LinuxBIOS – фундамент для Linux?

Антон Борисов

Будучи спроектированной для работы в многоузловых кластерных системах, технология LinuxBIOS за 5 лет оказалась настолько универсальной, что может быть сегодня использована не только в серверах, но и в рабочих станциях. Так что же это – еще одна Basic Input/Output System или что-то большее?

LinuxBIOS является альтернативой обычным BIOS [1], выполняет те же самые функции, что и выпускаемые фирмами AMI (American Megatrends), Phoenix (Phoenix Technologies), IBM, DELL и некоторыми другими, только на порядок быстрее, т.е. в 10-20 раз. LinuxBIOS производит инициализацию оборудования, проверку на исправность модулей памяти и собственно начинает загрузку операционной системы уже после 3 секунд (!) после включения питания. Многие коммерческие изделия затрачивают на эту же процедуру от 30 до 60 секунд. В дополнение ко всему, LinuxBIOS может быть сконфигурирован уже из-под самого Linux во время работы.

Структура LinuxBIOS

Прежде чем начать, проведем небольшой экскурс в современную архитектуру персональных ЭВМ. ПЭВМ состоит из набора чипов, в первую очередь самого большого и любимого – процессора, затем чипа с графическим процессором и контроллера клавиатуры, далее из соединяющих всё это богатство шин данных.

Шина – это набор одного или нескольких проводников, которые соединяют между собой два или более чипа. Некоторые шины используют два провода – сигнальный и «землю», другие используют десятки или сотни проводников.

Сильно упрощенная схема PC-архитектуры представлена на рис. 1. Разные типы шин не могут быть напрямую соединены между собой, поэтому используют промежуточные чипы, известные как мосты. Первая шина – это FSB (Front Side Bus) – системная шина, на большинстве персоналок она соединяет процессоры между собой и между северным мостом. Серверный мост в свою очередь соединяет процессор с шиной памяти и PCI-шиной. На диаграмме показан только один северный мост, хотя их может быть и несколько. На платформах с процессорами AMD Opteron, например, используется свой северный мост к каждому процессору, и системная шина соединяет только конкретный процессор к своему северному мосту. Другими словами, не существует общей системной шины для Opteron.

Южный мост, который почти всегда расположен на 0-й PCI-шине, является следующим мостом в схеме. Задача южного моста – соединять PCI-шину с устройствами с набором более медленных устройств и отвечать за функции записи/чтения BIOS Flash (рис. 1).