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Wie man

Was macht mein BIOS nach dem Booten?

Was macht mein BIOS nach dem Booten?

Wenn Ihr Computer den Startvorgang abgeschlossen hat und Sie fest im Betriebssystem verankert sind, kann das BIOS dann noch etwas tun?

Die Frage

SuperUser Reader Indrek stellt diese BIOS-bezogene Frage:

Ich habe mich immer gefragt, ob das BIOS (abgesehen von Durchführung von POST, Starten des Bootloaders und die Übergabe der Steuerung an das Betriebssystem nach dem Drücken des Netzschalters) hat einen Zweck oder eine Funktion, während das Betriebssystem ausgeführt wird?

Kommuniziert das Betriebssystem während der Ausführung mit dem BIOS und wenn ja, wie?

Tatsächlich? Welche Funktion hat das BIOS neben seiner entscheidenden Rolle beim Start des Computers?

Die Antworten

Die Rolle des BIOS

Mit modernen Betriebssystemen praktisch keine. Berichten zufolge sagte Linus Torvalds, seine Aufgabe sei es, „nur das Betriebssystem zu laden und die Hölle loszuwerden“.

Ältere Betriebssysteme wie MS-DOS verließen sich bei vielen Aufgaben (z. B. Festplattenzugriff) auf das BIOS, indem sie Interrupts aufriefen.

Bei modernen Betriebssystemen wechselt der Bootloader schnell in den 32- oder 64-Bit-Modus und führt den Betriebssystemkern aus. Der Kernel kann seine eigenen Interrupt-Handler registrieren, die von User-Space-Anwendungen aufgerufen werden können. Die Routinen des Kernels können portabler sein (da sie nicht von der spezifischen Hardware abhängen), flexibler (Betriebssystemanbieter können sie bei Bedarf ändern, anstatt alles verwenden zu müssen, was mit der Hardware geliefert wurde), ausgefeilter (sie können beliebig komplex ausgeführt werden) Code und nicht das, was im BIOS programmiert wurde) und sicherer (da das Betriebssystem den Zugriff auf gemeinsam genutzte Ressourcen steuern und verhindern kann, dass Programme sich gegenseitig überlasten, indem es seine eigenen willkürlichen Berechtigungsschemata implementiert).

Um mit bestimmter Hardware zu interagieren, können Betriebssysteme ihre eigenen Gerätetreiber laden und verwenden. Das Betriebssystem oder die Anwendungen müssen also die meisten BIOS-Routinen überhaupt nicht aufrufen. Aus Sicherheitsgründen sind BIOS-Interrupts sogar deaktiviert. Da das BIOS im 16-Bit-Real-Modus arbeitet, ist es schwieriger, moderne Betriebssysteme zu fordern.

Während die Verwendung des BIOS während der Ausführung des Betriebssystems sehr eingeschränkt ist, werden seine Funktionen immer noch peripher verwendet. Zum Beispiel, wenn ein Computer in den Ruhezustand wechseltläuft das Betriebssystem nicht und es liegt letztendlich an der Firmware, die Hardware in den richtigen Zustand zu versetzen, um das Betriebssystem anzuhalten und fortzusetzen. Diese Verwendungen sind im Allgemeinen auf beschränkt ACPIAufrufe statt Aufrufe der vollständigen BIOS-Schnittstelle. ACPI ist eine BIOS-Erweiterung, die „Bringt die Energieverwaltung unter die Kontrolle des Betriebssystems (OSPM), im Gegensatz zum vorherigen BIOS-Zentralsystem, das sich bei der Festlegung der Energieverwaltungs- und Konfigurationsrichtlinien auf plattformspezifische Firmware stützte.“.

Beachten Sie, dass sich „BIOS“ offiziell auf eine bestimmte Firmware-Schnittstelle bezieht, der Begriff jedoch allgemein für Computer-Firmware verwendet wird. Einige neuere Computer (insbesondere Apple-Computer) haben das BIOS (sensu strictu) durch ersetzt UEFI, was dann natürlich heißt, um diese Funktionen zu implementieren.

Weitere Informationen darüber, wie sich die Rolle des BIOS im Laufe der Zeit verringert hat, finden Sie unter Wikipedia.

Das BIOS und Power Management

Das BIOS bietet eine Reihe von Diensten für die Betriebssysteme, von denen sich die meisten auf die Energieverwaltung beziehen:

  • Ändern der CPU- und Bustakte
  • Aktivieren / Deaktivieren von Mainboard-Geräten
  • Leistungssteuerung des Erweiterungsports
  • Suspend-to-Disk und Suspend-to-RAM
  • Setzen Sie die Ereigniseinstellungen fort

Suspend-to-Disk ist die meiste Zeit im Betriebssystem implementiert, da das Betriebssystem seinen Status schneller wiederherstellen kann (nur der Kernel-Status wird neu geladen und der Programmstatus bei Bedarf ausgetauscht, was erheblich schneller ist als das Neuladen des gesamten RAM) Das Merkmal bleibt in der Spezifikation.

Suspend-to-RAM kann vom Betriebssystem nicht implementiert werden, da das BIOS die RAM-Initialisierung und den RAM-Test überspringt. Daher benötigt das Betriebssystem eine API, um dem BIOS mitzuteilen, dass es mit dem aktuellen RAM-Inhalt fortgesetzt werden möchte. Um diesen Dienst bereitzustellen, fordert das BIOS das Betriebssystem auf, einen bestimmten RAM-Bereich intakt zu lassen.

Die Schnittstelle für das Betriebssystem für alle BIOS-Dienste ist ein Teil des Codes der virtuellen Maschine, der auf einem Emulator ausgeführt werden muss und die erforderlichen E / A-Vorgänge in der Hardware generiert. Beim Anhalten wird dies im Allgemeinen so implementiert, dass das Ausführen eines der Hardware-Schreibvorgänge dann einen Interrupt auslöst, der die Steuerung an das BIOS überträgt.

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