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【UEFI实战】在库中使用全局变量

news 2026/3/27 10:04:42

说明

本文涉及的代码都可以在vUDK2017: https://github.com/tianocore/edk2.git Tag vUDK2017.中找到。

一个不怎么好的测试代码

有两个驱动，NullDxeDriverOne.inf和NullDxeDriverTwo.inf，它们做的事情只有一件，就是调用一个库函数：

EFI_STATUS
EFIAPI
NullDxeDriverOneEntry (IN EFI_HANDLE           ImageHandle,IN EFI_SYSTEM_TABLE     *SystemTable)
{EFI_STATUS         Status;Status             = EFI_SUCCESS;DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]NullDxeDriverOneEntry Start.\n"));PrintGlobalVar ();DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]NullDxeDriverOneEntry End.\n"));return Status;
}

下面是PrintGlobalVar()函数的实现：

/**Print the address of the global variables.@param   NA@retval EFI_SUCCESS     Executed successfully.@retval Others          Error happened.
**/
EFI_STATUS
EFIAPI
PrintGlobalVar (VOID)
{if (NULL == gBuffer) {gBuffer = AllocatePool (128);}DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]gBuffer addr: 0x%p.\n", gBuffer));DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]&Data addr: 0x%p.\n", &Data));return EFI_SUCCESS;
}

这里的gBuffer和Data是两个全局的变量。

这里的本意是，我们从其它设备上获取到一部分数据，存放在gBuffer对应的缓冲区去，之后就不需要在每次调用都去访问设备。

但是实际的情况如下：

[beni]NullDxeDriverOneEntry Start.
[beni]gBuffer addr: 0x7191218.
[beni]&Data addr: 0x7922390.
[beni]NullDxeDriverOneEntry End.
Loading driver F555F2BF-E141-43B7-A5EA-635F757FC774
InstallProtocolInterface: 5B1B31A1-9562-11D2-8E3F-00A0C969723B 7191340
Loading driver at 0x0000791D000 EntryPoint=0x0000791D380 NullDxeDriverTwo.efi
InstallProtocolInterface: BC62157E-3E33-4FEC-9920-2D3B36D750DF 7191698
[beni]NullDxeDriverTwoEntry Start.
[beni]gBuffer addr: 0x7191798.
[beni]&Data addr: 0x791F390.
[beni]NullDxeDriverTwoEntry End.

可以看到实际上还是有两份gBuffer（Data是一个整型，它也有两份），也就是说还是需要访问两次设备。

这是因为不同的模块是分开编译的，实际上都是独立的存放了库函数，也就分开存放了这些全局变量。

如果这个库函数被多次的调用，那么多少会影响到启动时间。

PCD数据

对应普通数据，比如说前面提到的Data整型，可以保存成PCD数据。

比如在dec里面声明一个PCD，如下所示：

[PcdsDynamic]gUefiOemPkgTokenSpaceGuid.PcdOemVersion|0xFFFFFFFF|UINT32|0x40000001

注意这里的类型是Dynamic的，这样就可以在启动过程中设置。

比如在之前的Lib中加入如下的代码：

EFI_STATUS
EFIAPI
GlobalDataTestLibConstructor (IN  EFI_HANDLE               ImageHandle,IN  EFI_SYSTEM_TABLE         *SystemTable)
{DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]CustomizedDisplayLibConstructor.\n"));if (0xFFFFFFFF == PcdGet32 (PcdOemVersion)) {DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]PcdSet.\n"));PcdSet32 (PcdOemVersion, 0x00000001);}return EFI_SUCCESS;
}

这个构造器在每个驱动第一次调用该库中的函数的时候都会调用。

之后在BIOS运行的时候上面的两个驱动的打印如下：

[beni]CustomizedDisplayLibConstructor.
[beni]PcdSet.
[beni]NullDxeDriverOneEntry Start.
[beni]SystemTable: 0x7A95018.
[beni]gBS: 0x7B26C10.
[beni]gBuffer addr: 0x7191218.
[beni]Version: 0x1.
[beni]NullDxeDriverOneEntry End.
Loading driver F555F2BF-E141-43B7-A5EA-635F757FC774
InstallProtocolInterface: 5B1B31A1-9562-11D2-8E3F-00A0C969723B 7191340
Loading driver at 0x0000791D000 EntryPoint=0x0000791D380 NullDxeDriverTwo.efi
InstallProtocolInterface: BC62157E-3E33-4FEC-9920-2D3B36D750DF 7191698
[beni]CustomizedDisplayLibConstructor.
[beni]NullDxeDriverTwoEntry Start.
[beni]SystemTable: 0x7A95018.
[beni]gBS: 0x7B26C10.
[beni]gBuffer addr: 0x7191798.
[beni]Version: 0x1.
[beni]NullDxeDriverTwoEntry End.

在第一个驱动运行的时候，PcdOemVersion的值被修改成了1，第二个驱动运行的时候，PcdOemVersion的值已经被修改了，就不会再进入了，然后第二个驱动也能打印PcdOemVersion的值为1。也就是说PcdOemVersion的值再全局都能够正常使用了。

变量

对于上文提到的一般的数据类型，比如UINT32之类的，可以通过PCD来保存。

但是对于一段数据区域，就不太方便，这个时候可以使用变量。

UEFI里面的Runtime Service里面提供了变量的操作函数GetVariable()和SetVariable()。

注意它不能用来PEI阶段，因为只有在DXE阶段相关的驱动安装之后（也并不是一开始就能用，PEI阶段有一种叫做HOB的东西有类似的作用，这里先不讲）才能使用变量操作。

还是以上文的代码为例，为了保存gBuffer的数据并能够在BIOS启动的过程中都可以使用（其实也并没有都可以），这里新建了一个模块，用来初始化gBuffer对应的数据：（新模块名为GlobalDataInstall.inf）

EFI_STATUS
EFIAPI
GlobalDataInstallEntry (IN EFI_HANDLE           ImageHandle,IN EFI_SYSTEM_TABLE     *SystemTable)
{EFI_STATUS         Status;DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]GlobalDataInstallEntry start.\n"));Status = VariableMethod ();DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]GlobalDataInstallEntry end.\n"));return Status;
}

其中VariableMethod()的实现如下：

EFI_STATUS
EFIAPI
VariableMethod (VOID)
{EFI_STATUS    Status;VOID          *Buffer;Buffer = AllocateZeroPool (128);if (NULL == Buffer) {DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]AllocatePool failed.\n"));return EFI_OUT_OF_RESOURCES;}*((UINT32 *)Buffer) = OEM_DATA_MAGIC;Status = gRT->SetVariable (OEM_DATA_NAME,&gEfiOemGlobalDataGuid,EFI_VARIABLE_BOOTSERVICE_ACCESS,128,Buffer);FreePool (Buffer);return Status;
}

其实就是一个简单的调用SetVariable()的过程。

这里因为是测试，所以没有设计到Buffer里面的具体的数据，只是申请了一个128字节的数据区，然后放了个魔术字在最前面。

当SetVariable()之后，系统会保存一份Buffer数据，原来的可以释放掉。

上述的操作其实也不需要再一个新的驱动里面，也可以放在库函数的构造函数中，这种方式已经在前面PCD数据的时候使用过，所以这里采用了新的方式。

之后在库函数中添加如下的代码来获取全局的变量：

EFI_STATUS
EFIAPI
PrintGlobalVar (VOID)
{EFI_STATUS         Status;VOID               *Buffer;UINTN              Size;Size   = 0;Buffer = NULL;Status = gRT->GetVariable (OEM_DATA_NAME,&gEfiOemGlobalDataGuid,NULL,&Size,Buffer);if (EFI_ERROR (Status)) {if (EFI_BUFFER_TOO_SMALL == Status) {DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]Size : %d.\n", Size));Buffer = AllocatePool (Size);if (NULL == Buffer) {DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]AllocatePool failed.\n"));return EFI_OUT_OF_RESOURCES;}Status = gRT->GetVariable (OEM_DATA_NAME,&gEfiOemGlobalDataGuid,NULL,&Size,Buffer);if (EFI_ERROR (Status)) {DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]GetVariable failed 0. - %r\n", Status));return Status;}} else {DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]GetVariable failed 1. - %r\n", Status));return Status;}}if (OEM_DATA_MAGIC == *((UINT32 *)Buffer)) {DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]I got the data.\n"));}DEBUG ((EFI_D_ERROR, "[beni]Version: 0x%x.\n", PcdGet32(PcdOemVersion)));if (NULL != Buffer) {FreePool (Buffer);Buffer = NULL;}return EFI_SUCCESS;
}

同样在NullDxeDriverOne.inf和NullDxeDriverTwo.inf两个模块当中调用上述的库函数，结果如下：

[beni]CustomizedDisplayLibConstructor.
[beni]NullDxeDriverOneEntry Start.
[beni]SystemTable: 0x7A95018.
[beni]gBS: 0x7B26C10.
[beni]Size : 128.
[beni]I got the data.
[beni]Version: 0x1.
[beni]NullDxeDriverOneEntry End.
Loading driver F555F2BF-E141-43B7-A5EA-635F757FC774
InstallProtocolInterface: 5B1B31A1-9562-11D2-8E3F-00A0C969723B 718C2C0
Loading driver at 0x0000791A000 EntryPoint=0x0000791A380 NullDxeDriverTwo.efi
InstallProtocolInterface: BC62157E-3E33-4FEC-9920-2D3B36D750DF 718CC98
[beni]CustomizedDisplayLibConstructor.
[beni]NullDxeDriverTwoEntry Start.
[beni]SystemTable: 0x7A95018.
[beni]gBS: 0x7B26C10.
[beni]Size : 128.
[beni]I got the data.
[beni]Version: 0x1.
[beni]NullDxeDriverTwoEntry End.

可以看到能够正常获取到数据。

这种方式可以使用到一段数据中，当然也能用在普通的数据中。

不过有个问题，可以在上面的代码中看到，需要在库函数中返回的申请内存和释放内存，当多次调用这个库函数的时候，还是会浪费一些时间（当然对于普通数据没有这种烦恼，但是普通数据显然用PCD更方便）。