《汇编语言程序设计》第三章：PC引导机制.pptVIP

汇编语言程序设计-------朱耀庭 第三章 PC引导机制 3.1 加电自检POST操作 1. POST及其功能流程 POST(Power On Self Test)加电自检的流程如图3-1所示，当接通计算机的电源开关时，计算机的电源负责将交流电转换为要求的直流电，向计算机的母板及其部件供电，主机硬件系统开始工作，正常情况下会告诉BIOS供电系统工作正常。此时按照硬件逻辑，计算机硬件系统就会发送一个复位脉冲到80x86芯片的特定管脚。80x86芯片一旦接收到这个脉冲，硬件逻辑就会让CPU从只读存储器的一个固定地址启动，开始执行计算机的自检程序。对于PC这个固定的启动地址是0FFFF0H，该地址存放着计算机要执行的第一条指令，这条指令是一条无条件转移指令。由该转移指令转移到只读存储器中存放自检程序的位置开始执行计算机加电自检程序POST。 1. POST及其功能流程 POST程序是在计算机加电以及给出电源正常信号PG (Power Good)后，计算机执行的首段代码程序。这段程序是计算机出厂前预先固化在只读存储器中的程序。自检程序的主要目的是确保系统的每一项设备都能够得到电源的可靠支持；所有设备，包括母板上CPU及所有芯片、内存储器、一切I/O端口及其所支持的设备都工作正常。这些设备包括键盘、鼠标、USB口、并口、串口、磁盘控制器等。自检程序还在完成自检的同时对必要设备逐一进行初始化，以确保系统在进入操作系统或其他独立程序之前能提供最基本的功能支持。设备初始化包括各种I/O设备的初始化，定时器、中断控制器以及DMA控制器的初始化等。自检程序的自检步骤遵循由硬件到软件、由内到外的原则 进行，从而保证硬件设备在初始化之前所有设备及其线 路能够正常可靠地运行。 1. POST及其功能流程 计算机通常支持多种外部设备，早期的PC操作系统，例如CP/M86和DOS操作系统，大量底层硬件的操作需要通过BIOS中断服务来实现，因此主机自检的另一个重要任务是设置BIOS中断向量。在启动过程中，自检程序通过相应I/O端口对可编程序中断控制器PIC(通常是8259)进行设置，使基本的硬件中断IRQ0～IRQ7指向固化在BIOS中的相应中断处理程序。这些基本硬件中断IRQ0～IRQ7，分别对应8～0FH类中断，即INT 8～INT 0FH。INT 8～INT 0FH是定时器、键盘、软硬盘驱动器、DMA控制器等中断处理程序。设置BIOS中断向量就是根据中断类型号，将中断处理程序的入口地址填入中断向量表的过程。中断向量表起始地址在内存的0段，位移为0的单元。中断向量表中每4个单元存放一个中断处理程序的入口，例如，INT 8的中断处理程序入口在0段，位移为20H起始的4个单元中。 1. POST及其功能流程 自检程序在完成板载硬件的自检和BIOS中断向量的设置后，PC的引导过程进入各种总线适配器的寻找：如PCI、ISA插槽及其适配器板卡的寻找，执行它们的板载ROM测试程序。寻找总线适配器板卡ROM的操作称作扫描，自检程序一旦扫描并且识别出相应ROM之后，自检程序的执行权就转向ROM上的代码程序，通过该代码程序的执行来完成对该设备的初始化以及系统资源对该设备的支持。这些板卡上的ROM程序是自检程序的延伸，完成与自检程序同样的功能，即对该设备进行初始化、必要时设置相应的中断向量。在这一阶段，计算机已经为引导系统做好准备，板卡上的ROM程序也可以接管PC并开始引导。例如，有一种局域网无盘工作站，它载入操作系统的过程就是通过网卡上的ROM进行引导的。板卡上的ROM也可以直接运行特定的程序，如直接进入游戏等PC应用程序。但这些程序需要自成体系，而无需DOS、Windows等通用操作系统的支持。所谓嵌入式系统，就是应用这一手段和方法引导并且进入自行设计的系统界面的。 1. POST及其功能流程 自检程序在完成对整个机器系统的检测并将有关系统配置的基本信息记录在内存的BIOS数据区之后，读取CMOS中的相关设置以得到引导驱动器的顺序，依次检查直到找到可以用来引导的驱动器，然后将该驱动器上的引导扇区读入内存特定区域。至此，自检程序已经完成其使命并且将控制权转交该引导程序从而进行操作系统的引导和装入。 2. PC上的CMOS 母板上由纽扣直流电池供电的CMOS/RTC芯片，在早期的PC上，当计算机关闭后，被用来进行实时时间跟踪、系统配置(例如硬盘型号)等操作。现在的PC，尽管即插即用可以确认许多选项，但CMOS/RTC芯片仍然需要在主机断电后承担实时时间跟踪和其他系统配置信息的保存，包括引导PC所需要的各种硬件配置信息的保存。因此，现代的PC不但