BIOS引导过程.docVIP

1 引言 1.1 文档目的 对于电脑用户来说，打开电源启动电脑几乎是每天必做的事情，但计算机在显示这些启动画面的时候在做什么呢？大多数用户都未必清楚了。下面就向大家介绍一下从打开电源到出现Linux的登录窗口，计算机到底干了些什么工作，BIOS在其中起到什么作用。 电脑的启动过程中有一个非常完善的硬件自检机制。对于采用Award BIOS的电脑来说，它在上电自检那短暂的几秒钟里，就可以完成100多个检测步骤。 1.2 术语和缩写 术语或缩写 描述 BIOS 基本输入/输出系统 CMOS 保存系统当前的硬件配置情况和用户的设定参数 POST Power on self test， 加电自检 2 基本概念 2.1 BIOS BIOS即基本输入/输出系统，它是被固化在计算机ROM芯片上的一组程序。它是微机系统软、硬件之间的一个可编程接口，通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘，可以对ROM进行重写，方便地实现BIOS升级。 2.2 CMOS CMOS是一块可读写的RAM芯片，保存系统当前的硬件配置情况和用户的设定参数；BIOS中装有一个程序称为“系统设置程序”，设置CMOS中的参数；CMOS由电池供电，断电后数据会丢失；前16字节用于存储时间 2.3 AMI、AWARD和PHONIX三大主流厂商 开发BIOS是一件技术含量很高的工作，从业人员也少；一流主板厂商的BIOS研发人员，年薪往往是以七位数字来计算的！ 3 BIOS主要功能 BIOS的主要功能概括来说包括如下几部分： 1）POST 加电自检，检测CPU各寄存器、计时芯片、中断芯片、DMA控制器等 2）Initial 枚举设备，初始化寄存器，分配中断、IO端口、DMA资源等 3）Setup 进行系统设置，存于CMOS中。一般开机时按Del或者F2进入到BIOS的设置界面。 4）常驻程序 INT 10h、INT 13h、INT 15h等，提供给操作系统或应用程序调用。 5）启动自举程序 在POST过程结束后，将调用INT 19h，启动自举程序，自举程序将读取引导记录，装载操作系统。 4 BIOS源代码结构分析 4.1 AMI BIOS代码结构分析 AMI BIOS的代码主要分成三大部分：核心代码、芯片代码和OEM代码。 核心代码目录结构如下： 4.2 AWARD BIOS代码结构分析 AWARD BIOS的源代码为进行目录分类，所有的源码、编译链???工具、生成的中间文件都在同一个目录中。没有AMI代码结构组织得好。 5 BIOS常驻程序介绍 开机自检程序运行完后，将撤出内存。BIOS提供了一组常驻程序，主要包括INT 10h，INT 13h，INT 15h等等中断服务例程，提供给操作系统或应用程序调用，下面介绍几个常用的中断服务例程。X86提供了256个中断，中断向量表在内存的起始地址1024byte上，每个中断向量地址占用4个字节。 5.1 INT 13h中断例程 INT 13h为BIOS提供的对磁盘进行操作的中断例程，包括如下几种调用方式： 1）INT 13H，AH=00H　软、硬盘控制器复位； 2）INT 13H，AH=02H　读扇区说明； 3）INT 13H，AH=03H　写扇区； 4）INT 13H，AH=04H　检测扇区； 以上调用方法详细的说明请参考相关技术文档。 举例：读取软驱0面0道1扇区的内容到0:200 mov ax,0 /* 初始化ax寄存器为0 */ mov es,ax /* 将es置为0 */ mov bx,200h /* 将bx设置为200h ，此时es:dx = 0:200，为内存地址*/ mov al,1 /* al保存扇区数 */ mov ch,0 /* ch保存磁道号 */ mov cl,1 /* cl保存扇区号 */ mov dl,0 /* dl保存驱动器，0表示软驱A */ mov dh,0 /* dh保存磁头号 */ mov ah,2 /* ah保存int13要调用的功能号，2表示读 */ int 13h /* 调用int13中断 */ 入口参数： ah=int 13h的功能号 al=读取的扇区数 ch=磁道号 cl=扇区号 d