Intel PECI详解:UEFI内核中的关键组件与应用

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《UEFI内核导读》是一本深入解析UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)内核的指南,由Cstyle编著,主要针对平台环境控制接口(Platform Environment Control Interface, PECI)进行了详细介绍。PECI是Intel提出的一种专为Intel处理器设计的低带宽、低功耗的1-wire总线架构,其目的是实现处理器温度监控、功耗管理和状态检测。该总线采用主/从结构,Host角色通常由EC(Embedded Controller,嵌入式控制器)或BMC(Baseboard Management Controller,主板管理控制器)等系统控制器担任,而Client则包括单个CPU核心、SoC内的IP核或多处理器中的处理器。 第1篇PEICore简介部分详细介绍了PECI的核心功能,特别是PEIImageService(Pre-Emergency Interrupt Controller)和PEINotify,它们在UEFI启动流程中起着关键作用,确保了处理器状态的正确监控和及时响应。随着现代系统的多核化,每个CPU核心甚至独立的处理器组件都可以作为一个PECI Client,通过地址30H~33H进行通信。 UEFI内核的其他章节涵盖了更广泛的模块,如DxeCore(DXE Driver Core)负责驱动加载和初始化,Event and Timer用于事件管理和计时,以及Driver Stack(驱动栈)对于各种设备驱动程序的管理和通信。这些章节详细探讨了不同类型的驱动程序,如PCI Driver Stack(PCI驱动堆栈)、USB驱动堆栈、图形驱动堆栈等,以及如何实现UEFI驱动绑定、驱动名称管理和用户凭证处理。 书中还涉及了NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory)的工作原理、SMM(System Management Mode)在UEFI中的应用、IGDOpRegioninterface和IGDOpRegionPROTOCOL等高级特性。此外,还包括了Secure Boot(安全启动)和开源UEFI BIOS开发实战等内容,帮助读者理解如何在现代计算机系统中构建安全且高效的固件环境。 在硬件控制方面,EmbeddedController(嵌入式控制器)的链接过程和ShareROM(共享ROM)管理也是重要内容,展现了如何与硬件紧密协作。最后,书中还提到了如何操作屏幕旋转以及对平台环境控制接口(PECI)的总结性介绍,确保了读者能够全面掌握UEFI内核中这一关键模块的运作机制。 《UEFI内核导读》不仅适合系统开发者和工程师深入了解UEFI技术,也适用于对固件升级和系统性能优化感兴趣的读者。通过这本书,读者可以学习到如何利用PECI及其他UEFI功能提升系统效能和安全性。
2021-03-18 上传
随着国家十四五新战略规划的推出,众多国内企业都参与到国产芯片替代浪潮中来,可以预测未来越多的国产芯片会被设计、生产和使用在我们日常所使用的电子产品中,国产芯片拥有巨大的市场前景。 目前国产芯片采用的体系架构主要有X86、ARM、MIPS、RISC V、PowerPC、Alpha等。我们知道电子产品正常工作必须要有操作系统和各种应用软件,没有操作系统和应用软件的芯片就是一堆废铁,而大多数人并不知道的是没有系统固件来加载操作系统的电脑亦是一堆废铁, UEFI就是由UEFI行业协会提出和维护一种行业标准的系统固件,它支持目前市面上的大多数芯片体系结构和操作系统,随着标准的不断演进相信越来越多的体系结构的芯片和操作系统会被支持。 笔者从事BIOS开发已有十余年的时间,见证了Legacy BIOS辉煌与隐退,也有幸了参与了新世纪初系统固件从Legacy BIOS往UEFI BIOS的迁移的全过程。科技行业风起云涌新技术新架构日新月异,每每回望不禁感慨我辈可谓是“眼见着他起高楼,眼见着他宴宾客”的那一波BIOS人。曾经系统固件江湖还是Legacy BIOS的天下,BIOS人使用汇编语言编码、通过中断来与操作系统沟通。自UEFI框架被广泛使以来开我们的发环境从纯汇编变成了99%的C语言加1%的汇编语言的模式,开发效率大大的加强了。 虽然UEFI框架大大加快了开发效率,但是由于系统固件开发属于比较偏门和专业的领域,学习和入门门槛比较高,现有的BIOS工程师又分布在大大小小的各个公司内部缺乏有效沟通和交流,同时BIOS源码又属于敏感和机密数据受到各种NDA限制,市面上对UEFI框架介绍的资料少之又少,因此笔者从2000左右开始就陆续以Cstyle_0x007为ID在https://blog.csdn.net/CStyle_0x007发布一系列博文,现已有数十篇原创文章。刚开始的想法是把博文当作工作笔记方便自己随时查阅,后来慢慢发展成了与业内外感兴趣的朋友的沟通交流的平台。 随手写的博文难免有错误与纰漏为了避免误导大众,准备把博文重新整理在纠正谬误同时也会补充一些新的内容,尽量做到所写的每句话都是无误的,也欢迎有兴趣的朋友踊跃提出意见和建议。组建了微信公众号,目的在于方便有兴趣的朋友一起交流,名字初步定为“固件C字营”,其中“固件”泛指一切固化的软件,这里主要指UEFI BIOS系统固件,“C”泛指“China“,我们可以把这里当作大家沟通交流的营地,我们会不定时发布一些行业资讯、工作、学习心得,感兴趣扫描下面二维码就可以加入,也可以发邮件到CstyleFirmWareCamp@outlook.com投稿分享你的想法。 本文取名《UEFI内核的导读》这里的UEFI专指“UEFI BIOS”,全文专注于对UEFI内核的梳理与分享,同时兼顾对X86系统固件生态中常用的工程技术的介绍,主要包含以下内容:UEFI启动流程以及各个阶段主要完成的任务及参考的实现方式导读UEFI及PI规范中的常见Protocol的实现与使用技巧UEFI固件生态中常见外设、总线、行业标准的协议内容及使用方法 雄关漫道真如铁,而今迈步从头越,系统固件雄起之路道阻且长,相信我们的BIOS人一定可以为国产芯片的起飞助力、为系统固件团队的壮大贡献自己的一份微薄之力,为每一个不畏艰难、不惧寂寞坚守在工作岗位的BIOS人加油,好样的。