CN103729219B - 一种uefi bios架构方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种UEFI BIOS架构方法及系统，涉及计算机技术领域，其方法包括BIOS执行的以下步骤：启动SEC运行进行安全检测，并在SEC运行的后期，将CPU的运行模式切换到64位保护模式；然后，在所述64位保护模式下启动UDXE运行，完成驱动程序装载；接着，在所述64位保护模式下启动BDS运行，以便根据用户设定，装载UEFI OS；最后，在所述64位保护模式下启动RT运行，使所述UEFI OS开始运行；其中，所述BIOS是指基本输入/输出系统，所述UDXE是指统一可扩展固件接口。本发明UEFI BIOS代码全部运行在64位保护模式下，节省BIOS启动时间。

Description

一种UEFI BIOS架构方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种UEFI(Unified Extensible FirmwareInterface，统一的可扩展固件接口)BIOS(Basic Input Output System，基本输入输出系统)架构的方法及系统。
背景技术
目前的UEFI BIOS架构由五部份构成:SEC(Security phase，安全阶段)，PEI(Pre-EFI Initialization phase，EFI初始化准备阶段)，DXE(Driver Execution Environmentphase，驱动执行环境阶段)，BDS(Boot Device Selection phase，启动设备选择阶段)和RT(Run Time phase，运行时期阶段)。SEC运行在大实模式，而PEI运行在32位保护模式下，然后通过DXE IPL(Initial Program Load，初始程序导入)模块将CPU切换到64位保护模式中的长模式。随后的DXE、BDS和RT均运行在64位保护模式下。在UEFI BIOS架构中，我们需要增加一个模块DXE IPL来完成CPU模式从32位移到64位模式下。带来的问题是：
1.UEFI BIOS代码一部分运行在32位保护模式下，而另一部份运行在64位保护模式下。这两部份代码必须分别编译，无法共享运行库。
2.UEFI BIOS要利用DXE IPL模块完成32位到64位保护模式的切换，这个切换过程会占用一部份BIOS启动时间。
为解决上述问题，本发明提供了一种UEFI BIOS架构的方法及系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种UEFI BIOS架构的方法及系统，解决了现有技术中需要进行32位到64位保护模式的切换，使得BIOS启动时间慢的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种UEFI BIOS架构的方法，包括BIOS执行的以下步骤：
启动SEC运行进行安全检测，并在SEC运行的后期，将CPU的运行模式切换到64位保护模式；
然后，在所述64位保护模式下启动UDXE(Unified Driver ExecutionEnvironment，统一驱动执行环境)运行，完成驱动程序装载；
接着，在所述64位保护模式下启动BDS运行，以便根据用户设定，装载UEFI OS(Operation System，操作系统)；
最后，在所述64位保护模式下启动RT运行，使所述UEFI OS开始运行；
其中，所述BIOS是指基本输入/输出系统，所述UDXE是指统一驱动执行环境。
优选地，在所述64位保护模式下启动UDXE运行，完成驱动程序装载的步骤包括：
在所述64位保护模式下启动UDXE运行，并按照指令将所述UDXE内核装载到所述CPU的二级缓存中进行缓存；
所述缓存在所述CPU的二级缓存中的所述UDXE内核按照第一装载指令装载64位UDXE驱动程序分发器；
所述64位UDXE驱动程序分发器按照第二装载指令装载64位内存控制器驱动程序。
优选地，当所述装载64位内存控制器驱动程序后，将所述UDXE内核从所述CPU的二级缓存中移至4M内存中进行保存。
优选地，所述64位UDXE驱动程序分发器通过装载BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序，启动BDS运行。
优选地，还包括：
当所述64位UDXE驱动程序分发器装载所述64位内存控制器驱动程序或装载所述BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序失败时，结束运行工作。
根据本发明的另一方面，提供了一种UEFI BIOS架构的系统，包括BIOS执行的以下模块：
SEC模块，用于启动SEC运行进行安全检测，并在SEC运行的后期，将CPU的运行模式切换到64位保护模式；
UDXE模块，用于在所述64位保护模式下启动UDXE运行，完成驱动程序装载；
BDS模块，用于在所述64位保护模式下启动BDS运行，以便根据用户设定，装载UEFIOS；
RT模块，用于在所述64位保护模式下启动RT运行，使所述UEFI OS开始运行；
其中，所述BIOS是指基本输入/输出系统，所述UDXE是指统一驱动执行环境。
优选地，所述UDXE模块包括：
缓存单元，用于在所述64位保护模式下启动UDXE运行，并按照指令将所述UDXE内核装载到所述CPU的二级缓存中进行缓存；
装载单元，用于所述缓存在所述CPU的二级缓存中的所述UDXE内核按照第一装载指令装载64位UDXE驱动程序分发器；以及所述64位UDXE驱动程序分发器按照第二装载指令装载64位内存控制器驱动程序。
优选地，当所述装载64位内存控制器驱动程序后，将所述UDXE内核从所述CPU的二级缓存中移至4M内存中进行保存。
优选地，所述64位UDXE驱动程序分发器通过装载BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序，启动BDS运行。
优选地，还包括：
当所述64位UDXE驱动程序分发器装载所述64位内存控制器驱动程序或装载所述BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序失败时，结束运行工作。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
本发明通过使用UDXE，使得UEFI BIOS代码全部运行在64位保护模式下，节省了BIOS启动时间，提高了用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种UEFI BIOS架构的方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种UEFI BIOS架构的系统的示意图；
图3是本发明实施例提供的UEFI BIOS的架构流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1显示了本发明实施例提供的一种UEFI BIOS架构的方法流程图，如图1所示，包括BIOS执行的以下步骤：
步骤S101：启动SEC运行进行安全检测，并在SEC运行的后期，将CPU的运行模式切换到64位保护模式；
步骤S102：在所述64位保护模式下启动UDXE运行，完成驱动程序装载；
步骤S103：在所述64位保护模式下启动BDS运行，以便根据用户设定，装载UEFIOS；
步骤S104：在所述64位保护模式下启动RT运行，使所述UEFI OS开始运行；
其中，所述BIOS是指基本输入/输出系统，所述UDXE是指统一驱动执行环境。
本发明在启动SEC运行进行安全检测，并在SEC运行的后期，将CPU的运行模式从大实模式切换到64位保护模式。
本发明在所述64位保护模式下启动UDXE运行，完成驱动程序装载的步骤包括：在所述64位保护模式下启动UDXE运行，并按照指令将所述UDXE内核装载到所述CPU的二级缓存中进行缓存；所述缓存在所述CPU的二级缓存中的所述UDXE内核按照第一装载指令装载64位UDXE驱动程序分发器；所述64位UDXE驱动程序分发器按照第二装载指令装载64位内存控制器驱动程序。
其中，当所述装载64位内存控制器驱动程序后，将所述UDXE内核从所述CPU的二级缓存中移至4M内存中进行保存。
本发明所述64位UDXE驱动程序分发器通过装载BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序，启动BDS运行。
本发明还包括：当所述64位UDXE驱动程序分发器装载所述64位内存控制器驱动程序或装载所述BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序失败时，结束运行工作。
图2显示了本发明实施例提供的一种UEFI BIOS架构的系统的示意图，如图2所示，包括BIOS执行的以下模块：SEC模块201，用于启动SEC运行进行安全检测，并在SEC运行的后期，将CPU的运行模式切换到64位保护模式；UDXE模块202，用于在所述64位保护模式下启动UDXE运行，完成驱动程序装载；BDS模块203，用于在所述64位保护模式下启动BDS运行，以便根据用户设定，装载UEFI OS；RT模块204，用于在所述64位保护模式下启动RT运行，使所述UEFI OS开始运行；其中，所述BIOS是指基本输入/输出系统，所述UDXE是指统一驱动执行环境。
其中，所述UDXE模块202包括：缓存单元，用于在所述64位保护模式下启动UDXE运行，并按照指令将所述UDXE内核装载到所述CPU的二级缓存中进行缓存；装载单元，用于所述缓存在所述CPU的二级缓存中的所述UDXE内核按照第一装载指令装载64位UDXE驱动程序分发器；以及所述64位UDXE驱动程序分发器按照第二装载指令装载64位内存控制器驱动程序。
其中，当所述装载64位内存控制器驱动程序后，将所述UDXE内核从所述CPU的二级缓存中移至4M内存中进行保存。
所述64位UDXE驱动程序分发器通过装载BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序，启动BDS运行。
本发明还包括：当所述64位UDXE驱动程序分发器装载所述64位内存控制器驱动程序或装载所述BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序失败时，结束运行工作。
图3显示了本发明实施例提供的UEFI BIOS的架构流程图，如图3所示，包括以下步骤：
步骤1、BIOS模块启动进入SEC阶段后，在SEC最后阶段切换CPU模式为64位保护模式长模式。
步骤2、BIOS将UDXE内核装载到CPU二级缓存,所述UDXE内核再装载64位UDXE驱动程序分发器，若加载成功，进入步骤3，若加载失败，结束运行工作。
64位UDXE驱动程序分发器装载64位内存控制器驱动程序，完成内存初始化后，将所述UDXE内核从CPU二级缓存移到4M常规内存中，在所述常规内存中64位UDXE驱动程序分发器继续装载其它64位驱动程序，如显卡，南桥等。
步骤3、64位UDXE驱动程序分发器装载BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序，进入BDS阶段，若加载成功，进入步骤4，若加载失败，结束运行工作。
步骤4、BDS阶段根据用户设定，装载并运行UEFI OS从所选定启动分区上，若加载成功，进入步骤5，若加载失败，结束运行工作。
步骤5、UEFI OS开始运行，进入RT阶段。
综上所述，本发明的新型UEFI BIOS架构由四部份构成：SEC、UDXE、BDS及RT。SEC运行在大实模式，而UDXE运行在64位保护模式中的长模式，是新型UEFI BIOS架构的第二阶段，此阶段驱动程序全部为64位微软PE32+格式驱动程序，并且提供一个64位的驱动程序装载器，在随后的BDS及RT均运行在64位保护模式下。
综上所述，本发明具有以下技术效果：
a.UEFI BIOS代码全部运行在64位保护模式下，不再需要32位模块。
b.无需再利用DXE IPL模块进行32位到64位保护模式切换，节省BIOS启动时间。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种UEFI BIOS架构方法，其特征在于，包括BIOS执行的以下步骤：
启动SEC运行进行安全检测，并在SEC运行的后期，将CPU的运行模式切换到64位保护模式；
然后，在所述64位保护模式下启动UDXE运行，完成驱动程序装载；
接着，在所述64位保护模式下启动BDS运行，以便根据用户设定，装载UEFI OS；
最后，在所述64位保护模式下启动RT运行，使所述UEFI OS开始运行；
其中，所述BIOS是指基本输入/输出系统；所述OS是指操作系统；所述UDXE是指统一驱动执行环境，是UEFI BIOS架构中SEC、UDXE、BDS及RT四阶段中的第二阶段，所述UDXE运行在64位保护模式中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述64位保护模式下启动UDXE运行，完成驱动程序装载的步骤包括：
在所述64位保护模式下启动UDXE运行，并按照指令将所述UDXE内核装载到所述CPU的二级缓存中进行缓存；
所述缓存在所述CPU的二级缓存中的所述UDXE内核按照第一装载指令装载64位UDXE驱动程序分发器；
所述64位UDXE驱动程序分发器按照第二装载指令装载64位内存控制器驱动程序。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述装载64位内存控制器驱动程序后，将所述UDXE内核从所述CPU的二级缓存中移至4M内存中进行保存。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述64位UDXE驱动程序分发器通过装载BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序，启动BDS运行。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述64位UDXE驱动程序分发器装载所述64位内存控制器驱动程序或装载所述BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序失败时，结束运行工作。
6.一种UEFI BIOS架构系统，其特征在于，包括BIOS执行的以下模块：
SEC模块，用于启动SEC运行进行安全检测，并在SEC运行的后期，将CPU的运行模式切换到64位保护模式；
UDXE模块，用于在所述64位保护模式下启动UDXE运行，完成驱动程序装载；
BDS模块，用于在所述64位保护模式下启动BDS运行，以便根据用户设定，装载UEFI OS；
RT模块，用于在所述64位保护模式下启动RT运行，使所述UEFI OS开始运行；
其中，所述BIOS是指基本输入/输出系统；所述OS是指操作系统；所述UDXE是指统一驱动执行环境，是UEFI BIOS架构中SEC、UDXE、BDS及RT四阶段中的第二阶段，所述UDXE运行在64位保护模式中。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述UDXE模块包括：
缓存单元，用于在所述64位保护模式下启动UDXE运行，并按照指令将所述UDXE内核装载到所述CPU的二级缓存中进行缓存；
装载单元，用于所述缓存在所述CPU的二级缓存中的所述UDXE内核按照第一装载指令装载64位UDXE驱动程序分发器；以及所述64位UDXE驱动程序分发器按照第二装载指令装载64位内存控制器驱动程序。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，当所述装载64位内存控制器驱动程序后，将所述UDXE内核从所述CPU的二级缓存中移至4M内存中进行保存。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述64位UDXE驱动程序分发器通过装载BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序，启动BDS运行。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：
当所述64位UDXE驱动程序分发器装载所述64位内存控制器驱动程序或装载所述BDS_ARCH_PROTOCOL驱动程序失败时，结束运行工作。
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