На чем написан bios
Насколько я понимаю, код BIOS/бит-поток, который хранится в ПЗУ, должен быть общим (работать вместе с несколькими типами процессоров или ISA). Кроме того, я видел упоминания в Интернете, которые утверждают, что имеют возможность сбросить его код (и "разобрать" его).
Итак, на каком языке, наборе инструкций или машинных кодах он написан? Разве не нужен какой-либо процессор для выполнения своих операций? Если это так, я предполагаю, что он будет использовать внешний процессор, тогда как он знает конкретный набор команд для занятого?
Может быть, у него есть внутренний процессор?
Материнские платы адаптированы к набору заданных инструкций, а прошивка BIOS написана в разумном подмножестве этого набора команд (там немного места для маневра). Например, вы не можете использовать материнскую плату x86 с процессором ARM (и если есть такие платы, они должны быть способны обрабатывать несколько разных наборов команд и, что более важно, системные архитектуры).
Код запускается на "основном" процессоре - если у вас нет встроенного процессора, BIOS тоже не работает. На самом деле, если вы хотите узнать больше о том, как работают первые шаги в процессе загрузки, просто выберите бесплатную книгу в Intel Systems Architecture (для x86 и друзей) - она ответит почти на все ваши вопросы, включая более современные такие технологии, как "как запустить многопоточную ОС" или "как переключиться в защищенный режим" и "как заставить процессор спать".
В качестве примера, ранние процессоры Intel начали выполнять по адресу 0x000FFFF0h . Это отображает непосредственно в BIOS ROM (нет копирования в RAM - это просто сопоставление), поэтому он просто запускает запуск BIOS. Более современные процессоры Intel начинаются с другого адреса, но основной принцип все тот же.
Теперь более старые IBM BIOS были очень простыми и должны были входить в крошечный объем памяти, поэтому они обычно записывались в чистой сборке (и, возможно, в машинный код напрямую, но я не думаю, что это необходимо, правда, хотя у меня есть это было сделано при экспериментировании с архитектурой IBM/Intel PC). Тем не менее, были также, например, полностью графические системы BIOS, которые, возможно, были написаны на C, например. Тем не менее, C не является большим шагом от сборки, за исключением его переносимости - и, как мы видели, нет большого смысла в использовании переносной BIOS; все компьютеры IBM работали на процессорах x86. То же самое касается следующего шага загрузки, загрузчика ОС - он должен был входить в крошечный объем памяти, поэтому он обычно записывался в сборку, однако в чем-то менее древнем, чем оригинальный IBM PC, они просто стремятся инициализировать "минимальную" файловую систему с минимальными файловыми системами и запускать с диска (дискету или жесткий диск).
Цель статьи — провести начинающего за руку по первому UEFI проекту, оставаясь в привычной ему среде. Для более опытных людей, надеюсь, будет интересным поработать в VS вместо привычной командной строки, или разобрать подход и перенести его в любимый Eclipse.
Начнем с простых вещей, вывода строки на консоль и русификации (довольно востребованная вещь, причем простая в реализации), потом будет работа с формами в HII (то, что называлось в обиходе страницами BIOS Setup), потом графика, потом Boot Manager, а потом видно будет (с).
Желающие — прошу пожаловать под кат.
Сейчас необходимо решить, оно вам надо или нет. Потратим на это пол-страницы на старте, чтобы не тратить пол-дня и в конце понять, что вам надо совсем другое. Или, надеюсь, наоборот — загореться энтузиазмом и выкроить время на прочтение статьи.
Вначале хорошее
1) Аппаратура не понадобится от слова совсем. Никаких Evaluation Boards, никаких Intel BlueBox JTAG за $3000. Все будет отлаживаться в 32-битной виртуальной машине OVMF – портированной Интелом виртуалке qemu для отладки UEFI Firmware. Для перекомпиляции под реальную платформу достаточно потом — после отладки — переставить пару ключей в настройках компиляции, и на этом все.
3) Файловая система виртуалки доступна на Windows-машине для записи-чтения. Очень пригодится, если надо будет редактировать скрипты UEFI Shell, после запуска посмотреть скриншоты и проанализировать логи средствами Windows.
4) Никакого ассемблера, только С/С++.
Теперь о том, что мы делать не будем
1) Мы будем работать в DXE (где уже есть UEFI Shell) и поздних фазах. В более ранние фазы не полезем, поскольку нас туда никто не пустит, по крайней мере – для Intel-процессоров. Позже будет объяснение, почему. Если хотите сделать полный цикл, от включения до загрузки ОС, причем быстро и не забивая голову кучей ненужной и неинтересной вам в данный момент информацией, а ручное конфигурирование системы вам совершенно не требуется – дальше не читайте, а наберите в Гугле «coreboot».
2) «Графического» UEFI с мышкой и кнопками, как у Dell, MSI и прочих, здесь не будет. Это платные среды, для использования в крупных компаниях. Есть, разумеется, энтузиасты, которые сами создают их своими руками, не ответив предварительно на вопрос «Зачем?», но обычно их энтузиазм заканчивается на второй форме с кнопками.
3) Мы будем работать с компилятором Visual Studio. Желающие могут настроить gcc в cygwin, или icc, но в данный момент не стоит задача получить оптимальный быстрый код, а стоит задача быстро пройти путь к началу полноценной работы.
Все, предварительные танцы закончены, кто надо – воодушевлен, кто надо – напуган.
Переходим к делу
Итак, у кого на машине есть git в командной строке, выполняют команду в cmd окне (или в Far Commander, не суть) из корневого каталога:
а те, у кого нет, идут по ссылке на github, скачивают zip-файл и раскрывают его в каталог с:/FW.
Как было ранее обещано, приведем подсказку из Интеловского тренинга по использованию другой конфигурации, отличной от указанной в начале статьи. Ищите свое сочетание в табличке, если предлагаемое по каким-то причинам не подходит:
Конфигурирование среды для версии, отличной от VS2010
Открываем файл c:\FW\edk2\Conf\target.txt и в строчке
TOOL_CHAIN_TAG = VS2010x86
Заменяем VS2010x86 на тэг установленной у вас версии Visual Studio. Для Visual Studio 2010 тэг останется как есть, для других версий VS – смотрите картинку выше, или список в начале файла c:\FW\edk2\Conf\tools_def.txt
Собственно, среда разработки edk2 развернута полностью и в ней можно работать из командной строки. Некоторые так и работают всю жизнь («угорать по хардкору, поддерживать дух старой школы и всё такое» — (с) CodeRush в своей ставшей классической статье). Но мы все же пойдем дальше, пересаживать человека из MSVS обратно в командную строку — негуманно, особенно в 2017.
Настраиваем проект в Visual Studio
Открываем Visual Studio, в нем открываем Solution NT32.sln из каталога C:\FW\VS\NT32. В целях уменьшения времени входа в тему, в solution уже создан одноименный проект NT32, в котором уже сделаны описанные ниже настройки. Это если не получится создать самим – чтобы иметь гарантированно рабочие настройки проекта. Такой подход сильно сократит время поиска источника проблем, в случае их появления. Тем не менее, лучше пройти описанный ниже путь самим, и понять смысл настроек – это облегчит настройку следующих проектов.
Полезно будет сразу в Tools->Options настроить рабочий каталог на c:\FW\VS, но если в VS ведется другой, рабочий проект, то так делать не надо:
Создание проекта
Создаем в Solution NT32 новый проект для Visual C++ (правой клавишей на Solution NT32, Add->New Project, выбираем опцию Makefile Project), и назовем его MyFirstUEFIProject (или как угодно еще). Жмем Finish.
Выбираем в Solution проект NT32, выбираем из контекстного меню Project->Properties и производим настройки проекта.
Настройка NMake опций
Выбираем в окне слева строку Configurarion Properties → NMake, в окне справа — строку Build Command Line
Жмем Edit… и в открывшемся текстовом окне вводим:
Сейчас стоит немного объяснить, что мы делаем. По сути, мы пишем в этом окне обычный пакетный bat-файл вместо makefile.
В первой строке устанавливается переменная окружения ассемблера NASM_PREFIX в том виде, как ее понимает edk2, то есть путь, по которому лежит файл nasm.exe. На ассемблере мы сами писать не будем, но нашей системе сборки ассемблер нужен обязательно.
Во второй строке вызывается скрипт настройки среды edk2 и настраиваются переменные окружения для данного сеанса компиляции и запуска (вне VS эти переменные не отражаются). Ключ –nt32 указывает системе сборки, что компилировать исходники надо для пакета (package) Nt32Pkg, расположенного в C:\FW\edk2\Nt32Pkg. Этих пакетов там много, мы их рассмотрим, но не сейчас.
В третьей строке мы даем команду на компиляцию в только что настроенной среде (build.exe лежит в C:\FW\edk2\BaseTools\Bin\Win32, этот путь прописывается в предыдущей строчке, в edksetup.bat)
Итак, вот что у нас должно появиться в итоге в текстовом окне Build Command Line:
Затем вводим в следующей строке Rebuild Command Line в открывшееся по Edit … окно следующий текст
Команда build clean означает то самое, что вы предполагаете. Она делает полную перестройку проекта с перекомпиляцией всех модулей.
Что мы вводим в окне из Clean Command Line, наверное, все уже догадались:
Честно говоря, особо эта опция не нужна, в 99% случаев хватит Rebuild, но пускай будет – например, очистить среду для ее переноса в другое место или заливки на github.
В итоге, у нас должно получиться вот такое окно:
Все с настройкой NMake.
Настройка опции Debugging
Итак, открываем строчку Debugging и вводим:
В строчке Command:
В строчке “Working Directory”:
SecMain.exe – объяснять сейчас, что это такое – долго, если очень кратко и упрощенно – то это аналог bootloader-a, который запускает все остальное.
Рабочий каталог – сюда будут помещаться все успешно созданные модули, и доступны они будут все сразу из командной строки.
Итак, вот что мы должны получить после настроек в этом окне:
На этом все с настройками проекта.
Построение проекта
========== Build: 1 succeeded, 0 failed, 0 up-to-date, 0 skipped ==========
Если же вместо этого получено что-то иное, смотрите, правильно ли вы прошли все шаги. Наиболее тяжелый случай – получить:
LINK : fatal error LNK1123: failure during conversion to COFF: file invalid or corrupt
это баг среды VS2010 и означает, что VS2010 установлен без SP1. Поставьте SP1, или ищите способы затыкания этой ошибки в инете.
Работа в UEFI Shell
Итак, все скомпилялось хорошо, и вы читаете эти строки. Теперь жмем на любимую F5 и после примерно минуты работы с диском (чуть позже сократим и это время) получаем вот такую требуемую картинку:
Собственно, это и есть UEFI Shell. Как в нем работать – написана куча руководств, посмотрите в Гугле, а мы пока сделаем в нем несколько вещей.
1. Смотрим, что мы там накомпиляли за эти 10 минут. Вводим fs0: (UEFI Shell нечувствителен к регистру) и затем ls –b, где опция –b означает ожидание нажатия Enter для прокрутки страницы, ибо список там большой, не на один экран.
Теперь стало понятно, что означал параметр “Working Directory” в настройке опций проекта Visual Studio — C:\FW\edk2\Build\NT32IA32\DEBUG_VS2010x86\IA32\. Там этот же самый список файлов, и лучше его смотреть (и редактировать скрипты) через развитую оболочку Far Commander (или Total Commander), чем с командной строки в UEFI Shell.
2. В UEFI Shell и набираем “hel”, жмем Tab и видим на экране Helloworld.efi. Не то, чтобы мы совсем не догадывались, что будет, если нажать после этого Enter, но проверить-то надо! Жмем и получаем троекратное UEFI Hello World!. Число повторений – это конфигурируемый в настройках среды (а не в исходниках) внешний параметр и мы будем эту конфигурацию потом разбирать.
3. Набираем exit и попадаем в наше любимое и знакомое окно:
Ну вот, можно любоваться на плоды своих трудов. После этого стрелками гоним фокус на Reset и виртуалка закрывается, возвращая нас в знакомое окно MSVC.
Выводим свою строку
Создание полностью своего приложения потребует достаточно много настроек, которые лучше будет рассмотреть в следующей статье — иначе получится большой объем, а длинные простыни никто не читает. Однако же в заголовке этой статьи написано «Программирование», а мы пока занимались только настройкой. Чтобы сдержать обещание, давайте в этой статье сделаем очень простую модификацию приложения HelloWorld, используя его имеющийся набор файлов, а в следующей статье создадим свой, при помощи Интеловской утилиты UEFI Driver Wizard, поскольку прогонять начинающих по полному циклу создания набора файлов для UEFI драйвера (или приложения) — это нечеловеколюбиво, дико рутинно и несет риск потери 90% аудитории. Если человека зацепит — он сам к этому придет со временем, а если хочется просто поиграться — нет смысла тратить на это кучу времени, благо многое давно уже делается автоматически через UEFI Driver Wizard, причем по фэн-шуй, чего от новичка ждать наивно.
Итак, открываем в Visual Studio файл
C:\FW\edk2\MdeModulePkg\Application\HelloWorld\HelloWorld.c
И добавим свою простую строчку, сразу после объявления переменных в единственной функции:
Разумеется, текст можно заменить на что угодно, только английскими буквами — русский шрифт edk2 еще не понимает, мы добавим его в следующих статьях. Можете поставить на эту строку обычный breakpoint и посмотреть, как себя поведет Visual Studio.
Жмем F5, после компиляции и устранения ошибок вводим «fs0:», HelloWorld.efi и получим такой вывод:
На этом все. В следующей статье мы немного поработаем в UEFI Shell, чтобы освоиться, и разберем немного теории.
AMD'шники могут смело пропустить весь текст ниже и читать вторую часть этой статьи, а мы продолжаем разбирать получившийся файл ROM.
Intel рассказывает о структуре своих BIOS'ов на страницах даташита на соответствующие чипсеты. Для всех чипсетов, начиная с 6 серии, этот формат в общем не менялся, поэтому его можно смело взять оттуда. Файл делится на 3-5 регионов:
Необязательными являются регионы GbE (используется совместно с встроенными сетевыми картами Intel начального уровня) и PDR (предназначен для данных OEM, но я ни разу не видел, чтобы он где-то использовался).
Descriptor
Этот регион должен находится в первой (из двух поддерживаемых) микросхеме flash по нулевому адресу и подразделяется на 11 секций, суммарный размер которых не должен превышать 4 килобайта. Устроен он так:
Первые 16 байт не используются и всегда равны 0xFF, за ними следует сигнатура 0x0FF0A55A, затем секция Descriptor Map, указывающая смещение начальных пяти секций и их размер.
Секция Component содержит информацию об используемых микросхемах flash: их количество (1 или 2), плотность (от 512 Кб до 16 Мб), запрещенные команды (такие как chip erase, например) и частоты чтения, быстрого чтения и стирания/записи.
Секция Region содержит смещения и размеры других регионов.
Секция Master содержит настройки доступа каждого из трех возможных мастеров (BIOS, ME, GbE) к пяти возможным регионам.
Секции PCH/PROC Straps содержат параметры конфигурации процессора и северного моста.
Секция Upper Map содержит смещение и размер таблицы VSCC .
Таблица VSCC содержит идентификаторы JEDEC и данные VSCC всех поддерживаемых Management Engine микросхем flash.
Секция OEM может быть заполнена OEM-производителями по своему усмотрению, но я не видел её заполнения ни разу.
Проверим теперь структуру полученного нами файла ROM на соответствие вышеприведенной:
Легко видно, что структура вполне себе соответствует, но угадать, за что именно отвечает каждый байт каждой секции будет непросто.
К счастью, Intel избавил нас от угадывания, выпустив утилиту FITC , которая позволяет настроить дескриптор (и не только его) и содержит подсказки по каждому доступному для редактирования пункту. Утилита эта входит в набор для разработчиков материнских плат и не предназначена для конечных пользователей, но ссылку на нее всегда можно найти на форумах, посвященных модификации BIOS'ов.
Открываем наш файл ROM в FITC 8.xx и все настройки дескриптора как на ладони:
Я крайне не рекомендую ничего менять, кто не знает, зачем он это делает.
Самыми часто изменяемыми настройками здесь являются настройки доступа к регионам (выделены зеленым на скриншоте hex-редактора), которые в дикой природе встречаются двух видов: вышеприведенные «всем можно всё» и стандартные настройки Intel. Иногда открытость записи в регион МЕ помогает справится с нарушением его работоспособности, просто перезаписав его полностью. На платах со стандартными настройками это невозможно без получения доступа к МЕ, которое на разных платах реализовано по разному и может потребовать достаточно нетривиальных манипуляций (замыкания ног аудиочипа во время загрузки, например).
Обратная сторона открытости — вредоносный код может делать что угодно с дескриптором и всем остальным содержимым микросхемы BIOS. Почему-то об этом говорить не принято, при том, что абсолютно все платы ASUS на P67 с BIOS'ам версий 3ххх и все платы ASUS на Z68 имеют открытый дескриптор. И security никакая, и с obscurity проблемы, о чем инженеры думали — не знаю.
Вторая полезная настройка — плотность микросхемы BIOS, которую приходится менять в случае восстановления испорченного BIOS'а платы с микросхемой большого объема, используя работоспособную плату с микросхемой меньшего.
Присутствует только на платах со встроенными сетевыми картами Intel начального уровня, вроде 82579.
В даташите на этот чип в разделе 10 имеется описание структуры NVM , которая и хранится в регионе GbE целиком.
Главная настройка, которую может быть интересно изменить — MAC-адрес, находящийся в самом начале региона, в первых 6 байтах. Если вдруг вам нужно сменить аппаратный MAC своей встроенной карты Intel, и регион GbE на вашей плате имеется — вы знаете что делать.
В нашем примере регион GbE находится по смещению 0x1000 от начала и содержит стандартный MAC для всех образов NVM, выпускаемых Intel в качестве обновления — 88:88:88:88:87:88:
При прошивке стандартными средствами регион GbE не обновляется вообще, несмотря на присутствие обновленного NVM в файле с обновлением BIOS'а, поэтому Intel пришлось выпустить отдельную утилиту NVM Update, когда в результате ошибки в версии 1.3 карта переставала работать нормально после установки Windows 8.
Регион содержит кучу других настроек, о которых можно прочесть в указанном выше даташите.
Здесь находится Management Engine Firmware и ее настройки. Про ME можно писать бесконечно, потому что там чего только нет. Лучшее описание структуры этого региона и возможных векторов атаки на него вы можете прочесть в докладе Игоря Скочински на Breakpoint 2012.
Для тех, кто еще не ушел читать его — краткая выжимка:
В чипсетах Intel имеется микроконтролер с архитектурой ARCompact, получающий питание от дежурной линии ATX, имеющий доступ ко всем устройствам, к RAM, собственный сетевой стек и работающий под управлением ОСРВ ThreadX. Вот он то и обеспечивает все рекламируемые Intel технологии, вроде Active Management, AntiTheft, Identity Protection, Rapid Start, Smart Connect, Protected Audio Video Path и так далее и тому подобное. А при помощи Dynamic Application Loader на нем можно даже Java-апплеты запускать.
На наше счастье, с безопасностью МЕ все более или менее в порядке, и пока я не слышал о случаях успешного внедрения вредоносного кода, но само по себе наличие в чипсете МК, исполняющего неизвестные никому, кроме Intel, программы и имеющего полный доступ к RAM и сети — уже повод для паранойи у склонных к ней людей.
Изменить доступные настройки МЕ можно при помощи той же Intel FITC:
В нашем примере регион ME начинается со смещения 0x3000 и имеет размер 1,5 Мб, что указывает на плату без поддержки AMT .
Регион состоит из одного или нескольких EFI Firmware Volume, о структуре которых я напишу во второй части этой статьи.
Там же мы затронем процесс загрузки UEFI и полезные в некоторых случаях патчи.
Platform Data Region
Регион предназначен для описания каких-либо зависящих от платформы возможностей и по плану должен использоваться OEM-производителями, но по факту я не видел его ни разу.
Источники информации
Новые компьютеры используют прошивку UEFI вместо традиционного BIOS. Обе эти программы – примеры ПО низкого уровня, запускающегося при старте компьютера перед тем, как загрузится операционная система. UEFI – более новое решение, он поддерживает жёсткие диски большего объёма, быстрее грузится, более безопасен – и, что очень удобно, обладает графическим интерфейсом и поддерживает мышь.
Некоторые новые компьютеры, поставляемые с UEFI, по-прежнему называют его «BIOS», чтобы не запутать пользователя, привычного к традиционным PC BIOS. Но, даже встретив его упоминание, знайте, что ваш новый компьютер, скорее всего, будет оснащён UEFI, а не BIOS.
Что такое BIOS?
BIOS — это Basic Input-Output system, базовая система ввода-вывода. Это программа низкого уровня, хранящаяся на чипе материнской платы вашего компьютера. BIOS загружается при включении компьютера и отвечает за пробуждение его аппаратных компонентов, убеждается в том, что они правильно работают, а потом запускает программу-загрузчик, запускающую операционную систему Windows или любую другую, установленную у вас.
На экране настройки BIOS вы можете изменять множество параметров. Аппаратная конфигурация компьютера, системное время, порядок загрузки. Этот экран можно вызвать в начале загрузки компьютера по нажатию определённой клавиши – на разных компьютерах она разная, но часто используются клавиши Esc, F2, F10, Delete. Сохраняя настройку, вы сохраняете её в памяти материнской платы. При загрузке компьютера BIOS настроит его так, как указано в сохранённых настройках.
При загрузке компьютера по окончанию POST BIOS ищет Master Boot Record, или MBR — главную загрузочную запись. Она хранится на загрузочном устройстве и используется для запуска загрузчика ОС.
Вы также могли видеть аббревиатуру CMOS, что расшифровывается, как Complementary Metal-Oxide-Semiconductor — комплементарная структура металл-оксид-полупроводник. Она относится к памяти, в которой BIOS хранит различные настройки. Использование её устарело, поскольку такой метод уже заменили флэш-памятью (также её называют EEPROM).
Почему BIOS устарел?
BIOS существует уже давно и эволюционировал мало. Даже у компьютеров с ОС MS-DOS, выпущенных в 1980-х, был BIOS.
Конечно, со временем BIOS всё-таки менялся и улучшался. Разрабатывались его расширения, в частности, ACPI, Advanced Configuration and Power Interface (усовершенствованный интерфейс управления конфигурацией и питанием). Это позволяло BIOS проще настраивать устройства и более продвинуто управлять питанием, например, уходить в спящий режим. Но BIOS развился вовсе не так сильно, как другие компьютерные технологии со времён MS-DOS.
У традиционного BIOS до сих пор есть серьёзные ограничения. Он может загружаться только с жёстких дисков объёмом не более 2,1 Тб. Сейчас уже повсеместно встречаются диски на 3 Тб, и с них компьютер с BIOS не загрузится. Это ограничение BIOS MBR.
BIOS должен работать в 16-битном режиме процессора и ему доступен всего 1 Мб памяти. У него проблемы с одновременной инициализацией нескольких устройств, что ведёт к замедлению процесса загрузки, во время которого инициализируются все аппаратные интерфейсы и устройства.
BIOS давно пора было заменить. Intel начала работу над Extensible Firmware Interface (EFI) ещё в 1998 году. Apple выбрала EFI, перейдя на архитектуру Intel на своих Маках в 2006-м, но другие производители не пошли за ней.
В 2007 Intel, AMD, Microsoft и производители PC договорились о новой спецификации Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), унифицированный интерфейс расширяемой прошивки. Это индустриальный стандарт, обслуживаемый форумом UEFI и он зависит не только от Intel. Поддержка UEFI в ОС Windows появилась с выходом Windows Vista Service Pack 1 и Windows 7. Большая часть компьютеров, которые вы можете купить сегодня, используют UEFI вместо BIOS.
Как UEFI заменяет и улучшает BIOS
UEFI заменяет традиционный BIOS на PC. На существующем PC никак нельзя поменять BIOS на UEFI. Нужно покупать аппаратное обеспечение, поддерживающее UEFI. Большинство версий UEFI поддерживают эмуляцию BIOS, чтобы вы могли установить и работать с устаревшей ОС, ожидающей наличия BIOS вместо UEFI – так что обратная совместимость у них есть.
Новый стандарт обходит ограничения BIOS. Прошивка UEFI может грузиться с дисков объёмом более 2,2 Тб – теоретический предел для них составляет 9,4 зеттабайт. Это примерно в три раза больше всех данных, содержащихся в сегодняшнем Интернете. UEFI поддерживает такие объёмы из-за использования разбивки на разделы GPT вместо MBR. Также у неё стандартизирован процесс загрузки, и она запускает исполняемые программы EFI вместо кода, расположенного в MBR.
UEFI может работать в 32-битном или 64-битном режимах и её адресное пространство больше, чем у BIOS – а значит, быстрее загрузка. Также это значит, что экраны настройки UEFI можно сделать красивее, чем у BIOS, включить туда графику и поддержку мыши. Но это не обязательно. Многие компьютеры по сию пору работают с UEFI с текстовым режимом, которые выглядят и работают так же, как старые экраны BIOS.
В UEFI встроено множество других функций. Она поддерживает безопасный запуск Secure Boot, в котором можно проверить, что загрузку ОС не изменила никакая вредоносная программа. Она может поддерживать работу по сети, что позволяет проводить удалённую настройку и отладку. В случае с традиционным BIOS для настройки компьютера необходимо было сидеть прямо перед ним.
И это не просто замена BIOS. UEFI – это небольшая операционная система, работающая над прошивкой PC, поэтому она способна на гораздо большее, чем BIOS. Её можно хранить в флэш-памяти на материнской плате или загружать с жёсткого диска или с сети.
У разных компьютеров бывает разный интерфейс и свойства UEFI. Всё зависит от производителя компьютера, но основные возможности одинаковы у всех.
Как получить доступ к настройкам UEFI на современном ПК
Если вы обычный пользователь, перехода на компьютер с UEFI вы и не заметите. Загружаться и выключаться компьютер будет быстрее, а также вам будут доступны диски размером более 2,2 Тб.
А вот процедура доступа к настройкам будет немного отличаться. Для доступа к экрану настроек UEFI вам может потребоваться загрузочное меню Windows. Производители ПК не хотели замедлять быструю загрузку компьютера ожиданием нажатия клавиши. Но нам встречались и такие UEFI, в которых производители оставили возможность входа в настройки тем же способом, какой был в BIOS – по нажатию клавиши во время загрузки.
UEFI – это большое обновление, но произошло оно незаметно. Большинство пользователей ПК не заметят его, и им не нужно беспокоиться по поводу того, что их новый компьютер использует UEFI вместо обычного BIOS. ПК просто будут лучше работать и поддерживать больше современного аппаратного обеспечения и возможностей.
Более подробное объяснение отличий в загрузочном процессе UEFI можно почитать в статье Адама Уильямсона из Red Hat, и в официальном вопроснике UEFI FAQ.
BIOS (англ. basic input/output system — «базовая система ввода-вывода») — реализованная в виде микропрограмм часть системного программного обеспечения, которая предназначается для предоставления операционной системе API доступа к аппаратуре компьютера и подключенным к нему устройствам.
В персональных IBM PC-совместимых компьютерах, использующих микроархитектуру x86, BIOS представляет собой набор записанных в микросхему EEPROM (ПЗУ) персонального компьютера микропрограмм (образующих системное программное обеспечение), обеспечивающих начальную загрузку компьютера и последующий запуск операционной системы.
Для новых платформ компания Intel на замену традиционному BIOS предлагает Extensible Firmware Interface.
Основные производители BIOS для ноутбуков, персональных компьютеров и серверов (кроме продавцов-производителей):
Для компьютеров на базе иных платформ для обозначения встроенного ПО используются другие термины. Например, в архитектуре SPARC такой набор микропрограмм может называться PROM, или Boot.
Содержание
Произношение названия
Учитывая нерусское происхождение технического термина и его принадлежность к аббревиатурам, русскоязычные пользователи, когда говорят о BIOS, обычно используют транслитерацию и произносят «би́ос». Надо помнить, что это русифицированное, искажённое произношение, и правильно произносить это название как «ба́йос». Правильное название базовой системы ввода-вывода - именно «байос» - позволяет избежать путаницы с BeOS (операционная система, созданная Be, Inc.; произносится «би́-ос») и с другими похожими по написанию или звучанию словами. Если же речь идёт о BIOS игровой приставки, то правильнее будет называть его Dashboard (Дэшбоард).
Назначение BIOS материнской платы
Инициализация и проверка работоспособности аппаратуры
Бо́льшую часть BIOS материнской платы составляют микропрограммы инициализации контроллеров на материнской плате, а также подключённых к ней устройств, которые, в свою очередь, могут иметь управляющие контроллеры с собственными BIOS.
Загрузка операционной системы
Если во время работы POST удался, BIOS ищет на доступных носителях загрузчик операционной системы MBR и передаёт управление операционной системе. Операционная система по ходу работы может изменять большинство настроек, изначально заданных в BIOS.
В некоторых реализациях BIOS позволяет производить загрузку операционной системы через интерфейсы, изначально для этого не предназначенные (USB и IEEE 1394), а также производить загрузку по сети (применяется, например, в так называемых «тонких клиентах»).
Утилиты, доступные без загрузки ОС
Старые IBM PC/XT, которые не имели полноценной операционной системы, либо её загрузка не была необходима пользователю, вызывали встроенный интерпретатор языка BASIC. В некоторых BIOS’ах реализуется дополнительная функциональность:
- Воспроизведение аудио-CD или DVD-дисков.
- Обновление самого BIOS’а (с внешних носителей).
- Использование простых браузеров.
Простейший драйвер
IBM-совместимые компьютеры изначально конструировались как предельно расширяемые. Поэтому работа с дисками и экраном, в более ранних системах выполнявшаяся через порты ввода-вывода и блоки памяти, были реализованы через функции BIOS. Также BIOS содержит несколько важных интерфейсов, упрощающих программирование — такие, как работа с экраном в телетайпном режиме или сканирование клавиатуры — что также обусловливает её «базовость».
Современные ОС, такие, как Windows и Linux, имеют свои драйверы, не использующие BIOS. Однако функциями BIOS широко пользуются простейшие ОС (такие, как DOS), а также все ОС в момент загрузки и в «аварийных» режимах.
С развитием компьютерных систем в BIOS продолжали использоваться устаревшие технологии: прежде всего «реальный режим» работы процессора x86.
Для принципиальной замены BIOS рядом производителей вычислительных систем (Unified EFI Forum, UEFI) предложена и внедряется технология EFI.
Конфигурирование оборудования
BIOS’ы материнских плат, как правило, содержат много настроек:
Неверные настройки BIOS могут нарушить работу компьютера. Справочную информацию по настройке можно найти в инструкции к материнской плате или в сети [2] [3] .
Программа настройки BIOS (англ. BIOS Setup ) вызывается во время проверки работоспособности нажатием определённой клавиши. Наиболее распространённые — Del , F2 , F10 или Esc . Кроме того, существуют определённые комбинации клавиш, позволяющих запустить микропрограмму восстановления (перезаписи) BIOS в микросхеме в случае повреждения её аппаратно, либо вирусом, а также восстановить заводские настройки, позволяющие запустить компьютер после неверных настроек или в случае неудачного разгона.
SLIC (Software Licensing Description Table)
С выходом операционной системы Windows Vista производители компьютеров стали внедрять в BIOS SLIC-таблицу (ACPI_SLIC table или Software LICensing Description Table). Данная таблица хранит описание сведений о лицензировании программного обеспечения. Является одним из трёх компонентов OEM OFF-LINE активации для операционной системы семейства Microsoft Windows. Если пользователь выполняет новую установку Windows, ему необходимо иметь SLIC в BIOS’е, код продукта OEM и цифровой сертификат OEM для выполнения активации.
Код продукта OEM (OEM SLP или System Locked Pre-installation (англ.) русск. ), специальный двадцатипятизначный OEM SLP ключ-лицензия, доступный только крупным производителям комплектующих, является вторым компонентом OEM OFF-LINE активации. Третий же — цифровой сертификат OEM (OEM Certificate), XML-файл с расширением *.xrm-ms, который корпорация Microsoft выдает каждому крупному производителю ПК персональный. По определённому алгоритму операционная система проверяет эти три компонента и, при успешной проверке, автоматически активируется.
Читайте также: