易也技术

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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。

继续阅读“UEFI开发探索28 – 用Windbg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。

继续阅读“UEFI开发探索27 – 用Vs2015建立UEFI调试环境”

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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：

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。

继续阅读“UEFI开发探索26 – UEFI下观察汇编代码”

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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：

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

文件头如下：

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。

继续阅读“UEFI开发探索25 – 图像显示(PCX)”

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BMP是微软推荐和支持的标准图像文件格式，图像数据不经过压缩直接存盘，直译过来是位图（bitmap）。

最早的时候，Windows自带的画图程序只支持bmp格式，现在缺省支持PNG了。

这种格式比较简单，数据结构也非常容易看懂。我在开发隔离卡、Option ROM以及嵌入式产品时，如果需要用到图像，只要空间允许，都是用BMP格式。代码简单，很多时候几行循环代码就搞定。

在Foxdisk的博客中，还没来得及对图像格式进行介绍。那款软件中主要使用了BMP和PCX两种图像格式。

我预备用几篇博客，把常用的图像格式在UEFI Shell下如何显示介绍一下。为了方便，没有使用main函数作为入口，而是使用了ShellAppMian。理由比较简单，main函数入口参数不是Unicode的，需要进行转换；另外，我也想尽可能使用UEFI提供的函数来进行处理，尽量少用标准C的库函数。

先从BMP开始。

继续阅读“UEFI开发探索24 – 图像显示(BMP)”

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Option ROM的开发中，很少用到文件读写。因此，在最早开发的过程中，我没有仔细研究过文件处理相关的Protocol。

倒是在编写显示图片例程的时候，涉及到了一些。我直接使用了UDK中的例子，改造了显示BMP的函数，函数内部封装了文件读取。

接下来我准备用几篇博客，演示如何显示图片。UEFI画图的程序，在之前的博客中已经讨论演示过了。下面需要做的，是解析图像格式，解压数据，并通过画图函数将其显示在屏幕上。

预备要处理的图像格式包括BMP、PCX，有时间的话研究下Jpeg。

当然，首先还得搞清楚UEFI下怎么进行文件读写。

继续阅读“UEFI开发探索23 – File IO(文件读写)”

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之前搭建UDK2017和UDK2018失败，我只能使用以前的开发环境WinXP+UDK2010来调试程序。总感觉自己像个史前程序员，XP下很多工具都没法使用的。比如我想看某个函数的定义，只能使用TotalCmd全文件夹搜索，感觉很不爽。

今天去公司加班，广州有客人来访。下午送走客人后，我盯着以前写的“搭建环境”的博客，下定决心，一定要用上win10+UDK2018为新的开发环境。

继续阅读“UEFI开发探索22 – 环境搭建3”

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SMBus是1995年由Intel提出的一种双线通信专利技术，它完全符合系统管理总线规范1.1版，与I2C串行总线兼容。与当前流行的高速串行协议相比，SMBus的速度比较慢，但因其使用硬件少，支持此协议的产品非常多，在当前的计算机行业仍然有很大的应用面。

在开发双网隔离计算机的过程中，需要解决三方通信问题。即Windows/Linux层App、控制卡Firmware和BIOS(包括BIOS oprom)三方的通信。实际上需要解决的是控制卡Firmware与Windows/Linux层App、控制卡Firmware与BIOS通信的问题。

最早我采用PCI/PCIE芯片。问题是厂商提供的驱动不完善，总是有各种问题；加上芯片上的控制引脚不够，无法实现产品目标。

后期换为C8051F320，价格也比较合适。底层的通信（控制卡Firmware与BIOS）定为SMBUS总线通信方式；上层的通信则使用了USB HID协议。

由此开始了我辗转在各种平台上开发SMBUS通信代码的历程。

继续阅读“UEFI开发探索21 – SMBUS通信”

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串口可能是生命力最强的接口标准了，从1980年到现在，仍旧在发挥巨大的作用。特别是工业环境下，可说是王者标准了。

前几年开发过网络转串口，我惊奇的发现很多金融场合也在用串口。

扯远了，回到UEFI下的串口通信。

1 Shell命令查看串口

我的开发环境仍旧是虚拟机winxp+UDK2010，一直没有时间去搭建UDK2018。UEFI Shell中有个命令Sermode，可以查看以及设置串口参数。

设备管理器中有两个串口，TianoCore的模拟环境中也列出了两个串口。下面的问题是，如何与虚拟机中的串口通信？

继续阅读“UEFI开发探索20 – 串口通信”

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已经实现了UEFI Shell下使用SimpleFont和Font，在Graphics模式下来实现就相对容易很多了。

我大部分的工作都是在整理文件，以及按照之前的代码结构，专为Hii构建了源代码文件，把一些细节封装起来，以备后用。

可以讲解的地方不多，主要是在开发中遇到的一些问题：

继续阅读“UEFI开发探索19 – 使用HII显示汉字4”

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本篇博客的关键字：Font。

今天准备把UEFI另外一种字体Font的方方面面研究一下，仍旧是以代码移植为主，间以解决自己提的几个问题。

1 Text模式和Graphics模式

实验之前，我想谈一下Text模式和Graphics模式。UEFI spec中，对于Text模式和Graphics模式谈的比较少。我一直很疑惑，spec中的Text模式和Graphics模式是不是我所理解的。

继续阅读“UEFI开发探索18 – 使用HII显示汉字3”

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本篇博客的关键字：SimpleFont。

我始终在思考如何在UEFI Shell下显示汉字。上一篇中，参考书中的例子，基本了解了字符串资源是怎么组织的。当在TestString函数中，把参数Language改为”zh-Hans”，什么也没有显示。

看来还是缺少相应的字库。

UEFI下提供了SimpleFont和Font字体，前一个相对简单些，我先拿这个开刀。我参考的例子是《UEFI原理与编程》的\GUIbasics\font\SimpleFont，这个例子直接编译没有成功。我也没有去找原因，还是老办法，把它的例程移植到我自己的程序中来。

1 SimpleFont格式

SimpleFont有两种字体格式，窄字符和宽字符，在书中描述得很清楚。TianoCore的模拟环境中，也使用了SimpleFont的字库。

继续阅读“UEFI开发探索17 – 使用HII显示汉字2”

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上一次博客中，我使用自己的方法显示汉字，其核心思想不外乎利用实现的画点函数，将汉字一个像素一个像素地画出来。

很明显，这种方法只能在图形模式下实现。如果想在字符模式下显示（比如UEFI Shell），则无能无力了。虽然目前商用的Option Rom不可能用到字符模式，奈何寻根究底的程序员本性，驱使着我把UEFI本身提供的Human Interface Infrastructure机制搞明白。

于是开始了我这几天的探索之旅。

所有的探索都是从问题开始，对HII，我提的问题如下：

1. 如何组织汉字库（其他语言也一样，怎么存储字库？）；
2. 是否能在UEFI Shell下显示汉字，如何实现？
3. 图形模式下如何显示汉字？

继续阅读“UEFI开发探索16 – 使用HII显示汉字1”

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UEFI中提供了HII(Human Interface Infrastructure)用来处理图形界面的文字显示，这一块我一直没有去仔细研究。到目前为止，显示汉字和字符，我都没有采用这种方法。

比如之前博客中演示了测试样卡的界面，图形中用到了各种英文和汉字，都是采用我自己的方法来实现的。

HII的思考方式不大直接，当时我面临着要在几周内完成UEFI Option ROM的开发，需要克服的困难太多，图形模式下的汉字和英文字符的显示，我采用了Foxdisk中的显示方法。

具体来说，在前面的博客中，已经实现了画点函数(putpixel)函数，那么把所有汉字及英文字符看做一个个的字模，画出来就行了。所有的核心思想皆源于此。

继续阅读“UEFI开发探索15 – 图形模式下文字显示”

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(关于PCI访问，其中一些内容来自网上，找不到出处了)

PCI规范使用从0CF8H~0CFFH 这8个I/O地址来访问所有设备的PCI配置空间。这8个字节实际上构成了两个32位寄存器：0CF8H寄存器叫做“配置地址寄存器”；0CFCH叫做“配置数据寄存器”。

当要访问配置空间的寄存器时，先向地址寄存器写上目标地址，然后就可以从数据寄存器中读写数据了。

PCI配置空间对应于一个PCI逻辑设备，所以要访问一个配置空间的某个寄存器，必须要指定：PCI总线号、PCI设备号、PCI设备功能号和寄存器号。配置地址寄存器的格式如下：

继续阅读“UEFI开发探索14 – 访问PCI/PCI-E设备2”

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我所用的测试卡是PCI-E设备，公司商用的产品也是PCI-E设备。所以，我很早就“被迫”去读那些PCI spec。

从软件工程师的角度，我觉得只要解决几个问题就行了，其余的细节不妨碍编程。

1)      PCI/PCI-E设备是如何定位的，也即程序如何找到设备；
2)      系统把它认作什么设备；
3)      如何访问设备的内部寄存器（一般要去读所使用的PCI-E芯片的资料）；
4)      商用化的产品，需要考虑设备对ACPI的各种电源事件的处理。

继续阅读“UEFI开发探索13 – 访问PCI/PCI-E设备1”

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