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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
0 l: j2 R1 u- L5 I! W8 [+ b, c
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。; H3 E6 h! Q: l4 g
不过事先准备一下:# u$ w: m8 {4 \
1、你一定要能看懂汇编语言,如果不会,请直接关闭此话题。+ _. g( N% L$ U) f+ e8 m9 F
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。
$ F. c7 _* G" e4 K" J, A) s3、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)
$ @6 h% T! o, \  O5 v' V, W- I8 [4、几分钟看文章的时间,会的直接关闭此话题。
4 Z5 a; T. m; H9 Y3 ?- G" r5 Y9 @" r: 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):
* S9 m  q7 V; O$ C, v' Q 8.gif + D/ g! t# C6 {: K% e
8 p' N6 x: y# a& f7 O. a
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 w6 y/ o$ @9 {; n+ J! q4 I/ {
) o; E, M' Y' q: d+ h* FCPU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,
' g' u' Y8 r9 l  i7 c9 j! p" `: ]1 y" N  C
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):
# ~! v$ C6 s* Z5 @( U 1.JPG
) o. {; P: \# V: H8 d7 R4 Q' z0 l
% x1 R6 D9 n  N$ _  y! h) 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)。
, Z6 V+ G7 \5 n1 J+ X
0 z. s# A. \( M! i. c好的,我再转到文件的7B66Bh的位置,如下图:- o( X0 I& ^$ e. m9 c
2.JPG
9 _: ^( q: r/ P8 G, K) L( V8 _! ?5 G) |& L
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?)
3 v0 `, k) B) A7 G; i0 y 3.gif ' n! C2 o& x- y+ ?( F% U9 s& k3 }5 ?

' G1 B( a+ G6 T* L- j  R7 ~+ m" ]我们用IDA追到F000:B5F6的位置如下图:  T3 H+ v, n$ H7 D
4.gif $ _6 y; I: ?! J. c% y9 ^+ \, _

0 y! D6 l3 P3 F+ ?. 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)。
7 k1 i( t6 N% y: R7 ~3 o; r; j! d. F然后跳转到F000:B68Ah,B68Ah的代码如下图:
. y/ M0 B! J* n- P* T 5.gif ( x7 c) n$ C+ L6 s0 @' H" y. Y
- P$ G6 J) \. i0 Z
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:
; v# T4 d4 H& v6 |& K 6.gif
& W4 \! q( {. n) M( `3 _# G5 H6 F
# J6 ]( K* p% ?3 k8 p0 f, e( Q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...
5 m; T5 Q# V1 Z- P- Q$ Q8 |2 I' ]% |2 s9 I% D' D* 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 D6 Z- K8 l
3 l7 ]- S; W2 i% X( G
我入门的时候向您学习了不少的知识,非常感谢!7 [, X6 X, _- 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:1 m# _% f9 G$ T' C
. j6 z" M& i; z6 a" y
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)。
/ s9 G+ Q7 |& U$ f
% }# s( g* e$ M5 K8 `: K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。) f. i% F" L8 N0 f8 n7 k( k; W

+ B7 I& Q: Z7 H$ p' v! j[ 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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