Mitä BIOS-ohjelma tekee käynnistyksen jälkeen?

Kun tietokoneesi on käynnistänyt käynnistysprosessin ja olet tiukasti sisäisen käyttöjärjestelmän sisällä, BIOSilla on jäljellä jotain.?

Nykypäivän Kysymys- ja vastaus -istunto tulee meille suotuisasti SuperUser-Stack Exchange -palvelun osa-alueesta..

Kysymys

SuperUser-lukija Indrek esittää tämän BIOS-kysymyksen:

Olen aina miettinyt, onko BIOSilla (lukuun ottamatta POST: n suorittamista, käynnistyslataimen käynnistämistä ja ohjauksen siirtämistä käyttöjärjestelmään sen jälkeen, kun painetaan virtapainiketta) mitään tarkoitusta tai toimintaa, kun käyttöjärjestelmä on käynnissä?

Onko käyttöjärjestelmä yhteydessä BIOSiin käynnissä ja jos on, miten?

Todellakin? Mitä toimintoa BIOSilla on kriittisen roolinsa lisäksi tietokoneen käynnistämisessä?

Vastaukset

SuperUser-lahjoittajan Mechanical Snailin ansiosta saat yleiskuvan siitä, miten BIOSin rooli on muuttunut ajan mittaan ja mitä se on ja mitä ei tehdä tänään:

BIOSin rooli

Moderneilla käyttöjärjestelmillä, käytännössä mitään. Linus Torvalds kertoi, että sen tehtävänä on "vain ladata käyttöjärjestelmä ja saada sinne helvetti".

Vanhemmat käyttöjärjestelmät, kuten MS-DOS, tukeutuvat BIOSiin moniin tehtäviin (esim. Levyn käyttö), soittamalla keskeytyksiä.

Nykyaikaisissa käyttöjärjestelmissä käynnistyslatausohjelma siirtyy nopeasti 32- tai 64-bittiseen tilaan ja suorittaa käyttöjärjestelmän ytimen. Ytimen avulla voidaan rekisteröidä omat keskeytyskäsittelijät, jotka voidaan kutsua käyttäjä-avaruus-sovelluksilla. Ytimen rutiinit voivat olla kannettavampia (koska ne eivät riipu tietystä laitteistosta), joustavampia (käyttöjärjestelmän toimittajat voivat muuttaa niitä kysynnän sijasta sen sijaan, että he tarvitsisivat käyttää mitä tahansa laitteiston mukana), kehittyneempiä (ne voivat suorittaa mielivaltaisesti monimutkaisia) BIOSiin ohjelmoitua koodia), ja turvallisempi (koska käyttöjärjestelmä voi hallita yhteisten resurssien käyttöä ja estää ohjelmia estämästä toisiaan, toteuttamalla omat mielivaltaiset käyttöoikeusjärjestelmät).

Jotta vuorovaikutuksessa tietyn laitteiston kanssa, käyttöjärjestelmä voi ladata ja käyttää omia laiteohjaimia. Joten käyttöjärjestelmää tai sovelluksia ei tarvitse soittaa useimmille BIOS-rutiineille lainkaan. Itse asiassa turvallisuussyistä BIOS-keskeytykset on jopa poistettu käytöstä. Koska BIOS asuu 16-bittisessä todellisessa tilassa, on vaikeampaa kutsua nykyaikaisia käyttöjärjestelmiä.

Vaikka BIOSin käyttö on hyvin rajallista, kun käyttöjärjestelmä toimii, sen toimintoja käytetään edelleen. Esimerkiksi, kun tietokone nukkuu, käyttöjärjestelmä ei ole käynnissä ja lopulta putoaa laiteohjelmistoon asettamaan laitteiston oikeaan tilaan keskeyttämään ja jatkamaan käyttöjärjestelmää. Nämä käyttötavat rajoittuvat yleensä ACPIcalls-puheluihin kuin puheluihin koko BIOS-liitäntään. ACPI on BIOS-laajennus, joka ”tuo energianhallinnan käyttöjärjestelmän (OSPM) hallintaan, toisin kuin edellinen BIOS-keskusjärjestelmä, joka luotti alustalle omistettuun laiteohjelmistoon tehonhallinnan ja määrityspolitiikan määrittämiseksi”.

Huomaa, että virallisesti BIOS viittaa tiettyyn firmware-käyttöliittymään, mutta termiä käytetään yleisesti viittaamaan tietokoneen laiteohjelmistoon yleensä. Jotkut äskettäiset tietokoneet (erityisesti Apple-tietokoneet) ovat korvanneet BIOSin (sensu strictu) UEFI: n kanssa..

Lisätietoja siitä, miten BIOSin rooli on vähentynyt ajan myötä, on Wikipedia.

Toinen SuperUser-avustaja, Simon Richter, antaa meille yleiskuvan niistä asioista, joita BIOS vielä tekee:

BIOS ja virranhallinta

BIOS tarjoaa useita palveluja käyttöjärjestelmille, joista suurin osa liittyy tehonhallintaan:

CPU- ja väyläkellojen muuttaminen
Mainboard-laitteiden ottaminen käyttöön tai poistaminen käytöstä
laajennusportin tehonsäätö
ripustaa levylle ja keskeyttää RAM-muistiin
jatka tapahtuman asetuksia

Levyke on toteutettu käyttöjärjestelmässä suurimman osan ajasta, koska käyttöjärjestelmä voi palauttaa tilansa nopeammin (vain ytimen tila ladataan uudelleen ja ohjelman tila vaihdetaan tarvittaessa, mikä on huomattavasti nopeampi kuin koko RAM-muistin lataaminen), mutta ominaisuus pysyy määrityksessä.

Käyttöjärjestelmä ei voi toteuttaa RAM-muistia, koska se perustuu RAM-alustan ja testin ohittamiseen BIOSiin, joten käyttöjärjestelmä tarvitsee API: n kertomaan BIOSille, että se aikoo jatkaa nykyisen RAM-sisällön kanssa. Tämän palvelun tarjoamiseksi BIOS pyytää käyttöjärjestelmää jättämään tietyn RAM-alueen koskemattomaksi.

Käyttöliittymän käyttöjärjestelmä kaikille BIOS-palveluille on virtuaalikoneen koodi, joka on suoritettava emulaattorilla ja joka tuottaa tarvittavat I / O-toiminnot laitteistoon. Tämä keskeytetään yleisesti ottaen siten, että jonkin laitteiston kirjoittaminen käynnistää keskeytyksen, joka siirtää ohjauksen BIOS: iin.

Onko jotain lisättävää selitykseen? Ääni pois kommenteista. Haluatko lukea lisää vastauksia muilta tech-savvy Stack Exchange -käyttäjiltä? Tutustu koko keskusteluketjuun täällä.