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關于BIOS的入口地址0xFFFF0的介紹

2019-12-01 16:37三更_雨 Bios

有網友問“BIOS程序是由0xFFFF0來執行的”該怎么理解呢?開機時內存中不是什么都沒有,其實BIOS程序的入口地址恰恰就是0xFFFF0 !也就是說,BIOS程序的第一條指令就設計在這個位置上,下面小編就帶來關于BIOS的入口地址0xFFFF0的介紹

一直都說開機加電之后,將CS設置為0xFFFF,IP設置為0x0000,這樣組成的地址就是0xFFFF0,而這個就是BIOS的入口地址,之后CPU讀取這個地址的代碼,然后就巴拉巴拉的開始執行下去了。

現在想知道這個地址0xFFFF0是在主板上呢,還是在內存上。想著如果是統一編址的話,就可能是去讀取主板上的ROM,但是看書上的圖,有像是在RAM中,如果是在 內存 中,那是什么時候,由哪段程序將ROM中的程序讀取到內存中的。自己猜的話,應該這個過程是固定的硬件實現的,將ROM中的所有內容拷貝到內存中最高位那一段中,之后,0xFFFF0就必然是指內存中的地址了。

百度了一下,有篇文章就是說這個的。

640KB~1MB 上位內存(這個區域的地址分配給ROM,相應的384KB的RAM被屏蔽掉。所謂的影子內存技術,就是把ROM內容讀取到對應地址的RAM中,以后系統就從RAM中讀取數據,而不是從原來的ROM讀取數據,從而提高速度。)

1MB~ 擴展內存

注:

Shadow RAM也稱為"影子內存",是為了提高計算機系統效率而采用的一種專門技術,所使用的物理芯片仍然是CMOS DRAM(動態隨機存取存儲器,參閱本書后面的內容)芯片。Shadow RAM占據了系統主存的一部分地址空間。其編址范圍為C0000~FFFFF,即為1MB主存中的768KB~1024KB區域。這個區域通常也稱為內存 保留區,用戶程序不能直接訪問。Shadow RAM的功能就是是用來存放各種ROM BIOS的內容。也就是復制的ROM BIOS內容,因而又它稱為ROM Shadow,這與Shadow RAM的意思一樣,指得是ROM BIOS的"影子"。現在的計算機系統,只要一加電開機,BIOS信息就會被裝載到Shadow RAM中的指定區域里。由于Shadow RAM的物理編址與對應的ROM相同,所以當需要訪問BIOS時,只需訪問Shadow RAM而不必再訪問ROM,這就能大大加快計算機系統的運算時間。通常訪問ROM的時間在200ns左右,訪問DRAM的時間小于100ns、60ns, 甚至更短。

在計算機系統運行期間,讀取BIOS中的數據或調用BIOS中的程序模塊的操作將是相當頻繁的,采用了Shadow RAM技術后,無疑大大提高了工作效率。

386 之前與386之后,這個地址是不同的,但都在系統內存的最高 地址段。在386下為 FFFFFFF0H。因為CS段是16位的,EIP是32位的,為了得到一個32位地址,386給CS段增加了幾個字段,這是隱藏的字段,系統可以通過 GDT,IDT將更改段選擇子的字段,此時地址轉換就不是 段地址左移4位 + 偏移地址,而是CS的Base字段+偏移地址。

下面是一個例子

當系統加電后,系統會復位。此時在386以前的系統下CS=F000H,IP=FFF0H,Bios地址為段地址左移4位 + 偏移地址擠即 F0000H + FFF0H = FFFF0H

在386以前系統可尋址范圍為1MB即 00000H~FFFFFH

在386下CS=F000H,IP=FFF0H,這是不變的,但是這時,CScs中的內容為:

Selector = F000H (這個就是你可以看到的那部分內容)

這時隱藏的部分是不能用的,因為在實地址模式下,所以Bios地址與386以前的地址一樣,

但是386可尋址范圍為4GB 即 00000000H~FFFFFFFFH,如果以這個地址(000FFFF0H)作為Bios地址的話,系統內存不連續,因此,386使用硬件置1的方式將A20~A31地址線置1,就變成FFFFFFF0H,并以此作為Bios地址。

這個置1的結果是,隱藏的部分的一個字段Base=FFFF0000H,這個操作不是由更改描述符表實現的,因為還沒有進入保護模式,而且描述符表還沒有 建立。這是硬件實現的,而且當進行一次段間跳轉后,由于置1的結果就不能保存,因為硬件設計是從會將其置0,所以當執行完FFFFFFF0H處的指令 jmp ,Base=00000000H,這時,Bios就使用1M以下內存。

關于入口地址的形成,有的文章上說是CS 0xFFFF和IP 0x0000的組成,有的文章上說是 CS 0xF000 和IP 0xFFF0的組合,我猜可能是不同硬件的初始化不同,只要最后形成的入口地址是 0xFFFF0就行了。如果不是我猜的那樣,那回頭在來補充吧。

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