BIOS (skratka pre Basic Input / Output System), ktorý tradične vykonával inicializáciu hardvéru počas procesu bootovania, je tu s nami už od 70. rokov a čas na jeho výmenu prišiel pred rokmi.

Dnes je de facto nástupcom systému BIOS Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), ktorý rieši niekoľko technických nedostatkov a obvykle poskytuje staršiu podporu pre služby BIOS. Ale na rozdiel od všeobecného presvedčenia, UEFI nie je jedinou dostupnou náhradou systému BIOS. K dispozícii je tiež coreboot, čo je softvérový projekt s otvoreným zdrojovým kódom, ktorého cieľom je nahradiť systém BIOS ľahkým firmvérom, ktorý na načítanie a spustenie moderného 32-bitového alebo 64-bitového operačného systému vyžaduje iba minimum.

V tomto článku vysvetľujeme dôvody, prečo je systém BIOS zastaraný, a porovnáme coreboot s UEFI, aby sme zistili, ako tieto dve náhrady systému BIOS vznikli, čo chcú dosiahnuť a aké sú ich výhody a nevýhody.

Koniec systému BIOS

Počítače sa významne vyvinuli odvtedy, čo americký počítačový vedec a podnikateľ v oblasti mikropočítačov Gary Kildall vynašiel pojem BIOS. V dnešnej dobe je bežné bootovať nielen z pevných diskov a optických médií, ale aj z USB flash diskov a vzdialených sieťových zariadení. Je tiež bežné bootovať z pevných diskov väčších ako 2.2 TB, čo je tvrdý limit stanovený v rámci Master Boot Record (MBR), štandardného typu zavádzacieho sektoru systémov kompatibilných s počítačmi IBM PC s BIOSom.

Okrem veľmi obmedzenej podpory hardvéru systém BIOS nespĺňa ani súčasné bezpečnostné požiadavky výrobcov počítačov, ktorí potrebujú spôsob, ako zabezpečiť, aby sa používateľ vždy zaviedol do operačného systému, ktorý nebol medzi bootmi upravený.

Nakoniec je systém BIOS zastaraný aj z hľadiska jeho použiteľnosti. Jeho iba textové užívateľské rozhranie je neohrabané a často sa v ňom ťažko orientuje. Mnoho implementácií systému BIOS registruje vstup iba vtedy, ak pochádza z klávesnice PS / 2, a vstupu myši je prakticky neslýchané.

Nástupcovia systému BIOS

V súčasnosti existujú tri hlavné nástupce systému BIOS: coreboot, libreboot a UEFI. Z nich je libreboot najmladší a je to vlastne distribúcia corebootu bez vlastného binárneho kódu. Spustila ho v roku 2013 Leah Rowe a v súčasnosti pracuje s ľubovoľnou distribúciou systému Linux, ktorá pre grafiku používa nastavenie režimu jadra (KMS). Z dôvodu úzkych väzieb librebootu na coreboot a jeho obmedzenej podpory sa o nich v tomto článku ďalej nebudeme baviť.

coreboot

Na svojej oficiálnej webovej stránke je coreboot popisovaný ako „rozšírená platforma firmvéru, ktorá poskytuje bleskové a bezpečné bootovanie na moderných počítačoch a vstavaných systémoch.„Coreboot bol pôvodne uvedený na trh v roku 1999 s cieľom vytvoriť alternatívu systému BIOS, ktorá by začala rýchlo a inteligentne zvládala chyby.

Medzi hlavných prispievateľov do projektu patria AMD, MSI, Gigabyte, Coresystems a tiež Google, ktorý čiastočne sponzoruje projekt coreboot a prijal ho za sedem po sebe nasledujúcich rokov pre Google Summer of Code.

V roku 2009 zakladateľ corebootu Ron Minnich uviedol: „V dnešnej dobe beží na coreboote viac ako 10 miliónov počítačov. Mnohé z nich sú prístroje a set-top boxy. Veci, ktoré majú byť okamžité. Niektoré spoločnosti ale teraz tiež predávajú servery, na ktorých beží coreboot. Prípady použitia sú veľmi rozšírené. Niektoré stroje s jadrovým bootovaním lovili bane v Afganistane, iné zaručovali integritu a výkon údajov vo veľkých nemocniciach. Coreboot sa používal pri testovaní systémov a zlepšovaní bezpečnosti automobilov, a samozrejme v niekoľkých superpočítačových klastroch s tisíckami a tisíckami uzlov.“

Medzi ľahšie dostupné zariadenia podporujúce coreboot patria niektoré Chromebooky založené na x86, OLPC XO a Libreboot X200 a T400.

V porovnaní s BIOSom coreboot vykonáva iba hardvérovú inicializáciu, zatiaľ čo tradičný BIOS spúšťa aj operačný systém. Po inicializácii hardvéru spustí coreboot samostatný program s názvom užitočné zaťaženie. Užitočným zaťažením môže byť akýkoľvek program. Okrem štandardných bootloaderov, ktoré môžu spustiť operačný systém, to môže byť aj samotné jadro operačného systému, čo znamená, že je možné do bootovacieho flash disku vložiť coreboot a jadro Linuxu, aby ste mali vždy k dispozícii systém Linux.

UEFI

UEFI je založené na pôvodnej špecifikácii Extensible Firmware Interface (EFI) vyvinutej spoločnosťou Intel v roku 2005, po vytvorení fóra The Unified EFI Forum.

„Špecifikácia Unified EFI (UEFI) (predtým známa ako špecifikácia EFI) definuje rozhranie medzi operačným systémom a firmvérom platformy,“ popisuje špecifikáciu Intel. „Rozhranie sa skladá z údajových tabuliek, ktoré obsahujú informácie týkajúce sa platformy, volania bootovacej služby a volania runtime služby, ktoré sú dostupné pre operačný systém a jeho zavádzač. Poskytujú štandardné prostredie pre bootovanie operačného systému a pre spustenie aplikácií pred spustením.“

Vo väčšine nových počítačov nahradil systém UEFI systém BIOS ako zložitejšiu alternatívu, pričom každý výrobca počítača implementoval normu osobitným spôsobom a vytvoril front-end špecifický pre potreby výrobcu.

UEFI poskytuje prostredie pred spustením s vlastným shellom, ovládačmi, aplikáciami, schopnosťou prehľadávať internet, vytvárať zálohy systému a okrem iného vykonávať vzdialenú diagnostiku bez operačného systému. UEFI podporuje bootovanie z pevných diskov až 9.4 ZB (1 ZB = 1 bilión gigabajtov), ​​čo by na chvíľu malo stačiť vzhľadom na to, že sa predpokladá, že celý internet bude okolo 8 ZB.

Ale napriek všetkým výhodám, ktoré má UEFI oproti BIOSu, mnoho aktivistov za digitálne práva to kritizovalo a tvrdí, že UEFI odstraňuje schopnosť používateľa skutočne ovládať počítač vďaka funkcii nazývanej Secure Boot, ktorá zaisťuje, že sa zariadenie bootuje iba pomocou softvéru ktorému dôveruje výrobca originálneho vybavenia (OEM).

Niektoré počítače s funkciou Secure Boot znemožňujú vypnutie tejto funkcie, takže každý, kto vlastní takýto stroj, uviazol v operačnom systéme, ktorý bol so strojom dodaný. Vzhľadom na to, ako málo notebookov sa dodáva s predinštalovaným systémom Linux, by mali všetci používatelia systému Linux, ktorí si kúpia notebook alebo stolný počítač, ktorý nie je špeciálne inzerovaný ako vhodný pre systém Linux, zabezpečiť, aby zariadenie umožňovalo vypnúť zabezpečené spustenie.

Záver

Aj keď je coreboot oveľa starší ako UEFI, väčšina používateľov počítačov sotva vie o jeho existencii, pretože ho možno nájsť väčšinou vo vysoko špecializovaných zariadeniach, nie v notebookoch a stolových počítačoch. To znamená, že stroje s corebootom skutočne existujú; len sa hľadajú oveľa ťažšie.