UEFI（Unified Extensible Firmware?Interface，全稱(chēng)統(tǒng)一的可擴(kuò)展固件接口）是一種個(gè)人電腦系統(tǒng)規(guī)格，用來(lái)定義操作系統(tǒng)與系統(tǒng)固件之間的軟件界面，作為BIOS的替代方案。其前身是Intel在1998年開(kāi)始開(kāi)發(fā)的Intel Boot Initiative。

該軟件主要負(fù)責(zé)加電自檢、聯(lián)系操作系統(tǒng)以及提供連接操作系統(tǒng)與硬件的接口。
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1用途介紹

UEFIBIOS即Basic Input/Output System，翻成中文是“基本輸入/輸出系統(tǒng)”，是一種所謂的“固件”，負(fù)責(zé)在開(kāi)機(jī)時(shí)做硬件啟動(dòng)和檢測(cè)等工作，并且擔(dān)任操作系統(tǒng)控制硬件時(shí)的中介角色。

因?yàn)橛布l(fā)展迅速，傳統(tǒng)式（Legacy）BIOS 成為進(jìn)步的包袱，現(xiàn)在已發(fā)展出最新的UEFI（Unified Extensible Firmware?Interface）可擴(kuò)展固件接口，相比傳統(tǒng) BIOS 的來(lái)說(shuō)，未來(lái)將是一個(gè)“沒(méi)有特定 BIOS”的電腦時(shí)代。

與legacy BIOS 相比，UEFI最大的幾個(gè)區(qū)別在于：

1. 編碼99%都是由C語(yǔ)言完成；

2. 一改之前的中斷、硬件端口操作的方法，而采用了Driver/protocol的新方式；

3. 將不支持X86實(shí)模式，而直接采用Flat mode（也就是不能用DOS了，現(xiàn)在有些 EFI 或 UEFI 能用是因?yàn)樽隽思嫒?，但?shí)際上這部分不屬于UEFI的定義了）；

4. 輸出也不再是單純的二進(jìn)制code，改為Removable Binary Drivers；

5. OS啟動(dòng)不再是調(diào)用Int19，而是直接利用protocol/device Path；

6. 對(duì)于第三方的開(kāi)發(fā)，前者基本上做不到，除非參與BIOS的設(shè)計(jì)，但是還要受到ROM的大小限制，而后者就便利多了。

7.彌補(bǔ)BIOS對(duì)新硬件的支持不足的問(wèn)題。

2結(jié)構(gòu)介紹

UEFI使用模塊化設(shè)計(jì)，它在邏輯上可分為硬件控制和OS軟件管理兩部分：操作系統(tǒng)—可擴(kuò)展固件接口—固件—硬件。

根據(jù)UEFI概念圖的結(jié)構(gòu)，可把uEFI概念劃為兩部分：uEFI的實(shí)體 （uEFI Image）跟平臺(tái)初始化框架。

uEFI的實(shí)體-uEFI Image

（圖中藍(lán)框圍起部分）

啟動(dòng)隊(duì)列根據(jù)uEFI規(guī)范定義，uEFI Image包含三種：uEFI Applications, OS Loaders and uEFI Drivers。

uEFI Applications是硬件初始化完，操作系統(tǒng)啟動(dòng)之前的核心應(yīng)用，比如：?jiǎn)?dòng)管理、BIOS設(shè)置、uEFI Shell、診斷程式、調(diào)度和供應(yīng)程式、調(diào)試應(yīng)用...等等

OS Loaders是特殊的uEFI Application，主要功能是啟動(dòng)操作系統(tǒng)并退出和關(guān)閉uEFI應(yīng)用。

uEFI Drivers是提供設(shè)備間接口協(xié)議，每個(gè)設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行提供設(shè)備版本號(hào)和相應(yīng)的參數(shù)以及設(shè)備間關(guān)聯(lián)，不再需要基于操作系統(tǒng)的支持。

平臺(tái)初始化框架

uEFI框架主要包含兩部分，一是PEI（EFI預(yù)初始化），另一部分是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行環(huán)境 (DXE)。

PEI主要是用來(lái)檢測(cè)啟動(dòng)模式、加載主存儲(chǔ)器初始化模塊、檢測(cè)和加載驅(qū)動(dòng)執(zhí)行環(huán)境核心。

DXE是設(shè)備初始化的主要環(huán)節(jié)，它提供了設(shè)備驅(qū)動(dòng)和協(xié)議接口環(huán)境界面。

3優(yōu)點(diǎn)介紹

編輯

糾錯(cuò)特性

與BIOS顯著不同的是，UEFI是用模塊化、C語(yǔ)言風(fēng)格的參數(shù)堆棧傳遞方式、動(dòng)態(tài)鏈接的形式構(gòu)建系統(tǒng)，它比BIOS更易于實(shí)現(xiàn)，容錯(cuò)和糾錯(cuò)特性也更強(qiáng)，從而縮短了系統(tǒng)研發(fā)的時(shí)間。更加重要的是，它運(yùn)行于32位或64位模式，突破了傳統(tǒng)16位代碼的尋址能力，達(dá)到處理器的最大尋址，此舉克服了BIOS代碼運(yùn)行緩慢的弊端。

兼容性

UEFI(3)與BIOS不同的是，UEFI體系的驅(qū)動(dòng)并不是由直接運(yùn)行在CPU上的代碼組成的，而是用EFI Byte Code（EFI字節(jié)代碼）編寫(xiě)而成的。Java是以“Byte Code”形式存在的，正是這種沒(méi)有一步到位的中間性機(jī)制，使Java可以在多種平臺(tái)上運(yùn)行。UEFI也借鑒了類(lèi)似的做法。EFI Byte Code是一組用于UEFI驅(qū)動(dòng)的虛擬機(jī)器指令，必須在UEFI驅(qū)動(dòng)運(yùn)行環(huán)境下被解釋運(yùn)行，由此保證了充分的向下兼容性。

一個(gè)帶有UEFI驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)展設(shè)備既可以安裝在使用安卓的系統(tǒng)中，也可以安裝在支持UEFI的新PC系統(tǒng)中，它的UEFI驅(qū)動(dòng)不必重新編寫(xiě)，這樣就無(wú)須考慮系統(tǒng)升級(jí)后的兼容性問(wèn)題?；诮忉屢娴膱?zhí)行機(jī)制，還大大降低了UEFI驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)的復(fù)雜門(mén)檻，所有的PC部件提供商都可以參與。

鼠標(biāo)操作

UEFI內(nèi)置圖形驅(qū)動(dòng)功能，可以提供一個(gè)高分辨率的彩色圖形環(huán)境，用戶(hù)進(jìn)入后能用鼠標(biāo)點(diǎn)擊調(diào)整配置，一切就像操作Windows系統(tǒng)下的應(yīng)用軟件一樣簡(jiǎn)單。

可擴(kuò)展性

UEFI將使用模塊化設(shè)計(jì)，它在邏輯上分為硬件控制與OS（操作系統(tǒng)）軟件管理兩部分，硬件控制為所有UEFI版本所共有，而OS軟件管理其實(shí)是一個(gè)可編程的開(kāi)放接口。借助這個(gè)接口，主板廠(chǎng)商可以實(shí)現(xiàn)各種豐富的功能。比如我們熟悉的各種備份及診斷功能可通過(guò)UEFI加以實(shí)現(xiàn)，主板或固件廠(chǎng)商可以將它們作為自身產(chǎn)品的一大賣(mài)點(diǎn)。UEFI也提供了強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能，其他用戶(hù)可以對(duì)你的主機(jī)進(jìn)行可靠的遠(yuǎn)程故障診斷，而這一切并不需要進(jìn)入操作系統(tǒng)。

圖形界面

UEFI主要由這幾部分構(gòu)成：UEFI初始化模塊、UEFI驅(qū)動(dòng)執(zhí)行環(huán)境、UEFI驅(qū)動(dòng)程序、兼容性支持模塊、UEFI高層應(yīng)用和GUID磁盤(pán)分區(qū)組成。

UEFI初始化模塊和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行環(huán)境通常被集成在一個(gè)只讀存儲(chǔ)器中，就好比如今的BIOS固化程序一樣。UEFI初始化程序在系統(tǒng)開(kāi)機(jī)的時(shí)候最先得到執(zhí)行，它負(fù)責(zé)最初的CPU、北橋、南橋及存儲(chǔ)器的初始化工作，當(dāng)這部分設(shè)備就緒后，緊接著它就載入U(xiǎn)EFI驅(qū)動(dòng)執(zhí)行環(huán)境（Driver Execution Environment，簡(jiǎn)稱(chēng)DXE）。當(dāng)DXE被載入時(shí)，系統(tǒng)就可以加載硬件設(shè)備的UEFI驅(qū)動(dòng)程序了。DXE使用了枚舉的方式加載各種總線(xiàn)及設(shè)備驅(qū)動(dòng)，UEFI驅(qū)動(dòng)程序可以放置于系統(tǒng)的任何位置，只要保證它可以按順序被正確枚舉。借助這一點(diǎn)，我們可以把眾多設(shè)備的驅(qū)動(dòng)放置在磁盤(pán)的UEFI專(zhuān)用分區(qū)中，當(dāng)系統(tǒng)正確加載這個(gè)磁盤(pán)后，這些驅(qū)動(dòng)就可以被讀取并應(yīng)用了。在這個(gè)特性的作用下，即使新設(shè)備再多，UEFI也可以輕松地一一支持，由此克服了傳統(tǒng)BIOS捉襟見(jiàn)肘的情形。UEFI能支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并輕松聯(lián)網(wǎng)，原因就在于此。

值得注意的是，一種突破傳統(tǒng)MBR（主引導(dǎo)記錄）磁盤(pán)分區(qū)結(jié)構(gòu)限制的GUID（全局唯一標(biāo)志符）磁盤(pán)分區(qū)系統(tǒng)將在UEFI規(guī)范中被引入。MBR結(jié)構(gòu)磁盤(pán)只允許存在4個(gè)主分區(qū)，而這種新結(jié)構(gòu)卻不受限制，分區(qū)類(lèi)型也改由GUID來(lái)表示。在眾多的分區(qū)類(lèi)型中，UEFI系統(tǒng)分區(qū)用來(lái)存放驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序。很多朋友或許對(duì)這一點(diǎn)感到擔(dān)心：當(dāng)UEFI系統(tǒng)分區(qū)遭到破壞時(shí)怎么辦？而容易受病毒侵?jǐn)_更是UEFI被人詬病的一大致命缺陷。事實(shí)上，系統(tǒng)引導(dǎo)所依賴(lài)的UEFI驅(qū)動(dòng)通常不會(huì)存放在UEFI系統(tǒng)分區(qū)中，當(dāng)該分區(qū)的驅(qū)動(dòng)程序遭到破壞，我們可以使用簡(jiǎn)單方法加以恢復(fù)，根本不用擔(dān)心。

X86處理器能夠取得成功，與它良好的兼容性是分不開(kāi)的。為了讓不具備UEFI引導(dǎo)功能的操作系統(tǒng)提供類(lèi)似于傳統(tǒng)BIOS的系統(tǒng)服務(wù)，UEFI還特意提供了一個(gè)兼容性支持模塊，這就保證了UEFI在技術(shù)上的良好過(guò)渡。

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