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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
- ?1 m+ F# q6 v. ]8 }6 o" W
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。
0 Y" _2 c4 a" O; u) g不过事先准备一下:
* i. |+ [5 R8 G% F5 S1、你一定要能看懂汇编语言,如果不会,请直接关闭此话题。; W# V& @' P! V
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。
: i; r7 f3 y" e7 V& I4 T/ c3、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)
, h- e; A2 Y1 u4、几分钟看文章的时间,会的直接关闭此话题。
* U' ~% o/ u7 I5 Q& N4 I8 Q
: f! A8 t3 [8 d/ T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):  j6 g+ }. H. x0 j) u! b/ H& T
8.gif
4 w4 ^1 V5 J& j" u# a) q$ S0 \/ M$ k6 ^
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。
8 g, m3 J  N, Z1 K; f2 J) b3 ~# T- K8 f* T) R
CPU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,# c; b& u5 l7 u- h4 ?7 B
' a4 N# ^0 t9 ~7 ?
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):
5 s8 k* b* D* P7 U! I 1.JPG
( I3 H) N% K0 i8 v& i3 R* V( {  ^3 S; x' T4 U7 k
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)。8 g- m/ X4 n8 N( o: P, U# C

4 x. m/ u+ f7 |) C& h好的,我再转到文件的7B66Bh的位置,如下图:6 j% j- l7 l8 ~+ q5 k1 R) b6 g
2.JPG * N8 w: q7 v" z
0 ]4 E$ g# h% _( s0 h2 C
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?)/ ^! Y5 `2 B6 f/ R( Y7 x9 y& n
3.gif
! V# O# G! r5 L9 z' A( F. e! K! T' g* _! R8 v
我们用IDA追到F000:B5F6的位置如下图:
, e2 p. T& ]5 u9 S 4.gif " ?8 `% @" N/ z1 B3 h

, ?" t3 \- M. Z6 U$ V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)。
/ n0 M! l+ t  \1 x然后跳转到F000:B68Ah,B68Ah的代码如下图:
7 {4 _" ^7 t6 O8 ~  H 5.gif
2 F4 _) o% E) |& `" ]5 }0 W6 F  k' N8 @2 [0 t, `1 d3 @( |
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:
9 \: A* x6 f6 X0 C1 }# _- C 6.gif
5 z# n( U) L! n. V$ `) p% B# l4 c1 C2 u
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...
: w( W; Z) ]; M: U% g5 a( ~5 X3 M
& t! [( t9 q( F6 \, @8 s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:- u( `, h) w- P* M2 T

9 `/ B& G6 @6 @% H' n! Q我入门的时候向您学习了不少的知识,非常感谢!5 H1 {1 L4 W, n# U
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:
' m2 P7 C3 \, f" K* S0 t8 t
* \3 T* H5 f8 a: t6 [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)。
1 _( _/ A) u% Q: G6 o' W
2 I1 r6 S6 y8 \, E6 S, K$ ^0 }9 @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。% l3 F/ W! Z& s' l

# o" p  ]8 R2 G+ R+ c[ 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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