UEFI 学习笔记

近日在安装 win8+linux（ubuntu）双系统时，遇到了一个新词汇–UEFI 学习整理如下。

UEFI全称“统一的可扩展固件接口”(Unified Extensible Firmware Interface)， 是一种详细描述全新类型接口的标准。这种接口用于操作系统自动从预启动的操作环境，加载到一种操作系统上，从而使开机程序化繁为简，节省时间。

作为电脑开机固件的Legacy Bios如今已有25年历史，因为硬件发展迅速，传统式（Legacy）BIOS 成为进步的包袱 ，致使EFI的出现。
可扩展固件接口（Extensible Firmware Interface，EFI）是 Intel 为全新类型的 PC 固件的体系结构、接口和服务提出的建议标准。其主要目的是为了提供一组在 OS 加载之前（启动前）在所有平台上一致的、正确指定的启动服务，被看做是有近20多年历史的PC BIOS的继任者。
UEFI是由EFI1.10为基础发展起来的，它的所有者已不再是Intel，而是一个称作Unified EFI Form的国际组织，属于open source，目前版本为2.3.1。

UEFI的主要贡献者有以下11家公司

• AMD
• American Megatrends Inc.
• Apple Inc.
• Dell
• Hewlett Packard
• IBM
• Insyde
• Intel
• Lenovo
• Microsoft
• Phoenix Technologies

BIOS与UEFI的不同
与legacy BIOS 相比，最大的几个区别在于：

• 1. Legacy Bios 是通过汇编来编译的，然而在最新替代品UEFI环境下是同主要通过C语言来编译的（99%的C语言，以及1%的汇编），从而实现标准化，模组化，其将在2011进驻所有新型电脑。UEFI的全称为统一可扩展固件接口(Unified Extensible Firmware Interface)是比Legacy Bios，甚至EFI(Extensible Firmware Interface)更具优势的新技术产品。
• 2. 一改之前的中断、硬件端口操作的方法，而采用了Driver/protocol的新方式；
• 3. 将不支持X86实模式，而直接采用Flat mode（也就是不能用DOS了，现在有些 EFI 或 UEFI 能用是因为做了兼容，但实际上这部分不属于UEFI的定义了）；
• 4. 输出也不再是单纯的二进制code，改为Removable Binary Drivers；
• 5. OS启动不再是调用Int19，而是直接利用protocol/device Path；
• 6. 对于第三方的开发，前者基本上做不到，除非参与BIOS的设计，但是还要受到ROM的大小限制，而后者就便利多了。
• 7.弥补BIOS对新硬件的支持不足的毛病。

UEFI的性能

UEFI的最大特点，采用模块化设计的UEFI BIOS，基本上区分成硬件控制和OS软件两大模块，前者只要是相同版本的UEFI BIOS，就会有相同的功能，后者则是给厂商用C语言撰写应用功能的开放接口。通过这个开放接口，厂商就可以自行编写出各种功能的插件(Plug-in)，像是类似Ghost的系统备份/还原插件、类似IE的浏览器插件、类似Anti-Virus的防病毒插件等功能来增加自家产品的功能特色。从前面的内容来看，UEFI BIOS完全不同于传统BIOS的样貌，几乎就是一个专用的微型操作系统。而随着UEFI BIOS内建功能的多样化，它的数据体积自然是不容小视，再加上扩展性的需要，UEFI BIOS将不再是存放在主板上的只读存储器中，而是在硬盘划分出一块FAT 32格式的扇区(ESP；UEFI BIOS System Partition)，来存放UEFI BIOS的相关数据。　　可以说，UEFI系统的固件就相当于一个简单的操作系统，在开机程序完成后，使用者可选择执行UEFI Shell当做命令接口，或指定任一其它操作系统。这种情形就有点像早期的DOS一样，Windows只是另一个使用者接口系统。包括AMI和Insyde，现在的UEFI BIOS都是以Intel所撰写的UEFI功能核心Framework(开发代号为Tiano)为基础，再加挂其编写的架构模块。甚至于微软的下一代操作系统Longhorn，也在IDF中宣布支持UEFI，按照微软的计划，未来所有新的操作系统都将支持UEFI。在模块化分工的概念下，加入一个新的中介接口的确能将系统变动带来的其它改变减至最少。　　因为UEFI的这种架构特性，所以很多人认为在UEFI成为电脑固件后，对BIOS厂商和微软都是威胁—-BIOS业者将不再有绝对的主控地位，而用户在开机后执行系统的选择性增加，就不见得一定得依赖微软的Windows了。不过，UEFI BIOS也象CSS一样存在不少缺点。比如真正的UEFI是在硬盘中隔离出一个区域来作为存储空间的，如果硬盘这一小块空间出现物理损坏，后果怎样？由于UEFI更像是种软件，所以对病毒、外部程序侵入的防御能力就比传统的BIOS削弱了不少。再说，现在会用C语言来编程的人不少，可能很多人都可以很容易破译UEFI，这对UEFI的安全性提出了更高的要求。

UEFI联盟介绍　　

uEFI联盟将负责开发、管理和推广uEFI规范，目前在这个联盟里面分成四个组：　　

• 规范工作组：负责uEFI的规范制定和改进　　
• 平台初始化工作组：负责平台初始化框架规范的制定和改进　　
• 测试工作组：负责开发uEFI测试套件　　
• 行业联络工作组：负责业界业务联络

开机速度
WIN8的开机速度较WIN7快，其中一个原因在于其支持UEFI BIOS的引导。对比采用传统BIOS引导启动方式，UEFI BIOS减少了BIOS自检的步骤，节省了大量的时间，从而加快平台的启动。

传统的BIOS运行流程

• 开机–>BIOS初始化–>BIOS自检–>引导操作系统–>进入系统

UEFI运行流程

• 开机–>UEFI初始化–>引导操作系统–>进入系统

UEFI的发展

目前许多电脑厂商已经开始使用UEFI，并预计UEFI机型的销售从2011年开始将占主导地位,据微软最新的报告称，将在2013年左右，在安装了 SSD硬盘的电脑中，启动时间不得大于2S，在安装了2.5 寸的HDD中，启动时间不得大于4S，否则厂商不能拿到微软WIN8的LOGO。UEFI在几年内必将成为BIOS的取代品，而pc开机速度也会因为UEFI的出现而大大缩短。