构建基于RiscV的UEFI固件开发指南

本文档旨在为开发者提供基于RiscV架构的UEFI固件开发的环境搭建和固件构建方法。通过以下步骤，您可以快速开始对RiscV平台的固件开发。

什么是UEFI？

UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）是一种现代化的固件接口，用于替代传统的BIOS系统。它提供了更高的灵活性、更强的可扩展性以及对现代操作系统启动的支持。

RiscV是一种开源的指令集架构（ISA），与UEFI的结合为新兴硬件平台提供了高效的系统启动和管理方案。

1. 环境设置说明

在构建RiscV固件之前，首先需要配置开发环境。以下是设置的关键步骤：

1.1 工具链路径设置

需要将RiscV工具链目录添加到系统的PATH环境变量中。比如运行以下命令：

#include tools path	
export PATH=/opt/riscv/bin:$PATH

1.2 定义工作区

定义RISC-V项目所需的工作空间，即当前工程的主目录：

#define workspace for RISC-V project
export WORKSPACE=$PWD

1.3 包路径定义

将RiscV固件的依赖包路径定义到PACKAGES_PATH变量，该路径主要需要包括edk2、edk2-platforms和edk2-non-osi三个仓库，如下示例：

#define RISCV project packages path
export PACKAGES_PATH=$PWD/edk2:$PWD/edk2-platforms:$PWD/edk2-non-osi

1.4 RiscV64工具链的前缀定义

为RiscV64工具链指定前缀变量，参考如下命令：

#define RISCV64 prefix
export GCC5_RISCV64_PREFIX="/opt/riscv/bin/riscv64-unknown-elf-"

2. RISCV UEFI固件构建步骤

以下是基于Ubuntu环境下构建RiscV UEFI固件的具体操作步骤，从下载源代码到生成可用固件。

2.1 下载RiscV资源

您需要下载RiscV的UEFI固件相关资源以及工具链：

• 源码库：EDK2-Platforms Github Repository
• 工具链：RiscV GNU Toolchain

2.2 构建工具链

在下载工具链后，需对其进行编译。如果遇到以下问题(经验参考）：

/bin/sh^M: bad interpreter

可以采用以下操作将换行符从/r/n替换为/n：

# 利用sed工具移除^M符号
sudo sed -i -e 's/\\\\\\\\\\\\\\\\r$//' filename

确保一切所需脚本能够正常运作后，即可继续进行下一步。

2.3 编译EDK2源代码

在正确设置环境之后，开始构建源码。构建前，请确保以下命令已执行：

设置环境(归总环境设置到一个批处理文件中）

#include tools path	
export PATH=/opt/riscv/bin:$PATH

#define workspace for RISC-V project
export WORKSPACE=$PWD

#define RISCV project packages path
export PACKAGES_PATH=$PWD/edk2:$PWD/edk2-platforms:$PWD/edk2-non-osi

#define RISCV64 prefix
export GCC5_RISCV64_PREFIX="/opt/riscv/bin/riscv64-unknown-elf-"

其他设置或依赖

如果依赖的脚本需要使用DOS2Unix工具，请安装：

sudo apt-get install dos2unix

并转换脚本的换行符：

dos2unix

安装Device Tree编译器

安装device-tree-compiler作为构建工具的依赖：

sudo apt-get install device-tree-compiler

编译命令执行后，将得到RiscV平台相关的UEFI固件文件。

3. 关于EDK2及EDK2-Platforms的架构说明

3.1 EDK2

EDK2是UEFI固件开发的基础框架，广泛用于现代固件开发。其主要使用C语言进行开发，部分使用汇编语言以支持底层硬件访问。从语言构成来看，C语言在edk2中的比例高达68.2%。

3.2 EDK2-Platforms

EDK2-Platforms是针对特定硬件平台的UEFI实现集合，作为用户开发RiscV固件的重要资源仓库。主要由C语言（83.9%）和少量其他脚本语言组成。

EDK2-Platforms链接：EDK2-Platforms Repository

针对MUSE Pi Pro这个开发板，edk2-platforms目录下需要添加特定的平台和芯片相关的驱动/功能/库。可以参考到MUSE开源的edk2-platforms，如下图Platform/Silicon目录下都有一个Spacemit的目录：

总结

通过以上步骤配置环境和构建固件后，结合edk2通用的编译构建过程，您可以在MUSE Pi Pro RiscV平台上运行自己UEFI固件。本文档提供了开发的基础流程，在实际开发中，建议持续关注EDK2官方文档和Spacemit开源的edk2-platform代码仓库，以获取最新资源。