议驱动：

Shell>fs0:
fs0:>load E3522X2.EFI
fs0:> load SnpDxe.efi MnpDxe.efi ArpDxe.efi Ip4Dxe.efi VlanConfigDxe.efi Udp4Dxe.efi Dhcp4Dxe.efi Mtftp4Dxe.efi Tcp4Dxe.efi

2) 配置网卡。

使用ifconfig命令设置：

fs0:\>ifconfig -s eth0 dhcp

检查网络配置情况：

继续阅读“UEFI开发探索50 – UEFI与网络2”

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UEFI提供了非常完整的TCP/IP网络协议栈，开发人员甚至可以在UEFI上开发自己的Web服务器。其网络协议栈如图1所示：

继续阅读“UEFI开发探索49 – UEFI与网络1”

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做UEFI的实验，32位的程序可以使用TianoCore的模拟环境进行测试。64位的程序，可以使用启动盘在实际的机器上测试，也可以使用虚拟机来测试。

制作启动盘很简单，不过，我之前保存的启动文件丢失了，正好重新做一遍，把过程记录下来。

1 制作UEFI BIOS下的启动盘

启动文件可以通过编译ShellPkg来得到。打开VS命令行，进入EDK的目录，执行edksetup.bat后，输入以下命令：

build -a IA32 -a X64 -p ShellPkg\ShellPkg.dsc -b RELEASE

在EDK的Build\Shell\RELEASE_VS2015x86目录下，会生成32位和64位的完整shell执行文件。

然后执行以下步骤：

1) 将U盘格式化为FAT32（FAT、FAT16也可以，现在很少使用了）格式；

2) 在U盘的根目录下建立efi\boot文件夹；

3) 将刚才生成的两个32位和64位shell执行文件（名称都是Shell.efi），分别改名为bootx32.efi和bootx64.efi，拷贝到U盘的efi\boot目录下。

做好的U盘插到计算机上，开机的时候选择从U盘启动（每款BIOS不大一样，常见的可以按F11选择启动项，或者进入Bios Setup设置从U盘启动），即可进入UEFI shell了。

继续阅读“UEFI开发探索48 – 搭建UEFI Shell环境”

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上一篇的博客中，已经搭建了C++的编程框架，虽然不是所有C++特性都支持了，比如new和delete，以及虚析构函数等，但是用来移植GuiLite已经足够了。下面就开始着手这一工作。

1 代码选择

GuiLite的例子比较丰富，从控件到动画、甚至3D的实现，都可以找到。浏览了一圈后，我选择从HelloTimer开始动手。

这是在STM32F103上运行的代码：

继续阅读“UEFI开发探索47 – UEFI上移植GUILite”

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由于GUILite是由C++开发的，将其移植到UEFI下，意味着代码必须用C++来编写。

以下的内容，大部分来自于《UEFI原理与编程》第10章，将需要的代码整合到了我自己的框架中。有些书中没有遇到的小问题，博客中也给了解决办法。

1 C与C++之于UEFI

UEFI中的程序遵循的是C语言的规则，大部分时候应该用模块化的思维方式去理解代码。在日常开发的时候并没有什么问题，何况C语言比C++更适合直接与硬件打交道的场景。不过，遇到稍大点的GUI应用，或者移植遗留的C++代码时，就不得不采用C++了。比如这次的GuiLite的移植工作。

在windows下，开发所用的工具是Visual Studio，编译器cl本身就是支持C++的。因此，我们所要做的工作是让UEFI的入口函数能够“认识”C++的代码。

C++与C的主要区别在于函数名、数组名等，在经过编译后会不同。这是名字修饰的过程，大部分编译原理的书籍中都有描述过。因此，如果直接用C的代码去调用C++的库，会导致链接失败的。

为了支持C++，EDK2在后续的版本中，也逐渐地添加了一些支持。比如在生成的中间文件AutoGen.h中，自动添加了extern “C”，解决了中间文件的名字修饰问题。

我的开发环境是UDK2018+VS2015，在Win10上进行开发的。

2 支持基础的类

基本上进行以下四个步骤，就可以支持C++的类的功能了。

1) 解决名字修饰问题

这个问题比较简单，只需要在C++源文件中，将C语言的头文件用extern “C”包含起来就可以了。如图：

继续阅读“UEFI开发探索46 – UEFI支持C++”

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在开始这个探索系列的时候，我就计划在UEFI上移植一个完整的GUI库。

前面开发各种图形编程、特效实现的代码，其实有很大一部分来自于我之前另外一个项目-Foxdisk。在这个项目中，某种程度上实现了任务的切换，可以看做一个小型的、带有图形显示的shell界面。

不过，Foxdisk中的键盘处理是完全脱离于图形的，而且也没有实现鼠标的处理。简而言之，这是一个很松散的、模块化的GUI库。与我期望的，类似于MFC、QT、JUCE之类的库相差甚远。

UEFI不是一个完整的操作系统，所选用的GUI库实际上最好偏向于嵌入式的。在简单考察了几个开源的GUI库后，包括LearingGUi、GuiLite、littlevgl等，我选择了从GuiLite开始着手这项工作。

一方面是因为其代码量看起来不大，6000行左右，花费的时间应该不会太多；二是这款开源库是国人开发的，我也加入了作者建的QQ群，有什么问题可以很方便地请教。

1 GUILite类的组织

按照其文档介绍，GuiLite只做两个工作：界面元素管理和图形绘制。而图形绘制不依赖于界面管理，可以独立存在，以应对需要移植到资源有限的单片机环境。

其类的组织图如下：

继续阅读“UEFI开发探索45 – GuiLite概览”

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最近在写UEFI博客的时候，遇到些阻碍。我想移植一款开源的GUI到UEFI下，目前还没有找到。不过，博客开天窗这么久，总是不像话，所以回来继续写Foxdisk的博客了。

Foxdisk的博客更新较慢，主要是觉得这些都是Legacy BIOS下的东西，可能想了解的人不多，我也是随性而写，并不制定计划。

使用Foxdisk3的代码，很难演示如何进行图形编程。因此，我还是使用平常调试用的程序框架来说明。所有的代码，都是在DOS下实验通过，然后再移植到Foxdisk3的代码中去的。

特别说明，Foxdisk3只针对Legacy BIOS，所有访问硬盘、图形显示、键盘访问以及时钟中断的构建，都是在Legacy BIOS的架构下进行的。如想了解UEFI BIOS下如何编写类似代码，请移步我的另一博客-《UFEI开发探索系列》

1 编译和运行环境

我以前都是在虚拟机下调试，使用的是VirtualPC2.5以及Bochs，偶尔也用过Virtual BOX和Vmware构建。每种环境都各有优缺点，比如Bochs的调试环境非常完备，不过显示的时候颜色有时候会很奇怪。

如果只是演示图形编程的话，我觉得DosBox比较好：启动快、DOS环境模拟得很好。我使用的是DosBox v0.74-2，到网上去找即可，免费的。

继续阅读“Foxdisk12 – 图形显示1”

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年初的时候，不少客户都在问，国产的电脑上是不是能用隔离方案？

工程师做了一番调查，大部分客户用的都是龙芯的电脑(3A3000)。硬件上来说，主要是看PCI/PCIE的支持情况；软件上，BIOS需要支持我们的Option ROM，操作系统上的应用程序也得重写。

总的来说，工作量不算大，也不算小，由此开始了我们几个月的产品适配过程。

继续阅读“UEFI开发探索44 – 龙芯下的UEFI App和Option ROM”

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嗯，最近把博客移动到了CSDN上了，主要是那边比较方便查看博客：十几篇文章的标题可以在一个页面上显示。

我们的博客网站就没那么方便啦，还是比较适合个人浏览。我们俩也没那么多时间去调整，就这么继续写下去吧。

预计中的50篇，马上就要接近尾声了。我正在搜肠刮肚地寻找课题，可是感觉每个课题都特别大，比如写个uefi下的磁盘管理工具、写个类似grub的多引导工具、移植个GUI库过来等等。

都很有趣，也都很…费时间。

中年程序员大叔的时间可是很宝贵的，能压缩的时间只剩下睡觉了。再这么下去，仿佛去世多年的爷爷在河的那边正向我招手呢，模模糊糊的能看见…

总之，有兴趣的话，可以去CSDN上关注下：

https://me.csdn.net/luobing4365

当然，这里一直都会是我的主战场，不定期地更新自己的技术点滴或者感想。

最后，上一张老家的风景图。国庆的时候带娃去明月山了，温泉泡得很舒服，爬山很好玩。明月山和羊狮慕的栈道，挂在山腰，走完要两个多小时，非常有意思。

当然，不愧是AAAAA级景区，价格也不便宜，虽然大部分都是老哥付的钱^^

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今天来探索上次提出的第三个问题：如何产生Protocol？

在常看的书《UEFI原理与编程》中，实际上已经介绍了如何开发UEFI服务了。他以视频解码为例，提供了一个完整的解码库。

目前对视频解码没有什么兴趣，因此，这篇内容对我来说，多余的枝节太多了。我准备构建一个比较简单的框架型代码，可以用来在屏幕上画几何图形，以熟悉如何开发Protocol。

1 UEFI Driver

相比于Windows driver，UEFI driver简单很多，大致可以分为两类：符合UEFI驱动模型的驱动和不遵循UEFI驱动模型的驱动，如图：

继续阅读“UEFI开发探索43 – Protocol的使用2”

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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？

继续阅读“UEFI开发探索42 – Protocol的使用1”

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