[ Linux ] Boot Process - BIOS VS UEFI

jogaknabi_1023 2024. 11. 9. 23:51

Legacy BIOS (Basic Input/Output System)

- 초기 컴퓨팅 부팅 시스템

- POST 과정(Power-On Self Test) 통해 하드웨어 구성이 정상 작동 준비 확인 후 MBR 을 찾아 부트 로더를 시작하여 OS를 시작한다. 이러한 부팅 과정으로 인해 UEFI 시스템에 비해 비교적 부팅속도가 느리다.

- 16비트로 동작되는 시스템이며, 최대 1MB의 메모리만 액세스할 수 있다.

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)

- BIOS 의 후속 기술로, 컴퓨팅 부팅 프로세스를 관리하는 펌웨어 인터페이스이다. Legacy BIOS에서 제공하는 기능도 모두 지원하고 있다.

- 컴퓨터 하드웨어와 상호작용하기 위한 보다 진보적이고 확장 가능한 플랫폼을 제공한다.

- MBR() 대신 GUID Partition Table(GPT)을 사용하여 대용량 디스크를 지원한다.

- 최적화된 초기화를 통해 부팅시간을 단축한다.

- 보안 부팅을 지원하여, 부팅 프로세스 중에 서명되지 않았거나 승인되지 않은 소프트웨어가 로드되는 것을 방지하여 보안을 강화하는 기능인 보안 부팅을 지원한다.

- 운영체제와 상관없이 자체 드라이버를 로드하여 부팅 프로세스와 하드웨어 초기화를 지원할 수 있다.

- OS 가 로드되지 전에도 시스템 구성을 위한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)와 네트워크 기능을 제공한다.

- 32비트 또는 64비트 모드에서 직접 작동할 수 있어 BIOS 모드보다 더욱 많은 시스템 리소스에 액세스할 수 있다.

1. 시스템 전원 켜기

- 컴퓨터가 켜지면 비휘발성 RAM(NVRAM)이라는 특수한 유형의 메모리에 저장된 UEFI 펌웨어가 제어권을 얻는다.

2. UEFI 초기화

- UEFI는 시스템의 하드웨어 구성 요소를 초기화 한다. BIOS POST 과정보다 더 포괄적인 프로세스이며, cpu, memory, device 초기화가 포함된다.

- UEFI 펌웨어에는 자체 부트 관리자가 있으며, 이 관리자는 데이터 저장 장치 전용 파티션인 EFI System Partition(ESP)에 저장된 UEFI 애플리케이션을 로드하는 역할을 한다.

3. ESP 및 부팅 관리

- ESP는 FAT 파일 시스템으로 포맷되었으며, 운영체제와 유틸리티 소프트웨어용 부트 로더를 비롯한 EFI 애플리케이션을 포함하고 있다.

- UEFI 펌웨어는 ESP에서 부팅 정보를 읽는다. 이는 MBR에서 읽는 BIOS와의 주요 차이점이라 할 수 있다.

- UEFI 의 부팅 관리자는 사용자나 시스템 제조업체가 구성한 NVRAM에서 부팅 항목을 읽는다.

이러한 항목에는 EFI 애플리케이션이나 Boot loader의 경로가 포함되어 있으며, OS 커널 매개변수와 같은 부팅 프로세스에 대한 옵션이 포함될 수 있다.

4. OS 로딩

- UEFI 펌웨어는 선택된 EFI 애플리케이션(일반적으로 OS BootLoader)을 메모리에 로드하고 제어권을 해당 애플리케이션으로 전송한다.

- 기존 BIOS 에 비해 유연한데, 이유는 UEFI는 파일 시스템을 직접 이해한 후, 이 단계에서 EFI 애플리케이션을 로드할 수 있기 때문이다.

5. OS 커널 초기화

- 제어권을 얻은 OS BootLoader가 OS 커널을 메모리에 로드한다. BootLoader는 제어 매개변수와 하드웨어 정보를 OS 커널에 전달하여 OS의 더욱 정확하고 효율적인 초기화를 용이하게 한다.

6. OS 초기화

- 커널이 로드되면서 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어 환경이 초기화된다.

- 나머지 하드웨어 구성 요소 구성, 드라이버 로드 및 시스템 서비스 시작이 포함된다.

7. 사용자 공간으로의 전환

- 커널과 시스템 서비스를 초기화한 후 OS는 제어권을 User Space 으로 전환한다.

- 사용자 인터페이스, 애플리케이션 및 기타 고급 소프트웨어 구성요소가 로드되어 부팅 프로세스가 완료되었음을 표시한다.