關(guān)于BIOS的入口地址0xFFFF0的介紹

發(fā)布時(shí)間：2017-03-25 16:34:03 作者：三更_雨

有網(wǎng)友問(wèn)“BIOS程序是由0xFFFF0來(lái)執(zhí)行的”該怎么理解呢？開(kāi)機(jī)時(shí)內(nèi)存中不是什么都沒(méi)有，其實(shí)BIOS程序的入口地址恰恰就是0xFFFF0 !也就是說(shuō)，BIOS程序的第一條指令就設(shè)計(jì)在這個(gè)位置上，下面小編就帶來(lái)關(guān)于BIOS的入口地址0xFFFF0的介紹，一起來(lái)看看吧

一直都說(shuō)開(kāi)機(jī)加電之后，將CS設(shè)置為0xFFFF，IP設(shè)置為0x0000，這樣組成的地址就是0xFFFF0，而這個(gè)就是BIOS的入口地址，之后CPU讀取這個(gè)地址的代碼，然后就巴拉巴拉的開(kāi)始執(zhí)行下去了。

現(xiàn)在想知道這個(gè)地址0xFFFF0是在主板上呢，還是在內(nèi)存上。想著如果是統(tǒng)一編址的話，就可能是去讀取主板上的ROM，但是看書(shū)上的圖，有像是在RAM中，如果是在內(nèi)存中，那是什么時(shí)候，由哪段程序?qū)OM中的程序讀取到內(nèi)存中的。自己猜的話，應(yīng)該這個(gè)過(guò)程是固定的硬件實(shí)現(xiàn)的，將ROM中的所有內(nèi)容拷貝到內(nèi)存中最高位那一段中，之后，0xFFFF0就必然是指內(nèi)存中的地址了。

百度了一下，有篇文章就是說(shuō)這個(gè)的。

640KB~1MB 上位內(nèi)存（這個(gè)區(qū)域的地址分配給ROM，相應(yīng)的384KB的RAM被屏蔽掉。所謂的影子內(nèi)存技術(shù)，就是把ROM內(nèi)容讀取到對(duì)應(yīng)地址的RAM中，以后系統(tǒng)就從RAM中讀取數(shù)據(jù)，而不是從原來(lái)的ROM讀取數(shù)據(jù)，從而提高速度。）

1MB~ 擴(kuò)展內(nèi)存

注:

Shadow RAM也稱為"影子內(nèi)存",是為了提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率而采用的一種專門技術(shù)，所使用的物理芯片仍然是CMOS DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，參閱本書(shū)后面的內(nèi)容)芯片。Shadow RAM占據(jù)了系統(tǒng)主存的一部分地址空間。其編址范圍為C0000～FFFFF，即為1MB主存中的768KB～1024KB區(qū)域。這個(gè)區(qū)域通常也稱為內(nèi)存保留區(qū)，用戶程序不能直接訪問(wèn)。Shadow RAM的功能就是是用來(lái)存放各種ROM BIOS的內(nèi)容。也就是復(fù)制的ROM BIOS內(nèi)容，因而又它稱為ROM Shadow，這與Shadow RAM的意思一樣，指得是ROM BIOS的"影子"。現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，只要一加電開(kāi)機(jī)，BIOS信息就會(huì)被裝載到Shadow RAM中的指定區(qū)域里。由于Shadow RAM的物理編址與對(duì)應(yīng)的ROM相同，所以當(dāng)需要訪問(wèn)BIOS時(shí)，只需訪問(wèn)Shadow RAM而不必再訪問(wèn)ROM，這就能大大加快計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算時(shí)間。通常訪問(wèn)ROM的時(shí)間在200ns左右，訪問(wèn)DRAM的時(shí)間小于100ns、60ns，甚至更短。

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行期間，讀取BIOS中的數(shù)據(jù)或調(diào)用BIOS中的程序模塊的操作將是相當(dāng)頻繁的，采用了Shadow RAM技術(shù)后，無(wú)疑大大提高了工作效率。

386 之前與386之后，這個(gè)地址是不同的，但都在系統(tǒng)內(nèi)存的最高地址段。在386下為 FFFFFFF0H。因?yàn)镃S段是16位的，EIP是32位的，為了得到一個(gè)32位地址，386給CS段增加了幾個(gè)字段，這是隱藏的字段，系統(tǒng)可以通過(guò) GDT,IDT將更改段選擇子的字段，此時(shí)地址轉(zhuǎn)換就不是段地址左移4位 + 偏移地址，而是CS的Base字段＋偏移地址。

下面是一個(gè)例子

當(dāng)系統(tǒng)加電后，系統(tǒng)會(huì)復(fù)位。此時(shí)在386以前的系統(tǒng)下CS＝F000H，IP＝FFF0H，Bios地址為段地址左移4位 + 偏移地址擠即 F0000H + FFF0H = FFFF0H

在386以前系統(tǒng)可尋址范圍為1MB即 00000H~FFFFFH

在386下CS＝F000H，IP＝FFF0H，這是不變的，但是這時(shí)，CScs中的內(nèi)容為:

Selector = F000H （這個(gè)就是你可以看到的那部分內(nèi)容）

這時(shí)隱藏的部分是不能用的，因?yàn)樵趯?shí)地址模式下，所以Bios地址與386以前的地址一樣，

但是386可尋址范圍為4GB 即 00000000H~FFFFFFFFH，如果以這個(gè)地址（000FFFF0H）作為Bios地址的話，系統(tǒng)內(nèi)存不連續(xù)，因此，386使用硬件置1的方式將A20～A31地址線置1，就變成FFFFFFF0H，并以此作為Bios地址。

這個(gè)置1的結(jié)果是，隱藏的部分的一個(gè)字段Base＝FFFF0000H，這個(gè)操作不是由更改描述符表實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)檫€沒(méi)有進(jìn)入保護(hù)模式，而且描述符表還沒(méi)有建立。這是硬件實(shí)現(xiàn)的，而且當(dāng)進(jìn)行一次段間跳轉(zhuǎn)后，由于置1的結(jié)果就不能保存，因?yàn)橛布O(shè)計(jì)是從會(huì)將其置0，所以當(dāng)執(zhí)行完FFFFFFF0H處的指令 jmp ，Base＝00000000H，這時(shí)，Bios就使用1M以下內(nèi)存。

關(guān)于入口地址的形成，有的文章上說(shuō)是CS 0xFFFF和IP 0x0000的組成，有的文章上說(shuō)是 CS 0xF000 和IP 0xFFF0的組合，我猜可能是不同硬件的初始化不同，只要最后形成的入口地址是 0xFFFF0就行了。如果不是我猜的那樣，那回頭在來(lái)補(bǔ)充吧。