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[转载]我所知道的BIOS->[PowerOn Sequence & BIOS Entry] 3

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发表于 2010-7-1 12:01:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
我所知道的BIOS->[PowerOn Sequence & BIOS Entry] 3
- a5 }) _+ u. C' g在此將以DeskTop platform來說明(Notebook platform 的 power-on sequence 牽涉到 EC,可參考討論區中 "power on sequence" 文章);還有,所敘為rough flow,詳細的時序圖依據design會有些許不同." b) ^2 d5 F0 {4 V9 ~, x
, S: Q" \* ~9 W- ^
[Power-On sequence]
& I" p9 J9 P! j  K- x- B/ B( p5 m, g0 `7 k7 L6 |3 h4 S+ w
- AUX power ok& T. q: e  ]5 ^- M6 U
- Main power ok
( j  t" ]9 e: r2 Y% s- PCI reset0 }( t* S: q# Z% k) J
- SB state-machine runs..., l% K3 b! O1 z2 H( v+ _
- NB state-machine runs...8 q5 b% E& m  ~2 q: S( o0 \4 _
- CPU power-Good ok
* m; p7 f  N  j, e9 J- CPU reset
* F) n- `2 a  R; W* \- 1st code-read by CPU ( <- BIOS entry point,即 CPU 會抓取 FFFFFFF0h 處的 BIOS code 來執行)
" A) E8 O" l  y1 }" {, c" _% T- r: H
* 當然CPU一次抓取的BIOS data不僅僅是幾個Byte ! 而是一堆的data(Ex. 64 bytes);之後會從中 extract 出 FFFFFFF0h處的 data,然後來執行.# V$ n# C! Q3 u' Y( @- L- }

0 I+ Y" H2 F+ k, l, R7 c1 S) `補充: 為什麼CPU 發的第一個位置不會只有FFFFFFF0h? 而是多抓很多個? 範例中為什麼是64 bytes? ) E8 }( `+ d" _3 ?0 ?( z
原因在於 cache的支援. cache不是細分為單一byte 的, 而是以block(many bytes)為單位. 這個block的大小的名詞就是 cache line size. 也就是要填入cache一次要寫入的bytes量. 例如 cache line size 為 16 bytes. 那麼一次就要讀16 bytes到cache去.
& P+ n- l  n: h' T! V, r! nCPU 一但發生cache miss(第一次開機一定是cache miss)的狀況時.就會通過host bus 對外取得資料. 這時就會產生burst read cycle來達成fill cache line的需求. 所以由CPU 的 cache line size的大小就可以知道CPU一次會抓多少的 bytes. P4以後CPU 的cache line size 為 64 bytes, 所以CPU 就會產生一個 burst length 為8 的 memory read cycle. 所以CPU 發出的位置就需往下減.然後在讀取的資料中可以包含到 FFFFFFF0h以後的資料.   n- S7 @1 @" G! `+ V6 w6 s

: H3 ]; {! W9 C自此,CPU便循著 CPU->NB->SB->ROM 的 path,循序地至BIOS ROM中抓code,執行 fetch->decode->calculate->store...自此開始便是BIOS POST stage starts...
7 J4 S$ |* Q( y, q! y" S( u% ]% c7 p& B2 B

* W$ n8 [. t9 d. x  `+ |[有可能遇到的問題是] debug code = "00" or "FF" (意即BIOS常用的 Port80 card所顯示出的 "code" ) !!!
+ b' T( f+ S" z8 |/ l
( V  ~$ C  R  c# K6 X: |# R* 此時,強烈建議:請在BIOS entry point 處 丟Port 80(value可自行定義),因為,即使BIOS有跑到,但因為距離 1st 丟 Port80 的 code仍有一小段程式碼;若系統 hang在此其間,Port80仍是沒有 code,因此,在BIOS一開始進來便先 out Port80 將有助於判定: system hang before BIOS entry point or NOT !!! )/ J' l( ^4 k  e$ F

( L( O! l4 V2 U% A# Assume system hang 'before' BIOS entry point, 可能的原因有:
! i, y& k9 t. }: {6 B- incorrect power sequence: 此 sequence 有 spec,規範訊號間的相對關係與 assert/deassert的時間,violate spec有可能導致 system hang;此時需要 H/W or board designer來量測
# D9 o: x! W8 T# S# J+ I- incorrect power-on frequency:有發生過因為 Power-On CPU frequency錯誤而不開機者.請用 scope量測; e  X3 Z' `) i
- incorrect chipset behavior: 意即上述的 power-on sequence中有關於 NB/SB的 state-machine部分,有可能這部分的行為不正常,因此需要 H/W designer來 clarify! X4 g$ L* n1 e, M) B+ j
" g* Q" T# Y8 d0 b* D, Q. ]
* 曾聽說,某家chipset需要BIOS image 中 include 幾個 bytes 來 config NB/SB的 registers;這些 settings也會影響 power-on時 chipset的 behavior;因此,這幾個 byte 若是錯的,也有可能 system hang3 h& l! T: L& ?( w

- ^. ]' P: i$ \2 s1 M6 s補充:很多chipset都(or 曾經)有這個功能, SiS, NV, VIA, Intel. 以前有個詞叫ROMSIP就是指這玩意兒... 即使在現今的intel platform也有預留這東東.
$ ]" a7 X  c  ^  J( O: n' D8 l: j6 a* A" s) a8 m4 e, W/ B) ~
#Assume system hang 'after' BIOS entry point) N2 x9 w5 w4 Y" K
=> 這就是BIOS engineer的時間了,就 debug吧...(儘管,有些 issue 是 board or H/W造成的...)
7 f' N% j% b2 j, o9 H* H, Y; p! _" @+ X
* 此時的 debug方式,若有 輔助工具的(Ex. P debug card) 就用,沒有的就用Port80 card囉 !
" _( Z1 k, K0 _" t
7 [* C0 X( a4 {$ E4 S[Summary]: 沒進入到 BIOS entry point前....不要找我....真的沒辦法 >_<9 N% t/ _$ ?2 O# ~

% j, x8 G. {) A2 O  ?/ I* 關於 BIOS entry point,請參考 討論區中 "追蹤BIOS code 的進入點" 文章 !!!4 ?* R& Q/ q# e# {, H! A$ @

5 d$ P. v0 D/ S3 y4 H) _- T[Power Button開始的動作]
' F  K( y  }* H" ^0 Q, t* l' n4 A# q7 Y1 m4 a( N( N
一般Power Btn 都是EC 控制(或稱PCU),如果你說要知道Power Btn之後的動作就是問EC 工程師就對啦。1 x0 n7 A& F1 u# B) D
我印象中好像是Power btn按下後-->EC 偵測到動作(應該是KBC 發Event給EC BIOS或是EC BIOS自己每隔一段時間去檢查有沒有Event..沒K過EC Spec,純猜測...)-->EC 檢查目前系統狀態(不同時間點按下Power Btn , EC可能會做一些動作,因此要判斷),檢查的時候主要會去檢查南橋ICH接到EC的訊號線,判斷Sx state-->如果是正常開機,則開始供電--->系統上電後,CPU會從起始位址開始讀取BIOS第一條指令(至於CPU何時收到重置訊號可能要看一下其他Spec...)。# `9 x& p' c+ p# w1 j

, W% H6 D9 Z) Z3 |, c另外印象中EC BIOS有分成兩種形式,因為EC Controller可能裡面的記體器容量會不足,或是說節省成本故意做成那樣,所以 EC BIOS 會是包在SBIOS或是放在EC Controller裡面兩種格式。! `7 S& g( A, l* F5 F$ c
8 G& ^' P% G5 s! n- d
如果真的要K流程,應該是去看EC Spec跟ICH Spec吧... ( T9 J( g" M7 b

- d( B0 w" w" N/ n2 Q6 G" A當EC 收到power event (指power button的動作後...), 會根據目前系統的狀態來決定是否要開某些電源...For example, 當系統處於s3(suspend)的狀態時, 當user按下power button後, EC 會發一個訊號給南橋, 然後EC 會wait for SUSB and SUSC 的訊號assert. 然後開 main power的電(我指的是非suspend的power)...但是詳細的動作應該各家都不太一樣才對. 而且這些spec都是各公司的knowhow
发表于 2010-7-28 11:25:14 | 显示全部楼层
冒昧地问一下,楼主是原作者?
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发表于 2010-9-11 22:09:03 | 显示全部楼层
这个好像是从小华的部落格上转的。
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