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[原创]BIOS知识点滴Follow Bini之--BIOS起步:顺藤摸瓜第一条指令

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发表于 2007-12-10 17:32:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
易祝兵 2007-12-10

) V3 ]0 H$ ?4 n, C6 u9 j万事开头难,其实真的有难或易么?不扯了,既然谈BIOS,就从第BIOS第一条指令开始吧。
; Y7 T( i) ~( W( P" |' P不过事先准备一下:- d6 A  I, W' A' n3 _6 I. j
1、你一定要能看懂汇编语言,如果不会,请直接关闭此话题。' o1 \8 P  m0 v- y* D$ G3 w
2、debug32.exe/UltraEdit/IDA 当然,你用IDA那就更好,不过我不可能教你如何用IDA,我先用Debug/debug32的方法先进入话题。IDA Free版本你可以在本站搜索下载到。
$ M! h* l  r- \4 }: O9 p2 c( k3、BIOS ROM文件,你可以Download自己主板或笔记本BIOS ROM回来(这是一定可以download的,也方便你找相应的DataSheet和具体Debug动作)4 W. p( g% b% t& p/ q) E
4、几分钟看文章的时间,会的直接关闭此话题。
# p# _( ]1 c) K( [3 h6 }* O
3 E( j6 w' u  |开始吧,启动你的操作系统用UltraEdit打开你的BIOS ROM文件,找你感兴趣的字串如AMI,Insyde,Phoenix等,看我找到的如下图(这一定是Phoenix的BIOS了):
' B  N8 e# W3 K  V9 F& j% w9 U/ n/ b 8.gif
. h1 U+ `: D, ^" k0 e9 v# s
9 G9 P+ l  ]: r4 c6 T! R5 F: J然后看文件最后头(也就是BIOS ROM mapping 到4GB的最高端部分),因为刷进BIOS ROM CHIP之后,计算机第一条指令会指向FFFFFFF0h的4G最高端,CS=F000h,EIP=FFF0h,第一条指令为兼容性,现IA32 CPU CS实际为0FFFF000h,当软件执行一个Far jump或一个Far call之后,CS才会跳变到正常实模式。
; p5 v# Y4 I$ X3 ~0 \
6 v9 H- A8 D! P+ O  r, BCPU会从地址FFFFFFF0h取第一条指令,平台的地址解码器通过设定会指向相应的BIOS ROM CHIP,然后文件最后头的一排,就是指一条指令了。(注意Phoenix现阶段如用Phoenix刷BIOS工具刷的话,所用的ROM会比正常ROM多2K,也是加在文件最后头,所以要去掉那部分内容,文件大小按64KB、32KB、16KB(因那段才2KB,以后未知)...等取整即可,
5 E  Z( @) h3 _- i" P( s' e; X- l: s+ {
我们再运行DEBUG32把指一条指令反汇编,如下图(这是一个512K的BIOS):6 Z5 g4 o- m) n/ v' h
1.JPG & w* o. ~# a' q0 [$ G+ K/ g: ]
* |* D3 E- r0 e1 z% g5 f
此BIOS的第一条指令是一个近跳转。本例子的文件长度是7ffff,那么我这样计算,因开机CS=F000段(注意实际如上说明),切出文件最大地址的64K做为此段所,这个段的第一条指令地址是F000:FFF0h,对应文件地址是7fff0,指令是jmp到 B66Bh,就是可算出就是跳转在文件的 7B66Bh的位置,注:有很多BIOS讲E05Bh的位置,这是AT BIOS的痕迹,AMI BIOS可能第一条指令就是这个,但Phoenix和Insyde BIOS,这个位置会留给跳转到(Phoenix)Boot block(简称:BB)或Insyde EFI SEC代码位置,如Phoenix BB执行完,再跳转到E05Bh,也就是AT BIOS RESET,我们系统启动后,大家可以看内存的F000:FFF0,反汇编一般都会是Far jmp F000:E05Bh,因为BIOS启动完啦,第一条指令的位置会由BIOS做AT BIOS兼容性处理掉(处不处理看BIOS的)。
; e) f- t6 P7 r) \' Q/ {( ?/ L% G) J/ c6 Y4 {5 F. g8 Z8 Z1 V0 s4 h
好的,我再转到文件的7B66Bh的位置,如下图:
6 _4 o# G# v6 Z 2.JPG
- |% N# U2 l) S' r; b: ?) g) C2 v1 k
代码意思是比较实模式的F000:FFF0h是否是E9h,如果不相等则跳转到F000:E05Bh,如果相等则经过几次其他的判断和跳转,最后到B5F6h,实际上也是跳到B5F6h,其它几个判断都会跳回来,限于啰嗦,不贴其它代码。不过现在,问题出来了,假如你也按我的做了,相信你一定输16进制代码输得眼都花了。启用IDA工具吧,如果不启用工具的话照旧,你用DEBUG或DEBUG32处理。IDA如何使用?自己摸索,我就不大费口舌了。见下图(是不是觉得清爽多了?)
% ~: N8 K! }9 r5 n 3.gif 2 B% K2 c" R4 X$ w( O+ s  O

3 q: U5 h2 A* k* b0 f, p4 p5 z我们用IDA追到F000:B5F6的位置如下图:* P  ~  f+ h0 I. ~& g
4.gif - r# [* x0 o: m( [' Y

2 W- j' X0 M. Z$ m' P' [! }$ A7 C& o上图中的代码做了点chip的初始化(看第一张图的信息是VIA的Chipset,具体要见DataSheet)和SuperIO的初始化(说不定也是EC初始化)。
4 v$ z  l$ l  f/ k然后跳转到F000:B68Ah,B68Ah的代码如下图:
: P  [- T+ ~! L6 w; v1 i+ k 5.gif
. c* E# k5 R4 y8 w
  V) Y$ n& M8 A  h上图中的代码大致意思是在F000:BDECh处放置了一张Table,其中有一码(16bits)是向378h端口输出,另两个参数(double 16bits)是两个Function,跳进去执行,具体这张Table见BDECh的位置:
6 a% p, t; \% }( j 6.gif " A/ Z: W, M$ o( V( A8 y7 D

* |/ M2 E! x0 v! b9 a. L你可以发现一大串Function Task....我是比较懒的人,你们慢慢看...这应该是Phoenix BB的一张表,它还会跳转到BIOS Reset位置的,要慢慢找...+ F4 D( c0 C* [8 h; y
  T; J* R. L, f# h3 z/ N0 c
此文告一段落。
发表于 2008-1-31 01:12:08 | 显示全部楼层
真是不容易理解得了呢,谢了.
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发表于 2008-3-23 02:40:35 | 显示全部楼层
复杂。。。。看不懂! 谢谢楼主,辛苦了!
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发表于 2008-4-16 17:11:54 | 显示全部楼层
好东西啊.先顶下来在看.
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发表于 2008-4-17 10:27:34 | 显示全部楼层
谢谢分享,解决了我的一些疑惑。
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发表于 2008-5-6 23:29:20 | 显示全部楼层
非常好,让我知道了还有IDA这个好工具,我也尝试用一用。
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发表于 2008-5-7 16:17:38 | 显示全部楼层
嗯,学习BIOS还得会点反汇编,学习啦。
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发表于 2008-5-16 10:50:49 | 显示全部楼层
TOPSTAR居然把你放走了........可惜你走的时候我才刚来,学习学习!
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发表于 2008-12-23 14:34:16 | 显示全部楼层
楼主,你一般都是反汇编来研究的吗?
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发表于 2009-1-13 23:16:11 | 显示全部楼层
嗯  差不多明白了 谢谢以前没这样考虑过!
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发表于 2009-1-15 16:55:13 | 显示全部楼层
楼主要是有 ITP 或者 XDP, 就不用这么辛苦了,直接从 FFFFFFF0h 开始单步,啥都明白了, 呵呵
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发表于 2009-3-29 11:37:05 | 显示全部楼层
能否共享下这两个软件
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发表于 2009-4-1 10:43:17 | 显示全部楼层
有整理好的么,呵呵,我比較懶,LZ是 頂星的?力哥認識不
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发表于 2009-4-7 13:21:36 | 显示全部楼层
顶啊,牛人顶。。。。。。。。。。
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发表于 2009-4-7 22:27:52 | 显示全部楼层
非常感谢您的分享......
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发表于 2009-7-7 17:03:55 | 显示全部楼层
入门级别-------------
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发表于 2009-9-4 17:18:46 | 显示全部楼层
非常感谢您的分享......
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发表于 2009-10-15 13:21:50 | 显示全部楼层

回复 1# bini 的帖子

bini前辈:
1 |+ v9 C' b' d: l' m& ]; m; D+ c. ^& j+ y
我入门的时候向您学习了不少的知识,非常感谢!9 m3 B* v( N9 V2 |% {8 r* D% M
对于您文章中“现IA32 CPU CS实际为0FFFF000h”这句话的诠释,我想说说个人意见,见下:
8 x' s! f+ {; Z# f9 M. r( @- Q+ D, x/ P* G) G
从IA32中的相关章节我们可以了解到,当上电一切就绪后,CPU的状态其实是实模式,但是在寻址的时候却用了big real mode的寻址方式去做。因为reset后CPU的CS默认是段选择子,而且它的值是F000H。当我们用F000H去选择CS的时候,CPU在计算地址的时候是用了CS的base(为0FFFF0000H),且此时的EIP默认是FFF0H,所以CPU计算好后才是从FFFFFFF0H处去取指令。一般我们在BIOS中都在这里是用了FAR jump来显示地修改CS的值,这样就可以真正的进入real mode模式了。CPU寻址才会是segment:offset的寻址方式。相应章节在IA32 programming guide 3A的Processor Built-In Self-Test (BIST)。3 }! L# ~) Y0 R8 M) N- @8 f9 `, U- U8 q0 P/ x
7 p9 ]! W$ L0 m3 [
故“现IA32 CPU CS实际为0FFFF000h”修正为““现IA32 CPU 用CS做段选择子来计算寻址的具体地址,经过计算后实际为0FFFF000h”更为贴切。不正之处还望前辈指正。
/ z3 l$ R& M) X5 n8 {+ W0 J7 ^0 O/ R4 U* P( ]  a( w
[ 本帖最后由 LightSeed 于 2009-10-15 13:23 编辑 ]
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发表于 2009-10-18 14:17:46 | 显示全部楼层

学习中~~~

现没有发言权,仅向高手们,和未来的高手们表示加油,让大陆也出一些牛X的BIOS专家级人物。
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发表于 2009-11-10 10:02:52 | 显示全部楼层
新手来报道 学习~~
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