服务器固件开发实战：BMC详解

当 “东数西算” 推动服务器需求激增，BMC 作为服务器稳定运行的 “核心管家” 愈发关键，而开源 OpenBMC 的学习难题却困住众多开发者。本书恰好填补国内空白，从 BMC 基础功能、硬件总线、IPMI 协议，到 OpenBMC 开发实战、数据中心应用趋势，由浅入深覆盖全流程，更融入作者多年工程经验，提供实用调试方法。无论你是刚入行的 BMC 工程师、转行开发者，还是高校相关专业师生，都能从中系统掌握技能，堪称服务器固件开发领域的 “手边宝典”！

本书以当前流行的OpenBMC开源项目为例，介绍BMC软件的开发流程和方法，以及服务器BMC的功能应用。全书分为三部分：第一部分为第1~6章，介绍BMC固件开发基础，具体包括服务器固件概述，BCM的主要功能、常用的硬件总线，如何运用IPMI协议，BCM常用的软件通信协议、调试工具；第二部分为第7~15章，介绍BCM固件开发实战，涉及OpenBCM基础，D-Bus通信原理与使用方法，Boost Asio的使用方法，Yocto编译系统与BMC工程原理，如何从零开始构建OpenBMC工程，OpenBMC如何添加传感器、构建应用程序，OpenBMC的常用软件模块、前端界面开发等；第三部分为第16~18章，介绍BCM固件开发进阶与展望，涵盖服务器CPU与BMC、BMC在数据中心的主要应用以及BCM固件的技术发展趋势。附录部分则补充了开源项目和文档以及BCM芯片的GPIO Number表。本书适合从事BCM固件开发的工程师、从事嵌入式软件研究的计算机、电子信息专业的高校师生，以及希望了解BMC功能应用的数据中心运维人员等阅读。

目　　录 Contents<br />推荐序<br />前言<br />致谢<br />第一部分　BMC固件开发基础<br />第1章　服务器固件介绍　2<br />1.1　BIOS固件　3<br />1.2　BMC固件　4<br />1.3　CPLD/FPGA固件　4<br />1.4　控制器固件　5<br />1.5　闭源商用BMC固件介绍　5<br />第2章　BMC功能介绍　7<br />2.1　BMC芯片与DC-SCM　7<br />2.1.1　BMC芯片　7<br />2.1.2　DC-SCM　8<br />2.2　KVM　10<br />2.3　虚拟媒体挂载　11<br />2.4　服务器电源控制　12<br />2.5　风扇调速　14<br />2.5.1　PID调速算法　14<br />2.5.2　梯度调速算法　15<br />2.6　固件更新、保存配置与恢复<br />出厂设置　15<br />2.6.1　固件更新　15<br />2.6.2　保存配置　16<br />2.6.3　恢复出厂设置　16<br />2.7　网络设置　16<br />2.8　用户管理与安全　17<br />2.8.1　用户与用户权限　17<br />2.8.2　LDAP　18<br />2.8.3　BMC安全特性　20<br />2.9　日志记录　22<br />2.10　BMC时间设置　23<br />2.11　存储设备管理　23<br />2.12　BMC看门狗功能　25<br />2.12.1　BMC的看门狗　25<br />2.12.2　服务器系统的看门狗　26<br />2.13　电源设备管理　27<br />2.13.1　电源冗余备份　27<br />2.13.2　电源固件升级　28<br />第3章　BMC常用的硬件总线　29<br />3.1　I2C与I3C　29<br />3.1.1　I2C　29<br />3.1.2　I3C　31<br />3.2　BMC的网络通信　32<br />3.3　LPC与ESPI　33<br />3.4　UART　34<br />3.5　USB　35<br />3.6　PCIe　36<br />3.7　GPIO　37<br />3.8　ADC　38<br />3.9　SPI　39<br />3.10　JTAG　40<br />3.11　VGA共享内存　41<br />第4章　BMC与IPMI协议　42<br />4.1　IPMI消息　42<br />4.2　SDR与传感器　45<br />4.2.1　传感器读值转换　45<br />4.2.2　传感器类型与事件读取<br />类型　46<br />4.2.3　传感器数据记录　47<br />4.3　SEL　49<br />4.3.1　SEL日志记录ID　49<br />4.3.2　SEL的记录格式　50<br />4.3.3　常用的SEL命令　51<br />4.4　IPMI LAN及SOL　52<br />4.4.1　IPMI LAN　52<br />4.4.2　SOL　53<br />4.5　IPMI平台事件过滤　54<br />4.6　常用的IPMI接口　55<br />4.6.1　KCS　55<br />4.6.2　SSIF　56<br />4.6.3　IPMB　57<br />4.7　FRU　58<br />第5章　BMC常用的软件通信<br />协议　59<br />5.1　Redfish协议　59<br />5.2　MCTP　65<br />5.2.1　MCTP over I2C　66<br />5.2.2　MCTP over PCIe　67<br />5.3　SNMP　69<br />5.3.1　SNMP简介　69<br />5.3.2　SNMP功能实现　70<br />5.4　PLDM协议　73<br />第6章　BMC常用的调试工具　75<br />6.1　curl　75<br />6.2　lsof　76<br />6.3　objdump　77<br />6.4　netstat　79<br />6.5　GDB与栈回溯　79<br />6.6　ipmitool　82<br />第二部分　BMC固件开发实战<br />　　之OpenBMC<br />第7章　OpenBMC基础　86<br />7.1　OpenBMC总体介绍　86<br />7.2　OpenBMC开发环境准备　87<br />7.3　OpenBMC中的systemd　88<br />第8章　D-Bus通信的原理与使用<br />方法　92<br />8.1　D-Bus通信简介　92<br />8.2　D-Bus使用与调试　95<br />第9章　Boost. Asio的使用方法　97<br />9.1　Boost.Asio简介　97<br />9.2　Boost.Asio的用法　98<br />第10章　Yocto编译系统与BMC<br />工程管理　102<br />10.1　Yocto项目介绍　102<br />10.2　Yocto编译系统使用　104<br />10.3　软件包的编译　107<br />10.4　BMC工程管理　110<br />第11章　从零开始构建OpenBMC<br />工程　112<br />11.1　创建meta layer　112<br />11.2　配置硬件特性　114<br />11.3　添加应用程序　120<br />第12章　OpenBMC如何添加<br />传感器　123<br />12.1　添加阈值型传感器　123<br />12.1.1　phosphor-hwmon<br />方式　124<br />12.1.2　Entity-Managers + <br />dbus-sensors方式　126<br />12.2　添加离散型传感器　126<br />12.3　添加IPMI传感器　128<br />12.3.1　添加IPMI SDR　129<br />12.3.2　添加IPMI SEL<br />配置　130<br />第13章　OpenBMC如何构建应用<br />程序　131<br />13.1　编写配方文件　131<br />13.2　编写service文件　133<br />13.3　应用程序的设计　134<br />第14章　OpenBMC常用软件模块<br />介绍　138<br />14.1　sdbusplus与phosphor-dbus-interfaces　138<br />14.2　phosphor-objmgr　139<br />14.3　bmcweb　140<br />14.4　obmc_ikvm　141<br />14.5　jsnbd　142<br />14.6　ipmid　143<br />14.7　服务器开关机控制　146<br />第15章　OpenBMC前端界面开发　147<br />15.1　Vue框架介绍与环境搭建　147<br />15.2　webui-vue源码目录　149<br />15.3　添加功能页面　151<br />15.4　支持中文显示　155<br />15.5　添加图标　156<br />第三部分　BMC固件开发<br />　　　进阶与展望<br />第16章　服务器CPU与BMC　160<br />16.1　主流服务器CPU　160<br />16.1.1　Intel　161<br />16.1.2　AMD　162<br />16.1.3　ARM　162<br />16.1.4　国产CPU　163<br />16.2　RAS功能　164<br />16.2.1　x86架构RAS　165<br />16.2.2　RAS故障处理　165<br />16.3　CPU远程调试　166<br />第17章　BMC在数据中心的主要<br />应用　168<br />17.1　常用的服务器机型　168<br />17.2　BMC在数据中心的应用<br />场景　169<br />第18章　BMC固件技术的发展趋势　172<br />18.1　BMC固件技术与服务器重要<br />部件紧密结合　172<br />18.2　BMC固件开源势不可挡　173<br />18.3　BMC固件安全性日益受到<br />重视　174<br />18.4　BMC固件与人工智能技术<br />相结合　175<br />附　　录<br />附录A　开源项目及文档　178<br />附录B　BMC芯片GPIO <br />Number表　180