UEFI 原理与编程 之 三种方式实现 HelloWorld

Posted 2023-03-09 毛毛虫的爹

在工作区新建目录 infs/UefiMain

添加文件: UefiMain.c, 内容如下:

#include <Uefi.h>
EFI_STATUS
UefiMain (
IN EFI_HANDLE ImageHandle,
IN EFI_SYSTEM_TABLE *SystemTable
)

SystemTable -> ConOut-> OutputString(SystemTable->ConOut, L"HelloWorld\\n");
return EFI_SUCCESS;

再添加一个文件: UefiMain.inf, 内容如下:

[Defines]
INF_VERSION = 0x00010006
BASE_NAME = UefiMain
FILE_GUID = 4ea97c46-7491-4dfd-b442-747010f3ce5f
MODULE_TYPE = UEFI_APPLICATION
VERSION_STRING = 0.1
ENTRY_POINT = UefiMain
[Sources]
UefiMain.c

[Packages]
MdePkg/MdePkg.dec

[LibraryClasses]
UefiApplicationEntryPoint
UefiLib
[FixedPcd]
gEfiMdePkgTokenSpaceGuid.PcdFSBClock|600000000
gEfiMdePkgTokenSpaceGuid.PcdMaximumUnicodeStringLength
[FeaturePcd]
gEfiMdePkgTokenSpaceGuid.PcdComponentNameDisable|FALSE
gEfiMdePkgTokenSpaceGuid.PcdDriverDiagnosticsDisable
[PatchPcd]
gEfiMdePkgTokenSpaceGuid.PcdUefiVariableDefaultLangCodes
[BuildOptions]
MSFT:DEBUG_*_IA32_CC_FLAGS = /Od
之后修改 Nt32Pkg\\Nt32Pkg.dsc, 在 356 行添加一行

infs/UefiMain/UefiMain.inf
之后编译, 运行模拟器

edksetup.bat --nt32
build -p Nt32Pkg\\Nt32Pkg.dsc -a IA32
build run
进入模拟器后,

cd fs0:
UefiMain.efi
看到结果:

使用 C 标准库
修改文件: UefiMain.c, 内容如下:

#include <Uefi.h>
#include <stdio.h>
int main (int argc, char **argv )

printf(“HelloWorld\\n”);
return 0;

修改文件: UefiMain.inf, 内容如下:

@file main.inf

[Defines]
INF_VERSION = 0x00010006
BASE_NAME = UefiMain
FILE_GUID = 4ea97c46-7491-4dfd-b442-747010f3ce5f
MODULE_TYPE = UEFI_APPLICATION
VERSION_STRING = 0.1
ENTRY_POINT = ShellCEntryLib
[Sources]
main.c
[Packages]
MdePkg/MdePkg.dec
ShellPkg/ShellPkg.dec
StdLib/StdLib.dec
[LibraryClasses]
LibC
LibStdio
ShellCEntryLib

之后修改 Nt32Pkg\\Nt32Pkg.dsc, 在 最后再添加一行

!include StdLib/StdLib.inc
之后编译, 运行模拟器

edksetup.bat --nt32
build -p Nt32Pkg\\Nt32Pkg.dsc -a IA32
build run
进入模拟器后,

cd fs0:
UefiMain.efi
可以看到同样的结果:

Shell App
修改文件: UefiMain.c, 内容如下:

#include <Uefi.h>
#include <Library/UefiBootServicesTableLib.h>

INTN
EFIAPI
ShellAppMain (
IN UINTN Argc,
IN CHAR16 **Argv
)

gST -> ConOut-> OutputString(gST -> ConOut, L"HelloWorld\\n");
return 0;

修改文件: UefiMain.inf, 内容如下:

[Defines]
INF_VERSION = 0x00010006
BASE_NAME = UefiMain
FILE_GUID = 4ea97c46-7491-4dfd-b442-747010f3ce5f
MODULE_TYPE = UEFI_APPLICATION
VERSION_STRING = 0.1
ENTRY_POINT = ShellCEntryLib

VALID_ARCHITECTURES = IA32 X64 IPF

[Sources]
Main.c

[Packages]
MdePkg/MdePkg.dec
ShellPkg/ShellPkg.dec

[LibraryClasses]
ShellCEntryLib
UefiLib

[BuildOptions]
之后修改 Nt32Pkg\\Nt32Pkg.dsc, 在 最后再添加一行

!include StdLib/StdLib.inc
之后编译, 运行模拟器

edksetup.bat --nt32
build -p Nt32Pkg\\Nt32Pkg.dsc -a IA32
build run
进入模拟器后,

cd fs0:
UefiMain.efi
也可以看到同样的结果:

标准工程模块
每个工程模块都由两部分组成：工程文件和源文件。
工程文件就是 .inf 文件，用于指导EDK2编译工具自动编译模块。
源文件包括C/C++文件、.asm汇编文件也可以包括.uni（字符串资源文件）和.vfr（资源窗体文件）等。

源文件
入口函数名可以在工程文件中自定义，但是一般用UefiMain。入口参数有ImageHandle和SystemTable， ImageHandle就是编译生成.efl文件加载到内存中的的Image对象的句柄。
SystemTable是程序和UEFI内核交互的桥梁，可以通过它获得各种UEFI提供的服务。它本身是一个UEFI内核的全局结构体。

工程文件
其中包含如下几个“块”

[Defines]
INF_VERSION=0x00010005
BASE_NAME= 生成的.efi文件名
FILE_GUID=生成链接
MODULE_TYPE=UEFI_APPLICATION #写驱动和库的时候会有变动，大多情况下都是填这个
VERSION_STRING=1.0 #版本号，想改就改
ENTRY_POINT=UefiMain # 源文件的入口函数名

[Sources]
源文件名，一般源文件会和inf文件放一起，路径啥的没仔细考虑过

[Packages]
用到的库的.dec声明文件，要有路径

[LibraryClasses]
要链接的库模块，库要在该工程模块所在的包的dsc文件中有对应路径
示例如下

.inf .dsc
[LibraryClasses] [LibraryClasses]
UefiApplicationEntryPoint UefiApplicationEntryPoint|MdePkg/Library/UefiApplicationEntryPoint/UefiApplicationEntryPoint.inf
UefiLib UefiLib|MdePkg/Library/UefiLib/UefiLib.inf
tips
注意inf文件中的函数名和源文件一致，编译之前要把inf文件路径添加到dsc文件的Components中。
UEFI使用UTF-8编码，使用Print函数的时候要加 L 。
Shell应用程序工程模块
源文件
以INTN EFIAPI ShellAppMain (IN UINTN Argc, IN CHAR16 **Argv)为入口函数

工程文件
改动点如下

[Defines]
ENTRY_POINT=ShellCEntryLib

[Packages]
MdePkg/MdePkg.dec
ShellPkg/ShellPkg.dec #必须包含

[LibraryClasses]
ShellCEntryLib #必须列出

tips
Shell工程模板入口是ShellCEntryLib，该函数的源码实现入口参数和标准工程模板相同，函数内部使用EfiShellInterface获取命令行参数传入开发者编写的函数。
main函数应用程序模块
源文件
使用C标准库中的函数。

工程文件
基本和Shell配置相同。

[Packages]
StdLib/StdLib.dec

[LibraryClasses]
ShellCEntryLib #提供ShellCEntryLib函数
LibC #提供ShellAppMain函数
LibStdio #提供printf函数

tips
真正的模块入口函数也是ShellCEntryLib，调用过程为ShellCEntryLib->ShellAppMain->main