UEFI和BIOS启动流程

简介

之前一直是大概知道UEFI和BIOS的区别，没对它们的具体启动流程做对比，别人问起来也说不出个所以然，下面粗线条地介绍这两个的启动流程。

BIOS是Basic Input/Output System的缩写，即基本输入输出系统；UEFI是Unified Extensible Firmware Interface的缩写，即可扩展固件接口。

BIOS

通电之后BIOS初始化，然后是开机自检（POST），这些都是固件相关，感觉和我关系不大，略去不讲。然后BIOS就开始把bootloader载入内存，具体过程如下：

按照设定的启动顺序，依次尝试从各个磁盘启动，具体地说，把磁盘的起始扇区（512K）整个载入到内存地址0x7c00处，然后从0x7c00处开始执行。

BIOS只能和MBR格式的分区表结构一起使用，由于MBR占一个扇区，在MBR中四个分区表项又占去4x16=64B，可启动标志0x55 0xAA标志又占去2B，所以在MBR中可以存放的代码最多只有512B-64B-2B=446B。

这446B大小的代码就是bootloader了，或者说bootloader的一部分。

之所以说是一部分，是因为446B实在是小得可怜，可能连bootloader都放不下，又怎么指望它把操作系统给拉起来？于是就可以把bootloader分成两部分，一部分放在MBR中，一部分放在磁盘的其它位置，MBR中的部分负责把bootloader载入内存运行，然后bootloader把OS拉起来。

往后就是操作系统的具体启动流程了。

UEFI

对于UEFI，大概流程：
通电->UEFI初始化->加载bootloader

可以看出UEFI没有开机自检的过程，开机过程就能加快一些。不过其实并不是真的什么都检查，只是是弱化了检查这个过程。试想，你买了一台新电脑，大概率一年之内不会出故障，但是使用BIOS方式的话，你电脑每次开机都要检查，如果检查耗时1s，每天开机，那就是365s啊，生命中宝贵的6分钟啊！

不过具体是怎么个弱化法，很遗憾我没有搜到相关资料，也没有兴趣深入研究固件。

往下说，由于UEFI的启动方式使用的是GPT的分区表，启动时并不是简单地把MBR往内存中一装，这里有必要说明一下它加载bootloader的具体过程。

使用UEFI方式启动时，固件先会找到EFI分区，然后执行分区下面对应的.efi文件，这个efi文件的功能就是把bootloader加载进内存，然后bootloader再把OS拉起来。

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参考资料

Understanding the Boot process — BIOS vs UEFI
MBR
UEFI和Legacy及UEFI+Legacy启动的区别
（译）UEFI 启动：实际工作原理