x86 架构下的 BIOS 功能介绍

提到 BIOS ，想必想起来一句歌词：最熟悉的陌生人，哈哈。。。

一、BIOS简介

BIOS, 是英文"Basic Input Output System"的缩写，BIOS是个人电脑PC 启动时加载的第一个软件。其实，它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它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。

二、职责功能

我们知道，BIOS是一段程序。这段程序保存在电脑主板上一个叫BIOS芯片的ROM中，BIOS程序主要有四个功能：

（1）上电自检（Power On Self Test，POST）

  主要包括读取CMOS中存储的硬件信息，对各硬件进行自检和初始化；

（2）引导操作系统bootloader

    执行跳转到操作系统引导设备的引导分区（这就是为什么需要在BIOS设置中选择boot device的原因，默认通常是硬盘），将引导程序读入内存；

（3）COMS设置

    CMOS是主板上的一块RAM芯片（掉电易失，在电脑断电后由主板上的CMOS电池供电），CMOS中存储有各种硬件信息和底层配置，包括实时时钟（RTC）信息，通过BIOS可以对其进行读写设置（也就是俗称的BIOS设置）；

（4）硬件IO和中断服务

    软件在对底层硬件进行操作时候，需要中断服务或者硬件IO操作，这时候就用到BIOS作为中间的桥梁角色。

援引百度到的一句话：可以把BIOS理解成电脑的底层管理者（可以看成一个小的操作系统），在电脑启动时对电脑各硬件进行检测，然后迎接电脑的高级管理者——操作系统，即使操作系统已经接管了电脑的控制权，他依然兢兢业业守在一边，随时扮演操作系统和底层硬件IO、中断的中间人。另外他还有一个属于自己的小本本（CMOS），上面记载着电脑硬件的基本信息和时钟信息等。

三、功能举例

中断例程

BIOS中中断例程即BIOS中断服务程序。它是微机系统软、硬件之间的一个可编程接口，用于程序软件功能与微机硬件实现的衔接。DOS/Windows操作系统对软盘、硬盘、光驱与键盘、显示器等外围设备的管理即建立在系统BIOS的基础上。程序员也可以通过 对INT 5、INT 13等中断的访问直接调用BIOS中断例程。

系统设置

微机部件配置情况是放在一块可读写的CMOS RAM芯片中的，不接市电或笔记本没有电池时，CMOS通过一块后备电池向CMOS供电以保持其中的信息。如果CMOS中关于微机的配置信息不正确，会导致不能开机、时间不准、零部件不能识别，并由此引发一系列的软硬件故障。在BIOS ROM芯片中装有一个程序称为“系统设置程序”，就是用来设置BIOS中的参数的，并将这些设置保存在COMS中。这个程序一般在开机时按下一个或一组键即可进入，它提供了良好的界面供用户使用。

上电自检

微机接通电源后，系统将有一个对内部各个设备进行检查的过程，这是由一个通常称之为POST(Power On Self Test，上电自检）的程序来完成的。这也是BIOS的一个功能。完整的POST自检将包括CPU、640K基本内存、1M以上的扩展内存、ROM、主板、 CMOS存贮器、串并口、显示卡、软硬盘子系统及键盘测试。自检中若发现问题，系统将给出提示信息或鸣笛警告。

引导OS Bootloader

在完成POST自检后，ROM BIOS将按照系统CMOS设置中的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CDROM、网络服务器等有效的启动驱动器 ，读入操作系统引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，由引导记录完成系统的启动。

四、BIOS 和 CMOS 区别和联系

四、发展前景

下一代BIOS：UEFI BIOS

一直在IT界叱咤风云的BIOS即将被UEFI [12]  BIOS淘汰，新主板将普及UEFI BIOS。微星称将三年内UEFI BIOS将取代BIOS，UEFIBIOS全称“统一的可扩展固定接口”（Unified Extensible Firmware Interface）， 是一种详细描述全新类型接口的标准。这种接口用于操作系统自动从预启动的操作环境，加载到一种操作系统上，从而使开机程序化繁为简，节省时间。