A Intel está desenvolvendo uma nova arquitetura de firmware, o Universal Scalable Firmware (USF), com o objetivo de simplificar o desenvolvimento de todos os componentes do stack de firmware para várias categorias de dispositivos, desde servidores até sistemas em chip (SoC). O USF fornece níveis de abstração que permitem separar a lógica de inicialização de hardware de baixo nível dos componentes da plataforma responsáveis pela configuração, atualização de firmware, segurança e inicialização do sistema operacional. Uma versão preliminar da especificação e implementação dos elementos padrão da arquitetura USF está disponível no GitHub.
O USF possui uma estrutura modular, não vinculada a soluções específicas, permitindo o uso de diferentes projetos existentes que implementam as fases de inicialização de hardware e inicialização, como a pilha UEFI TianoCore EDK2, o firmware minimalista Slim Bootloader, o carregador U-Boot e a plataforma CoreBoot. Como ambientes de payload que podem ser utilizados para localizar o carregador e transferir o controle para o sistema operacional, podem ser aplicados a interface UEFI, a camada LinuxBoot (para inicialização direta do kernel Linux), VaultBoot (inicialização verificada) e o hipervisor ACRN. Para sistemas operacionais, são fornecidas interfaces padrão como ACPI, UEFI, Kexec e Multi-boot.
O USF destaca uma camada separada para suporte ao hardware (FSP, Firmware Support Package), que interage com uma camada de orquestração de plataforma genérica e configurável (POL, Platform Orchestration Layer) através de uma API comum. O FSP abstrai operações como reinicialização de CPU, inicialização de hardware, interações com SMM (System Management Mode), autenticação e verificação no nível SoC. A camada de orquestração simplifica a criação de interfaces ACPI, suporta bibliotecas padrão de carregadores, permite o uso da linguagem Rust para criar componentes de firmware seguros e possibilita a definição de configurações usando a linguagem de marcação YAML. No nível do POL, também são realizadas a validação (confirmação de autenticidade), autenticação e organização da instalação segura de atualizações.
Espera-se que a nova arquitetura permita:
- Reduzir a complexidade e o custo de desenvolvimento de firmware para novos dispositivos através da reutilização de código de componentes padrão prontos, arquitetura modular, não vinculada a carregadores específicos, e a possibilidade de usar uma API universal para configuração de módulos.
- Aumentar a qualidade e a segurança do firmware, graças à aplicação de módulos verificáveis de interação com o hardware e uma infraestrutura mais segura para validação e verificação do firmware.
- Utilizar diferentes carregadores e componentes de payload, dependendo das tarefas a serem realizadas.
- Acelerar a adoção de novas tecnologias e reduzir o ciclo de desenvolvimento — os desenvolvedores podem se concentrar apenas na adição de funcionalidades específicas, utilizando componentes prontos e testados para o restante.
- Escalonar o desenvolvimento de firmware para várias arquiteturas computacionais mistas (XPU), por exemplo, incluindo além da CPU, um acelerador gráfico discreto embutido (dPGU) e dispositivos de rede programáveis para acelerar a execução de operações de rede em datacenters que suportam sistemas em nuvem (IPU, Unidade de Processamento de Infraestrutura).
Fonte: opennet.ru
