운영 체제가 실행되는 동안 BIOS(POST 수행, 부트로더 시작 및 전원 버튼을 누른 후 OS에 제어권 전달 제외)가 어떤 목적이나 기능을 가지고 있는지 항상 궁금했습니다.
운영 체제는 실행 중에 BIOS와 통신합니까? 그렇다면 어떻게 통신합니까?
답변1
최신 OS를 사용하면사실상 없음. 리누스 토발즈(Linus Torvalds)는 자신의 임무가 "그냥 OS를 로드하고 거기서 빠져나가는 것"이라고 말했다고 한다.
MS-DOS와 같은 이전 운영 체제는 인터럽트를 호출하여 많은 작업(예: 디스크 액세스)을 위해 BIOS에 의존했습니다.
최신 OS에서는 부트로더가 32비트 또는 64비트 모드로 빠르게 전환하고 OS 커널을 실행합니다. 커널은 사용자 공간 응용 프로그램에서 호출할 수 있는 자체 인터럽트 핸들러를 등록할 수 있습니다. 커널 루틴은 이식성이 더 좋고(특정 하드웨어에 의존하지 않기 때문에) 더 유연하며(OS 공급업체는 하드웨어와 함께 제공된 것을 사용하지 않고 필요에 따라 루틴을 변경할 수 있음), 더 정교할 수 있습니다(임의로 복잡한 루틴을 실행할 수 있음). BIOS에 프로그래밍된 코드가 아닌 코드), 더 안전합니다(OS는 공유 리소스에 대한 액세스를 제어하고 프로그램이 서로 충돌하는 것을 방지하여 자체 임의 권한 체계를 구현하므로).
특정 하드웨어와 상호 작용하기 위해 OS는 자체 장치 드라이버를 로드하고 사용할 수 있습니다. 따라서 OS나 애플리케이션이 대부분의 BIOS 루틴을 호출할 필요가 전혀 없습니다. 실제로 보안상의 이유로 BIOS 인터럽트도 비활성화됩니다. BIOS는 16비트 리얼 모드로 작동하므로 최신 OS를 요구하기가 더 어렵습니다.
OS가 실행되는 동안 BIOS 사용은 매우 제한적이지만 해당 기능은 여전히 주변 장치에서 사용됩니다.예를 들어, 컴퓨터가 잠자기 상태일 때, OS가 실행되고 있지 않으며 하드웨어를 올바른 상태로 설정하여 OS를 일시 중지하고 다시 시작하는 것은 궁극적으로 펌웨어에 속합니다. 이러한 용도는 일반적으로 다음으로 제한됩니다.ACPI전체 BIOS 인터페이스를 호출하는 대신 호출합니다. ACPI는 BIOS 확장입니다."전원 관리 및 구성 정책을 결정하기 위해 플랫폼별 펌웨어에 의존했던 이전 BIOS 중앙 시스템과 달리 운영 체제(OSPM)에서 전원 관리를 제어합니다.".
공식적으로 "BIOS"는 특정 펌웨어 인터페이스를 나타내지만 이 용어는 일반적으로 컴퓨터 펌웨어를 가리키는 데 사용됩니다. 일부 최근 컴퓨터(특히 Apple 컴퓨터)는 BIOS(sensu strictu)를 다음으로 교체했습니다.UEFI, 물론 이러한 기능을 구현하기 위해 호출되는 것입니다.
시간이 지남에 따라 BIOS의 역할이 어떻게 감소했는지에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하세요.위키피디아.
답변2
BIOS는 운영 체제에 다양한 서비스를 제공하며 그 중 대부분은 전원 관리와 관련되어 있습니다.
- CPU 및 버스 클럭 수정
- 메인보드 장치 활성화/비활성화
- 확장 포트 전원 제어
- 디스크 일시 중지 및 RAM 일시 중지
- 이벤트 설정 재개
디스크 일시 중지는 OS가 상태를 더 빠르게 복원할 수 있기 때문에 대부분의 경우 OS에서 구현됩니다(커널 상태만 다시 로드되고 필요한 경우 프로그램 상태가 스왑됩니다. 이는 전체 RAM을 다시 로드하는 것보다 훨씬 빠릅니다). 기능은 사양에 남아 있습니다.
Suspend-to-RAM은 RAM 초기화 및 테스트를 건너뛰는 BIOS에 의존하기 때문에 OS에서 구현할 수 없습니다. 따라서 OS에는 현재 RAM 내용으로 다시 시작하겠다는 것을 BIOS에 알리는 API가 필요합니다. 이 서비스를 제공하기 위해 BIOS는 OS에 특정 RAM 영역을 그대로 두도록 요청합니다.
모든 BIOS 서비스에 대한 OS 인터페이스는 에뮬레이터에서 실행해야 하는 가상 머신 코드의 일부이며 필요한 I/O 작업을 하드웨어에 생성합니다. 일시 중지의 경우 일반적으로 하드웨어 쓰기 중 하나를 실행하면 인터럽트가 트리거되어 제어권이 BIOS로 전달되도록 구현됩니다.
답변3
UEFI 표준을 사용하는 시스템과 같이 최신 시스템에서 OS가 BIOS를 사용하는 세 가지 주요 영역이 있습니다. 첫 번째는 UEFI 런타임 서비스로 알려진 일련의 서비스입니다. 이러한 서비스를 통해 OS는 BIOS가 사용된 시간, 부팅 순서, 현재 사용자 보안 프로필, 마더보드, DIMM에 대한 정보 등 BIOS만이 알고 있는 정보를 얻을 수 있습니다.
두 번째는 높은 우선순위 인터럽트(SMM)에 의해 액세스되는 메모리의 숨겨진 섹션(SMRAM)인 시스템 관리 모드입니다. 많은 BIOS는 이를 사용하여 높은 보안 OEM 기능을 구현하거나 하드웨어 해결 방법을 구현합니다.
세 번째는 ACPI입니다. ACPI는 OS에서 사용하는 구성, 전원 관리, 하드웨어 데이터 및 코드를 제공하여 OS 드라이버가 산업 표준 또는 장치 드라이버를 사용하여 찾을 수 있는 내용을 확장합니다. 예를 들어, 하드 드라이브 전원을 제어하는 특별한 신호가 있습니까, 아니면 표준에 포함되지 않은 배터리와 통신하는 특별한 방법이 있습니까?
팀
답변4
위에서 언급한 것 외에도 Intel은 다음을 통해 하드웨어에 대한 대역 외 액세스를 제공함으로써 다른 방향으로 나아가기 시작했습니다.액티브 매니지먼트 기술OS와 독립적으로 제어할 수 있는 BIOS 및 마더보드에 내장되어 있습니다. 이 보드를 사용하면 실제로 상당한 작업을 수행할 수 있습니다. 내장형 OS로 간주할지 아니면 두 번째 OS로 간주할지 여부는 또 다른 문제이지만 보드에 하드웨어가 있고 BIOS에 구성 요소가 있으므로 내장형을 고수하고 있습니다.