UEFI在ARM生态中现状如何？ARM SystemReady认证金标准介绍

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在大多数人心目中，ARM世界的BootLoader还被uboot+DeviceTree统治。是啊，uboot简单快捷，移植容易，为什么不用呢？但uboot有个显著的缺点：缺乏标准和互操作性。这让它更合适专用系统，而不是通用系统。在ARM多用于嵌入式设备，如摄像头和手机等等，的时候，这个并不是问题。嵌入式设备往往是垂直定制开发的，从硬件、固件、BSP和操作系统，都深度定制，没有问题是定制修改程序所不能解决的。但当ARM进入到x86的传统领域后，如PC和服务器市场，情况发生了变化。

ARM生态的通用性需求不断增长

与大多数人基本的概念不同，在某种意义上来说，X86体系比ARM体系更加开放。X86是很多小伙伴一起玩，以生态圈的概念提供产品，并对自己那部分负责；而ARM体系虽然也依赖生态圈，但最终有个大Boss统合整个生态链，提供最后产品并对该产品负总责。

X86生态圈玩家众多，有OS 厂商（OSV）定期发布操作系统，如Windows，Ubuntu；芯片厂商提供CPU，如Intel, AMD；主板厂商（OEM）提供电脑主板；独立硬件供应商（IHV）生产扩展板卡如显卡等等PCIE扩展卡，再如内存厂家推出一代一代不同的内存条等等。DIY玩家可以自由选择搭配合适/兼容的产品搭配出自己心仪的机器，休闲上网用户花2000多元就可以搭配出一套可用的电脑，而游戏玩家则可能花费上万元才能满足游戏配置需求。还有些品牌机厂商如Dell和联想等，他们提供整套最终产品给用户。但他们实际上是在所有小伙伴的零件基础上拼凑出个产品，技术不强，话语权弱，并不能统一整个产业链。用户津津乐道的反而是用的什么CPU，安装的什么操作系统，用的那种显卡等等。Windows死机、蓝屏和缓慢等等时候，用户往往会抱怨微软和Intel，而不是品牌厂商。在X86生态中，强势的是整个生态链的两端：微软和Intel，分别卡住最上游和最下游。在争取了链条利润的最大头后，也要直接面对数千数万种千奇百怪的硬件产品，于是才发明了UEFI和ACPI标准，规范了各个层面的调用接口。更重要的是，为了规范中间链条各个厂商的行为，分别推出了一软一硬两个认证：WHQL和Intel最新的EVO。保证了市面上上百种产品的质量可控。

传统ARM体系由最后品牌厂商统合整个产品，它负责打通整个产业链，并对其中所有部分负责，话语权极强，同时对技术也相对较强。用户面对的具体品牌的产品，而不是碎片化的各个部分。强势的如Apple，硬件软件一起抓，完全组成闭环的链条。稍差也如华为等安卓手机，要负责安卓系统在自己手机移植部分（BSP），客户出了问题并不会找谷歌，而会去找华为。对规范和标准的需求并不强烈。

随着采用ARM内核的芯片性能不断提高，ARM内核芯片不断进入x86传统领域。移动和桌面有Apple的Axx，服务器端有鲲鹏920（也可以用于桌面）、倚天710,、安培和Graviton系列，它们的性能完全可以和Intel/AMD的芯片打擂台。当ARM的小伙伴们进入这些领域后，他们发现一样也要面临碎片化的生态系统的问题。于是接受UEFI和ACPI变成了必然的选择。这也从EDK2社区最活跃的用户在近几年已经不是x86的开发者，而是ARM相关开发者（最近一年多换成了RISC-V）可以看出。于此同时EDK2开源平台仓库EDK2_Platforms下面也涌入了大量ARM平台，好不热闹。

现状是，所有成熟的ARM服务器产品都采用UEFI+ACPI方案；很多ARM移动和桌面产品已经采用UEFI+ACPI方案；大量ARM产品在赶来的路上；形式喜人。同时，作为ARM世界的灵魂，ARM公司也推出了大量规范和标准，来规范ARM产品的行为，如针对服务器的服务器的SBSA和SBBR规范，最新的基本系统架构（BSA）、基本启动要求（BBR），以及针对安全的基本启动安全要求（BBSR）等等。多个层次和方向的规范标准相当繁杂，而且标准有些是必须达到的，有些则是推荐，这样给最终用户造成了不少困扰，也造成了市场的混乱。如何定义“好的”ARM产品标准，这个标准必须是可衡量的、可标识的，并且要简单易懂，最好还能朗朗上口？微软以前的答案是WHQL认证测试和Windowsxx标签，ARM的是什么呢？

ARM SystemReady

ARM公司在ARM进入服务器领域不久就发现了这种需求，推出ARM ServerReady计划。随着ARM内核芯片的市场不断外延，ARM在2020年10月开发者峰会上，正式宣布升级版：ARM SystemReady [1]和白皮书[2] 。

ARM SystemReady的口号是“Just Work”（即开即用，不是仅仅工作），强调它的可用性和已验证性。它主要包括四种认证：

• SystemReady SR：即以前的ServerReady，适用于server和workstation。它除了要求SBBR之外，SBSA和SBBR被替换为通用的BSA规范和SBSA规范。

• SystemReady ES：适用于基础架构和物联网边缘设备等嵌入式服务器。

• SystemReady IR：用于基础架构物联网和物联网边缘设备。

• SystemReady LS：适用于当下火热的LinuxBoot来启动server。

标准可以说涵盖了从云端到物联网边缘计算中的所有部分。因为覆盖范围大，所以各个部分的标准要求各有不同：

来源：参考资料2

如果通过了基本启动安全要求（BBSR）的要求，还可以在Logo旁配享ARM特制小盾牌：

关于BSA、SBSA、SBBR和BBSR等标准大家可以在ARM官网或者System Ready Spec[3]页面 找到相关链接，并仔细阅读。如果大家留言足够踊跃，也许今后本专栏会专文介绍其中比较重要的SBBR和SBSA规范。

下面是专门整理的各种标准细节和测试套件ACS [4]细节，拿走不谢：

这里要特别一点，那就是UEFI和ACPI、DeviceTree（DT）的关系。我们可以看到，SystemReady IR固件spec是个奇怪的组合UEFI+DeviceTree。我们普通看到的系统都是UEFI+ACPI，或是uboot+DeviceTree，但是实际上，DT和UEFI并不矛盾，更有甚者，有些定制化奇怪的系统上甚至出现UEFI+ACPI+DT的怪异组合。这里采用DT主要是考虑物联网IOT系统使用DT更加简单。关于为什么在ARM中，ACPI要替代DT见参考资料5 。DT和ACPI的关系可以参考我的这篇文章：UEFI和ACPI

结论

ARM SystemReady一经推出，立刻受到众多小伙伴的欢迎 ：

来源：参考资料6

值得一提的是，国产BIOS厂商百敖软件也是成员之一。ARM SystemReady目前已经认证了很多系统[7] ，其中除了国外大厂之外，还有不少国内的产品。相信未来，可以通过SystemReady的产品会越来越多。

最后，很多朋友在群里面问，让推荐UEFI的学习书籍。我还是推荐朋友Robin的新书《UEFI编程实践》:

参考资料

[1]SystemReady官网: https://developer.arm.com/architectures/system-architectures/arm-systemready

[2]白皮书: https://armkeil.blob.core.windows.net/developer/Files/pdf/white-paper/arm-systemready-whitepaper.pdf

[3]Specs: https://developer.arm.com/architectures/system-architectures/arm-systemready/specifications

[4]ACS官网: https://github.com/ARM-software/arm-systemready

[5]ACPI on ARM: https://www.kernel.org/doc/html/latest//arm64/arm-acpi.html#why-acpi-on-arm

[6]partners: https://www.arm.com/zh-tw/why-arm/architecture/systems/systemready-certification-program/partners

[7]SystemReady的最新进展: https://community.arm.com/arm-community-blogs/b/architectures-and-processors-blog/posts/progress-in-arm-system-ready-program