UEFI Framework - 7 [ Volume ,Files, and Sections]


  1. FD(Firmware Device)：一個實際的Device，能用來存放Firmware(EX:HDD)
  2. FV(Firmware Volume)：一個Logically的partition(EX:C:\  D:\)
  3. FF(Firmware File)：每個File需要有一個GUID儲存在FV中
  4. Section：FFS允許每個File裡分成不同的Section(有很多不同類型的Section)



Design Constraints


  1. Boot Vector：指向一個Fixed Address 的Firmware Device(EX:FD0)
  2. Alignment：Data 放置在File中的一個特定位置
  3. Easy Access：File必需要simple enoough在PEI Phase的時後被located以及read，不需要被雜的計算或是複雜的Data Structure
  4. Rare Writes：在EFI，最常做write動作的會是在power on或是runtime的時後，並會專注在Variable上
  5. Flash Headaches：可以看下圖，主要是在講現在Internal Fragmentation 沒有被完全使用，會造成使用上沒有效率。
  6. Bank Switching：在Flash裡面的資料不會永遠呈現線性，會在不同的區塊間進行儲存，但對應到一塊System Address Space(EX:像Memory Mapping的時後，會有這種狀況發生)
  7. Fault Tolerance：在FV0中如果少了任何一個file，都會使得system 死掉，因此File Level falut tolerance是不被滿足的，但是Volume-level fault tolerance是必需的。有兩種algorithm能夠達到 Fault Tolerance update
    1. Dual Image Update
    2. Top Swap Update
  8. to File or not To File：要在同一個FD 中Support EFI Variables使它當作一個file system不需要在Firmware Volume中包含Variable Storage

File Type

  1. Freeform：內部有包含section的file
  2. Raw：只是一團的binary data

Section Type

  1. Common Encapsulation Section Type
    1. Compression Section：裡面能compress包住的Section，在compression header有說明如何找到對應的protocol去Uncompress content.
    2. GUIDed section：指定一個section的protocol
  2. Common Leaf Section Type
    1. 可以被支援並執行的mats(PE32+ image、PIC Image等等)
    2. Version 和 File name section
    3. Firmware Volume Image

How the Dispatcher use Volumes , Files and Sections

DXE Dispatcher最主要的任務是find 和dispatch drivers。
PEI Phase會提供HOB給 DXE Foundation ，當DXE Initialize 完之後會透過HOB找到Volume(這在之後會說明到)。
任一個FV在system中是被表示成一個protocol。
DXE Dispatcher 會用 Firmware Volume Protocol找到 Volume 中型態為DXE Driver的file ，當找到後，會讀取Dependency expression section以排列driver order。
當確定要dispatch這隻Driver後，它會read PE/COFF Image Section以利後面的執行。
執行的流程如下圖所示

Internal Format

Basic Format：告訢system如何access其它的file system(Framework File System Format ,FFS)


//
// FFS File State Bits.
//
#define EFI_FILE_HEADER_CONSTRUCTION  0x01
#define EFI_FILE_HEADER_VALID         0x02
#define EFI_FILE_DATA_VALID           0x04
#define EFI_FILE_MARKED_FOR_UPDATE    0x08
#define EFI_FILE_DELETED              0x10
#define EFI_FILE_HEADER_INVALID       0x20

#define EFI_FILE_ALL_STATE_BITS       (EFI_FILE_HEADER_CONSTRUCTION | \
                                 EFI_FILE_HEADER_VALID | \
                                 EFI_FILE_DATA_VALID | \
                                 EFI_FILE_MARKED_FOR_UPDATE | \
                                 EFI_FILE_DELETED | \
                                 EFI_FILE_HEADER_INVALID \
                                  )


//
// Each file begins with the header that describe the
// contents and state of the files.
//
typedef struct {
  EFI_GUID                Name;
  EFI_FFS_INTEGRITY_CHECK IntegrityCheck;
  EFI_FV_FILETYPE         Type;
  EFI_FFS_FILE_ATTRIBUTES Attributes;
  UINT8                   Size[3];
  EFI_FFS_FILE_STATE      State;
} EFI_FFS_FILE_HEADER;

Managing FV

File 在Voluem中會從lowest Address開始分配，當一個File被delete的時後，並不是真的erase掉，而是設定bit，讓它暫時看不見



Below The File System






  1. The Driver Stack
  2. Firmware Volume Block Interfaces



Variables

EFI Variables 取名會帶著GUID 和 Unicode name
這篇有提到一些有關Variable的資訊

Capsules

是一個機制，讓OS提供data讓下次pre-boot的時後使用(通常用來update Firmware)。
裡面包含了許多的Header以及FV。



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