Сегодняшняя сессия вопросов и ответов приходит к нам, любезно предоставленной SuperUser - подразделением Stack Exchange, группировкой сайтов Q & A на уровне сообщества.
Вопрос
Считыватель SuperUser Indrek задает этот вопрос, связанный с BIOS:
I always wondered whether the BIOS (apart from conducting POST, starting the bootloader and passing control to the OS after one presses the power button) has any purpose or function while the operating system is running?
Does the operating system communicate with the BIOS while running and if so, how?
В самом деле? Какая функция имеет BIOS помимо своей важной роли при запуске компьютера?
Ответы
Предоставлено автором SuperUser Mechanical Snail, обзор того, как роль BIOS изменилась с течением времени и что это такое и чего не делает сегодня:
Роль BIOS
С современными ОС, практически нет, Линус Торвальдс, как сообщается, сказал, что его задача - «просто загрузить ОС и убраться оттуда».
Старые операционные системы, такие как MS-DOS, полагались на BIOS для многих задач (например, для доступа к диску), вызывая прерывания.
С современными ОС загрузчик быстро переключается в 32- или 64-разрядный режим и выполняет ядро ОС. Ядро может регистрировать собственные обработчики прерываний, которые могут быть вызваны приложениями пользовательского пространства. Подпрограммы ядра могут быть более переносимыми (поскольку они не зависят от конкретного оборудования), более гибкими (поставщики ОС могут изменять их по требованию, а не использовать все, что пришло с аппаратным обеспечением), более сложные (они могут выполняться произвольно сложными кода, а не того, что было запрограммировано в BIOS) и более безопасным (поскольку ОС может контролировать доступ к общим ресурсам и препятствовать тому, чтобы программы слипались друг с другом, реализуя собственные схемы произвольных разрешений).
Для взаимодействия с конкретным оборудованием ОС могут загружать и использовать свои собственные драйверы устройств. Поэтому нет необходимости, чтобы ОС или приложения вызывали большинство подпрограмм BIOS вообще. На самом деле, по соображениям безопасности, прерывания BIOS даже отключены. Поскольку BIOS живет в 16-битном реальном режиме, сложнее назвать современные ОС.
Хотя использование BIOS очень ограничено во время работы ОС, его функции по-прежнему используются по периферии. Например, когда компьютер спит, ОС не работает и в конечном итоге падает на прошивку, чтобы установить аппаратное обеспечение в правильное состояние, чтобы приостановить и возобновить работу ОС. Обычно эти ограничения ограничиваются ACPIcalls, а не вызовами полного интерфейса BIOS. ACPI - это расширение BIOS, которое «управляет управлением питанием под управлением операционной системы (OSPM), в отличие от предыдущей центральной системы BIOS, которая полагалась на прошивку для конкретной платформы, чтобы определить политику управления питанием и конфигурацию».
Обратите внимание, что официально «BIOS» относится к определенному интерфейсу прошивки, но этот термин обычно используется для обозначения прошивки компьютера в целом. Некоторые последние компьютеры (особенно Apple) заменили BIOS (sensu strictu) на UEFI, что, конечно же, является тем, что вызывается для реализации этих функций.
Для получения дополнительной информации о том, как роль BIOS уменьшилась с течением времени, см. Википедию.
Другой вкладчик SuperUser, Саймон Рихтер, дает нам обзор того, что все еще делает BIOS:
BIOS и управление питанием
BIOS предоставляет ряд услуг для операционных систем, большинство из которых связаны с управлением питанием:
- изменение ЦП и шинных часов
- включение / выключение системных плат
- управление мощностью порта расширения
- приостановка на диск и приостановка к оперативной памяти
- возобновить настройки событий
Операция Suspend-to-disk чаще всего реализуется в ОС, так как ОС может быстрее восстановить свое состояние (перезагружается только состояние ядра, а при необходимости изменяется состояние программы, что значительно быстрее, чем перезагрузка всей ОЗУ), но функция остается в спецификации.
Операция Suspend-to-RAM не может быть реализована ОС, поскольку она полагается на то, что BIOS пропускает инициализацию и тестирование RAM, поэтому ОС нуждается в API, чтобы сообщить BIOS, что он намеревается возобновить с текущим содержимым ОЗУ. Чтобы предоставить эту услугу, BIOS просит ОС оставить неизменную область RAM.
Интерфейс для ОС для всех служб BIOS представляет собой кусок кода виртуальной машины, который должен запускаться на эмуляторе и который генерирует необходимые операции ввода-вывода в аппаратное обеспечение. Для приостановки это обычно выполняется так, что выполнение одной из аппаратных записей затем вызывает прерывание, которое передает управление BIOS.
Есть что добавить к объяснению? Звучит в комментариях. Хотите узнать больше ответов от других пользователей Windows? Посмотрите здесь полную дискуссионную тему.
