。下面是我们本次的工程目录。MyPkg├── Application│ └── GopDrawApp│ ├── GopDrawApp.c│ └── GopDrawApp.inf├── MyPkg.dec└── MyPkg.dsc什么是图形输出协议GOPGOPGraphics Output Protocol图形输出协议是 UEFI 规范中的一个核心接口用来在操作系统启动前接管显卡并显示图形界面。接下来我们分两部分来介绍首先用最简单的语言来说明 GOP 控制显示的原理然后分析一下 UEFI 中 GOP 的源码定义。我们在屏幕上看到的一幅完整图片是由有限的特定像素点组成的比如常见的 1920*1080 分辨率。每个像素点通过红绿蓝三原色的不同强弱组合便能够显示特定的色彩。显存中有一块专门用于存储当前画面像素颜色信息的区域称为 FrameBuffer帧缓冲区。屏幕显示控制器会不断从 FrameBuffer 中读取数据并将其转换为屏幕上的图像。GOP 的作用就是为操作系统启动前的软件如 BootLoader、UEFI 应用提供访问 FrameBuffer 的标准接口。通过 GOP我们可以获取 FrameBuffer 的地址、分辨率、像素格式并直接向其中写入数据从而在屏幕上显示想要的图像。以下是 GOP 在 UEFI 中的 Protocol 定义。struct _EFI_GRAPHICS_OUTPUT_PROTOCOL {EFI_GRAPHICS_OUTPUT_PROTOCOL_QUERY_MODE QueryMode;EFI_GRAPHICS_OUTPUT_PROTOCOL_SET_MODE SetMode;EFI_GRAPHICS_OUTPUT_PROTOCOL_BLT Blt;EFI_GRAPHICS_OUTPUT_PROTOCOL_MODE *Mode;};QueryMode— 查询模式。用于枚举显卡所支持的所有显示模式。在设置分辨率之前你需要先调用它来查询有哪些模式可用。你需要传入一个ModeNumber从 0 开始它会返回该模式对应的具体信息分辨率、刷新率等。SetMode— 设置模式。将显示设备切换到你指定的某个模式。调用成功后帧缓冲区的分辨率、像素格式等会随之改变。你需要传入一个ModeNumber这个编号必须是通过QueryMode查询得到的有效编号。Blt— 像素块传输。这是一个高效的图形绘制函数。它可以在帧缓冲区内部、或是在帧缓冲区和内存缓冲区之间复制、填充或转换矩形像素块。Mode— 当前模式信息。这是一个只读的状态信息。它包含了当前显示模式的具体参数方便你随时查询。MaxModeQueryMode 支持的最大模式数量。Mode当前激活的模式编号。Info指向 EFI_GRAPHICS_OUTPUT_MODE_INFORMATION 的指针包含当前模式的详细信息分辨率、像素格式等。SizeOfInfo上述 Info 结构体的大小。FrameBufferBase帧缓冲区的基地址显存中的物理地址。你向屏幕写入数据就是向这个地址开始的内存写入。FrameBufferSize帧缓冲区的大小字节。一个典型的 GOP 使用流程如下枚举调用Gop-QueryMode()获取所有支持的分辨率。设置调用Gop-SetMode()切换到你需要的分辨率比如 1920x1080。获取信息访问Gop-Mode-FrameBufferBase和Gop-Mode-Info-PixelFormat知道往哪里写数据以及以什么格式写。绘制向FrameBufferBase写入像素数据或调用Gop-Blt()来高效绘制图形。源码示例此代码大致逻辑如下首先需要获取 GOP 的 Protocol 指针。随后即可使用 GOP 的功能。使用Gop-Mode-MaxMode获取显卡支持的显示格式数量然后调用Gop-QueryMode()枚举这些格式信息。调用Gop-SetMode()设置其中一个格式。最后通过写入 FrameBuffer 来显示一幅图像示例。GopDrawApp.c 源码如下#include Uefi.h#include Library/UefiLib.h#include Library/UefiApplicationEntryPoint.h#include Library/UefiBootServicesTableLib.h#include Protocol/GraphicsOutput.h#define DRAWEFI_STATUSEFIAPIUefiMain (IN EFI_HANDLE ImageHandle,IN EFI_SYSTEM_TABLE *SystemTable){EFI_STATUS Status;EFI_GRAPHICS_OUTPUT_PROTOCOL *Gop;UINT32 MaxMode;UINT32 ModeNumber;UINTN SizeOfInfo;UINT32 SelectedMode 0;UINT32 Horizontal 0;UINT32 Vertical 0;UINTN Index;EFI_GRAPHICS_OUTPUT_MODE_INFORMATION *ModeInfo NULL;// 1. 获取 GOP ProtocolStatus gBS-LocateProtocol(gEfiGraphicsOutputProtocolGuid,NULL,(VOID**)Gop);if (EFI_ERROR(Status)) {Print(LFailed to locate GOP\n);return Status;}Print(LGOP protocol found successfully!\n);// 2. 枚举所有显示模式Print(L Enumerating All Display Modes \n);Print(LMaxMode %d\n\n, Gop-Mode-MaxMode); // 支持的显示模式个数MaxMode Gop-Mode-MaxMode;for (ModeNumber 0; ModeNumber MaxMode; ModeNumber) {Status Gop-QueryMode(Gop, ModeNumber, SizeOfInfo, ModeInfo);if (EFI_ERROR(Status)) {Print(LQueryMode failed for mode %d: %r\n, ModeNumber, Status);continue;}Print(LMode %2d: %4d x %4d, PixelFormat %d\n,ModeNumber,ModeInfo-HorizontalResolution,ModeInfo-VerticalResolution,ModeInfo-PixelFormat);// 注意ModeInfo 是由 GOP 内部分配的内存不需要我们手动释放}// 3. 设置显示模式Status Gop-SetMode(Gop, SelectedMode);if (EFI_ERROR(Status)) {Print(LFailed to set mode %d: %r\n, SelectedMode, Status);return Status;}Horizontal Gop-Mode-Info-HorizontalResolution;Vertical Gop-Mode-Info-VerticalResolution;Print(LSelected mode %d with resolution %d x %d\n, SelectedMode, Horizontal, Vertical);Print(LMode %d set successfully!\n, SelectedMode);// 3. 当前显示模式信息Print(L\n Current Mode Information \n);Print(LCurrent Mode Number: %d\n, Gop-Mode-Mode);Print(LFrameBuffer Base: 0x%016lx\n, Gop-Mode-FrameBufferBase);Print(LFrameBuffer Size: %d bytes (%.2f MB)\n,Gop-Mode-FrameBufferSize,(double)Gop-Mode-FrameBufferSize / (1024 * 1024));Print(LHorizontal Resolution: %d\n, Gop-Mode-Info-HorizontalResolution);Print(LVertical Resolution: %d\n, Gop-Mode-Info-VerticalResolution);Print(LPixel Format: %d\n, Gop-Mode-Info-PixelFormat);// 解释像素格式switch (Gop-Mode-Info-PixelFormat) {case PixelRedGreenBlueReserved8BitPerColor:Print(L - Pixel Format: RGB (8:8:8, with reserved byte)\n);break;case PixelBlueGreenRedReserved8BitPerColor:Print(L - Pixel Format: BGR (most common on PC)\n);break;case PixelBitMask:Print(L - Pixel Format: Custom bitmask\n);break;case PixelBltOnly:Print(L - Pixel Format: Blt only (no direct framebuffer access)\n);break;default:Print(L - Pixel Format: Unknown\n);}Print(L\nPress any key to exit...\n);SystemTable-ConIn-Reset(SystemTable-ConIn, FALSE);// 让程序暂停等待用户按下一个键// 要等待的事件数量等待什么事件输出参数哪个事件被触发。SystemTable-BootServices-WaitForEvent(1, SystemTable-ConIn-WaitForKey, Index);#ifdef DRAW// 4. 帧缓冲地址直接写像素UINT32 *FrameBuffer (UINT32*)Gop-Mode-FrameBufferBase;UINT32 PixelsPerScanLine Gop-Mode-Info-PixelsPerScanLine;UINT32 x, y;// 5. 画渐变背景for (y 0; y Vertical; y) {for (x 0; x Horizontal; x) {UINT8 r (UINT8)(x * 255 / Horizontal);UINT8 g (UINT8)(y * 255 / Vertical);UINT8 b 0x80;UINT32 color (r 16) | (g 8) | b;FrameBuffer[y * PixelsPerScanLine x] color;}}// 5. 画中心十字UINT32 cx Horizontal / 2;UINT32 cy Vertical / 2;for (x 0; x Horizontal; x) {FrameBuffer[cy * PixelsPerScanLine x] 0xFFFFFF; // 横线白}for (y 0; y Vertical; y) {FrameBuffer[y * PixelsPerScanLine cx] 0xFFFFFF; // 竖线}#endif // DRAWwhile(1);return EFI_SUCCESS;}显卡支持的显示格式程序显示效果如下附INF 文件[Defines]INF_VERSION 0x00010006BASE_NAME GopDrawAppFILE_GUID 4e397097-665f-4745-88c3-6305ac8623aaMODULE_TYPE UEFI_APPLICATIONVERSION_STRING 1.0ENTRY_POINT UefiMain[Sources]GopDrawApp.c[Packages]MdePkg/MdePkg.dec[LibraryClasses]UefiApplicationEntryPointUefiLibUefiBootServicesTableLibDEC 文件[Defines]DEC_SPECIFICATION 0x00010005PACKAGE_NAME MyPkgPACKAGE_GUID a2ab400d-c171-43ec-a0cc-582527a93887PACKAGE_VERSION 1.0DSC 文件[Defines]PLATFORM_NAME MyPkgPLATFORM_GUID 87654321-4321-4321-4321-CBA987654321PLATFORM_VERSION 1.0DSC_SPECIFICATION 0x00010005OUTPUT_DIRECTORY Build/MyPkgSUPPORTED_ARCHITECTURES X64BUILD_TARGETS DEBUG|RELEASE[LibraryClasses]UefiLib|MdePkg/Library/UefiLib/UefiLib.infUefiApplicationEntryPoint|MdePkg/Library/UefiApplicationEntryPoint/UefiApplicationEntryPoint.infPrintLib|MdePkg/Library/BasePrintLib/BasePrintLib.infPcdLib|MdePkg/Library/BasePcdLibNull/BasePcdLibNull.infMemoryAllocationLib|MdePkg/Library/UefiMemoryAllocationLib/UefiMemoryAllocationLib.infDebugLib|MdePkg/Library/UefiDebugLibConOut/UefiDebugLibConOut.infBaseMemoryLib|MdePkg/Library/BaseMemoryLib/BaseMemoryLib.infBaseLib|MdePkg/Library/BaseLib/BaseLib.infUefiBootServicesTableLib|MdePkg/Library/UefiBootServicesTableLib/UefiBootServicesTableLib.infDevicePathLib|MdePkg/Library/UefiDevicePathLib/UefiDevicePathLib.infUefiRuntimeServicesTableLib|MdePkg/Library/UefiRuntimeServicesTableLib/UefiRuntimeServicesTableLib.infRegisterFilterLib|MdePkg/Library/RegisterFilterLibNull/RegisterFilterLibNull.infDebugPrintErrorLevelLib|MdePkg/Library/BaseDebugPrintErrorLevelLib/BaseDebugPrintErrorLevelLib.inf[Components]MyPkg/Application/GopDrawApp/GopDrawApp.inf
