Step to UEFI (163）替换已经存在Protocol中函数的实验

熟悉汇编语言的朋友都知道，DOS下面有很多INT服务，通过这样的入口能够实现硬件相关的服务。比如：INT 15 中可以支持关闭显示。与之类似，UEFI 里面是通过Protocol来实现这样的功能的。找到需要的 Protocol 即可 Call 到其提供的函数。这样的设计也给我们一个机会，可以用自己编写的函数来替换真实的函数。为此，设计了一个实验替换掉 Simple File System 中提供的 Read函数，这样每次 Application 读取到的都会是我们提供的数据。
代码比较长，从原理的角度解释具体流程：
首先，编写测试用的 Application，用 LocateHandleBuffer 枚举出来所有的 Simple File System Protocol，然后在找到的 Handle 上用 OpenVolume 打开 Root Directory。打开之后再用Open 函数打开文件，最后用 Read 来读取文件内容并且显示出来。实验中读取的是一个 44 Bytes 长的 Test.txt 文件。
实验环境是 NT32模拟器，我们只在 fs0: 上放置了 test.txt，因此，能找到2个SimpleFileSystemProtcol，第一个能够读取并且显示内容，第二个会出现Open File error 的错误。

接下来，编写我们的“驱动”，为了简单起见，这里并不是一个正经的驱动。对于我们来说，只是需要程序常驻内存，结束之后不希望被释放掉，否则会出现其他程序调用而无法找到函数的情况。因此，我们在 MdeModulePkg 中写程序，编译之后使用 Load 来加载。代码流程如下：
1． 在入口 MyEntryPoint 中查找一个 SimpleFileSystemProtocol，先保存OpenVolume 的实际入口，再用自己编写的 MySimpleFileSystemOpenVolume替换掉这个入口；
2． Application 在调用 OpenVolume 函数的时候，实际上是会进入MySimpleFileSystemOpenVolume 中。在这个函数中，使用之前保存的实际OpenVolume完成工作，然后将 OpenVolume返回的EFI_FILE_PROTOCOL替换为 MySimpleFileSystemOpen；
3． Application在调用 Open 函数的时候，实际上是会进入MySimpleFileSystemOpen。我们在这里检查参数判断要打开的是否为我们指定的 test.txt 文件，如果是，那么用 MySimpleFileSystemOpen来替换实际的 Open 函数；
4． 这样，当 Application 要Read test.txt 的时候，我们就可以送一个假的值出去。这样就实现了替换的功能。

完整的代码：
用于测试的 Application

#include  <Uefi.h>
#include  <Library/UefiLib.h>
#include  <Library/ShellCEntryLib.h>
#include  <Library/BaseMemoryLib.h>
#include  <Protocol/SimpleFileSystem.h>
#include  <Library/MemoryAllocationLib.h>
                        
extern EFI_RUNTIME_SERVICES      *gRT;
extern EFI_BOOT_SERVICES         *gBS;

int
EFIAPI
main (
  IN int Argc,
  IN CHAR16 **Argv
  )
{

    EFI_STATUS Status;
    EFI_HANDLE  *HandleBuffer = NULL;
    UINTN       NumHandles;
    UINTN       Index; 
    EFI_FILE_IO_INTERFACE *ioDevice; 
    EFI_FILE_HANDLE handleRoots;
    EFI_FILE_PROTOCOL *TestFile;
    CHAR8      Buffer[4*1024];
    UINTN      BufferSize;
    
    //Find all Simnple File System Protocol Handle
    Status = gBS->LocateHandleBuffer(
        ByProtocol,
        &gEfiSimpleFileSystemProtocolGuid,
        NULL,
        &NumHandles,
        &HandleBuffer);
        
    Print(L"Walk handles %ld\n", NumHandles);
    for(Index =0; Index<NumHandles; Index++){
        //Get one Simple File Protocol from a Handle    
        Status = gBS->HandleProtocol (
                        HandleBuffer[Index],
                        &gEfiSimpleFileSystemProtocolGuid,
                        (VOID **) &ioDevice
                        );
        //Opens the root directory on the volume                
        Status = ioDevice->OpenVolume( ioDevice, &handleRoots );   
        if (EFI_ERROR(Status)) {
                Print(L"OpenVolume error \n");
        }           
        //Open a file
        Status = handleRoots->Open(handleRoots,&TestFile,L"test.txt",EFI_FILE_MODE_READ, 0);
        if (!EFI_ERROR(Status)) {
                //The size of "Test.txt" is 44bytes, I use hard code here
                BufferSize=44;
                TestFile->Read(TestFile,&BufferSize,&Buffer);
                Print(L"%a",Buffer);
                TestFile->Close(TestFile);
        }
        else
        {
                Print(L"Open file error [%r]\n",Status);    
        }
    }
    
  FreePool (HandleBuffer);
  
  return EFI_SUCCESS;
}

 

简单的“驱动” 代码

#include <PiDxe.h>
#include <Library/UefiLib.h>
#include <Library/UefiBootServicesTableLib.h>
#include <Library/DebugLib.h>
#include <Library/UefiDriverEntryPoint.h>
#include <Library/MemoryAllocationLib.h>
#include <Protocol/SimpleFileSystem.h>
#include <Library/MemoryAllocationLib.h>

extern EFI_SYSTEM_TABLE         *gST;

EFI_GUID        gEfiSimpleFileSystemProtocolGuid ={ 0x964E5B22, 0x6459, 0x11D2, 
                        { 0x8E, 0x39, 0x00, 0xA0, 0xC9, 0x69, 0x72, 0x3B }};

//Backup of Read function                        
EFI_FILE_READ OldSimpleFileSystemRead;
//Backup of Open function
EFI_FILE_OPEN OldSimpleFileSystemOpen;
EFI_SIMPLE_FILE_SYSTEM_PROTOCOL_OPEN_VOLUME         OldSimpleFileSystemOpenVolume;

//This one will replace the Read function of Read in Simple File System
EFI_STATUS
EFIAPI
MySimpleFileSystemRead (
  IN     EFI_FILE_PROTOCOL  *This,
  IN OUT UINTN              *BufferSize,
  OUT    VOID               *Buffer 
)
{
     CHAR8   TestBuffer[]="Replaced buffer\n\r";
     AsciiStrCpyS(Buffer,AsciiStrnLenS(TestBuffer,255)+1,TestBuffer);
     return EFI_SUCCESS;
}

//This one will replace the Open function of Open in Simple File System
EFI_STATUS
EFIAPI
MySimpleFileSystemOpen (
  IN  EFI_FILE_PROTOCOL  *This,
  OUT EFI_FILE_PROTOCOL  **NewHandle,
  IN  CHAR16             *FileName,
  IN  UINT64             OpenMode,
  IN  UINT64             Attributes
  )
{
        EFI_STATUS Status;

        //Call into Open function in the Simple File system
        Status=(*OldSimpleFileSystemOpen)(This,NewHandle,FileName,OpenMode,Attributes);
        if (!EFI_ERROR(Status)) {
                //Check the filename to make sure it's the one we will replace
                if (StrnCmp(FileName,L"test.txt",StrLen(FileName))==0) {
                        if ((**NewHandle).Read!=MySimpleFileSystemRead) {
                                //Backup the Read Function
                                OldSimpleFileSystemRead=(**NewHandle).Read;
                                //Replace the Read Function
                                (**NewHandle).Read=MySimpleFileSystemRead;
                        }
                        
                }
        }
       return Status;
} 


EFI_STATUS
EFIAPI
MySimpleFileSystemOpenVolume (
  IN EFI_SIMPLE_FILE_SYSTEM_PROTOCOL  *This,
  OUT EFI_FILE_PROTOCOL               **Root
  )
{
        EFI_STATUS Status;
        
        Status=(*OldSimpleFileSystemOpenVolume)(This,Root);
         
        if (!EFI_ERROR(Status)) {
                if ((**Root).Open!=MySimpleFileSystemOpen) {
                        OldSimpleFileSystemOpen=(**Root).Open;
                        (**Root).Open=MySimpleFileSystemOpen;
                }        
        }
       return Status;
}  
EFI_STATUS
EFIAPI
MyEntryPoint (
  IN EFI_HANDLE           ImageHandle,
  IN EFI_SYSTEM_TABLE     *SystemTable
  )
{
        EFI_STATUS        Status;
        //EFI_FILE_PROTOCOL *Root;
        EFI_SIMPLE_FILE_SYSTEM_PROTOCOL *SimpleFile;
        
        //Look for one Simple File System Protocol 
        Status = gBS->LocateProtocol (
                        &gEfiSimpleFileSystemProtocolGuid,
                        NULL,
                        &SimpleFile);
        if (EFI_ERROR(Status)) {
           gST->ConOut->OutputString(gST->ConOut,L"Can't find Simple File PROTOCOL\n");
           return Status;
        }
        OldSimpleFileSystemOpenVolume=SimpleFile->OpenVolume;
        SimpleFile->OpenVolume=MySimpleFileSystemOpenVolume;
        
        return Status;
}

 

运行结果：

完整的代码下载：

repfun