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Au Clair de la Tech : Le BIOS, cet ancêtre méconnu... et indispensable

Dossier
Au Clair de la Tech : Le BIOS, cet ancêtre méconnu... et indispensable
Au Clair de la Tech : Le BIOS, cet ancêtre méconnu... et indispensable
PC
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Alors que les PC ont, de manière générale, énormément évolué depuis l’arrivée du premier membre de la famille (l'IBM PC, en août 1981), il reste aujourd’hui un élément qui semble tout droit sorti des années 1980 et qui continue de hanter nos machines modernes : l’écran de démarrage de la carte mère et son menu de configuration, ce que l’on appelle couramment le « BIOS ».

Aussi archaïque qu’il puisse paraitre et même si on essaye aujourd’hui souvent de le cacher derrière une interface plus agréable à l’œil, le BIOS (ou plus précisément, son successeur, l’UEFI) reste toutefois un élément fondamental de nos ordinateurs, puisqu’il se pose comme le véritable chef d’orchestre des composants qu'ils embarquent, et reste à ce titre indispensable à leur bon fonctionnement. Pour comprendre pourquoi, il faut revenir aux origines de l’informatique et à l’apparition des contraintes qui ont fini par mener à l’élaboration et à la généralisation de ce type de sous-système. Ce que nous allons nous employer à faire, dans ce quatrième volet de notre rubrique Au Clair de la Tech.

Pour découvrir ou redécouvrir les précédents volets de Au Clair de la Tech
Mis à jour le 23/02/2016
Profil de la_redaction,  Jeuxvideo.com
Par Rédaction Jeuxvideo.com
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PC

COMMENTAIRES

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FranKn
FranKn
MP
le 10 avr. 2016 à 21:53

Après 2 mois de vacances dans les îles, je reprends vos dossiers que j'adore !
Bon, il est un peu tard pour que vous puissiez lire ce commentaire je suppose mais j'ai adoré ce dossier.
Quel plaisir de se manger une madeleine de Proust 20 ans en arrière où je me configurais un BIOS au poil et que je le complétais avec des commandes en .Bat pour optimiser le tout par la suite !! Merci :)

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Pseudo supprimé
le 24 févr. 2016 à 13:23

Au clair de la teeeeech, mon amis le bioooos....

:sort: :nesaispaspourquoij'aiscliquésurcettenew:

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Pseudo supprimé
le 23 févr. 2016 à 13:22

Je souhaite juste préciser que le BIOS n'est pas indispensable. Il n'y en as pas sur MAC et ne me dite pas qu'il est caché, il n'y en as vraiment pas.
Il ont su faire sans BIOS alors pourquoi continuer avec un vieux composent qui serte régi les autre composent de la carte mère mai ralentie aussi le temps de latence de tout les composents ?

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agent-4747
agent-4747
MP
le 23 févr. 2016 à 13:14

avec jv.com on s'instruit et ça c'est bien :)

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Dark-Micka
Dark-Micka
MP
le 23 févr. 2016 à 11:37

Dossier super intéressant et agréable à lire.
Merci !

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labolosserie
labolosserie
MP
le 23 févr. 2016 à 10:56

Bonjour,

Benoît Morgan, Doctorant chercheur au LAAS-CNRS.

Je tiens à ajouter une petite précision concernant le réel apport des firmwares UEFI par rapport à leurs ancêtres.

Il faut bien comprendre que le but de la spécification UEFI est de normaliser les interfaces logicielles entre les firmwares, les chargeur de démarrage et les systèmes opératoires. Je tiens à souligner que les arguments cités dans cet article dans ce sens, sont tout à fait pertinent.

Même si les idées motivant ce changement sont louables, en réalité, les firmwares UEFI ne font finalement que "cacher la misère". Je m'explique en prenant l'exemple de la configuration des coeurs de processeur au démarrage d'une machine.

Comme expliqué plus haut, la spécification de ce nouveau type de firmware a été menée par Intel dans le but de configurer des plateformes matérielles utilisant les processeurs de type Itanium. Or ces architectures sont tout à fait différentes de celles des processeurs x86 et notamment au niveau de la phase de démarrage.

Les derniers processeurs Intel desktop, prenons l'exemple des i7 Skylake, démarrent toujours dans le mode appelé mode réel (ici appelé mode 16 bits), mode historique, toujours supporté pour des raisons de compatibilité. Un coeur de processeur x86, va donc se configurer progressivement du mode réel vers le mode IA-32e 64 bits, apporté par la dernière version de l'architecture x86, Intel 64.

Avec les firmwares historiques (BIOS), le premier coeur du processeur, le BootStrap Processor (BSP) était progressivement configuré du mode réel au mode protégé (mode 32 bits). Il était ensuite à la charge du système opératoire de le configurer en mode IA-32e 64 bits, puis de démarrer les autres coeurs, Application Processors (AP).

Aujourd'hui, une grande partie du code des firmwares UEFI s'exécutent en mode 64 bits, notamment les applications (le menu de configuration fancy par exemple) et les drivers. Or, afin de pouvoir exécuter ces logiciels dans ce mode d'exécution, il doivent configurer le BSP du mode réel vers le mode protégé (puis passer en mode 64 bits) de la même manière que les vieux BIOS. Les deux types de firmwares exécutant donc les mêmes actions de configuration sur la plateforme.

Il existe aussi énormément d'autres exemple que l'on peut prendre, notamment avec la configuration des périphériques PCI Express (adressage, chargement des expansion ROMs, etc.).

Pour conclure, nous pouvons dire que la spécification d'une interface normalisée entre les firmwares et les chargeurs de démarrage et systèmes opératoires est une bonne chose pour des raisons de portabilité du code, de simplicité de développement des chargeurs et des couches basses des systèmes opératoires et pour certains aspects de la sécurité logicielle.

Mais, il faut bien comprendre que ces firmware se limitent a apporter une interface plus simple, sans changer les fondamentaux, communs avec les BIOS, imposés par la plateforme matérielle. Tant qu'Intel ne décidera pas d'arrêter le support matériel d'anciens modes d'exécution obsolètes sur l'architecture x86, les BIOS et UEFI resterons très similaires dans leurs fonctionnement au démarrage.

Lire la suite...
Commentaire édité 23 févr. 2016, 10:59 par labolosserie
ZZeetopp
ZZeetopp
MP
le 23 févr. 2016 à 10:46

Dossier sympa mais il y a pas mal de petites conneries.

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Commentaire édité 23 févr. 2016, 10:47 par ZZeetopp
cassbob2
cassbob2
MP
le 23 févr. 2016 à 10:13

Qu'est ce que j'ai pu y chipoter à ce bazar, et parfois j'ai cru que j'allais devenir fou.

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Top commentaires
labolosserie
labolosserie
MP
le 23 févr. 2016 à 10:56

Bonjour,

Benoît Morgan, Doctorant chercheur au LAAS-CNRS.

Je tiens à ajouter une petite précision concernant le réel apport des firmwares UEFI par rapport à leurs ancêtres.

Il faut bien comprendre que le but de la spécification UEFI est de normaliser les interfaces logicielles entre les firmwares, les chargeur de démarrage et les systèmes opératoires. Je tiens à souligner que les arguments cités dans cet article dans ce sens, sont tout à fait pertinent.

Même si les idées motivant ce changement sont louables, en réalité, les firmwares UEFI ne font finalement que "cacher la misère". Je m'explique en prenant l'exemple de la configuration des coeurs de processeur au démarrage d'une machine.

Comme expliqué plus haut, la spécification de ce nouveau type de firmware a été menée par Intel dans le but de configurer des plateformes matérielles utilisant les processeurs de type Itanium. Or ces architectures sont tout à fait différentes de celles des processeurs x86 et notamment au niveau de la phase de démarrage.

Les derniers processeurs Intel desktop, prenons l'exemple des i7 Skylake, démarrent toujours dans le mode appelé mode réel (ici appelé mode 16 bits), mode historique, toujours supporté pour des raisons de compatibilité. Un coeur de processeur x86, va donc se configurer progressivement du mode réel vers le mode IA-32e 64 bits, apporté par la dernière version de l'architecture x86, Intel 64.

Avec les firmwares historiques (BIOS), le premier coeur du processeur, le BootStrap Processor (BSP) était progressivement configuré du mode réel au mode protégé (mode 32 bits). Il était ensuite à la charge du système opératoire de le configurer en mode IA-32e 64 bits, puis de démarrer les autres coeurs, Application Processors (AP).

Aujourd'hui, une grande partie du code des firmwares UEFI s'exécutent en mode 64 bits, notamment les applications (le menu de configuration fancy par exemple) et les drivers. Or, afin de pouvoir exécuter ces logiciels dans ce mode d'exécution, il doivent configurer le BSP du mode réel vers le mode protégé (puis passer en mode 64 bits) de la même manière que les vieux BIOS. Les deux types de firmwares exécutant donc les mêmes actions de configuration sur la plateforme.

Il existe aussi énormément d'autres exemple que l'on peut prendre, notamment avec la configuration des périphériques PCI Express (adressage, chargement des expansion ROMs, etc.).

Pour conclure, nous pouvons dire que la spécification d'une interface normalisée entre les firmwares et les chargeurs de démarrage et systèmes opératoires est une bonne chose pour des raisons de portabilité du code, de simplicité de développement des chargeurs et des couches basses des systèmes opératoires et pour certains aspects de la sécurité logicielle.

Mais, il faut bien comprendre que ces firmware se limitent a apporter une interface plus simple, sans changer les fondamentaux, communs avec les BIOS, imposés par la plateforme matérielle. Tant qu'Intel ne décidera pas d'arrêter le support matériel d'anciens modes d'exécution obsolètes sur l'architecture x86, les BIOS et UEFI resterons très similaires dans leurs fonctionnement au démarrage.

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Commentaire édité 23 févr. 2016, 10:59 par labolosserie
Dark-Micka
Dark-Micka
MP
le 23 févr. 2016 à 11:37

Dossier super intéressant et agréable à lire.
Merci !

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