雖有句話說的好，實用的東西記在腦子里。沒有的記在筆記本上。

可是如今的信息量越來越大，并且隨著時間的推移記憶力會越來越不可靠，所以僅僅好把近期工作之余看的一些東西記錄下來，避免被迅速忘記。這里就記錄一下一些NVRAM相關的東西。

NVRAM的定義就不必羅嗦了，非易失性存儲器，當然這樣的定義非常寬泛。我們且不一樣一個去說明。這里僅僅說UEFI 里面最經常使用的狹義的NVRAM（SPI ROM里面的一塊區域）。

一般而論UEFI其中會用到兩塊區域作為NVRAM分別為NVRAM,NVRAM_BackUp,至于為什么要這么做事實上原因非常easy。那就是備份和安全保護，應為NVRAM在DXE階段是能夠讀寫的，既然能寫就表示可能會出錯，比方突然斷電，軟件或者硬件錯誤等等，而NVRAM作為UEFI其中非常重要的一個可供用來提供系統靈活配置的機制假設沒有一套完美的容錯機制就會發生非常嚴重的問題，比方某個block因為某些原因出錯。我們就須要保證這樣的錯誤不會導致系統的崩潰。
再來，NVRAM事實上就是在整個SPI rom的區域劃分出兩個FV，這個FV的屬性是能夠讀寫的，在PEI階段提供readonly variable 的ppi來僅提供讀取的功能。在DXE階段我們就能在RT service里面提供getvariable和setvariable的服務來通過GUID和variableName來搜索我們須要的變量，如setup的設定值。在X86其中NVRAM所存儲的區域是剛好被南橋映射到CPU的內存空間，這個區域能夠使用MMIO的方式直接讀取和寫入
就類似于x86系統在reset的時候從FFFFFFF0位置通過MMIO方式讀取第一條指令一樣。這個區域的大小是能夠通過南橋的相關寄存器來設定的，通常會在sec階段或者早期的pei階段去設置它。保證該區域能被正確的映射。

當然我們也能夠使用南橋的SPI控制器來直接使用NOR Flash的讀寫命令來直接讀寫這段區域，就類似于在dos下用軟件來刷新bios一樣。這樣的通常會在RT或者是SMM模式下提供一些服務提供給其它的工具來調用，這些超出了NVRAM要將的范疇，先無論。
先講下NVRAM在SPI Nor Flahs其中是怎樣存儲的。事實上它大概分成3部分：每一家的BIOS vendor的實現都不太一樣，可是主要的東西差點兒相同，就我看到的AMI A4的和UDK2014里面的實現就不一樣。為了不違法NDA這里就僅僅介紹UDK里面的實現方式。
第一部分:這里就僅僅有一個EFI_FIRMWARE_VOLUME_HEADER的頭。主要是將整個NVRAM當作一個FV來看待，這里FV的位置有是在buid的時候定義好的不可更改，在AMI的方案其中一般用token來控制，在UDK其中能夠使用FDF里面來定義。

我們能夠從實際的build logo里面找到它相應的位置。然后使用UE來打開2進制文件來查看。這里先上一個UDK里面的圖，這里定義NVRAM存在0x280000位置，長度為0xc000.

第二部分：這里就是FFS的區域。不同的實現方式可能不太一樣，能夠使用FFS2或者是FFS的格式。

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第三部分：這里就是真正的FFS file區域了，這里的數據依照Variable store（VARIABLE_STORE_HEADER）的格式來存儲。然后使用variable來順序的存儲每個數據包含他們的名字，長度，GUID。屬性（VARIABLE_HEADER）

以下是一個實際的SPI里面的數據存放格式，能夠對照上面的數據逐個對照，樓主也對照過AMI的A4的實現。盡管他們的Variable store和variable的數據結構和實現方式不太一樣。可是實現起來邏輯上是一模一樣的。區別在于少量的算法實現不太一樣，有興趣能夠自己對照看看：


下面先來說NVRAM的讀取，為了簡化，這里臨時不考慮FTW（FaultTolerantWrite）的部分，先簡介怎樣從NVRAM讀取所需數據。這里僅僅須要2個數據結構就能夠完畢對NVRAM變量的索引。一個是變量的存儲倉庫variable store。一個是實際的變量variable他們都有相應的文件頭來表示。從剛剛上面降到的FV和FFS開始依次往下查找就能夠了，同一時候須要注意的是pack的大小，是否須要填充字節。考慮到Flash的物理特性有可能會有位反轉現象所以在讀之前。須要先校驗下面的兩個文件頭是否合法。假設出錯，就須要使用到FTW以及NVRAM_BackUp的機制來處理，這個留著下次再說。還有就是下面是基于UDK的實現。其它的實現類似A4的實現跟這個不太一樣，只是基本差點兒相同也是有GUID和Name來作為變量的頭，然后把變量存儲在緊接著“頭”的后面。詳細的算法非常easy能夠參考Variable.c這個文件的實現，僅僅要略微有一點點的基礎就能讀懂，不須要贅述。

好了今天就先記錄到這里，明天繼續。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Cstyle的UEFI导读：第18.0篇 NVRAM的工作原理(上)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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