Linux环境下DUET平台引导程序设计与实现

摘要

Unified Extensible Firmware Interface（UEFI）是由Intel提出的下一代计算机固件接口标准。旨在糅合现代软件工程思想以及设计方法，构建出一个灵活、健壮、易扩展、可重用、方便开发和维护的固件开发框架。Intel在UEFI框架的基础上，通过开源社区提供了一套UEFI开发包（EDK，EDK2）及多种UEFI模拟平台的实现样例。DUET平台包含在UEFI开发包中，是一种不同于其它运行在操作系统层次上模拟平台的UEFI模拟平台，其明显的特点是再封装传统BIOS产生的ACPI表中的各种函数及系统调用、形成UEFIFramework所需要的各种系统接口，从而运行在实际硬件平台之上。针对其特点，该模拟平台的设计和实现充分的重用了EDK2 Core中的Library以及Module，以便在最大程度上简化代码和工作量。
　　 本文主要研究了DUET平台引导程序的功能，设计思路及实现方法。讨、论了DUET平台和基于UEFI Framework的平台之间的区别与联系。然后展开讨论了基于MBR和GPT的Boot Sector的设计、如何实现相关工具将BootSector写入到启动介质的相关扇区、同时提出了如何编写Shell Script及编译工具编译整个工程。
　　 本文深入描述了从传统BIOS启动完成之后跳转到DUET平台引导程序执行启动介质的Boot Sector、跳转保护模式、解压缩需要执行的DXE镜像，并准备DXE镜像所执行的Memory、Stack并以HOB的方式传递给DXEEntrypoint。分析了整个DUET平台的内存映射、以及DxeIPL和EFI Loader的实现方式及如何重用传统BIOS提供的系统调用。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容

1.4 论文组织结构

第2章 DUET平台分析

2.1 UEFI Framework

2.2 DUET Framework

2.3 启动流程

2.3.1 UEFI启动流程

2.3.2 DUET启动流程

2.4 DUET与UEFI Firmware的异同

2.5 本章小结

第3章 DUET平台引导程序的设计

3.1 磁盘分区表

3.1.1 Main Boot Record

3.1.2 Guided Partition Table

3.2 Lzma压缩

3.3 GnuGenBootSector

3.4 Build Shell Script

3.4.1 Post Build

3.4.2 Create Boot Disk

3.5 ACPI

3.6 平台模块划分

3.7 内存映射

3.8 本章小结

第4章 DUET平台引导程序的实现

4.1 Boot Sector

4.1.1 BIOS Parameter Block的实现

4.1.2 查找EfiLdr

4.1.3 查找EfiVar

4.2 EFI Loader

4.2.1 跳转保护模式

4.2.2 中断向量表

4.2.3 执行EFI Loader

4.3 DxeIPL

4.4 实验结果与分析

4.4.1 实验环境及工具

4.4.2 过程及结果分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢