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  • 固件:BIOSUEFI

    千次阅读 2019-04-28 15:06:01
    主要分为传统的BIOS和新式UEFI两类。 BIOS BIOS :(Basic Input Output System),基本输入输出系统。它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序,保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和...

    固件:开机时运行,进行硬件初始化、引导操作系统、为操作系统和程序提供运行环境的程序

    主要分为传统的BIOS和新式UEFI两类。

    1. BIOS

    BIOS :(Basic Input Output System),基本输入输出系统。它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序,保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序,它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。 其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。简单来说就是电脑开机后最先启动的一种程序,为操作系统的启动做准备,比如初始化cpu、内存、主板等各个部分,然后将操作系统加载到内存启动操作系统。

     1.1 BIOS引导操作系统流程

    BIOS首先会进行硬件自检,自检完成后BIOS根据启动顺序尝试第一个设备的启动引导,若失败则尝试第二设备启动引导。

    在启动引导过程中,首先加载MBR开头的启动代码。其作用是检索MBR分区表,寻找是否有活动分区存在,若存在活动分区则尝试加载活动分区的VBR

    VBR:(Volume boot record,卷引导记录):它可能位于未分区的存储器开头(如光盘)或某个分区的开头(即PBR)
    PBR(Partition boot record,分区引导记录):作用为尝试加载存储器上的boot loader

    Boot loader: 引导操作系统时加载的第一个由操作系统生产商提供,存储在分区中,用户在操作系统中可见的程序。
    NT5(XP系统)的boot loader是NTLDR,一个无扩展名的文件,位于系统分区根目录
    NT6(win7系统)的boot loader是Windows boot manager,一个无扩展名的文件,文件名为BootMgr,位于系统分区根目录

    Windows boot manager被加载后会进行如下操作:

    • 如果之前Windows进入了待机状态,则会调用winresume.exe将系统恢复,该程序位于系统分区:\windows\system32
    • 否则会读取BCD文件。BCD文件描述了所有已安装的系统和其启动参数。其位于活动主分区:\boot\ 。Windows boot manager会列出一个列表,然后根据用户的选择,加载并运行对应系统的winload.exe(位于系统分区:\windows\system32)winload.exe加载系统内核,提供启动参数,移交控制权,至此引导流程结束。

    2. UEFI

    2.1 基本知识

    UEFI: (Unified Extensible Firmware Interface)统一可扩展固件接口,是操作系统与固件交互的新模式。

    是一个跨平台的固件标准。UEFI要求操作bootloader的位宽和UEFI固件的位宽一致,而UEFI固件的位宽取决于CPU的位宽,所以64位PC的UEFI只能引导64位的Windows。目前PC机CPU一般都是64位。

    UEFI固件一般配合GPT磁盘使用。

    UEFI applications (.efi可执行文件)
    UEFI可以运行独立的UEFI应用。独立是指UEFI应用可以独立于操作系统运行,类似于Windows下的.exe可执行文件。一个UEFI应用可以被UEFI的boot manager或者另一个UEFI应用启动。一类常见的UEFI应用就是操作系统的boot loader,如Windows boot manager等。UEFI引导流程即一系列efi可执行文件的运行结果。

    UEFI引导系统时访问的一部分文件保存在ESP分区上。

    NVRAM
    UEFI固件中的一块区域。其保存了决定UEFI启动行为的一些信息。NVRAM可以被操作系统访问和修改,因此可以在操作系统中更改UEFI的启动行为。UEFI固件可以根据NVRAM中保存的信息,列举所有可用的启动项,并按顺序尝试各启动项。

    NVRAM中的启动选项分为两类:

    1. 第一类对应于操作系统生厂商提供的.efi文件。这类启动选项可以指定efi文件的路径和其在启动列表界面显示的名称。例如Windows的启动管理器Windows boot manager,其对应的efi文件位于ESP分区:\efi\microsoft\boot\bootmgfw.efi,在启动列表界面显示的名称是“Windows Boot Manager”
    2. 第二类对应于各个存储器。每个外存(硬盘、光驱、USB存储器等)都会有一个对应的选项。对硬盘来说这类选项代表其ESP分区中的默认启动文件,位于ESP分区:\efi\boot\boot<MACHINE_TYPE_SHORT_NAME>.efi 。其中<MACHINE_TYPE_SHORT_NAME>指机器类型的短名,32位PC是ia32,完整文件名为bootia32.efi,64位PC是x64,完整文件名是bootx64.efi 。

    UEFI Boot manager
    Boot manager在被启动后,首先检索ESP中所有的.efi文件,更新启动选项列表。之后, Boot manage在用户没有干预的情况下会自动按照启动选项列表中的顺序尝试加载.efi程序。除非用户在开机时按下指定的快捷键, boot manager会提供一个列表以供用户选择加载哪一个.efi程序。

    对于NT6操作系统来说,应当加载的启动项是Windows Boot Manager,位于ESP分区:\efi\microsoft\boot\bootmgfw.efi
    Windows Boot Manager被加载后,会进行如下操作:

    • 如果之前Windows进入了待机状态,则会调用winresume.efi将系统恢复,该程序位于系统分区:\windows\system32
    • 否则会读取BCD文件,列出一个列表,然后根据用户的选择,加载并运行对应系统的winload.efi。其位于系统分区:windows\system32,Winload.efi加载系统内核,提供启动参数,移交控制权,至此引导流程结束。

    2.2 UEFI兼容性设置

    Secure Boot
    Secure boot是UEF12.3.1 C标准中规定的一种安全措施。开启Secure Boot后,被UEFI boot manager启动的.efi程序会被要求提交一份Key, UEFI会将其与主板内保存的Key比对,如果不相符,则不会向.efi程序移交控制权。这样就可以起到避免加载恶意的.efi文件。
    CSM
    Compatibility Support Module, UEFl中的兼容模块。其功能有两个部分

    • 第一部分是为不兼容UEFI标准的硬件或者操作系统提供兼容性支持,使其能够使用UEFI-GPT booting
    • 第二部分是模拟BIOS环境。这部分功能开启后, UEFI会完全模拟BlOS固件的工作模式。
    • 在实际的固件设置中, CSM选项一般控制前者的开关,而后者则会由一个表述为Boot Mode的开关控制

    Win7使用UEFI-GPT booting的问题
    Win7不完整支持UEFI标准,不支持Secure Boot
    所以使用UEFI-GPT booting引导Win7时需要打开CSM并关闭Secure boot


    3. BOOTICE的使用

    Bootice是一种软件,可以修改,恢复和备份本地驱动器和USB驱动器的分区引导记录和主引导记录,支持BIOS和UEFI启动项配置。


    参考文献
    ETdA的B站视频:分区与固件——Windows安装原理篇

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  • vmwarebios修改

    2018-12-13 20:25:01
    vmwarebios修改。。VMWare虚拟机BIOS修改。
  • uefibios的区别 BIOS: Basic Input Output Systems UEFI: Unified Extensible Firmware Interface BIOS:基本输入输出系统 UEFI:统一可扩展固件接口 UEFI is the advanced BIOS, which solves some ...

    uefi和bios的区别

    BIOS: Basic Input Output Systems
    UEFI: Unified Extensible Firmware Interface

    BIOS:基本输入输出系统
    UEFI:统一可扩展固件接口

    UEFI is the advanced BIOS, which solves some limitations in BIOS such as 1, 16-bit processor mode; 2, 1 MB addressable space and PC AT hardware.

    UEFI是高级BIOS,它解决了BIOS中的一些限制,例如1、16位处理器模式; 2、1 MB的可寻址空间和PC AT 硬件

    References: https://en.wikipedia.org/wiki/Unified_Extensible_Firmware_Interface

    参考: https : //en.wikipedia.org/wiki/Unified_Extensible_Firmware_Interface

    Answered by harryxiyou.
    由harryxiyou回答。

    翻译自: https://www.systutorials.com/what-are-the-differences-between-bios-and-uefi/

    uefi和bios的区别

    展开全文
  • BIOSUEFI的区别

    2021-09-02 10:10:43
    一:什么是UEFI The Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) Specification, previously known as the Extensible Firmware Interface (EFI) Specification, defines an interface between an operating ...

    一:什么是UEFI

    The Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) Specification, previously known as the Extensible Firmware Interface (EFI) Specification, defines an interface between an operating system and platform firmware. The interface consists of data tables that contain platform-related information, boot service calls, and runtime service calls that are available to the operating system and its loader. These provide a standard environment for booting an operating system and running pre-boot applications.

    1:自己的理解,为什么有uefi?

    uefi和legacy是BIOS不同的启动模式。legacy可以理解为旧模式,uefi为新模式。在旧模式下,主机上各个硬件的交互,硬件与软件的交互没有统一的标准。导致很多问题难以解决,典型的就是电源管理,设备配置界面。在这种历史背景下Intel联合微软,惠普等巨头制定了UEFI,统一可扩展固件接口。

    借鉴了软件编程的理念,协议化,接口化,可扩展化。UEFI本身是一个协议,如下图所示,有很多protocol支持完成各种功能,protocol就是完成各种功能的函数指针集合,如加载image。现在uefi通常代指新的启动模式。

    uefi模式带来的变化:

    1):接口协议化,让PCIE的uefi driver容易编写,提供HII接口,可以直接在BIOS setup界面配置cpu,设备参数。

    2):支持GPT设备,解除了磁盘2T的限制。

    3):增加了很多安全功能。参考下文

    4):支持更多的启动设备。

     2:启动流程

    UEFI启动流程如下,每个阶段名称缩写参考图片:

    1):SEC是security,执行硬件相关的安全认证

    2):PEI,包括CPU,内存,chipset初始化等。最初内存没有ready,程序运行在cache中。

    3):DXE,会把uefi驱动全部注册,然后把设备全部注册,使用connect_all函数双循环去匹配设备和驱动,最后bind在一起。

    4):BDS,将能启动的设备生成启动项,供用户选择。包括磁盘,USB,网络,cd等等。

    5):BIOS下选择了一个系统启动项,实际进入了UEFI的APP中,Linux一般是grub。它的作用是将磁盘中的kernel加载到内存,然后跳转kernel的入口函数。grub还会把内核参数传递到制定位置,kernel启动后还会再用。

    BIOS到OS的过程:

    1):UEFI负责初始化硬件设备,包括CPU,MEM,外接设备的初始化,资源分配等。

    2):UEFI转到OS时,内存已经包括很多有用信息。包括mem table(e820),ACPI table,SMBIOS table等等。OS会拿到信息进行内存构建,设备再次初始化等等。

    简而言之:BIOS负责初始化好硬件设备,让它处于ready状态,OS负责管理资源,向用户态程序提供服务。最后应用程序使用服务,向普通的user提供服务。

    二:安全性

    1:UEFI secure Boot

    UEFI支持安全启动模式。

    2:UEFI支持设备固件签名

     支持用户在SETUP配置界面查看外接设备的校验信息。

     

    3:UEFI支持安全开发包,开发者可以直接使用,增强安全。

    4:SMM角度保护系统:

    5:Network Boot in a Zero-Trust Environment with UEFI

    三:OS兼容列表

    1:centos

    This page describes the current status of UEFI support in CentOS and what is being done to fix the remaining issues.

    Current status for x86_64 install media

    mediaVirtualBoxVMWareReal iron
    CentOS 6.5 DVDOKOKOK1
    CentOS 6.5 minimalOKto be verifiedOK2
    CentOS 6.5 netinstallgets stuck in UEFI shellnot workingTBD
    CentOS 6.5 LiveCDgets stuck in GRUBto be verifiedTBD
    CentOS 6.5 LiveDVDgets stuck in GRUBto be verifiedTBD
    CentOS 7 (any media)OKOKOK

    centos6.5以上应该都支持UEFI模式。

    RHEL 7 Beta and RC can be booted with Secure Boot enabled.

    2:redhat

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  • 固件类型bios和uefiWhen a person is just getting into computers, there is a lot of new vocabulary to learn and sometimes it can all get a bit confusing. Take the terms BIOS and Firmware, for instance, ...
    固件类型bios和uefi

    固件类型bios和uefi

    what-is-the-difference-between-bios-and-firmware-00

    When a person is just getting into computers, there is a lot of new vocabulary to learn and sometimes it can all get a bit confusing. Take the terms BIOS and Firmware, for instance, do they mean the same thing or are they different? Today’s SuperUser Q&A post comes to the rescue to help a confused reader with terminology.

    当一个人刚接触计算机时,有很多新的词汇需要学习,有时甚至会使人感到困惑。 以BIOS和固件为例,它们是同一意思还是不同? 今天的SuperUser Q&A帖子旨在为使用术语的困惑读者提供帮助。

    Today’s Question & Answer session comes to us courtesy of SuperUser—a subdivision of Stack Exchange, a community-driven grouping of Q&A web sites.

    今天的“问答”环节由SuperUser提供,它是Stack Exchange的一个分支,该社区是由社区驱动的Q&A网站分组。

    Photo courtesy of John C Bullas (Flickr).

    照片由John C Bullas(Flickr)提供

    问题 (The Question)

    SuperUser reader Koray Tugay wants to know what the difference between BIOS and Firmware is:

    超级用户读者Koray Tugay想知道BIOS和固件之间的区别是:

    Could anyone elaborate on what the difference between BIOS and Firmware is please?

    有人可以详细介绍一下BIOS和固件之间的区别吗?

    What is the difference between BIOS and Firmware?

    BIOS和固件有什么区别?

    答案 (The Answer)

    SuperUser contributors malakrsnaslava and Tonny have the answer for us. First up, malakrsnaslava:

    超级用户贡献者malakrsnaslava和Tonny为我们找到了答案。 首先,malakrsnaslava:

    BIOS is Firmware for computers. As you continue to read and learn about computers, you will gain understanding about BIOS, UEFI, EFI, and so on.

    BIOS是计算机的固件。 在继续阅读和学习计算机时,您将了解BIOS,UEFI,EFI等。

    BIOS is an acronym for Basic Input/Output System and also known as System BIOS, ROM BIOS, or PC BIOS. It is a type of Firmware used during the booting process (power-on/start up) on IBM PC compatible computers. BIOS Firmware is built into PCs, and it is the first software they run when powered on. The name itself originates from the Basic Input/Output System used in the CP/M operating system in 1975.

    BIOS是基本输入/输出系统的缩写,也称为系统BIOS,ROM BIOS或PC BIOS。 它是在IBM PC兼容计算机上的引导过程(开机/启动)期间使用的一种固件。 PC机内置BIOS固件,它是开机时运行的第一个软件。 该名称本身源自1975年在CP / M操作系统中使用的基本输入/输出系统。

    Firmware is a combination of persistent memory, program code, and the data stored in it. Typical examples of devices containing Firmware are embedded systems such as traffic lights, consumer appliances, digital watches, computers, computer peripherals, mobile phones, and digital cameras. The Firmware contained in these devices provides the control program for the device.

    固件是持久性内存,程序代码以及其中存储的数据的组合。 包含固件的设备的典型示例是嵌入式系统,例如交通信号灯,消费类电器,数字手表,计算机,计算机外围设备,移动电话和数码相机。 这些设备中包含的固件提供设备的控制程序。

    Followed by the answer from Tonny:

    随后是Tonny的回答:

    As others have already stated, BIOS is the specific name for the motherboard Firmware in older PCs. New computers these days have a technically and somewhat different kind of Firmware called UEFI or EFI.

    正如其他人已经指出的那样,BIOS是旧PC中主板固件的特定名称。 如今,新计算机具有技术上和某种程度上不同的固件,称为UEFI或EFI。

    Please note that any computer will also contain other Firmware (besides BIOS/UEFI/EFI). Network cards, video cards, raid controllers, hard-drives, flash drives, SSDs, and sound cards (just to name a few) can all have Firmware embedded inside.

    请注意,任何计算机还将包含其他固件(BIOS / UEFI / EFI除外)。 网卡,视频卡,RAID控制器,硬盘驱动器,闪存驱动器,SSD和声卡(仅举几例)都可以嵌入固件。

    Weirdly enough, the Firmware for video cards is often called video BIOS. This is technically incorrect. BIOS is only appropriate for referring to the start up Firmware of the motherboard itself.

    奇怪的是,视频卡固件通常称为视频BIOS。 从技术上讲这是不正确的。 BIOS仅适合参考主板本身的启动固件。



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    翻译自: https://www.howtogeek.com/210186/what-is-the-difference-between-bios-and-firmware/

    固件类型bios和uefi

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