BIOS (Basic Input/Output System)

BIOS는 쉽게 얘기해서 PC 주변장치들 즉, 하드웨어 기기들을 제어하는 기능을 제공하는 시스템이다.

보통 부팅이 시작될 때 F2, F3, F9, F10, DEL키를 연타로 갈겨서 접근한다. (PC 메인보드 제조 브랜드 별로 다른데, 보통 F9나 DEL키 갈기면 뜨더라)

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BIOS에 대해 알아보기 전에 .. 자주 혼동되는 CMOS와의 차이점을 알아보고 가자.

CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor) 와 BIOS는 어떤 차이점이 있나?

CMOS라는 명칭은 원래 전자 부품을 만드는 "기술"의 이름이다. A 라는 Chip(칩)이 CMOS 방식으로 제작되었다. 이런 느낌이다.

메인보드에 보면 CMOS Chip 이라 불리는 RTC(Real-time Clock)/NVRAM(Non-Volatile RAM) 부품이 있는데, 이 놈 안에 CMOS Setup 진입 시에 확인 가능한 내용들이 포함되어 있다. 시스템 시간 정보, 메모리, 하드웨어 드라이브 정보 등.. BIOS는 RTC/NVRAM 에 담긴 내용을 출력하기 위한 펌웨어 라고 보면 된다.

CMOS Chip에 담긴 내용을 BIOS라는 펌웨어를 통해 화면에 출력하고 제어한다. << 이렇게 정리하면 될듯. 결론은 걍 같은 말이다.

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자 그럼.. CMOS 와의 차이점은 알아보았다. 그럼 이제 BIOS에 대해 자세히 알아보자.

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BIOS는 우리가 평소에 사용하는 라이브러리 파일과 달리, 자신의 기능을 특별한 방법으로 외부에 제공한다.

함수의 주소를 인터럽트 백터 테이블(Interrupt Vector Table) 이라는 곳에 집어 넣고, 소프트웨어 인터럽트를 호출하는 방법으로 사용한다.

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인터럽트 백터 테이블은 메모리 주소 0에 있는 테이블로, 특정 인터럽트가 발생했을 때 인터럽트 핸들러를 검색한다.

테이블의 각 항목들은 인덱스에 해당하는 인터럽트가 발생했을 시에 처리하는 핸들러 주소가 담겨있고, 리얼모드에서 각 항목은 4바이트 크기를 갖는다. 최대 256개의 인터럽트를 설정할 수 있다. 테이블에서 주요한 항목들을 한번 보자.

더 많은데 일부만 작성한 것이다. 일단 이런게 있다 알고 넘어가면 된다. (다음에 참고용으로 작성해둔것)

BIOS를 사용할 때, BIOS가 제공하는 디스크 서비스를 이용하려면 int 0x13 을 발생시켜야 한다.

위에 표에서 보면 알 수 있다. 이 때 소프트웨어 인터럽트 명령을 사용하는 것이다.

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소프트웨어 인터럽트는 CPU에 가상의 특정 인터럽트가 발생했을 시에, int 0x13 형태로 사용한다.

우리가 만든 핸들러의 어드레스를 인터럽트 백터 테이블에 집어넣어 두었으면,

언제든지 int 명령을 이용하여 핸들러에 접근할 수 있다.

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하지만 BIOS를 이용하여 작업을 할 때 핸들러 호출 만으로는 디테일한 작업이 불가능하다. 함수니까 파라미터를 넘겨줘야지.

이 때 레지스터를 이용하여 파라미터를 넘겨 준다. AX, BX, CX, DX 레지스터와 ES 세그먼트 레지스터를 사용하여 파라미터를 넘겨주며

결과값도 레지스터를 통해 전달받는다.

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핸들러 마다 요구하는 파라미터가 다르기때문에 호출할 때 항상 파라미터로 정의된 레지스터를 확인해야한다.

리셋과 디스크 제어를 예로들어 레지스터들이 어떠한 역할을 하는지 알아보자

위 표 내용처럼 레지스터의 기능들을 확인하고 파라미터로 사용하면 된다.

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참고 URL

http://forensic-proof.com/archives/181

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참고 도서

<IT EXPERT, 64비트 멀티코어 OS 원리와 구조 1권: OS 개발 60일 프로젝트> - 저자 한승훈