UEFI开发探索66- YIE001开发板（02 UEFI驱动）

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

在之前的篇章中，或多或少地介绍了一些UEFI驱动的内容。我们要在YIE001上实现的PCIE Option ROM，实际上就是一种UEFI驱动。这点与Legacy BIOS的Option ROM完全不同，在系列博客的第34篇中，可以知道Legacy Option ROM完全是并行于BIOS的。

当然，这样描述Legacy Option ROM也不准确，Legacy BIOS与Legacy Option ROM只是遵循一个调用标准，双方并不干涉。而UEFI Option ROM则是完全遵循UEFI驱动模型的，甚至可以用它安装Protocol，供其他程序使用。

在实际进行编程前，必须理清UEFI驱动的结构和编写方法。预计将用3篇左右的篇幅，把这些内容介绍清楚，以方便对YIE001代码的调试和测试。

1 UEFI驱动分类

从类型上来看，UEFI驱动可以分为启动服务驱动（Boot Service Drivers）和运行时驱动（Runtime Drivers）。两者的区别在于，在UEFI BIOS的RT阶段OS Loader获得平台控制权后，运行时驱动仍然有效。

从功能上划分，UEFI驱动可以分为以下类别。

1) 符合UEFI驱动模型（UEFI Driver Model）的驱动。这类驱动包括总线驱动（Bus Drivers）、设备驱动（Device Drivers）和混合驱动（Hybrid Drivers），一般用来驱动对应的硬件设备；

2) 服务型驱动（Service Drivers）。这类驱动不管理任何设备，一般用来产生Protocol；

3) 初始化驱动（Initializing Drivers）。它不会产生任何句柄，也不增加任何Protocol到系统数据库，主要用来进行一些初始化操作，执行完就会从系统内存中卸载；

4) 根桥型驱动（Root Bridge Drivers）。它用来初始化平台上的根桥控制器，并产生一个设备地址Protocol，以及访问总线设备的Protocol，一般由总线驱动用来访问设备。在7.1节中，我们使用的支持访问PCI/PCIe设备的EFI_PCI_ROOT_BRIDGE_IO_PROTOCOL，就是一个典型的例子。

符合UEFI驱动模型的驱动和服务型驱动，在实际项目中运用较多，其他两种则使用较少。本篇主要介绍下服务型驱动。

2 服务型驱动的功能

在前面的探索中，大量使用了Protocol构建各种应用。也在某些篇章了解了Protocol的基本运作方式，特别是42、43中，构建了完整的服务型驱动和测试程序。

本篇介绍的服务型驱动，和之前的并没有太大区别。主要是为了将来阅读方便，以YIE001的名义，将服务型驱动和UEFI驱动的其他内容整理在一起了。闲言少叙，下面进入正篇。

UEFI中，Protocol可算是最重要的概念了。对它的理解和使用，贯穿了整个UEFI探索系列博客。Protocol由各类驱动提供，在这其中，服务型驱动不需遵循UEFI驱动模型，也不需要管理任何硬件设备。其主要的目的就是用来产生一个或多个Protocol，安装到相应的服务句柄上。

Protocol由一个128位的全局唯一ID(GUID)和Protocol接口的结构体组成，结构体中包含了Protocol的接口函数，可以用来访问对应的设备。在UEFI的系统中，其句柄数据库维护了设备句柄、Protocol接口和镜像句柄、控制器句柄之间的关系。对于Protocol接口的增加、移除或者替代，都可以在句柄数据库中跟踪到，如图1所示。

图1 句柄数据库

在之前的篇章中，曾经给出过启动服务中处理Protocol的函数，主要分为使用Protocol和产生Protocol的接口函数（UEFI开发探索42）。InstallProcotoclInterface()和InstallMultipleProtocolInterfaces()函数，用于将单个或多个Protocol安装到设备控制器上；UninstallProtocolInterface()和UninstallMultipleProtocolInterfaces()用于卸载单个和多个Protocol。

重新安装Protocol接口的函数为ReinstallProtocolInterface()，通常用在设备更换、设备路径改变或更新的时候。比如产生网络Protocol的UEFI驱动，在使用StationAddress()接口函数，修改网络接口的MAC地址时，就需要用到此函数。

3服务型驱动的框架代码搭建

所实现的代码，在第43篇的例子上做了一些改动，取名为ServiceDrv。

实现服务型驱动框架，主要包括修改INF文件，以及安装构建的示例Protocol。修改INF文件主要包括：

1）INF文件的[Defines] Section下，将MODULE_TYPE设置为UEFI_DRIVER或DXE_DRIVER；

2）[Defines] Section下的BASE_NAME改为示例工程的主函数入口ServiceDrv；

3）[LibraryClasses] Seciton中加入UefiDriverEntryPoint。

为了安装我们构建的Protocol，也即EFI_MYSAMPLE_PROTOCOL，首先需要对Protocl对应的接口函数进行初始化。由于需要在示例中用到私有数据，所需初始化的Protocol实例，直接使用了MY_PRIVATE_DATA型全局变量gMyData的成员变量myProtocol，如示例1所示。

【示例1】 初始化需安装的Protocol

EFI_STATUS MySampleProtocolInit(VOID)
{
    MY_PRIVATE_DATA *mydata =&gMyData;      
mydata->Signature = MY_PRIVATE_DATA_SIGNATURE;
    mydata->myProtocol.Revision=0x101;                  //Protocol版本
    mydata->myProtocol.MySample_In=MySample_In;       //第一个接口函数
    mydata->myProtocol.MySample_Out=MySample_Out;     //第二个接口函数
    mydata->myProtocol.MySample_DoSth=MySample_DoSth;//第三个接口函数
return EFI_SUCCESS
}

完成初始化工作后，就可以使用之前介绍的启动服务的接口函数InstallProtocolInterface()安装EFI_MYSAMPLE_PROTOCOL了。如示例2所示，Protocol安装在驱动的ImageHandle上了。

【示例2】安装Protocol

EFI_STATUS EFIAPI MyProtocolEntry (
  IN EFI_HANDLE                   ImageHandle,
  IN EFI_SYSTEM_TABLE             *SystemTable
  )
{ 
EFI_STATUS                      Status;
  MySampleProtocolInit(); 
Status = gBS->InstallProtocolInterface (
            &ImageHandle,                 //镜像句柄
            &gEfiMYSampleProtocolGUID ,//Protocol的GUID
            EFI_NATIVE_INTERFACE,        //接口类型
            &gMyData.myProtocol          //安装的Protocol实例
            );
  return Status;
}

4 编译

UEFI驱动的编译方法，与UEFI应用编译的方法是一样的。本节的示例工程ServiceDrv使用了包RobinPkg进行编译，首先在RobinPkg.dsc的[Components] Section中添加编译路径：

RobinPkg/Drivers/ServiceDrv/ServiceDrv.inf

然后启动VS2015 x86 Native Tools Command Prompt，进入EDK2的工作目录，执行edksetup.bat。启动UEFI的编译环境后，运行如下命令即可编译IA32的UEFI驱动。

C:\UEFIWorkspace>build -t VS2015x86 -p RobinPkg\RobinPkg.dsc \
-m RobinPkg\Drivers\ServiceDrv\ServiceDrv.inf -a IA32

编译出来的目标程序，也是efi格式的文件。不过，UEFI驱动不能像UEFI应用一样，直接在模拟器中运行，必须借助于UEFI Shell命令来加载。

如何测试服务型驱动，以及如何使用服务型驱动提供的Protocol，在下一篇继续讨论。

Gitee地址：https://gitee.com/luobing4365/uefi-exolorer
项目代码位于：/FF RobinPkg/ RobinPkg /Drivers/ServiceDrv

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