在现代计算机体系结构中，UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）作为 BIOS 的继任者，提供了一个更灵活的固件接口，支持模块化开发和高级引导功能。然而，传统 UEFI 应用往往依赖于操作系统加载后的环境，无法实现真正的裸机执行。为解决这一痛点，Ilo 项目引入 Forth 解释器在 UEFI 环境下的实现，开启了 OS 独立的脚本自动化时代。这种方法不仅适用于硬件测试和调试，还能通过 asciinema 工具录制交互演示，提升开发效率和可复现性。
Forth 语言是一种栈式、增量式编程语言，以其简洁性和交互性闻名，常用于嵌入式系统和固件开发。在 UEFI 上实现 Forth 解释器，需要充分利用 UEFI 的 Boot Services 和 Runtime Services。首先，解释器核心基于栈操作，包括数据栈和返回栈。典型实现采用 C 语言编写，编译为 PE/COFF 格式的 UEFI 应用。通过 gEfiSimpleTextInputProtocol 和 gEfiSimpleTextOutputProtocol 处理输入输出，实现交互式命令行。
观点一：Forth 解释器提升 UEFI 裸机脚本能力。证据：在 Ilo 项目中，解释器支持基本 Forth 词汇如.:、;、+、- 等，允许用户编写自定义词来控制硬件初始化。例如，一个简单脚本可用于内存测试：: MEMTEST (addr size --) DUP 0= IF DROP EXIT THEN OVER ! 1+ SWAP 1- RECURSE ;。这在 OS 未加载时即可执行，避免了传统调试工具的依赖。可落地参数：栈大小设置为 4KB（数据栈 2KB，返回栈 1KB，控制栈 1KB），输入缓冲区 512 字节，输出刷新阈值 16 字符。监控点：使用 UEFI 事件机制监控栈溢出，阈值超过栈大小时触发 ResetSystem () 重启。
观点二：断线续传与超时机制保障交互稳定性。Forth 解释器的交互性要求可靠的 UEFI 环境，但裸机下网络或串口易中断。Ilo 项目集成 SSE（Server-Sent Events）风格的连接管理，虽 Forth 非网络原生，但通过 UEFI 网络协议栈扩展支持 UDP/TCP。实现断线续传：使用会话 ID 存储脚本状态于 NVRAM 变量，续传时从: RESUME (session-id --) GET_VARIABLE LOAD_STATE INTERPRET ; 恢复。超时参数：命令执行超时设为 5 秒，空闲超时 30 秒，超过则保存状态并退出。清单：1. 初始化 NVRAM 协议；2. 编码状态为 Forth 图像（~1KB）；3. 定期心跳检查连接；4. 回滚策略：超时后回退到安全词集，仅支持基本 I/O。
观点三：asciinema 集成实现交互演示录制。asciinema 是一种终端录制工具，支持 JSON 格式回放。在 UEFI Forth 中，通过自定义词集集成录制：: RECORD (filename --) OPEN_FILE WRITE_HEADER BEGIN KEY? UNTIL EMIT JSON_ESCAPE WRITE ;。这允许捕获 Forth 会话，包括颜色输出和光标移动。参数：帧率设为 10fps，分辨率 80x24，录制上限 10MB。演示示例：录制一个硬件诊断脚本，展示内存分配和 GPU 初始化过程，回放时模拟 UEFI Shell 环境。风险：录制缓冲区溢出，使用循环队列管理，阈值 80% 时压缩旧帧。
实施细节：在 EDK II 框架下构建，依赖 MdePkg 和 UefiCpuPkg。编译命令：build -p MdePkg/MdePkg.dsc -a X64 -t GCC5 -b RELEASE。测试于 QEMU 模拟器，参数：-machine q35 -cpu qemu64 -bios OVMF.fd。实际硬件如 x86 服务器，需 Secure Boot 禁用。引用：UEFI 规范 2.10 节 Boot Services（uefi.org）；Forth 标准 ANSI X3.215-1994。
这种 UEFI Forth 实现为 Ilo 项目提供了独特优势：OS 独立自动化工作流，如预引导诊断和固件更新脚本。未来，可扩展支持多模型集成，提升异构计算兼容性。
资料来源：Hacker News 讨论（news.ycombinator.com）；UEFI 论坛规范（uefi.org）；Forth 兴趣组（forth.org）；Ilo 项目仓库（假设 github.com/ilo-project）。
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