UEFI启动与Legacy启动方式

BIOS

Basic Input Output System,基本输入输出系统
是一组固化到主板ROM芯片上的程序,保存着计算机的基本输入输出程序、开机自检程序和系统自启动程序。主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬控制。BIOS设置中,有两种让进入系统的方法,分别是UEFI和Legacy

UEFI BIOS

Unified Extensible Firmware Interface:统一的可扩展固件接口
是一种新的电脑规格,进入系统前没有自检,用来定义操作系统与系统固件之间的软件界面,出现这种技术的主要作用主要就是为了实现开机快的效果。

Legacy BIOS(UEFI 推出后,原来的BIOS 就叫Legacy)

传统BIOS,有开机自检。Legacy模式下安装的系统,只能在legacy模式下进系统。传统BIOS读取磁盘,每次只能读64KB,非常低效,而UEFI每次可以读1MB,载入更快。

两种启动模式的区别
  • Legacy用的是8086汇编,UEFI 99%以上用C

  • UEFI固件是64位的操作系统,Legacy是16位

  • Legacy直接针对底层硬件细节,UEFI通过Firmware-OS Interface、Boot Services、Runtime Services为操作系统和引导器屏蔽了底层硬件的细节

  • 硬盘启动实质的不同:Legacy模式是BIOS先将硬盘第一个扇区的启动代码和分区表读出来运行;而UEFI模式是寻找FAT分区上的\efi\boot\bootx64.efi文件来运行。UEFI模式通常会搭配GPT分区,但也一样支持MBR

  • 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,其带来的便利之处在于能够直接读取FAT分区中的文件,所以可开发出直接在UEFI下运行的应用程序,这类程序文件通常以efi结尾

MBR、GPT分区格式的硬盘结构

MBR(Master Boot Record,主分区引导记录):为了计算机便于访问硬盘,硬盘上的空间被划分成许多区块(sectors,扇区),然后给每个区块分配一个地址,称为逻辑块地址(LBA)。

  • MBR磁盘的第一个扇区保存着启动代码(446Bytes)和硬盘分区表(64Bytes)
  • 启动代码的作用是指引计算机从活动分区引导启动操作系统(BIOS下启动操作系统的方式)
  • 分区表的作用是记录硬盘的分区信息。在MBR中,分区表的大小是固定的,一共可容纳4个主分区信息,每一个都记录区段的开始与结束柱面号码。扩展分区最多有一个,其使用额外的扇区来记录分区信息
  • 在MBR分区表中逻辑块地址采用32位二进制数表示,共可表示2^32个逻辑块地址。若一个扇区大小为512字节,那么硬盘最大分区容量仅为2TB
    在这里插入图片描述

GPT(Globally Unique Identifier Partition Table,也叫做GUID分区表):由于硬盘容量的急速增长,MBR的2.2T容量难以满足要求,UEFI BIOS的推广为GPT的实现打下了技术基础

  • 在GTP磁盘的第一个数据块中也有一个与MBR类似的标记,叫做PMBR。当使用不支持GPT的分区工具时,整个硬盘将显示为一个受保护的分区,以防止分区表及硬盘数据遭到破坏。UEFI并不从PMBR中获取GPT磁盘的分区信息,它有自己的分区表,即GPT分区表。
  • GPT的分区方案之所以比MBR更先进,是因为在GPT分区表头中可自定义分区数量的最大值,也就是说GPT分区表的大小不是固定的。在Windows中微软设定GPT磁盘最大的分区数量为128个。此外,GPT分区方案在硬盘的末端还有一个备份分区表,保证了分区信息不容易丢失。

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参考:https://www.zhihu.com/search? q=gpt%E5%92%8Cmbr&utm_content=search_suggestion&type=content
https://blog.csdn.net/qq_24965035/article/details/51659697

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