【我所認知的BIOS】-->自己動手啟動計算機LightSeed2009-11-5我当时在做《汇编语言》王爽（第一版）著的那本书的最后一题“课程设计二”的时候有关于启动OS的操作，想想这个题目对理解我们BIOS到OS的控制权的交付有比较形象的理解，故在这里也和大家探讨一下。1、软盘的引导扇区格式及原理1.1引导扇区的格式（笔者：以下这段是参考http://hi.baidu.com/rabbit5455/blog/item/7f482fdf2dccc310632798ec.html的文章。）FAT12是DOS时代就开始使用的文件系统，目前软盘上也一直在用。引导扇区是软盘的第0个扇区，在这个扇区中有一个很重要的数据结构叫BPB（BIOS Parameter Block），下面是引导扇区格式，其中BPB_开头的属于BPB，以BS_开头的只是BOOT Sector的一部分，不属于BPB。见图1 图1软盘的启动扇区格式紧接着引导扇区的是两个完全相同的FAT表，每个占用BPB_FATSz16(0x9)个扇区；第二个FAT之后就是根目录区的第一个扇区，根目录区后面是数据区。根目录区的位置：引导扇区占1个Sec，两个FAT表共18Sec，所以根目录区开始扇区号为19。根目录区中由若干个目录入口(Directory Entry)组成，最多有BPB_RootEntCnt个，所 ...继续阅读 (41)

【我所认知的BIOS】--> Spin LoopLightSeed2009-11-1前段时间在研究multi-processor的时候在AP和BSP得SMI handler里面有不少关于Spin Loop的语句，后来详细研究了一下，今天写了一个小结和大家分享一下，希望和大家一起探讨，如果您有更好的建议的话不妨也说出来。其实这篇文章是对SMM的补充。不过由于SMM那篇文章实在是感觉太长了，所以就还是另起一章重新来说了。1、理论描述1.1多线程（multi-threading）技术带来的问题多线程并行程序必须使用同步技术才能确保正确的操作。通常，同步操作使用共享的同步变量（shared synchronization variables）和检查这些变量（shared synchronization variables）的值的循环——“spin-wait loops”。从英特尔P4和Xeon™处理器开始，英特尔® IA - 32架构提供了一种新的指令（PAUSE），来处理与spin loops相关问题的性能。后续的说明两个重要的优化问题：①多线程计算②涉及高速处理器的spin loop和共享数据管理。（未写）具体来说，这些优化包括在了spin-wait loops中新的PAUSE指令的运用，还有就是在不同的128-byt ...继续阅读 (32)

今天刚刚看到，觉得原作者写的比较用心，挺贴切的，转过来和大家share一下。 原文连接：http://www.piaobozhe.com/read.php?tid=1030 04年毕业，还没有单干的资本，我分析我自己也不适合单干，一直在打工，也倾向于一辈子打工。我工作快两年了，回顾一下自己的经历，写了点东西。大家也一起来说说经验吧，共同交流一下，互相促进，增长一点本领。经验一：光鲜的招聘现场背后不一定代表一个正规友善、蓬勃向上的公司。比如2004年初我经历过一个大型超市，它很快就倒闭了，招聘现场非常热闹，招聘手法非常有现代感——但是，两个月后，这家公司倒闭了。所以判断一个公司的实力，最好还是上网查一下、到公司问一下，像这个公司的供货商或者合作伙伴打听一下，绝人不能看招聘时的场面或者招聘人员的自我宣传。经验二：招聘人员的高素质，不代表将来直接和你一起工作的人同样素质高；很多朋友都遇到过这样的问题，好不容易看到了一个知情达理的HR,谈得也很好。去工作了以后，才发现那个公司很乱套，除了那个HR以外的人员都非常差，甚至你会发现那个HR也很差。经验三：经常招聘的公司，基本都不好地方，多数还有圈套。广为人知的就是证券、建材、保险，别看他们还是上市公司，骗起人来都是一套一套的。在国外店越大越得谨慎，但是目前国内越大的店越具有欺负人的潜质，还没人管，建材就是典型。经验四：招 ...继续阅读 (20)

【我所認知的BIOS】-->第一条指令By LightSeed2009-10-26 其实早就想写这样一篇文章了，今天才着手写了下。说来也惭愧关于CPU的第一条指令的问题，在一开始study的时候我自己并没有求甚解，所以当时理解的也比较肤浅，今天我们来详细探讨一下关于reset（从没电到上电）后CPU执行第一条指令的一些东西。（说明一下：这篇文章是讨论的IA32架构上的处理器。）1、准备知识如果您还对Flat mode的原理还不太了解的话，那么我想你可以再回头参考一下关于Flat mode的原理。见http://blog.csdn.net/lightseed/archive/2009/07/01/4312834.aspx在保护模式下，我们的段寄存器其实都是由两部分组成的：一步分是可见的段选择子（segment selector），另外一部分是隐藏的基地址（base address）。那么第一条指令就和这个密切相关。2、CPU到哪里去取第一条指令开门见山，当HW reset后，CPU会到（物理地址为）0FFFF FFF0H处去取指令并执行之。这个地址很明显是CPU的最高物理地址往下数16个bytes的地址处。BIOS的第一条指令必须要被放到这里，否则的话。。。后果可想而知。3、为什么是这里我想只要是刚入门的freshman都会感到比较疑惑，这个地址（FFFF FFF0H）明明是大于1- ...继续阅读 (30)

高手进阶，终极内存技术指南——完整/进阶版 II (转) SDRAM芯片的预充电与刷新操作预充电由于SDRAM的寻址具体独占性，所以在进行完读写操作后，如果要对同一L-Bank的另一行进行寻址，就要将原来有效（工作）的行关闭，重新发送行/列 地址。L-Bank关闭现有工作行，准备打开新行的操作就是预充电（Precharge）。预充电可以通过命令控制，也可以通过辅助设定让芯片在每次读写 操作之后自动进行预充电。实际上，预充电是一种对工作行中所有存储体进行数据重写，并对行地址进行复位，同时释放S-AMP（重新加入比较电压，一般是电 容电压的1/2，以帮助判断读取数据的逻辑电平，因为S-AMP是通过一个参考电压与存储体位线电压的比较来判断逻辑值的），以准备新行的工作。具体而 言，就是将S-AMP中的数据回写，即使是没有工作过的存储体也会因行选通而使存储电容受到干扰，所以也需要S-AMP进行读后重写。此时，电容的电量 （或者说其产生的电压）将是判断逻辑状态的依据（读取时也需要），为此要设定一个临界值，一般为电容电量的1/2，超过它的为逻辑1，进行重写，否则为逻 辑0，不进行重写（等于放电）。为此，现在基本都将电容的另一端接入一个指定的电压（即1/2电容电压），而不是接地，以帮助重写时的比较与判断。现在我们再回过头看看读写操作时的命令时序图，从中可以发现地址线A10控 ...继续阅读 (19)

高手进阶，终极内存技术指南——完整/进阶版 I 老實話，我個人覺得這兩篇文章真的寫的很不錯，前段時間在study關於DDR內存的初始化以及其相關知識的時候，詳細學習了它。個人很佩服原文的作者能夠寫出這麼深刻的文章。（應該說，這篇文章把DDR2的spec翻譯了大部份，對於我們BIOS工程師而言，是一篇不錯的資料。）下面是原文。两篇文章的出处是：http://hi.baidu.com/%BA%A3%B6%FB_heart/blog/calendar/200905不过原作者应该是一个叫做：赵效民的前辈。 作为电脑中必不可少的三大件之一（其余的两个是主板与CPU），内存是决定系统性能的关键设备之一，它就像一个临时的仓库，负责数据的中转、暂存……不过，虽然内存对系统性能的至关重要，但长期以来，DIYer并不重视内存，只是将它看作是一种买主板和CPU时顺带买的“附件”，那时最多也就注意一下 内存的速度。这种现象截止于1998年440BX主板上市后，PC66/100的内存标准开始进入普通DIYer的视野，因为这与选购有着直接的联系。一 时间，有关内存时序参数的介绍文章大量出现（其中最为著名的恐怕就是CL参数）。自那以后，DIYer才发现，原来内存也有这么多的学问。接下来，始于 2000年底/2001年初的VIA芯片组4路 ...继续阅读 (21)

【我所認知的BIOS】—>SMM（System management mode学习笔记）By LightSeed2009-9-11 1、System management mode综述这篇文章里面我主要是谈谈对IA32的了解，而且也纯粹是笔记而已，没有太多的组织语言。1.1什么是SMMSMM是一种特殊用途的运行模式，他是用来处理影响整个系统功能的模式。影响整个系统功能的东东大致有：电源管理，系统硬件的控制等，或者也可用用这个模式来处理专有OEM designed代码。这种模式的运行只面向系统固件，而不是由软件来申请使用的。SMM的好处有很多后主要有，它提供了一个比较清楚的，容易孤立的处理的环境。这种模式对于系统或应用软件是透明的（我的理解呀，透明就是没有任何影响的意思^^，如果不正确还往高手不吝指教）。1.2 SMM能够完成的事情当SMM通过SMI而被调用（或者说进入更合适点吧），处理器就会保存处理器的当前状态（处理器的上下文，发觉英文翻译过来真别扭，还是建议大家看E文原版比较好。-_-<），然后切换到SMRAM中这个独立的运行环境中来。当CPU的模式是SMM的时候，CPU去执行SMI handler代码，来完成相应的操作。比如：①关闭未使用的磁盘驱动器或显示器，执行专有的代码；②将整个系统进入挂起状态（suspended state）。③处理DOS下的USB等等相关的 ...继续阅读 (39)

【我所認知的BIOS】-->MTRR（MEMORY TYPE RANGE REGISTERS）By LightSeed2009-9-27 1、MTRR的概念内存类型范围寄存器（MTRRs，翻译过来真别扭，后面都以MTRR直接来说了）提供了一种机制，这种机制其实就是确定在系统内存中物理一段内存的类型。这个类型其实是正对CPU来说的，见图1 图1内存的类型这些类型，其实是告訴CPU在解析或者说操作内存的时候应该用什么手段。就这么简单。为什么要这样做呢？一般情况下，内存都是应该是被设置为有cache来帮助CPU操作内存的，这样的话整个系统的效率就会比较高。但是某些设备所使用的内存却比较特殊，比如说Frame buffer就是一种很好的例子。那么软件（一般情况下是BIOS）就需要配置CPU的相关寄存来申明那些范围的内存在处理的时候需要做什么样的动作（这就是类型）。总的来说它们允许CPU优化不同类型的内存如RAM，ROM和帧缓冲内存（frame buffer），内存操作映射I / O设备。这种做法简化了内存控制系统的硬件设计引脚。MTRR机制允许多达96个内存范围（memory ranges）在物理内存的定义，它定义了一系列的MSRs，这些寄存器分别去说明MSR定义中包含的那段内存的具体类型。图2是MTRRs物理内存映射的示意图。 图2 MTRRs物理内存映射示意而每一段的内存可以被定义的类 ...继续阅读 (36)

【我所認知的BIOS】—>IDE detectBy LightSeed2009-9-3 1、什么是IDE？IDE是Integrated Device Electronics的简称，是一种硬盘的传输接口，它有另一个名称叫做ATA（AT Attachment），这两个名词都有厂商在用，指的是相同的东西。IDE的规格后来有所进步，而推出了EIDE（Enhanced IDE）的规格名称，而这个规格同时又被称为Fast ATA。所不同的是Fast ATA是专指硬盘接口，而EIDE还制定了连接光盘等非硬盘产品的标准。而这个连接非硬盘类的IDE标准，又称为ATAPI接口。而之后再推出更快的接口，名称都只剩下ATA的字样，像是Ultra ATA、ATA/66、ATA/100等。图1是一般主板上的IDE接口 图1主板IDE接口早期的IDE接口有两种传输模式，一个是PIO（Programming I/O）模式，另一个是DMA（Direct Memory Access）。虽然DMA模式系统资源占用少，但需要额外的驱动程序或设置，因此被接受的程度比较低。后来在对速度要求愈来愈高的情况下，DMA模式由于执行效率较好，操作系统开始直接支持，而且厂商更推出了愈来愈快的DMA模式传输速度标准。而从英特尔的430TX芯片组开始，就提供了对Ultra DMA 33的支持，提供了最大33MB/sec的的数 ...继续阅读 (35)

【我所認知的BIOS】—>Super IOBy LightSeed2009-9-2 1、Superio概述Super I/O芯片也叫I/O芯片。在486以上档次的主板上都有I/O控制电路。因为在南桥这样的高速设备和串行、并行接口、软盘驱动器及键盘鼠标等大量低速设备之间必定存在资源的不匹配，而需要经过转换和管理。而Super I/O芯片则完成了该功能。通常在硬件监控芯片硬件监控芯片中会整合超级I/O功能，可用于监控受监控对象的电压、温度、转速等。主板在附件中会提供某种软件，它和主板上的硬件配合使用就能实现对电压、温度、风扇转速等的监控，一旦检测到这些参数超出设定的指标时，它会自动作出调整，以保护元件的安全。常见的温度控制芯片有ADT7463等等；通用的通用硬件监控芯片有Winbond的W83697HF和W83627HF，SMSC的LPC47M172，ITE的IT8705F、IT8703F，ASUS的AS99172F等等，这些芯片通常还整合了对于温度的监控需与温度传感元件配合；对风扇电机转速的监控，则需与CPU的散热风扇配合使用。（以上是从互联网上copy的，^^，我太懒了呵呵，本可以翻译一下datasheet里的文字的。不过上面的文字到是把大概的东西都说到了。）2、SuperIO的样子文字说了那么多，感到晦涩又不爽。还是先一睹他们的风采哈，（笔者：这篇文章主要还是介绍W ...继续阅读 (143)

【我所認知的BIOS】—>虛擬存儲機制By LightSeed2009-8-1 在文章的前面我想说，如果您对全局描述符，段选择子，保护模式等，一点概念都没有的话，那么我不建议继续往下看。因为这篇文章是建立在那些基础之上的。这样的话，我建议您看看关于保护模式的资料再继续。比如说：【我所認知的BIOS】—>實模式&保護模式有比较简单地介绍。 1、分段管理VS分页管理X86上的内存管理机制我们可以分为两部分，分页管理机制和分段管理机制。其实他们都是虚拟存储机制。不管怎么说，这两种机制都是为了能够在同一个CPU上实现多任务（而且任务与任务之间不相互干扰）而做的。我想，看到这里的人肯定会问那么既然他们都是这样的目的，那么为什么要分开来说呢？他们当中有个比较明显（不一定是最重要哦）差别就是段的大小是可变的。（当然在规定的范围内）而页管理机制则每页都是相同大小的。而且，当我们的CPU运行在保护模式的时候，（某时）必须要用到段的形式，所以说分段管理机制是不能被disable的，而分页管理机制却是可选的。虽然两种机制的存在都是为了实现多任务，程序之间不相互干扰。然而，他们却可以在单任务的时候可以用这两种机制。不的不再一次引用一下杨季文老师的原话，（呵呵。。。因为他表达的太经典了。）分页管理机制把线性地址空间和物理地址空间分别划分为大小相同的块，这样的块称为页。通过在线性地址 ...继续阅读 (32)

【我所認知的BIOS】—>Clock generatorBy LightSeed2009-7-22 1、什么是Clock generator？顾名思义，就是时钟发生器。它是一个块芯片，通过外接的晶振输入到芯片内部，进过锁相，分频（倍频）等等过程向外部的设备提供clock。那么我们来看看实际主板上的Clock generator样子吧。见图1 图1 Clock generator的实物图2、Clock generator的作用很显然，它是提供clock给其他设备的。那么它都提供给哪些设备呢？比如说CPU、PCI、USB等等，且不说其他设备我们就看看CPU这个一个设备。假如是我们的Clock generator出了问题，那么CPU的clock就必定要出问题，在主板上CPU是处理一切数据和命令的东东，那么它都出了问题后果可想而知。（以前我的同事就有遇到过这样的bug，Clock generator提供的clock出了问题，结果净出些很莫名其妙的bug。）就其根本原因时钟发生器(clock generator)的电子组件，会不断产生稳定间隔的电压脉冲，主板上所有的组件将随着这个时钟来同步进行运算动作。简单的说，数字产品必须要有时钟的控制，才能精确地处理数字信号，就好比动物的心跳一样。若时钟不稳定，轻则造成数字信号传送上的失误，重则导致数字设备无法正常运作。3、读Clock g ...继续阅读 (31)

【我所認知的BIOS】—>SPDBy LightSeed2009-7-22 1、什麼是SPD？存在SPD是Serial Presence Detect的縮寫，中文意思是模組存在的串列檢測。也即是通過上面講的I2C串列介面的EEPROM堆記憶體插槽中的模組存在的資訊檢查。這樣的話，模組有關的資訊都必須紀錄在EEPROM中。習慣的，我們把這顆EEPROM IC就稱為SPD了。以往開機時BIOS必須偵測memory，但有了SPD就不必再去作偵測的動作，而由BIOS直接讀取SPD取得記憶體的相關資料。那我們來看看事物的SPD吧，先看我們的SPD位於記憶體的哪個部位，比如說圖1中紅線框住的地方就是SPD。然後我們再放大來看看我們的SPD，比如說其他記憶體上的SPD放大圖見圖2. 圖1記憶體的實物圖 圖2 SPD放大圖2、SPD內容SPD是一組關於記憶體模組的配置資訊，如P-Bank數量、電壓、行位址/列地址數量、位寬、各種主要操作時序（如CL、tRCD、tRP、tRAS等）……它們存放在一個容量為256位元組的EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，電擦除可編程唯讀記憶體）中。讓我們來看看SPD的spec的一個截圖，見圖3。 圖3 SPD的內容截圖實際上在SPD中，JED ...继续阅读 (36)

【我所認知的BIOS】—>SMbusBy LightSeed2009-7-18 1、什么是SMBUS？SMBus是System Management Bus的缩写，是1995年由Intel提出的，应用于移动PC和桌面PC系统中的低速率通讯。它主要是希望通过一条廉价并且功能强大的总线（由两条线组成），来控制主板上的设备并收集相应的信息。2、SMBus的作用SMBus为系统和电源管理这样的任务提供了一条控制总线，使用SMBus的系统，设备之间发送和接收消息都是通过SMBus，而不是使用单独的控制线，这样可以节省设备的管脚数。使用SMBus，设备还可以提供它的生产信息，告诉系统它的型号，部件号等，针对挂起事件保存它的状态，报告不同类别的错误，接收控制参数，并返回它的状态等。SMBus的数据传输率为100kbps，虽然速度较慢，却以其结构简洁造价低廉的特点，成为业界普遍欢迎的接口标准。Windows中显示的各种设备的制造商名称和型号等信息，都是通过SMBus总线收集的。主板监控系统中传送各种传感器的测量结果，以及BIOS向监控芯片发送命令，也是利用SMBus实现的SMBus器件存在现有7层OSI网络模型中的前3层，即物理层，数据链路层和网络层。SMBus最初的目的是为智能电池，充电电池和与其他系统通信的微控制器之间的通信链路而定义的。SMBus也被用来连接各种设备，包括电源相关 ...继续阅读 (28)

【我所認知的BIOS】—>The Big Real ModeLightSeed 2009-6-23前面两篇，我们对实模式和保护模式做了比较详细地探讨，说了那么多其实都是为这篇文章服务的。因为在BIOS POST的过程中经常要用到1M以上的内存。但是BIOS本身的code却又都是在实模式中运行的。当然我们可以进入保护模式去访问内存，然后再切会实模式。如此反复我们是可以做到的，但是这样必定是比较麻烦的。有没有一种模式，我们在实模式下就可以直接访问到4G的内存呢？答案是肯定的。它的名字就叫做“Big Real Mode”。1、Big Real Mode原理在上一篇文章的far jmp说明段中，我详细说明了一下CPU取段寄存器的值（在保护模式下应该叫做取段选择子的值），然后会改变相应的hidden部分（高速缓冲）。倘若再有程序显示地修改某个段寄存器（段选择子），那么也随之会更新相应的hidden部分。反之，CPU只会从高速缓冲中去取段值（段基地址）。所以当我们在保护模式下加载了FS和GS两个段选择子后，只要不再显示修改FS和GS，那么返回实模式后用FS：esi的形式就访问到1M以上的内存了。其实原理还是用FS已经在保护模式下就加载好了的hidden部分（FS的段基地址）+esi=线性地址来访问的。2、程序实例;-------------这段代码从 ...继续阅读 (38)

Gate A20与保护模式 大家都知道，8088/8086只有20位地址线，按理它的寻址空间是2^20，应该是1024KB，但PC机的寻址结构是segment:offset，segment和offset都是16位的寄存器，最大值是0ffffh，换算成物理地址的计算方法是把segment左移4位，再加上offset，所以segment:offset所能表达的寻址空间最大应为0ffff0h + 0ffffh = 10ffefh（前面的0ffffh是segment=0ffffh并向左移动4位的结果，后面的0ffffh是可能的最大offset），这个计算出的10ffefh是多大呢？大约是1088KB，就是说，segment:offset的地址表达能力，超过了20位地址线的物理寻址能力，你说这是不是有点麻烦。在早先，由于所有的机器都没有那么大的内存，加上地址线只有20位，所以当你用segment:offset的方式企图寻址100000h这个地址时，由于没有实际的第21位地址线，你实际寻址的内存是00000h的位置，如果你企图寻址100001h这个地址时，你实际得到的内容是地址00001h上的内容，所以这个事对实际使用几乎没有任何影响，但是后来就不行了，出现了80286，地址线达到了24位，使segment:offset寻址100000h--10ffefh这将近64K的存储器成为可能，为了保 ...继续阅读 (26)

【我所認知的BIOS】—>實模式&保護模式切换实例LightSeed 2009-6-23 上一章從基礎概念上我談了談我的理解。素不知“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”呀！不多說二話，我們來詳細剖析實模式和保護模式的相互切換。（我儘量解釋清楚每一句話，以下舉的例子是楊季文老師書里一個最簡單的例子）Let us go!1、這個例子中code做的事下麵我們看到的這個code做了這樣的操作：① 在實模式進入保護模式② 在保護模式里把高端內存的value copy到低端內存中來（buffer中）③ 返回到實模式④ 在實模式下，顯示buffer中的內存數值。對此需要說明的一點是這個例子是一個很簡單很簡單地實模式和保護模式的切換，中間很多東西都沒有考慮，不過拿來作為我們學習保護模式的入門我想到是再好不過了。2、原程式加詳細註釋 ;-------------这段代码copy form<80X86汇编语言程序设计教程>--------;-------------只是一个最简单的实模式与保护模式的相互切换----------;-------------切忌，本程序编译连接后生成的exe文件在纯DOS下--------;-------------才能够执行LGDT这个命令，才能顺利进入保护模式-------- ;----------- ...继续阅读 (63)

【我所認知的BIOS】—>實模式&保護模式LightSeed 2009-6-17 回顧一下blog里的第一篇文章【我所認知的BIOS】—>ADU.EXE，http://blog.csdn.net/lightseed/archive/2009/05/26/4216113.aspx在這篇文章我有提到關於Memory的訪問，在ADU中有關於“real mode”和“Flat mode”兩種形式去訪問內存。那麼這張起我就來談談我對實模式（real mode）和保護模式（protect mode）的理解。（筆者：主要把訪問內存的方式作為切入點。）不過爲什麽要說說這兩個模式，我在這裡就先提一下。BIOS code大部分都是在real mode下寫的，但當有需求存取1MB以上的memory時（其實經常會遇到），big real mode（下一節介紹）是個不錯的選擇。雖然我們熟悉的protected mode也可以達成存取4GB內存的目的，但如果程式本身執行的環境是DOS或BIOS的話，打開protected mode反而會造成麻煩。例如無法呼叫原來在real mode下呼叫的一些routines，或是必須頻頻在兩個mode下切換！要談清楚地把BigRealMode說明的話，我想protect mode是必修課 ...继续阅读 (32)

【我所認知的BIOS】—>計算機中斷系統（3）LightSeed 2009-6-16 第三部份其實就是我之前有講的PCI中斷部份。由於之前對PCI講解的連貫性所以就在那裡就提了。連接如下：http://blog.csdn.net/lightseed/archive/2009/06/01/4233739.aspx那麼我們繼續探討，【我所認知的BIOS】—>計算機中斷系統（4）在中斷的第四部份里，我們主要來談談Serial IRQ interrupt。6、Serial IRQ interrupt6.1 整体的理解①是与PCI clock同步的②reset以后首先进入的是continous mode，是否要进入quiet mode要看stop frame③Start Frame的4-8个CLKS是为了BUS0上等待bridge上其他的PCI设备而设定的。6.2 Quiet mode和Continuous mode的区别 Quiet modeContinuous mode啟動Start Frame任何設備都可以只有host controller在ICH中的耗電省電多一個PCI clock 6.3 传输过程①起始幀下圖是一個時序圖，這個時序圖包含了起始幀和IRQ1有一個低脉沖（有效）。見圖。 起始幀脉衝應該是4~8個時鐘長度，圖中大約是5 ...继续阅读 (42)

【我所認知的BIOS】—>计算机中斷系統（2） LightSeed 2009-6-10 繼續前一章節。 4、中斷的進階APIC(advanced programable interrupt controller)4.1 何謂APIC?APIC是裝置的擴充組合用來驅動Interrupt控制器。在目前的建置中，系統的每一個部份都是經由APIC Bus連接的。"本機APIC"為系統的一部份，負責傳遞Interrupt至指定的處理器；舉例來說，當一台機器上有三個處理器則它必須相對的要有三個本機APIC。自1994年的Pentium P54c開始Intel己經將本機APIC建置在它們的處理器中。實際建置了Intel處理器的電腦就己經包含了APIC系統的部份。系統中另一個重要的部份為I/O APIC。系統中最多可擁有8個I/O APIC。它們會收集來自I/O裝置的Interrupt訊號且在當那些裝置需要interrupt時傳送訊息至本機APIC。每個I/O APIC有一個專有的interrupt輸入(或IRQ)號碼。Intel過去與目前的I/O APIC通常有24個輸入--其他的可能有多逹64個。而且有些機器擁有數個I/O APIC，每一個分別有自己的輸入號碼，加起來一台機器上會有上百個IRQ可供裝置Interrupt使用。4.2 APIC比PIC優越的幾點① ...继续阅读 (95)

【我所認知的BIOS】—>计算机中断系统（1）LightSeed 2009-6-8 中断有分为硬件中断和软件中断，顾名思义硬件中断是由计算机硬件产生的中断，类推软件中断是由计算机软件产生的中断。举个例子，当键盘有键按下需要CPU处理的时候就会经过8259产生一个中断，这个中断就是硬件中断。键盘是计算机硬件这个是不可否认的哦^.^。DOS中断中的的INT 21H就是软件中断中的一种。一般来说可以这么理解，一切由8259负责产生的中断都是硬件中断。一切硬件中断都是由8259产生。（这里我也存在一个问题，CPU其实也是可以产生中断的，但是这个中断理论上应该不算是硬件中断。所以我也就没有把它规在硬件中断这一类。）鉴于篇幅太长，我分成几个小文章逐一讨论。1、中断的基础知识1.1 中断概念中断是一种发生了一个外部的事件时调用相应的处理程序去处理的过程。见下图 1.2 CPU获取外部设备请求的两种方式①查询方式按序依次检查外设对应的状态变化，依据预先设定的规则，判断有请求，有则执行，无则继续。优点：简单缺点：加重CPU负担，浪费计算资源②中断方式中断是一种发生了一个外部的事件时调用相应的处理程序去处理的过程。优点：需要用时才找CPU帮忙，能够并行处理多种I/O缺点：程式设计以及实现过程比较复杂1.3 早期的中断芯片8259（programable interrupt ...继续阅读 (36)

【我所認知的BIOS】—>Decompression补充By LightSeed2009-6-4这篇文章主要是对上一篇文章Decompression的补充，上一篇文章一是考虑到篇幅，二是考虑到还没有谈到反汇编BIOS二进制文件，所以没有讲的很详细。在这篇文章中举个BIOS的例子来详细说明AWxxx code在运行过程中解压缩的过程。（筆者：不管是解壓還是PCI的資源分配我們在掌握的時候都要首先掌握其框架，這個才是最重要的。在掌握了框架的基礎上再去跟code才會有事半功倍的效果。而且這樣也能夠讓你的知識更加體系化。）這補充的文章著重從解壓的結構上講，沒有講很細節的東西。1、BIOS中模块存在形式在BIOS的二进制文件中我们可以用查看二进制文件的编辑器可以看到，各个模块存在的形式。上一章我们有详细讲LZH文件的格式，它们有固定的header和固定的模块结尾。（陌生的话建议先看看LZH压缩格式的说明见【我所認知的BIOS】—>Decompression）那么让我们来看看BIOS bin文件中的模块样子吧。如图1 图1 BIOS bin中模块的存在形式从图1中我们可以清楚地看到各个模块在BIOS bin文件中都是以LZH格式存在的。我们知道了BIOS bin文件中的模块是被LHA压缩的，那么在解压缩的时候也就知道怎么解压缩了，算法我到是没有研究过。现在我们最关注的不 ...继续阅读 (28)

江西财经大学国贸学院 舒 剑 BIOS排错有否方法可循？有。但从哪学？不知道。自我从事BIOS研发以来，强烈的感觉就是，BIOS有如以前的中医，只能靠传帮带才能学的东西，而这还视乎做师傅的观念，看他愿否教于你。我也就想，或许过不了几天，他也会象中医一样，需要挽救。 内地的BIOS工程师，我一直以为，应该叫做BUG工程师。因为，BIOS一直是几家寡头公司在研发，而各厂商都是利用它的源码做一些修补。所以，我也只学到一些排错的方法，只能是一个BUG工程师。 在公司兼职已好几年了，每年都要做BIOS方面的培训，而且听众还不只是BIOS工程师，包括那些主板调测维修人员和逻辑设计工程师。这个机会促使我对平时的工作进行总结，并努力着眼于“为什么有故障，怎样解决”。 为此，始有此排错三法： 一、 排雷法 初做BIOS的人，首先遇到问题多是：BIOS停了，Debug Code是XX。象这种问题一般是一块主板刚做出来，接上CPU、内存条等必备设备，一开机，停了。或者，刚换了一个新的设备，如内存、显卡等等，开机，也停了，市场已经在卖的主板是不常见的。我将导致BIOS停滞的代码（段）称为“地雷”，踩到地雷了，自然无法往前走了。排雷法，就是设法找到地雷所在，排除它。这里“找”是关键。有人说了，不是有“Debug ...继续阅读 (25)

【我所認知的BIOS】—>DecompressionBy LightSeed2009-5-22存在於BIOS的bin檔中的內容大多都是以模組的形式存在的。總所周知存在於裏面的模組都是有被壓縮的。這張我們就來探討一下關於模組的壓縮與解壓過程。這個章節裏同樣是針對於理解Awxxx公司的code。1、LHA1.1 LHA的背景LHA是一種檔壓縮電腦軟體，也是此壓縮格式的名稱，其對應的副檔名有.lha及.lzh。發明人為日本的業餘程式設計師吉崎榮泰。擔任內科醫師的吉崎榮泰利用業餘時間，在奧村晴彥所發明的演算法的基礎上開發了名為LHarc的檔壓縮軟體及壓縮格式，1988年首次於網路上公開。1990年左右全面改寫程式，並改名為LHA。現在可能在別的國家用的不多了，但是在日本它仍是常見的壓縮格式之一。（來源於網路）1.2 LZH的格式要說明，LZH的header一共有三中級別。Level-0，Level-1和Level-2。他們的數據格式如圖1。圖1 Level-0，Level-1和Level-2的格式區別Level-0，Level-1和Level-2的格式中各個byte的對應數據如下麵的三個列表。level-0Offset Length Contents 0 1 byte Size of archived file header (h) 1 1 byte H ...继续阅读 (35)

【我所認知的BIOS】—>PCI option romBy LightSeed2009-5-22在這裡添加一句，畢竟什麽東東都是有相應的組織來定義了spec的，那麼不管做什麽動作我們都必須嚴格按照spec規定的動作來，否則你做出來的信號就只有你自己知道了，或者起碼說不適用於業界，所以處在我現在的這個初級階段我還是想把spec都理解透徹，也鑒於此可能很多我的總結也都是會提到spec裏的東西。1、基本概念PCI option rom其實是叫做PCI Expansion ROM，只是平時叫PCI option rom比較多而已，當然這都沒有什麽區別啦。談談它的定義，其實到處都有的這裡簡單羅列一下。2、PCI Expansion ROM header按照PCI spec 2.3可以看的出，PCI Expansion ROM header是一個很重要的東西。它需要支援以下幾個功能：①標誌了PCI device ROM在初始化時需要佔用的位址空間大小②表明ROM address空間的類型③版本號④Vendor ID和device ID要記住，PCI Expansion ROM永遠都不在space裏執行，它總是被copy到相對應的RAM處，在RAM裏執行它。（筆者：隨便提一下，有些PCI device的ROM是不在PCI卡上的，那麼本應該有ROM的卡，怎麼才能讓PCI device跑 ...继续阅读 (47)

【我所認知的BIOS】—>PCI的中斷（PIC下）LightSeed 2009-5-13 1、PCI中斷概述注：整篇都是討論在PIC（8259）下的中斷過程。當PCI設備插到主板上後（本來南橋裏含有的當然就不用插啦），它要和其他設備通信，或者讓CPU幫它做這般這般，或者CPU讓它做那般那般等等。。。那麼他們究竟是怎麼通信的呢？這就是PCI中斷在中間起的強大作用。PCI中斷，有一個很大的特點，它可以共用。這個特點我先提出來，對於後面講做個鋪墊。2、PCI中斷的HW在談到PCI設備的時候，我要首先說明一下。我們平時用程式去scan的那個device是邏輯上的device。比如說BUS#0DEV#31FUN0中說的device是邏輯device。而平時我們說一個PCI顯卡，PCI網卡設備，他們都是物理device。一個物理device可能會有多個邏輯device。這裡其實就是function的意思。邏輯device其實是function。這裡要搞清楚。圖2.1是對PCI設備中斷的抽象圖。PCI設備用INTA~INTD pin連接到8259來傳送中斷信號。需要說明的是，單function的PCI設備只能用INTA。 圖2.1 PCI設備中斷的抽象圖正如圖2.1所示，設備引出的INTx連接經過中斷路由後連接到8259的PIRQA~D。3、INTx的繞線細心的人肯 ...继续阅读 (47)

【我所認知的BIOS】—>PCI配置空間拾趣LightSeed 2009-5-13 1、文章結構安排上一篇有專門對PCI device的configuration space提法。那麼在這一節中我先做一個大體介紹，然後再對於一些特殊的比較有用的register做比較詳細的理解總結。2、PCI配置空間介紹2.1 configuration space的面貌正如截圖1.1所示，這裡就是configuration space的面貌。 圖1.1 PCI配置空間的map2.2 configuration space存在的原因為了不產生歧義，我copy了spec里的原文，後面加上我自己的翻譯。“The intent of the PCI Configuration Space definition is to provide an appropriate set of configuration "hooks" which satisfies the needs of current and anticipated system configuration mechanisms, without specifying those mechanisms or otherwise placing constraints on their use. The c ...继续阅读 (48)

【我所認知的BIOS】—>PCI SCANLightSeed 2009-5-12 1、PCI梗概Study到現在已經快一年了，目前我自己理解，覺得PCI device在整個計算機的應用中是很重要，及其重要的一個東東。整由於它重要，所以可能一節我還講不完，分幾次把我所理解的PCI相關東東都總結一下。PCI是外設元件互連標準(Peripheral Component Interconnect)那麼我們平時說的PCI device就是符合這個標準的設備。（^.^廢話）這個標準由英代爾（Intel）公司1991年推出的用於定義局部匯流排的標準。此標準允許在電腦內安裝多達10個遵從PCI標準的擴展卡。最早提出的PCI匯流排工作在33MHz頻率之下，傳輸帶寬達到133MB/s(33MHz * 32bit/s)，基本上滿足了當時處理器的發展需要。隨著對更高性能的要求，1993年又提出了64bit的PCI匯流排，後來又提出把PCI匯流排的頻率提升到66MHz。目前廣泛採用的是32-bit、33MHz的PCI匯流排，64bit的PCI插槽更多是應用於伺服器產品。從結構上看，PCI是在CPU和原來的系統匯流排之間插入的一級匯流排，具體由一個橋接電路實現對這一層的管理，並實現上下之間的介面以協調資料的傳送。2、現實中的PCI平時我們說XX買了一個不錯的PCI顯卡，YY買了一個 ...继续阅读 (32)

【我所認知的BIOS】—>ADU.exeBy LightSeed2009-5-12 1、概要在學習的過程中，肯定會要用不少的工具，作為底層的engineer那麼用的工具大多是DOS下。在DOS下所用的工具對於一般的人來說（相對於當今流行的圖形介面的操作系統）總是感覺比較陌生，也批著一層神秘的面紗。那麼今天我就以我最常用的ADU.EXE開刀給大家介紹一下它裏面所涉及的東東。主要是我完全模仿ADU也寫了一個工具，所以在此也介紹一下，好做個總結。2、ADU—help這個工具的全稱是Award Doctor Utility簡稱ADU，是一個.exe的可執行文件。該工具的help內容就顯示在第一頁，如圖一： 圖一help介面（也是第一個介面）Help中都是介紹關於快速鍵是哪些的。我就不一項一項去解釋了，相信如果對這個工具有興趣的愛好者這點英語應該能ok的。3、ADU—PCI設備列表and配置空間訪問Press Enter后，直接列出PCI device的list見圖二： 圖二PCI device的list這個介面比較清楚地描述了機器上的所有PCI device的關鍵信息。关于PCI的configuration space直接读出来显示如圖三。 圖三PCI configuration space的截圖正如圖所示，中間的數據是256個byte的配置空間，右邊 ...继续阅读 (32)

寫在前面 一直以來其實沒有開博的打算，但是今天我發自內心寫這份blog。我是一個工作在工控機廠商的BIOS工程師，在這裡我談談我的寫的原因和目的。原因：主要還是各個前輩影響了我。本身我剛剛從事工作崗位才一年不到的時間，工作于BIOS行業。然而這個行業的資料卻是罕見的少，幾乎在市面上找不到像樣的書籍或者是學習資料。除了從師父那裡獲取信息之外基本上都是看網路上各位前輩的留下的blog或者論壇里的信息。基於此，我也想能夠把我自己的學習過程和心得發到網路上。做BIOS的難，并不是因為它本身難，而是因為資料太少，導致很多有興趣的人們都望而卻步。不過我寫的東西還是多半是自己的想法和理解，可能會與其他前輩的相重複。目的：希望網友們能夠指出我理解的謬誤（畢竟個人的理解還是不如人民群眾的智慧的），更希望糾正自己的理解后能給後來的人們留下點查詢的資料。本blog就只記錄有關工作的，如果雜七雜八的都寫上來，本人文采又不好，恐怕是貽笑大方了。真誠地希望任何人，給出任何方面地批評和指導，我們一起商討共同進步。聲明一下，由於本人還一直都處於study階段可能更新就比較慢一點。我比較推薦大家閱讀的blog和論壇分別是：小華的部落格，從這位前輩的blog里我學到了很多的知識。Dig into computer system，這位前輩的深入淺出的風格很值得我學習。程式設計俱樂部的assembly這個板塊有 ...继续阅读 (41)