UEFI实战HII之FrontPage

Posted 2022-02-18 jiangwei0512

写在前面

UEFI有自己的用户交互界面，它的实现基础被称为HII（Human Interface Infrastructure），本文是一系列介绍HII实现的第一篇。这里从开源EDK代码中的界面（称为Front Page）入手，介绍它的实现，并进一步说明整个HII。

之前已经写过一系列跟Setup相关的文档，内容有重复及补充。

入口说明

Front Page的实现代码可以在https://gitee.com/jiangwei0512/edk2-beni）找到，编译执行之后的结果大致如下：

它对应的是一个启动项程序UiApp，模块代码是MdeModulePkg\\Application\\UiApp\\UiApp.inf，该模块的入口函数是InitializeUserInterface()（位于MdeModulePkg\\Application\\UiApp\\FrontPage.c）。

初始化的大致流程如下：

上述流程中最主要的是两个部分，”初始化Front Page“和”显示Front Page“，对应到两个函数InitializeFrontPage()和CallFrontPage()，它们可以连起来看，主要做的事情就是两个：一个是准备素材，这里的素材指的是uni文件、vfr文件等表示的HII数据；另一个是显示这些素材，它通过一个EFI_FORM_BROWSER2_PROTOCOL来完成，这个Protocol提供两个接口，SendForm()用来显示配置好的HII，BrowserCallback()会被回调函数调用，用来获取和设置界面元素。

界面元素

在HII中构成一个界面的元素大致有四种，分别是字符串（Strings）、结构（Forms）、字体（Fonts）和图像（Images），如下图所示（最右边的Questions等是结构的组成部分，这里可以暂时不管，后续会介绍）：

字符串通过uni文件产生，结构通过vfr文件产生，字体暂不介绍，而图像则没有特别好介绍的。本例的Front Page中使用了结构、字符串和字体，图像则没有使用到。

元素更新

元素更新主要发生在InitializeFrontPage()函数中，对应的代码：

  //
  //Updata Front Page banner strings
  //
  UpdateFrontPageBannerStrings ();

  //
  // Update front page menus.
  //
  UpdateFrontPageForm();

• 前者UpdateFrontPageBannerStrings()主要是获取标记①（Token）对应的字符串的值并设置到对应的标记②中，它初始化Front Page的上半区静态部分：

以代码为例的话就像下面的那样：

    NewString = HiiGetString (gFrontPagePrivate.HiiHandle, STRING_TOKEN (STR_FRONT_PAGE_COMPUTER_MODEL), NULL);
    UiCustomizeFrontPageBanner (1, TRUE, &NewString);
    HiiSetString (gFrontPagePrivate.HiiHandle, STRING_TOKEN (STR_FRONT_PAGE_COMPUTER_MODEL), NewString, NULL);
    FreePool (NewString);

这里的标记STR_FRONT_PAGE_COMPUTER_MODEL出现了两次，虽然名字相同，但是是来自不同的文件，分别是uni文件中的：

#string STR_FRONT_PAGE_COMPUTER_MODEL  #language en-US  ""
                                       #language fr-FR  ""

和来自vfr文件中的：

    banner
      title = STRING_TOKEN(STR_FRONT_PAGE_COMPUTER_MODEL),
      line  1,
      align left;

标记①的操作通过HiiGetString()获取字符串，标记②的操作通过HiiSetString()设置字符串。不过两者本来就需要是一致的，所以也不需要特意去区分。

• 后者UpdateFrontPageForm()更新其它动态的部分，而动态的部分通过vfr文件查看可以看到它们位于两个操作码之间：

    label LABEL_FRANTPAGE_INFORMATION;
    //
    // This is where we will dynamically add a Action type op-code to show
    // the platform information.
    //
    label LABEL_END;

对应的代码：

VOID
UpdateFrontPageForm (
  VOID
  )

  VOID                        *StartOpCodeHandle;
  VOID                        *EndOpCodeHandle;
  EFI_IFR_GUID_LABEL          *StartGuidLabel;
  EFI_IFR_GUID_LABEL          *EndGuidLabel;

  //
  // Allocate space for creation of UpdateData Buffer
  //
  StartOpCodeHandle = HiiAllocateOpCodeHandle ();
  ASSERT (StartOpCodeHandle != NULL);

  EndOpCodeHandle = HiiAllocateOpCodeHandle ();
  ASSERT (EndOpCodeHandle != NULL);
  //
  // Create Hii Extend Label OpCode as the start opcode
  //
  StartGuidLabel = (EFI_IFR_GUID_LABEL *) HiiCreateGuidOpCode (StartOpCodeHandle, &gEfiIfrTianoGuid, NULL, sizeof (EFI_IFR_GUID_LABEL));
  StartGuidLabel->ExtendOpCode = EFI_IFR_EXTEND_OP_LABEL;
  StartGuidLabel->Number       = LABEL_FRANTPAGE_INFORMATION;  // 对应vfr中的LABEL_FRANTPAGE_INFORMATION
  //
  // Create Hii Extend Label OpCode as the end opcode
  //
  EndGuidLabel = (EFI_IFR_GUID_LABEL *) HiiCreateGuidOpCode (EndOpCodeHandle, &gEfiIfrTianoGuid, NULL, sizeof (EFI_IFR_GUID_LABEL));
  EndGuidLabel->ExtendOpCode = EFI_IFR_EXTEND_OP_LABEL;
  EndGuidLabel->Number       = LABEL_END;	// 对应vfr中的LABEL_END

  //
  //Updata Front Page form
  //
  UiCustomizeFrontPage (
    gFrontPagePrivate.HiiHandle,
    StartOpCodeHandle
    );

  HiiUpdateForm (
    gFrontPagePrivate.HiiHandle,
    &mFrontPageGuid,
    FRONT_PAGE_FORM_ID,
    StartOpCodeHandle,
    EndOpCodeHandle
    );

  HiiFreeOpCodeHandle (StartOpCodeHandle);
  HiiFreeOpCodeHandle (EndOpCodeHandle);

这里的两个部分（StartOpCodeHandle和EndOpCodeHandle）组合构成了Front Page剩余的部分，其过程如下：

1. 通过函数HiiAllocateOpCodeHandle()创建两个OpCodeHandle，它们对应的是同一个结构体：

typedef struct 
  UINT8  *Buffer;
  UINTN  BufferSize;
  UINTN  Position;
 HII_LIB_OPCODE_BUFFER;

创建好之后的结构体中Buffer是一个大小为0x200字节的空间；BufferSize就是0x200；Position初始化为0，它相当于存放其它操作码的容器。

2. 创建两个OpCode，会使用到前面创建的OpCodeHandle：

StartGuidLabel = (EFI_IFR_GUID_LABEL *) HiiCreateGuidOpCode (StartOpCodeHandle, &gEfiIfrTianoGuid, NULL, sizeof (EFI_IFR_GUID_LABEL));
StartGuidLabel->ExtendOpCode = EFI_IFR_EXTEND_OP_LABEL;
StartGuidLabel->Number       = LABEL_FRANTPAGE_INFORMATION;

HiiCreateGuidOpCode()的第一个参数就是OpCodeHandle；第二个参数是一个GUID；第三个参数是可选的，可以是NULL；第四个参数是组件元素结构体的大小。本例创建了两个EFI_IFR_GUID_LABEL结构体（跟vfr文件中的label对应），它也是HiiCreateGuidOpCode()的返回值，其结构如下：

///
/// Label opcode.
///
typedef struct _EFI_IFR_GUID_LABEL 
  EFI_IFR_OP_HEADER   Header;
  ///
  /// EFI_IFR_TIANO_GUID.
  ///
  EFI_GUID            Guid;
  ///
  /// EFI_IFR_EXTEND_OP_LABEL.
  ///
  UINT8               ExtendOpCode;
  ///
  /// Label Number.
  ///
  UINT16              Number;
 EFI_IFR_GUID_LABEL;

后面的两句代码用来初始化EFI_IFR_GUID_LABEL结构体的后两个参数，其中Number就对应到vfr文件中的label名，本例中分别是LABEL_FRANTPAGE_INFORMATION和LABEL_END。

3. 对OpCode的自定义，其实就是在StartOpCodeHandle和EndOpCodeHandle之间创建自定义的元素。
4. 更新Front Page结构，更新的部分就是前面代码中增加的自定义元素。
5. 释放资源。

这里最重要的是第3步，对应如下的函数：

VOID
UiCustomizeFrontPage (
  IN EFI_HII_HANDLE  HiiHandle,
  IN VOID            *StartOpCodeHandle
  )

  //
  // Create "Select Language" menu with Oneof opcode.
  //
  UiCreateLanguageMenu (HiiHandle, StartOpCodeHandle);

  //
  // Create empty line.
  //
  UiCreateEmptyLine(HiiHandle, StartOpCodeHandle);

  //
  // Find third party drivers which need to be shown in the front page.
  //
  UiListThirdPartyDrivers (HiiHandle, &gEfiIfrFrontPageGuid, NULL, StartOpCodeHandle);

  //
  // Create empty line.
  //
  UiCreateEmptyLine(HiiHandle, StartOpCodeHandle);

  //
  // Create "Continue" menu.
  //
  UiCreateContinueMenu(HiiHandle, StartOpCodeHandle);

  //
  // Create reset menu.
  //
  UiCreateResetMenu(HiiHandle, StartOpCodeHandle);

基本上图中显示的部分都有对应的函数，但是底部黑色部分并没有，它们是根据特定情况而产生的，比如<Enter>= Select Entry是因为UiCreateLanguageMenu()而显示的，而↑↓=Move Highlight只要有创建上述的元素就会有显示。动作显示的组件有一个包含的关系，如下图所示：