深入探索:UEFI规格2.8B - 2020年BIOS与FW工程师指南

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"UEFI Spec 2.8B 是2020年5月发布的统一可扩展固件接口(UEFI)规范的最新版本,主要针对BIOS和固件(FW)工程师,深入学习可获得专业知识提升。" UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)是一种现代计算机启动过程的标准,替代了传统的BIOS(基本输入输出系统),它提供了更高效、安全且可扩展的启动流程。UEFI规范2.8B是这个标准的一个关键里程碑,为硬件制造商、操作系统开发者和固件工程师提供了详细的指导。 UEFI规范的主要目标是创建一个标准化的平台,使不同厂商的硬件和软件能够更好地协同工作。其核心特点包括: 1. **图形化用户界面**:UEFI提供了一个图形化的设置界面,用户可以更直观地配置系统设置,如硬件选项、安全设置等,相比BIOS的文本模式更为友好。 2. **模块化设计**:UEFI由一系列称为“模块”的独立功能单元组成,这些模块可以独立更新,降低了维护和修复问题的复杂性。 3. **更大内存支持**:UEFI支持更大的内存地址空间,允许操作系统在启动时访问更多RAM,提高了系统的性能。 4. **安全性增强**:UEFI引入了安全启动机制,可以验证加载的固件和操作系统组件的签名,防止恶意代码在启动过程中注入。 5. **更快的启动速度**:通过优化引导流程,UEFI能实现比BIOS更快的系统启动和应用程序加载。 6. **扩展性**:UEFI定义了一套标准的接口,使得第三方开发者可以创建新的固件驱动和应用,扩展固件的功能。 UEFI Spec 2.8B 版本的发布,可能包含了之前版本的错误修正(Errata),以及对新硬件技术的支持。比如,它可能会详细阐述如何处理预留或未定义的特征或指令,避免设计者依赖于这些未明确规定的特性,因为它们可能在未来版本中被重新定义或使用。 值得注意的是,文档中提到,提供的信息是“AS IS”(原样提供),并明确指出不提供任何形式的保修,无论是明示的还是暗示的,包括但不限于适销性、特定用途适用性、准确性和完整性的保修。这意味着使用此规范开发产品时,设计者需自行承担风险,并确保遵循最新的规范进行设计。 对于固件和BIOS工程师来说,理解和掌握UEFI Spec 2.8B是至关重要的,它将帮助他们构建更高效、安全且符合标准的启动固件,以适应不断发展的硬件和软件环境。通过深入研读此规范,工程师可以学习到如何正确实现UEFI接口,优化启动流程,以及如何利用UEFI的安全特性来保护系统免受恶意攻击。
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统一可扩展固件接口(UEFI)规范描述了操作系统和平台固件之间的接口。UEFI之前是可扩展固件接口规范1.10 (EFI)。因此,一些代码和某些协议名称保留了EFI名称。除非另有说明,本规范中的EFI名称可能被认为是UEFI的一部分。 接口采用数据表的形式,其中包含与平台相关的信息,以及OS加载器和OS可用的引导和运行时服务调用。它们共同提供了一个引导操作系统的标准环境。本规范是作为一个纯粹的接口规范设计的。因此,该规范定义了平台固件必须实现的接口和结构集。类似地,该规范定义了操作系统在引导时可能使用的一组接口和结构。固件开发人员如何选择实现所需的元素,或者操作系统开发人员如何选择利用这些接口和结构,这是留给开发人员的实现决策。 该规范的目的是定义一种方法,使操作系统和平台固件仅通信支持操作系统引导过程所必需的信息。这是通过平台和固件提供给操作系统的软件可见接口的正式和完整的抽象规范来实现的。 使用这一正式定义,旨在运行在与受支持的处理器规范兼容的平台上的收缩包装操作系统将能够在各种系统设计上启动,而无需进一步的平台或操作系统定制。该定义还允许平台创新引入新特性和功能,以增强平台的能力,而不需要按照操作系统的引导顺序编写新代码。 此外,抽象规范开辟了一条替代遗留设备和固件代码的路径。新的设备类型和相关代码可以通过相同定义的抽象接口提供同等的功能,同样不会影响OS引导支持代码。 该规范适用于从移动系统到服务器的所有硬件平台。该规范提供了一组核心服务以及一组协议接口。协议接口的选择可以随着时间的推移而发展,并针对不同的平台市场细分进行优化。与此同时,该规范允许oem提供最大限度的可扩展性和定制能力,以实现差异化。在这方面,UEFI的目的是定义一个从传统的“PC-AT”风格的引导世界到一个没有遗留api的环境的进化路径。