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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

& N) K* p: p4 `& U8 k& g& r$ _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。* n3 V9 e. Q3 P: l* K
不过事先准备一下:
% _6 P1 m0 s3 o; u) Q6 \1、你一定要能看懂汇编语言,如果不会,请直接关闭此话题。
; V6 E1 a/ ~2 ]& R) t2 i3 ~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。
9 [# {- I( f+ J5 n# O3、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), Y  f- v: q( J. O) u$ H5 p
4、几分钟看文章的时间,会的直接关闭此话题。
' N9 y* R* u8 ^, s
  ?# }# h$ I/ e0 H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):
1 u0 J  [5 W  x) T3 [ 8.gif
2 e, U9 n1 T$ c, @5 K
6 ~6 f: D& `: R" p! U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。2 k9 t' w5 G5 N6 y0 `8 s' n
  U! e% H# _, j+ Y4 Y) j7 Z+ M2 U- @
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,
* n# E5 C; _% {/ |5 I
& n7 z) m( @; g$ s3 T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):8 Z8 v2 C$ V( d
1.JPG % \% `% S5 ?' n' r

6 _. P/ Q# d' m* z1 E* G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)。  ?& ^% M1 [: K( O  j
* c1 @4 s' c# }' T
好的,我再转到文件的7B66Bh的位置,如下图:
: ]8 f9 L! ~$ T0 L5 ~, m 2.JPG , i7 J5 {1 L  H- }  A$ I

+ w4 C( T9 M. p& T6 t( k5 _" t4 ^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?)4 D- |; u2 U0 Y2 N# E+ c
3.gif
9 ?# z* e- I9 _) @: F2 W+ _9 Z! Y1 i2 L# J
我们用IDA追到F000:B5F6的位置如下图:
) T  v; v. D9 b1 @9 q* V5 ~ 4.gif
. G: D* x7 v* v" Q, m: L6 t, x2 W: `
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)。
* R/ O; U/ r% j# K) K* L# I然后跳转到F000:B68Ah,B68Ah的代码如下图:& x& D  z0 @. f9 h7 t: t" ?% A
5.gif 2 e. B# W5 ^! K; d9 n

( I) D. k7 `5 A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:
8 h( d% w( E& @1 A! g  c# F 6.gif
# d, b0 P& ~( H+ e( r5 \3 |! r$ N4 q; d: i2 ^. y8 n
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...
% t- d! l, ], n9 w* m9 t1 ]
7 ~- D# U6 a: Z% n- R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:' {- y6 v! F! |9 c* e* \  U

. b' ~/ H. J: V; W8 K我入门的时候向您学习了不少的知识,非常感谢!
  i6 k7 o9 ^6 f, 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:* w. T, o; g5 w3 m4 S' j
2 _. f- x( I8 d( p" s
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)。! I3 V: W$ i  A' z& \+ {
, E, i0 ~$ k3 O4 R
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。
4 T( [+ u* ?( Y8 v
! i0 r9 R# V* _% s. ^0 N6 M. t3 V, q[ 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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