UEFI原理与编程
序
前言
第1章 UEFI概述
1.1 BIOS的前世今生
1.1.1 BIOS在计算机系统中的作用
1.1.2 BIOS缺点
1.2 初识UEFI
1.2.1 UEFI系统组成
1.2.2 UEFI的优点
1.2.3 UEFI系统的启动过程
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前言
第1章 UEFI概述
1.1 BIOS的前世今生
1.1.1 BIOS在计算机系统中的作用
1.1.2 BIOS缺点
1.2 初识UEFI
1.2.1 UEFI系统组成
1.2.2 UEFI的优点
1.2.3 UEFI系统的启动过程
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戴正华 UEFI领域的资深专家、先驱者和布道者，致力于UEFI技术的研究、实践和推广，积累了丰富的经验。曾就职于斯福泰克和英特尔并行计算中心， 在英特尔中国研究院参与Ct（Arbb）编译器的开发及推广工作。目前就职于CryptoMill，从事信息保护方面的开发。
作为操作系统与硬件之间的连接桥梁，BIOS“统治”了计算机系统20余年，在整个计算机系统中扮演着非常重要的角色。近些年来，随着计算机硬件技术的快速发展，以及进入云计算和大数据时代以后，应用对计算机性能和计算能力的要求不断提升，BIOS因为设计上的先天缺陷，已经越来越不能满足需求，存在开发效率低、性能低、功能扩展性差、升级慢、安全性差等多方面的弊端。UEFI很好地解决了这些问题，逐渐成为BIOS的替代品。
《UEFI原理与编程》是国内第一本关于UEFI的专著，对UEFI的使用、原理和开发做了细致而深入的讲解，对广大研究、使用和从事UEFI开发的读者来说，有着重要的意义，显得格外珍贵！
《UEFI原理与编程》以实战为导向，面向UEFI的使用者和开发者，首先细致地介绍了UEFI的系统组成、启动过程、优点，以及各种系统中的开发环境搭建；然后深入剖…
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《UEFI原理与编程》是国内第一本关于UEFI的专著，对UEFI的使用、原理和开发做了细致而深入的讲解，对广大研究、使用和从事UEFI开发的读者来说，有着重要的意义，显得格外珍贵！
《UEFI原理与编程》以实战为导向，面向UEFI的使用者和开发者，首先细致地介绍了UEFI的系统组成、启动过程、优点，以及各种系统中的开发环境搭建；然后深入剖…
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序
前言
第1章 UEFI概述
1.1 BIOS的前世今生
1.1.1 BIOS在计算机系统中的作用
1.1.2 BIOS缺点
1.2 初识UEFI
1.2.1 UEFI系统组成
1.2.2 UEFI的优点
1.2.3 UEFI系统的启动过程
1.3 本章小结
第2章 UEFI 开发环境搭建
2.1 配置Windows开发环境
2.1.1 安装所需开发工具
2.1.2 配置EDK2开发环境
2.1.3 编译UEFI模拟器和UEFI工程
2.1.4 运行模拟器
2.2 配置Linux 开发环境
2.2.1 安装所需开发工具
2.2.2 配置EDK2开发环境
2.2.3 编译UEFI模拟器和UEFI工程
2.2.4 运行模拟器
2.3 OVMF的制作和使用
2.4 UEFI的启动
2.5 本章小结
第3章 UEFI工程模块文件
3.1 标准应用程序工程模块
3.1.1 入口函数
3.1.2 工程文件
3.1.3 编译和运行
3.1.4 标准应用程序的加载过程
3.2 其他类型工程模块
3.2.1 Shell应用程序工程模块
3.2.2 使用main函数的应用程序工程模块
3.2.3 库模块
3.2.4 UEFI驱动模块
3.2.5 模块工程文件小结
3.3 包及.dsc、.dec、.fdf文件
3.3.1 .dsc文件
3.3.2 .dec文件
3.4 调试UEFI
3.5 本章小结
第4章 UEFI中的Protocol
4.1 Protocol 在UEFI内核中的表示
4.2 如何使用Protocol服务
4.2.1 OpenProtocol服务
4.2.2 HandleProtocol服务
4.2.3 LocateProtocol服务
4.2.4 LocateHandleBuffer服务
4.2.5 其他一些使用Protocol的服务
4.2.6 CloseProtocol服务
4.3 Protocol服务示例
4.4 本章小结
第5章 UEFI的基础服务
5.1 系统表
5.1.1 系统表的构成
5.1.2 使用系统表
5.2 启动服务
5.2.1 启动服务的构成
5.2.2 启动服务的生存期
5.3 运行时服务
5.4 本章小结
第6章 事件
6.1 事件函数
6.1.1 等待事件的服务WaitForEvent
6.1.2 生成事件的服务CreateEvent
6.1.3 CreateEventEx服务
6.1.4 事件相关的其他函数
6.2 定时器事件
6.3 任务优先级
6.3.1 提升和恢复任务优先级
6.3.2 UEFI中的时钟中断
6.3.3 UEFI事件Notif?ication函数的派发
6.4 鼠标和键盘事件示例
6.5 本章小结
第7章 硬盘和文件系统
7.1 GPT硬盘
7.1.1 基于MBR分区的传统硬盘
7.1.2 GPT硬盘详解
7.2 设备路径
7.3 硬盘相关的Protocol
7.3.1 BlockIo解析
7.3.2 BlockIo2解析
7.3.3 DiskIo解析
7.3.4 DiskIo2解析
7.3.5 PassThrough解析
7.4 文件系统
7.5 文件操作
7.5.1 打开文件
7.5.2 读文件
7.5.3 写文件
7.5.4 关闭文件（句柄）
7.5.5 其他文件操作
7.5.6 异步文件操作
7.5.7 EFI_SHELL_PROTOCOL中的文件操作
7.6 本章小结
第8章 开发UEFI服务
8.1 Protocol服务接口设计
8.2 Protocol服务的实现
8.3 服务型驱动的框架
8.4 ffmpeg的移植与编译
8.4.1 libavcodec的建立和移植
8.4.2 其他库的建立与移植
8.4.3 在驱动型服务中使用StdLib
8.5 使用Protocol服务
8.6 本章小结
第9章 开发UEFI驱动
9.1 UEFI驱动模型
9.1.1 EFI Driver Binding Protocol的构成
9.1.2 EFI Component Name Protocol的作用和构成
9.2 编写设备驱动的步骤
9.3 PCI设备驱动基础
9.4 AC97控制器芯片的控制接口
9.5 AC97驱动
9.5.1 AC97驱动的驱动服务EFI_AUDIO_PROTOCOL
9.5.2 AC97驱动的框架部分
9.5.3 AC97驱动实验
9.6 本章小结
第10章 用C++开发UEFI应用
10.1 从编译器角度看C与C++的差异
10.2 在EDK2中支持C++
10.2.1 使EDK2支持C++基本特性
10.2.2 在Windows系统下的程序启动过程
10.2.3 在Windows系统下支持全局构造和析构
10.2.4 在Linux系统下的程序启动过程
10.2.5 在Linux系统下支持全局构造和析构
10.2.6 支持new和delete
10.2.7 支持STL
10.3 GcppPkg概览
10.4 测试GcppPkg
10.5 本章小结
第11章 GUI基础
11.1 字符串
11.1.1 字符串函数
11.1.2 字符串资源
11.1.3 管理字符串资源
11.2 管理语言
11.3 包列表
11.4 图形界面显示
11.4.1 显示模式
11.4.2 Block Transfer（Blt）传输图像
11.4.3 在图形界面下显示字符串
11.5 用SimpleFont显示中文
11.5.1 SimpleFont 格式
11.5.2 如何生成字体文件
11.5.3 如何注册字体文件
11.6 开发SimpleFont字库程序
11.7 字体Font
11.7.1 Font的格式
11.7.2 字体包的格式
11.7.3 为什么Font性能高于SimpleFont
11.8 本章小结
第12章 GUI应用程序
12.1 UEFI事件处理
12.1.1 键盘事件
12.1.2 鼠标事件
12.1.3 定时器事件
12.1.4 UI事件服务类
12.2 事件处理框架
12.3 鼠标与控件的绘制
12.3.1 鼠标的绘制
12.3.2 控件的绘制
12.4 控件系统包GUIPkg
12.5 简单视频播放器的实现
12.6 本章小结
第13章 深入了解多任务
13.1 多处理器服务
13.1.1 EFI_MP_SERVICES_PROTOCOL功能及用法
13.1.2 启动AP的过程
13.2 内联汇编基础和寄存器上下文的保存与恢复
13.2.1 内联汇编基础
13.2.2 寄存器上下文的保存与恢复
13.3 多线程
13.3.1 生成线程
13.3.2 调度线程
13.3.3 等待线程结束
13.3.4 SimpleThread服务
13.4 本章小结
第14章 网络应用开发
14.1 在UEFI中使用网络
14.2 使用EFI_TCP4_PROTOCOL
14.2.1 生成Socket对象
14.2.2 连接
14.2.3 传输数据
14.2.4 关闭Socket
14.2.5 测试Socket
14.3 本章小结
第15章 使用C标准库
15.1 为什么使用C标准库函数
15.2 实现简单的Std函数
15.2.1 简单标准库函数包sstdPkg
15.2.2 使用sstdPkg
15.3 使用EDK2的StdLib
15.3.1 main函数工程
15.3.2 非main函数工程
15.4 本章小结
第16章 Shell及常用Shell命令
16.1 Shell的编译与执行
16.2 Shell服务
16.3 Shell脚本
16.3.1 Shell脚本语法简介
16.3.2 自动运行指定应用程序
16.4 Shell内置命令
16.4.1 调试设备的相关命令
16.4.2 驱动相关命令
16.4.3 网络相关命令
16.5 本章小结
附录A UEFI常用术语及简略语
附录B RFC 4646常用语言列表
附录C 状态值
附录D 参考资料
^ 收 起
前言
第1章 UEFI概述
1.1 BIOS的前世今生
1.1.1 BIOS在计算机系统中的作用
1.1.2 BIOS缺点
1.2 初识UEFI
1.2.1 UEFI系统组成
1.2.2 UEFI的优点
1.2.3 UEFI系统的启动过程
1.3 本章小结
第2章 UEFI 开发环境搭建
2.1 配置Windows开发环境
2.1.1 安装所需开发工具
2.1.2 配置EDK2开发环境
2.1.3 编译UEFI模拟器和UEFI工程
2.1.4 运行模拟器
2.2 配置Linux 开发环境
2.2.1 安装所需开发工具
2.2.2 配置EDK2开发环境
2.2.3 编译UEFI模拟器和UEFI工程
2.2.4 运行模拟器
2.3 OVMF的制作和使用
2.4 UEFI的启动
2.5 本章小结
第3章 UEFI工程模块文件
3.1 标准应用程序工程模块
3.1.1 入口函数
3.1.2 工程文件
3.1.3 编译和运行
3.1.4 标准应用程序的加载过程
3.2 其他类型工程模块
3.2.1 Shell应用程序工程模块
3.2.2 使用main函数的应用程序工程模块
3.2.3 库模块
3.2.4 UEFI驱动模块
3.2.5 模块工程文件小结
3.3 包及.dsc、.dec、.fdf文件
3.3.1 .dsc文件
3.3.2 .dec文件
3.4 调试UEFI
3.5 本章小结
第4章 UEFI中的Protocol
4.1 Protocol 在UEFI内核中的表示
4.2 如何使用Protocol服务
4.2.1 OpenProtocol服务
4.2.2 HandleProtocol服务
4.2.3 LocateProtocol服务
4.2.4 LocateHandleBuffer服务
4.2.5 其他一些使用Protocol的服务
4.2.6 CloseProtocol服务
4.3 Protocol服务示例
4.4 本章小结
第5章 UEFI的基础服务
5.1 系统表
5.1.1 系统表的构成
5.1.2 使用系统表
5.2 启动服务
5.2.1 启动服务的构成
5.2.2 启动服务的生存期
5.3 运行时服务
5.4 本章小结
第6章 事件
6.1 事件函数
6.1.1 等待事件的服务WaitForEvent
6.1.2 生成事件的服务CreateEvent
6.1.3 CreateEventEx服务
6.1.4 事件相关的其他函数
6.2 定时器事件
6.3 任务优先级
6.3.1 提升和恢复任务优先级
6.3.2 UEFI中的时钟中断
6.3.3 UEFI事件Notif?ication函数的派发
6.4 鼠标和键盘事件示例
6.5 本章小结
第7章 硬盘和文件系统
7.1 GPT硬盘
7.1.1 基于MBR分区的传统硬盘
7.1.2 GPT硬盘详解
7.2 设备路径
7.3 硬盘相关的Protocol
7.3.1 BlockIo解析
7.3.2 BlockIo2解析
7.3.3 DiskIo解析
7.3.4 DiskIo2解析
7.3.5 PassThrough解析
7.4 文件系统
7.5 文件操作
7.5.1 打开文件
7.5.2 读文件
7.5.3 写文件
7.5.4 关闭文件（句柄）
7.5.5 其他文件操作
7.5.6 异步文件操作
7.5.7 EFI_SHELL_PROTOCOL中的文件操作
7.6 本章小结
第8章 开发UEFI服务
8.1 Protocol服务接口设计
8.2 Protocol服务的实现
8.3 服务型驱动的框架
8.4 ffmpeg的移植与编译
8.4.1 libavcodec的建立和移植
8.4.2 其他库的建立与移植
8.4.3 在驱动型服务中使用StdLib
8.5 使用Protocol服务
8.6 本章小结
第9章 开发UEFI驱动
9.1 UEFI驱动模型
9.1.1 EFI Driver Binding Protocol的构成
9.1.2 EFI Component Name Protocol的作用和构成
9.2 编写设备驱动的步骤
9.3 PCI设备驱动基础
9.4 AC97控制器芯片的控制接口
9.5 AC97驱动
9.5.1 AC97驱动的驱动服务EFI_AUDIO_PROTOCOL
9.5.2 AC97驱动的框架部分
9.5.3 AC97驱动实验
9.6 本章小结
第10章 用C++开发UEFI应用
10.1 从编译器角度看C与C++的差异
10.2 在EDK2中支持C++
10.2.1 使EDK2支持C++基本特性
10.2.2 在Windows系统下的程序启动过程
10.2.3 在Windows系统下支持全局构造和析构
10.2.4 在Linux系统下的程序启动过程
10.2.5 在Linux系统下支持全局构造和析构
10.2.6 支持new和delete
10.2.7 支持STL
10.3 GcppPkg概览
10.4 测试GcppPkg
10.5 本章小结
第11章 GUI基础
11.1 字符串
11.1.1 字符串函数
11.1.2 字符串资源
11.1.3 管理字符串资源
11.2 管理语言
11.3 包列表
11.4 图形界面显示
11.4.1 显示模式
11.4.2 Block Transfer（Blt）传输图像
11.4.3 在图形界面下显示字符串
11.5 用SimpleFont显示中文
11.5.1 SimpleFont 格式
11.5.2 如何生成字体文件
11.5.3 如何注册字体文件
11.6 开发SimpleFont字库程序
11.7 字体Font
11.7.1 Font的格式
11.7.2 字体包的格式
11.7.3 为什么Font性能高于SimpleFont
11.8 本章小结
第12章 GUI应用程序
12.1 UEFI事件处理
12.1.1 键盘事件
12.1.2 鼠标事件
12.1.3 定时器事件
12.1.4 UI事件服务类
12.2 事件处理框架
12.3 鼠标与控件的绘制
12.3.1 鼠标的绘制
12.3.2 控件的绘制
12.4 控件系统包GUIPkg
12.5 简单视频播放器的实现
12.6 本章小结
第13章 深入了解多任务
13.1 多处理器服务
13.1.1 EFI_MP_SERVICES_PROTOCOL功能及用法
13.1.2 启动AP的过程
13.2 内联汇编基础和寄存器上下文的保存与恢复
13.2.1 内联汇编基础
13.2.2 寄存器上下文的保存与恢复
13.3 多线程
13.3.1 生成线程
13.3.2 调度线程
13.3.3 等待线程结束
13.3.4 SimpleThread服务
13.4 本章小结
第14章 网络应用开发
14.1 在UEFI中使用网络
14.2 使用EFI_TCP4_PROTOCOL
14.2.1 生成Socket对象
14.2.2 连接
14.2.3 传输数据
14.2.4 关闭Socket
14.2.5 测试Socket
14.3 本章小结
第15章 使用C标准库
15.1 为什么使用C标准库函数
15.2 实现简单的Std函数
15.2.1 简单标准库函数包sstdPkg
15.2.2 使用sstdPkg
15.3 使用EDK2的StdLib
15.3.1 main函数工程
15.3.2 非main函数工程
15.4 本章小结
第16章 Shell及常用Shell命令
16.1 Shell的编译与执行
16.2 Shell服务
16.3 Shell脚本
16.3.1 Shell脚本语法简介
16.3.2 自动运行指定应用程序
16.4 Shell内置命令
16.4.1 调试设备的相关命令
16.4.2 驱动相关命令
16.4.3 网络相关命令
16.5 本章小结
附录A UEFI常用术语及简略语
附录B RFC 4646常用语言列表
附录C 状态值
附录D 参考资料
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戴正华 UEFI领域的资深专家、先驱者和布道者，致力于UEFI技术的研究、实践和推广，积累了丰富的经验。曾就职于斯福泰克和英特尔并行计算中心， 在英特尔中国研究院参与Ct（Arbb）编译器的开发及推广工作。目前就职于CryptoMill，从事信息保护方面的开发。
作为操作系统与硬件之间的连接桥梁，BIOS“统治”了计算机系统20余年，在整个计算机系统中扮演着非常重要的角色。近些年来，随着计算机硬件技术的快速发展，以及进入云计算和大数据时代以后，应用对计算机性能和计算能力的要求不断提升，BIOS因为设计上的先天缺陷，已经越来越不能满足需求，存在开发效率低、性能低、功能扩展性差、升级慢、安全性差等多方面的弊端。UEFI很好地解决了这些问题，逐渐成为BIOS的替代品。
《UEFI原理与编程》是国内第一本关于UEFI的专著，对UEFI的使用、原理和开发做了细致而深入的讲解，对广大研究、使用和从事UEFI开发的读者来说，有着重要的意义，显得格外珍贵！
《UEFI原理与编程》以实战为导向，面向UEFI的使用者和开发者，首先细致地介绍了UEFI的系统组成、启动过程、优点，以及各种系统中的开发环境搭建；然后深入剖析了UEFI的工作原理，包括UEFI工程模块、各种协议、基础服务、事件、硬盘和文件系统等内容；最后讲解了UEFI的开发，涉及UEFI服务的开发、UEFI驱动的开发、多任务应用的开发、网络应用的开发、GUI应用的开发，以及如何用C++和C标准库开发UEFI应用，等等。
^ 收 起
《UEFI原理与编程》是国内第一本关于UEFI的专著，对UEFI的使用、原理和开发做了细致而深入的讲解，对广大研究、使用和从事UEFI开发的读者来说，有着重要的意义，显得格外珍贵！
《UEFI原理与编程》以实战为导向，面向UEFI的使用者和开发者，首先细致地介绍了UEFI的系统组成、启动过程、优点，以及各种系统中的开发环境搭建；然后深入剖析了UEFI的工作原理，包括UEFI工程模块、各种协议、基础服务、事件、硬盘和文件系统等内容；最后讲解了UEFI的开发，涉及UEFI服务的开发、UEFI驱动的开发、多任务应用的开发、网络应用的开发、GUI应用的开发，以及如何用C++和C标准库开发UEFI应用，等等。
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