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要成为一个真正的BIOS工程师,最基本的必需熟悉整个80X86体系,PCI规范,ACPI规范,如果对PCIE,VESA,SATA,USB,ISA,PNP,AGP等均全面深入,那你应该是一个真正的高手了. 4 E, @2 j% Y$ o
今天开始, 本人班门弄斧, 不定期写一些基本的计算机体系方面的知识, 希望对刚刚踏入BIOS这一领域的同行有所帮助! 以下所有文字除特殊说明外, 所有的均属本人原创! 5 a. D6 k# E+ U) W" |
- y+ c" F7 b# ~7 C8 o
9 J% z" U% n) m- |1 a: \
BIOS入门之一: 8086模式
. R3 w' H* H* b8 H# o2 M8 F- L5 F% I1 D
我们目前几乎所有的计算机使用的都是 Intel X86 兼容的CPU体系, 至少你眼前现用的电脑就是, (当然,也有其它的, 如Apple使用的是另外的架构 , Intel最成功的CPU是8086的推出, 拥有20条地址线, 最大寻址为1MB, 之后再推出的一系列 186/286/386/486...为了兼容已经成形的计算机革命, 均向下支持所有的8086程序和 OS, 当然真成功的是80386的推出, 提供32位4GB的空间寻址,基于段方式的保护模式管理和先进的虚拟页管理, 之后再推出的都是基于80386架构, 只是增加了新的一些多媒体指令, 如MMX, SSE等, 当然, 其中, 不得不提到AMD所做的贡献... 越说越远了, 回到主题上来, 先了解一下8086的东西, 80386以后的东西会在下一篇文章中写.: b+ E6 z9 a) [% i! }; I
5 {5 k9 s( i2 V1 [0 E: V2 k3 r 先说一下目前的CPU的工作模式:
3 P4 T( _# M' m. @ 1. Real Mode （实模式）: DOS系统就是在这个模式下运行的，也就是8086兼容模式，所有的操作与8086 CPU完全一样．/ D- t3 x$ B% M2 b
2. Protect Mode (保护模式)：Windows系统就是在这个模式下运行的．等下一篇．．．．9 @. U. R4 j3 I5 J( P
3. VM86 Mode (虚拟86模式）：RealMode和ProectMode不能同时运行的，因此，在Porect下，可以在这个模式下运行基于16位的8086程序, 下下一篇会讲到．．．．
]5 q$ p4 _( R# g3 `1 J 3. SMM Mode (系统管理模式): 提供给 BIOS 最底层的 CPU 的一个管理模式，再等下一篇...
( D2 B3 i" Z; x) ` 4. Long Mode ： 64位 CPU的保护模式， 再再下一篇...0 r: Y2 F. B8 B. N0 N( O
8 }9 B* {7 c* U& p* p a3 L+ _ 今天说说Real Mode 8086 寻址模式：& ~1 ~: q! r. I4 V! X$ u V
% n+ v% n. ?. L- [, }# w+ O% \ 8086全是16位工作模式，为了访问整个1M空间，使用了<段:偏移>的方式来实现，目标地址＝(段<<4)+偏移
- t& J8 ^) c: o 段寄存器: CS, DS, ES, SS, FS, GS 来定位以16Byte为单位的基地址，3 n% l3 m8 x) w6 C* j
寄存器: AX, BX, CX, DX, SI, DI, BP, SP 则作为偏移．
6 I! |7 I6 `+ A: t- H/ O
3 T# S$ C- o' i$ V: ~/ w 当CPU上电后，CS=0F000h, IP=0FFF0h, 指向 0FFFF0h 也就是1MB - 10h Byte的地方, 最多只有16字节的空间，放不了什么代码了，因此，这里一般放的是一条 JMP 指令，! D% w* E0 r R/ R! s# c
试试在DOS下运行Debug：
$ a' G& P3 i& N-u F000:FFF0; D! N: V! `! D5 K$ U. ~' p. u* E
F000:FFF0 EA5BE000F0 JMP F000:E05B" y" o1 Z( `' S& m& F4 `& J; N. K( J
F000:FFF5 3130 XOR [BX+SI],SI, t4 E1 q5 v4 m o v4 c
F000:FFF7 2F DAS
# ^, R& E [' H0 I2 NF000:FFF8 3130 XOR [BX+SI],SI, f! i' H) z( A/ t& g
F000:FFFA 2F DAS
( l& r( N. x, m' p" aF000:FFFB 3037 XOR [BX],DH
% g1 q/ P6 W n5 B( l! _1 xF000:FFFD 00FC ADD AH,BH
( v' d A; N+ q( n- g9 r( MF000:FFFF 57 PUSH DI9 o' k# L9 k8 f0 ?* l2 @; f
. K' a& D& H, J: E+ ]( }/ a对于Award BIOS来说, F000:FFF0的指令一定是 JMP F000:E05B ，其它的厂商BIOS可能不是E05B．
7 R* q/ y3 ~. i
- f' z" J/ D- f5 y! k+ b5 Z* d7 U/ V试一下，
; M( x5 t- ^5 u# }* g1 e-G=F000:FFF0
; s1 U. u4 O( u' W/ ~) M. s看看会什么样
6 x2 B* Y$ t- z. q
8 h5 Q( t2 V. a6 f/ S! g3 @以上的操作在真正的的ＤＯＳ下运行，不要在Windows下的 DOS Command 下！！！那个是VM86 Mode.., u6 k4 Y* `) O4 M, F5 I: a
8 p3 T$ {; b1 L( H! b
我们可以以多种方式来对8086寻址, 下面列出的是常的：
( u4 D4 |$ H4 ]& ~2 O% }* F
! e: a( a2 F6 B" n" b MOV ES:[SI], AX ;把AX的内容复制到 (ES<<4)+SI 地址所指向的内存
% F; O4 h3 |3 ~* P P MOV DS:[SI+1234], AX ;把AX的内容复制到 (DS<<4)+SI+1234 地址所指向的内存9 a$ a2 R5 s9 `, q1 `! I: |
MOV [SI], AX ;把AX的内容复制到 (DS<<4)+SI+1234 地址所指向的内存,
$ b. B3 o% D% T3 E8 }1 Y+ M5 ^ ;通常，没有指定段，则 SI 使用 DS, DI 使用 ES, SP/BP使用SS
b) T0 K* c# p% R" J h% M MOV CS:[1234] ;把AX的内容复制到 (CS<<4)+1234 地址所指向的内存( y' ]( |6 V' P9 R+ ~% O! n
- X1 a" U# I" s* p, A
JMP 1234h ;跳转到 CS:1234的地方, 之后 IP = 1234h, CS不变- B8 V/ ~' p7 {& {# z# b
JMP 5678:1234 ;跳转到 5678:1234的地方, 之后 IP = 1234h, CS = 5678, K, @! |% q# d; Q5 ? R% e& G2 Q
JMP BX ;跳转到 BX 指向的地方, 之后 IP = BX, CS不变
& u0 q, P- s& M( l" K JMP word ptr [BX] ;跳转到 DS:[BX]的内容指向的地方, 之后 IP=DS:[BX], CS不变# _/ h5 X* W( n6 e8 a( y
JMP dword ptr [BX] ;跳转到 DS:[BX]的内容指向的地方, 之后 IP=DS:[BX], CS=DS:[BX+2]+ B0 _; x( y) b5 c7 P+ `
7 N" `4 F9 `9 F W知道了什么寻址,我们来试试, 同样,运行Debug, u0 {* Y* s8 c/ m
=F B800:0 1000 55 17 ;填充 B800:0, 填1000h个字节, 使用55, 17, 你别告诉我debug使用不熟.$ @+ A4 Y) T4 z- J @
4 B; d I+ [; F2 R6 g看看什么现象再说.5 z& o' ^ N* A1 ?( c
* ?7 p/ K" a- C
现在你应该知道了 DOS 1M 的空间, 实际上有些区域是已经固定给一些硬件使用的了, , g% h6 T, ~# Q5 }
经常提到的640K基本内存, 就是00000-9FFFF, 这部分是可用内存, A0000-BFFFF 给VGA显存使用, 而你刚才填3 q& ], Z1 K, X7 w8 E( Z
B8000则是文本缓冲区, 向该地址写任何东西, 均会立即反应在显示器上(记得是在文本模式下), C0000-CFFFF; q" [: J3 m3 K2 q
一般是给VGA BIOS占用, D0000-DFFFF给一些其它ROM使用, E0000-FFFFF一般给BIOS占用, 提供BIOS相关的服务& q- _7 j3 B d5 Q8 h% ]0 a1 z/ C
9 X0 K5 h. t9 }" v 在基本内存中, 0-3FF共256*4, 存放INT0~FF的入口地址, 400-4FF存放BIOS的数据, 看一下吧!& J$ {& L7 m; R0 j" g
-D 0:400% u, ]5 M+ j- d# v' L6 H
0000:0400 F8 03 F8 02 E8 03 E8 02-BC 03 78 03 78 02 80 9F ..........x.x...) e$ h' c- P& V- k( E
0000:0410 23 C8 00 80 02 00 00 00-00 00 24 00 24 00 30 0B #.........$.$.0.
* U$ A* ^$ L0 g: o" h0000:0420 30 0B 0D 1C 20 39 30 0B-3A 27 34 05 30 0B 0D 1C 0... 90.:'4.0...1 W3 G/ t' L9 Q" C
0000:0430 44 20 20 39 34 05 08 0E-30 0B 3A 27 34 05 00 00 D 94...0.:'4...
3 L9 x+ u2 ^1 J" _; ]3 [' t0000:0440 E0 00 C3 00 00 00 00 00-4D 03 50 00 40 1F 00 00 ........M.P.@...$ {( b% ?2 d2 ?% R4 M7 e* W6 P
0000:0450 00 31 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 .1..............
3 ]5 I0 F/ b! X/ Q; K0000:0460 07 06 00 D4 03 29 30 F6-03 00 F0 FF D1 C4 0C 00 .....)0.........# ~* c6 q' N) D6 G* i' a
0000:0470 00 00 00 00 00 00 00 00-14 14 14 14 01 01 01 01 ................
$ {% ]5 n, J$ h# Q ^# r" m/ d6 T6 y
第1,2,3,4个字:03F8, 02F8, 03E8, 02E8, 原来是COM1/COM2/COM3/COM4的地址..
. w; G- d. R f g ．．．． |
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IP卡
狗仔卡
发表于 2008-8-30 12:48:45
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
发表于 2008-8-31 08:04:00
