DEV!
0x00 前言
今天玩了一点
为了启动操作系统，必须配置与对应操作系统兼容的引导加载程序。
引导加载程序负责在初始化启动进程之前，加载好内核和
0x01 固件类型
BIOS
Basic Input-Output System：[初始化] 和 [加电自检]。
通过 [初始化] 和 [加电自检]，并将硬件封装为BIOS中断服务。这样一来，各种硬件之间的差异都由BIOS负责维护，程序直接调用 [BIOS中断服务] 即可实现对硬件的控制。
最初的BIOS都是在ROM里的程序代码，现在的BIOS都在闪存芯片上，独立于其它系统存储，方便BIOS更新。
从 2010 年起已逐渐被技术上不受限的 UEFI 替换。
UEFI
统一可扩展固件接口（Unified Extensible Firmware Interface，UEFI）是用来定义 [OS] 与 [系统固件] 之间的软件界面，作为BIOS的一种替代方案，支持读取分区表和文件系统，在概念上类似一个低阶的操作系统。
可扩展固件接口负责加电自检（POST）、联系操作系统以及提供连接操作系统与硬件的接口。
UEFI启动过程只依赖非易失性随机访问存储器(NVRAM)中的引导条目。
UEFI规范要求支持 FAT分区 中的文件，即：FAT12、FAT16、FAT32文件系统。
✍由于历史原因，UEFI也被习惯叫做BIOS。
0x02 BIOS与UEFI的启动过程(了解BIOS即可)
现在你按下了电脑开机键，系统上电：
启动本质三步
1. Rom Stage: 在这个阶段 [没有内存] ，需要在 [ROM] 上运行代码。这时因为没有内存，没有C语言运行需要的栈空间，开始往往是汇编语言直接在ROM上运行。在找到个临时空间（Cache空间用作RAM，Cache As Ram, CAR）后，C语言终于可以登场了，后期用C语言初始化内存和为这个目的需要做的一切服务。
2. Ram Stage: 在经过 ROM阶段的困难情况后，我们终于有了可以大展拳脚的内存，很多额外需要大内存的东西可以开始运行了。在这时我们开始进行初始化芯片组、CPU、主板模块等等核心过程。
3. Find Something to Boot Stage: 进入正题：需要启动。我们找到启动设备，就要枚举设备，发现启动设备，并把启动设备之前需要依赖的节点统统打通。
BIOS
CPU运行于 [实模式] 工作环境中，数据位宽为16位，最大物理地址寻址范围是1MB，CPU首先跳到
1.加电自检(POST,Power On Self Test)，检测 [关键设备] 是否正常工作，如果有故障，喇叭就会叫唤。
2.初始化 [显示设备] 并显示显卡信息。
3.检测 [CPU和内存] 并显示检测结果。
4.检测 [标准设备]，如硬盘、光驱、串口设备、并口设备等。
5.检测 [即插即用设备]，并为这些设备分配 中断号、I/O端口和DMA通道 等资源。
6.如果硬件配置发生变化，那么这些变化的配置将更新到 CMOS 中。
7.根据配置的启动顺序引导设备启动，通过BIOS中断将设备的引导程序读入内存。
8.将处理器的控制权交给引导程序，最终引导进入操作系统。
UEFI（看看就行）
1.验证阶段（Security，SEC）。系统上电后，CPU开始执行第一条指令，此时系统就进入SEC阶段。这个阶段的内存尚未被初始化，不可使用。所以，SEC阶段最主要的工作是 [建立一些临时内存并将CPU切换到保护模式] ，这里提到的临时内存可以是处理器的缓存，亦或者系统的物理内存。
2.EFI环境预初始化阶段（Pre-EFI Initialization Environment，PEI）。PEI阶段最主要的工作就是对内存、CPU以及芯片组等关键设备进行初始化。由于这部分代码没有进行压缩，因此代码必须越精简越好。而且，在PEI阶段还要确定操作系统的引导路径，初始化UEFI驱动和固件需要的内存。
3.驱动运行环境阶段（Driver Execution Environment，DXE）。DXE是EFI最重要的阶段，大部分的驱动、固件加载工作都是在这个阶段完成的。
4.引导设备选择阶段（Boot Device Select，BDS）。BDS阶段的主要工作是初始化控制台设备的环境变量，尝试加载环境变量列表中记录的驱动，并尝试从环境变量列表中记录的启动设备中启动。
5.临时系统运行阶段（Transient System Load，TSL）。这个阶段将进入UEFI的临时Shell系统环境。
6.运行时阶段（RunTime，RT）。当操作系统调用EFI_BOOT_SERVICES.ExitBootServices服务后，系统进入RT阶段。此时，DXE与引导服务都将销毁，只有EFI运行时服务和EFI系统表可以继续使用。
7.后世阶段（After Life，AL）。当操作系统调用EFI_RUNTIME_SERVICES.ResetSystem服务或者调用ACPI Sleep State，系统进入AL阶段。触发异步事件（比如：SMI、NMI）亦可使系统进入AL阶段，这在服务器和工作站中比较常见。
0x03 BIOS与UEFI的比较
关于BIOS和UEFI二者的比较，如果仅从系统启动原理方面来做比较，UEFI之所以比BIOS强大，是因为UEFI本身已经相当于一个微型操作系统，以下将解释UEFI相比BIOS的优点：
首先，UEFI已具备文件系统的支持，它能够直接读取FAT分区中的文件。
其次，可开发出直接在UEFI下运行的应用程序，这类程序文件通常以efi结尾。
UEFI能管理文件，还有能在UEFI下运行的.efi文件，那么就可以把win10做成.efi文件放到FAT分区直接运行，就像win10运行QQ.exe那样简单。
Last but not least，上面这些BIOS都做不到，BIOS启动操作系统 [必须从硬盘上指定扇区读取启动代码，然后从活动分区引导启动OS]，对于扇区的操作远不如UEFI直观简洁。
UEFI和BIOS在对硬件检测的流程是一样的，但最大区别的是对后续的系统影响不一样，就用制造来比喻：
UEFI/BIOS跟操作系统是两个工序，UEFI/BIOS是前工序，操作系统是后工序，UEFI对比BIOS要多出一个流程：形成交接文件；BIOS是该我工作的部分（自检）我一个不落的完成，但我把我完成的东西就扔给操作系统，但操作系统完全不知道前一工序的状态，还得重新做一篇检查，而UEFI就是把自己检测好的状态写进文件，告诉操作系统这些东西没问题，你就放心启动吧，不用再次检查了。
BIOS缺点
✍开发效率低：汇编语言开发/代码与设备耦合度太高，受硬件变化的影响大
✍性能差：需要通过中断来完成，开销大，BIOS还没有异步工作模式
✍功能拓展差：静态链接，且必须将代码放到对应内存位置，没有动态加载设备驱动的方案
✍安全性：没有对安全性的考虑
✍地址空间：不支持32位地址以上
UEFI优点
👍开发效率高：C语言编写，屏蔽底层细节
👍拓展性高：驱动都是模块化设计；每个表和协议都有版本号，系统升级更平滑；磁盘容量大
👍性能高：提供异步操作；放弃中断的方式（只保留时钟中断）
👍安全性：利用数字签名来确认EFI驱动程序或者应用程序是否是受信任的。
0x04 补充
Windows下最准确的判断方式：
①win+R cmd
②运行msinfo32.exe
