Resultado

Com BIOS e MBR, o firmware executa um pequeno código nos primeiros 512 bytes do disco. A UEFI não faz mais isso: ela procura arquivos em uma partição específica, a EFI System Partition (ESP), onde ficam os responsáveis pela inicialização, como o Windows Boot Manager, o GRUB e outros bootloaders. A primeira alternativa inverte os papéis, o kernel e o SO continuam no disco, e a CMOS guarda configurações, não o bootloader.

A UEFI possui um Boot Manager que mantém uma lista dos sistemas operacionais instalados (entradas que apontam para bootloaders na partição EFI). Ao ligar, ele consulta essa lista, e por isso é possível escolher Windows ou Ubuntu sem alterar o firmware. O TPM protege chaves, não guarda sistemas; o POST testa hardware; e não é preciso reprogramar a CMOS para trocar de sistema.

Depois do power on, a CPU executa o firmware (BIOS ou UEFI), que inicializa e testa o hardware e localiza o bootloader. O bootloader (por exemplo, GRUB ou Windows Boot Manager) carrega o kernel na memória, e o kernel assume o controle e inicia o restante do sistema operacional. O firmware é sempre o primeiro, e o bootloader precisa vir antes do kernel, porque é ele que o carrega.

Firmware é software gravado permanentemente na memória da placa-mãe ou do dispositivo (BIOS, UEFI, firmware de SSD, de roteador): inicia logo ao ligar, controla o hardware em nível básico, tem poucos MB e raramente é atualizado. O SO (Windows, Ubuntu, Fedora, Android, ChromeOS) fica no SSD ou HD, só inicia depois que o firmware encontra o bootloader, gerencia todos os recursos, ocupa vários GB e recebe atualizações frequentes. Na analogia do teatro, o firmware é o funcionário que abre o prédio e liga as luzes; o SO é o espetáculo.

A Intel iniciou o projeto EFI para substituir a BIOS; com a colaboração de vários fabricantes ele virou UEFI, mantido pelo UEFI Forum (Intel, AMD, Microsoft, Dell, HP, Lenovo, ASUS e outras). Comparando: BIOS é projeto dos anos 1980, 16 bits, MBR, interface em texto, geralmente sem mouse, pouco extensível e sem Secure Boot; UEFI é arquitetura moderna, 32 ou 64 bits, GPT, interface gráfica com mouse, modular e com Secure Boot integrado. É outra arquitetura, não só uma tela nova: na BIOS o código era um bloco único, e os módulos independentes da UEFI facilitam atualização, manutenção e expansão. O msinfo32 mostra UEFI ou Legado no campo Modo da BIOS.

Se qualquer arquivo pudesse ser colocado na partição EFI e executado, um malware poderia substituir o bootloader. Por isso surgiu o Secure Boot: antes de executar o próximo estágio, a UEFI verifica sua assinatura digital com chaves confiáveis guardadas no firmware; assinatura válida, executa; inválida ou não confiável, bloqueia. O antivírus do Windows ainda não está rodando nesse momento, o Secure Boot não criptografa disco, o POST não reinstala nada e a verificação ocorre antes do SO carregar.

A BIOS é o primeiro software executado após o reset da CPU e realiza o POST (Power-On Self Test). Se encontra problema, como memória RAM defeituosa, placa de vídeo ausente ou teclado não encontrado, e ainda não há vídeo para mostrar mensagens, sinaliza com códigos de bipes longos e curtos. Isso ocorre antes de bootloader, kernel ou drivers; problemas de Secure Boot ou de partição EFI geram mensagens na tela, não bipes de POST.

Ao apertar o botão, a fonte estabiliza as tensões, a placa-mãe libera a alimentação e a CPU recebe o sinal de RESET. O processador então começa sempre no mesmo endereço de memória, o Reset Vector, onde está o firmware. Só depois vêm firmware, bootloader, kernel e SO. O bootloader e o SO dependem de energia estável e do firmware, e o endereço inicial é fixo, não sorteado.

O firmware fica gravado na placa-mãe, e não no disco; por isso, sem HD ou SSD, a máquina ainda executa o POST e permite entrar na configuração da BIOS, só não encontra um sistema para carregar. Sem RAM, o POST acusa falha (geralmente com bipes) e nenhum sistema operacional pode ser carregado, porque o kernel precisa ser copiado para a memória principal. O Windows não roda da ROM nem usa o SSD no lugar da RAM.