operating-system - 操作系统如何检测硬件？

Question

操作系统是从 BIOS 获取此信息，还是自行扫描总线以检测系统上安装了哪些硬件。在网上环顾四周后，不同的来源说了不同的话。有人说 BIOS 检测到硬件，然后将其存储在内存中，然后操作系统读取，其他人说操作系统扫描总线(例如 pci)以了解硬件。

我会认为现代操作系统会忽略 BIOS 并自行完成。

任何帮助，将不胜感激。

谢谢。

Answer 1

一般来说，大多数现代操作系统(Windows 和 Linux)将重新扫描检测到的硬件作为引导序列的一部分。事实证明，相信 BIOS 来检测一切并正确设置它是不可靠的。

在典型的 x86 PC 中，有多种技术用于检测连接的硬件。

PCI 和 PCI Express 总线有一个称为 Configuration Space 的标准机制，您可以扫描它以获取连接设备的列表。这包括安装在 PCI/PCIe 插槽中的设备，以及芯片组中的 Controller (视频 Controller 、SATA 等)。

如果检测到 IDE 或 SATA Controller ，操作系统/BIOS 必须与 Controller 对话以获取连接驱动器的列表。

如果检测到 USB Controller ，OS/BIOS 会加载 USB 协议(protocol)栈，然后 enumerates 连接的集线器和设备。

对于“旧版”ISA 设备，情况要复杂一些。即使您的主板上没有 ISA 插槽，系统中通常仍然有许多“ISA”设备(串行端口、并行端口等)。这些设备通常缺乏真正标准化的自动检测方法。要检测这些设备，有 2 个选项:

探测已知地址 - 串行端口通常位于 0x3F8、0x2F8、0x3E8、0x2E8，因此请从这些地址中读取，看看那里是否有看起来像串行端口 UART 的东西。这远非完美。您可能有一个未扫描的非标准地址的串行端口。您也可能在其中一个地址处有一个非串行端口设备，该设备对被探测响应不佳。还记得 Windows 95 和 98 在安装过程中检测硬件时如何锁定很多吗？

ISA Plug-n-Play - 由于 ISA 被淘汰以支持 PCI，因此该标准一度流行一时。您可能不会遇到很多支持此功能的设备。我相信在 Windows Vista 及更高版本中默认禁用 ISA PnP，但我现在正在努力寻找它的来源。

ACPI 枚举 - 操作系统可以依靠 BIOS 在 ASL 代码中描述这些设备。 (见下文。)

此外，系统中可能有许多非 PnP 设备处于半固定地址，例如 TPM chip 、 HPET 或笔记本电脑键盘上的那些“特殊”按钮。对于要向操作系统解释的这些设备，标准方法是使用 ACPI。

BIOS ACPI 表应向操作系统提供主板上设备的列表。这些表是用一种叫做 ASL (or AML for the compiled form) 的语言编写的。在启动时，操作系统读取 ACPI 表并枚举任何描述的设备。请注意，要使其正常工作，主板制造商必须正确编写其 ASL 代码。 This is not always the case 。

当然，如果所有自动检测方法都失败了，您可能会被迫手动安装驱动程序。您可以通过 Windows 中的添加新硬件向导来执行此操作。 (具体步骤因您安装的 Windows 版本而异。)