机器启动之后,BIOS的内容放在哪里的?
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汇编语言 帖子详情 机器启动之后,BIOS的内容放在哪里的? fiveyes 2003-11-19 09:05:26 机器启动之后,BIOS的内容是被装入内存,还是作为存储器的一部分,像内存一样拥有自己的地址,被CPU访问?
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用AI写文章 21 条回复 切换为时间正序 请发表友善的回复… 发表回复 打赏红包 需支付: 0.00 元 取 消 确 定 fiveyes 2003-11-23 打赏举报 回复 谢谢各位。
我得出两个结论：(看过之后请不要晕倒:)
1、这问题比我想象的复杂，不能一概而论。
2、这问题与通常的汇编程序关系不大。 Tiangua 2003-11-22 打赏举报 回复 这是老早的一个帖子里面的，看看会有好处～～
对于电脑用户来说，打开电源启动电脑几乎是每天必做的事情，但计算机在显示这些启动画面的时候在做什么呢？大多数用户都未必清楚了。下面就向大家介绍一下从打开电源到出现Windows 9X的蓝天白云，计算机到底干了些什么工作。
电脑的启动过程中有一个非常完善的硬件自检机制。对于采用Award BIOS的电脑来说，它在上电自检那短暂的几秒钟里，就可以完成100多个检测步骤。首先让我们了解两个基本概念：第一个是BIOS(基本输入输出系统)，BIOS实际上就是被"固化"在计算机硬件中、直接与硬件打交道的一组程序，它为计算机提供最低级、最直接的硬件控制。
计算机的很多硬件中都有BIOS，最常见的如：主板(也称为系统BIOS)、显示卡以及其它一些设备(例如IDE控制器、SCSI卡或网卡等)中都存在BIOS，其中系统BIOS是我们要介绍的主角，因为计算机的启动过程是在它的控制下进行的。BIOS程序一般被存放在主板ROM(只读存储芯片)之中，即使在关机或掉电以后，程序也不会丢失。第二个基本概念是内存的地址，通常计算机中安装有32MB、64MB或128MB的内存，为了便于CPU访问，这些内存的每一个字节都被赋予了一个地址。32MB的地址范围用十六进制数表示就是0~1FFFFFFH，其中0~FFFFFH的低端1MB内存非常特殊，因为我们使用的32位处理器能够直接访问的内存最大只有1MB，因此这1MB的低端640KB被称为基本内存，而A0000H~BFFFFH要保留给显示卡的显存使用的，C0000H~FFFFFH则被保留给BIOS使用，其中系统BIOS一般占用最后的64KB或更多一点的空间，显示卡BIOS一般在C0000H~C7FFFH处，IDE控制器的BIOS在C8000H~CBFFFH处。
好了，了解了这些基本概念之后，下面我们就来仔细看看计算机的启动过程。
第一步：当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还不稳定，主板控制芯片组会向CPU发出并保持一个RESET(重置)信号，让CPU初始化。当电源开始稳定供电后(当然从不稳定到稳定的过程也只是短暂的瞬间)，芯片组便撤去RESET信号(如果是手动按下计算机面板上的Reset按钮来重启机器，那么松开该按钮时芯片组就会撤去RESET信号)，CPU马上就从地址FFFF0H处开始执行指令，这个地址在系统BIOS的地址范围内，无论是Award BIOS还是AMI BIOS，放在这里的只是一条跳转指令，跳到系统BIOS中真正的启动代码处。
第二步：系统BIOS的启动代码首先要做的事情就是进行POST(Power On Self Test，加电自检)，POST的主要任务是检测系统中的一些关键设备是否存在和能否正常工作，如内存和显卡等。由于POST的检测过程在显示卡初始化之前，因此如果在POST自检的过程中发现了一些致命错误，如没有找到内存或者内存有问题时(POST过程只检查640K常规内存)，是无法在屏幕上显示出来的，这时系统PIOS可通过喇叭发声来报告错误情况，声音的长短和次数代表了错误的类型。在正常情况下，POST过程进行得非常快，我们几乎无法感觉到这个过程。
第三步：接下来系统BISO将查找显示卡的BIOS，存放显示卡BIOS的ROM芯片的起始地址通常在C0000H处，系统BIOS找到显卡BIOS之后调用它的初始化代码，由显卡BIOS来完成显示卡的初始化。大多数显示卡在这个过程通常会在屏幕上显示出一些显示卡的信息，如生产厂商、图形芯片类型、显存容量等内容，这就是我们开机看到的第一个画面，不过这个画面几乎是一闪而过的，也有的显卡BIOS使用了延时功能，以便用户可以看清显示的信息。接着系统BIOS会查找其它设备的BIOS程序，找到之后同样要调用这些BIOS内部的初始化代码来初始化这些设备。
第四步：查找完所有其它设备的BIOS之后，系统BIOS将显示它自己的启动画面，其中包括有系统BIOS的类型、序列号和版本号等内容。同时屏幕底端左下角会出现主板信息代码，包含BIOS的日期、主板芯片组型号、主板的识别编码及厂商代码等。
第五步：接着系统BIOS将检测CPU的类型和工作频率，并将检测结果显示在屏幕上，这就是我们开机看到的CPU类型和主频。接下来系统BIOS开始测试主机所有的内存容量，并同时在屏幕上显示内存测试的数值，就是大家所熟悉的屏幕上半部份那个飞速翻滚的内存计数器。这个过程我们可以在BIOS设置中选择耗时少的"快速检测"或者耗时多的"全面检测"方式。
第六步：内存测试通过之后，系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备，这些设备包括：硬盘、CD-ROM、软驱、串行接口和并行接口等连接的设备，另外绝大多数新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存的定时参数、硬盘参数和访问模式等。
第七步：标准设备检测完毕后，系统BIOS内部的支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中安装的即插即用设备，每找到一个设备之后，系统BIOS都会在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息，同时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。
第八步：到这一步为止，所有硬件都已经检测配置完毕了，系统BIOS会重新清屏并在屏幕上方显示出一个系统配置列表，其中概略地列出了系统中安装的各种标准硬件设备，以及它们使用的资源和一些相关工作参数。
第九步：按下来系统BIOS将更新ESCD(Extended System Configuration Data，扩展系统配置数据)。ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的数据，这些数据被存放在CMOS(一小块特殊的RAM，由主板上的电池来供电)之中。通常ESCD数据只在系统硬件配置发生改变后才会进行更新，所以不是每次启动机器时我们都能够看到"Update ESCD... Success"这样的信息，不过，某些主板的系统BIOS在保存ESCD数据时使用了与Windows 9x不相同的数据格式，于是Windows 9x在它自己的启动过程中会把ESCD数据转换成自己的格式，但在下一次启动机器时，即使硬件配置没有发生改变，系统BIOS又会把ESCD的数据格式改回来，如此循环，将会导致在每次启动机器时，系统BIOS都要更新一遍ESCD，这就是为什么有的计算机在每次启动时都会显示"Update ESCD... Success"信息的原因。
第十步：ESCD数据更新完毕后，系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作，即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。以从C盘启动为例，系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录，主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区，然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录，而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS，这是DOS和Windows 9x最基本的系统文件。Windows 9x的IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据，然后就显示出我们熟悉的蓝天白云，在这幅画面之下，Windows将继续进行DOS部分和GUI(图形用户界面)部分的引导和初始化工作。如果系统这中安装有引导多种操件系统的工具软件，通常主引导记录将被替换成该软件的引导代码，这些代码将允许用户选择一种操作系统，然后读取并执行该操作系统的基本引导代码(DOS和Windows的基本引导代码就是分区引导记录)。
上面介绍的便是计算机在打开电源开关(或按Reset键)进行冷启动时所要完成的各种初始化工作，如果我们在DOS下按Ctrl+Alt+Del组合键(或从Windows中选择重新计算机)来进行热启动，那么POST过程将被跳过去，直接从第三步开始，另外第五步的检测CPU和内存测试也不会再进行。无论是冷启动还是热启动，系统BIOS都会重复上面的硬件检测和引导过程，正是这个不起眼的过程保证了我们可以正常的启动和使用计算机
微机接通电源后，系统首先由(Power On Self Test,上电自检)程序来对内部各个设备进行检查。通常完整的POST自检将包括对CPU,640K基本内存,1M以上的扩展内存,ROM,主板,CMOS存储器,串并口,显示卡,软硬盘子系统及键盘进行测试，一旦在自检中发现问题，系统将给出提示信息或鸣笛警告。
系统完成POST自检后，ROM BIOS就首先按照系统CMOS设置中保存的启动顺序搜索软硬盘驱动器及CD-ROM,网络服务器等有效地启动驱动器，读入操作系统引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，并由引导记录来完成系统的顺序启动。
Tiangua 2003-11-22 打赏举报 回复 BIOS的大部分内容都被装入内存,是错的
没有装入ram里面，而是映射到你的内存空间 W32API 2003-11-22 打赏举报 回复 这得看硬件设计。 fiveyes 2003-11-22 打赏举报 回复 可能我还是没表达清楚*^_^*，就是说，比如地址是0到F吧，这些地址是：
1、全归RAM所有，其中部分RAM用于对ROM中信息的映射；
2、有ROM也有RAM。就是说，debug就是直接修改CMOS芯片中的信息，并没有通过RAM来作“二传”。 fiveyes 2003-11-22 打赏举报 回复 关于机器启动过程和BIOS的讲述，我也找到不少，可是没有一篇明确解释机器运行时，BIOS的老窝在哪里的。
例如这本书《IBM PC汇编语言程序设计(第五版)》(作者Peter Abel，沈美明 温冬婵译)，书中至少有3个章节谈到关于BIOS或者机器启动过程的事情。
1.7 内存储器
在PC中有两种类型的内存储器，即随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器中的字节是顺序编号的，从00开始使得每个单元都有它唯一编号的地址。
图1-3作为一个简单的例子所表示的是8086类型PC的物理存储器映像。在存储器的1MB中，前面640KB是基本RAM，它们当中的大多数你是可以使用的。在存储器最底部的中断向量表会在本章稍后加以说明，BIOS数据区在第3章和第24章讨论，而视频显示区则要在第9章阐述。
起始地址 用途
十进制 十六进制
960KB F0000 64KB基本系统ROM
-------------------
768KB C0000 192KB存储器扩充区(ROM)
-------------------
640KB A0000 128KB视频显示区(RAM)
-------------------
640KB存储器(RAM)
BIOS数据区
zero 00000 中断向量表
ROM是一种专门的存储器芯片，顾名思义，它是只读的。因为指令与数据永久性地“烧进”芯片中的，所以它们是不能修改的。地址从768KB开始的ROM基本输入/输出系统(BIOS)管理输入/输出设备，如硬盘控制器。从960KB开始的ROM控制计算机的基本功能，如接通电源后的自检，图形用的点模式，以及磁盘的自装入程序。当你接通电源后，ROM完成各种检查并把专门的系统数据从磁盘装入RAM。
2.3 BIOS引导过程
接通计算机电源的时候，会使处理器进入复位状态，把所有存储单元清除为0，完成存储器的奇偶校验，以及把CS寄存器设置成段地址FFFF[0]H，并把IP寄存器设置成偏移值为0。因此，第一条要执行的指令是在由CS：IP对所形成的地址里的，这个地址是FFFF[0]H，是ROM中的BIOS入口点。
......
操作系统的一项任务是当需要访问BIOS的设备时能和BIOS连接。当用户程序请求I/O操作时，它要传送请求给BIOS，在BIOS的控制下访问所需要的设备。但是，有时程序会直接向BIOS发出请求，如对于键盘和屏幕的服务。在其他时间－－虽然很难得而且不提倡－－程序可以绕过操作系统与BIOS直接访问设备。
......
3.3.2 练习2：考察ROM BIOS
1.检查版权通告与系列号
...可以键入D FE00:0。由计算机制造时间决定，紧跟版权通告之后，在一般机器上还有7位数字的系列号。
2.检查ROM BIOS数据
ROM BIOS的制造日期是按mm/dd/yy记录的，起点在FFFF5H单元。需要这一段时，键入D FFFF:5。
24.2 引导过程
在PC机上，ROM驻留在FFFF0H开始的位置。开机后，处理器进入重置状态，设置所有的存储器单元为0，对存储器执行奇偶校验，以及设置CS为FFFF[0]H，IP为0。所以第一步要执行的指令在FFFF：0，它指向BIOS的入口。BIOS也在40[0]:72H存储了一个值1234H来通知后继操作Ctrl+Alt+Del(重启动)不执行加电自检。
BIOS检验各个端口来识别和初始化连接的设备，包括INT 11H(确定设备)和INT 12H(确定存储器的大小)。然后，在常规存储器的单元0开始，BIOS建立包含有中断例程地址的中断向量表。
紧接着，BIOS确定包含系统文件的磁盘是否存在，如果有，将执行INT 19H存取第一个磁盘扇区，该扇区含有引导程序加载程序。这个程序是一个临时的操作系统，在它加载存储器之后，BIOS例程把控制传递给操作系统。引导程序只有一个任务：把操作系统的第一部分装入内存。
24.3 BIOS数据区
BIOS在段地址40[0]H开始的低地址存储器保留了自己的256字节(100H)的数据区，该数据区包含有按反序字节排列的数据字段，它们按照偏移地址排列。
1.串行端口数据区
......
后面还有许多呢，看了很多，还是没搞明白。
其实我就想知道一件事：BIOS(或者我想问的应该是ROM)在机器启动以后有没有自己的地址？
如果没有，那怎么能用debug改CMOS密码呢？怎么能看到BIOS信息呢？如果有，那它在哪里呢？
157796045 2003-11-22 打赏举报 回复 有一本叫《BIOS技术剖析》的书专门讲这个内容 W32API 2003-11-22 打赏举报 回复 哪位同仁做过主板硬件设计的或者写过特定主板 BIOS 代码的来解释解释吧。。。
不然我总是觉得还差那么一点。。。 cai114 2003-11-21 打赏举报 回复 cpu先方问BIOS，
然后将BIOS的部分必要的装入内存。
当机器启动起来以后（指windows）你可以热拔插
W32API 2003-11-21 打赏举报 回复 改 CMOS 吧 fiveyes 2003-11-21 打赏举报 回复 好象明白点儿了，就是说，BIOS的大部分内容都被装入内存，可是内存里面的BIOS程序仍然与ROM里面的东东“保持联络”，所以下面这个改BIOS的方法就是通过改变内存里面的BIOS程序来改变ROM里的BIOS程序，是这样吗？
debug
-O 70 10
-O 71 ff
-q
solar 2003-11-20 打赏举报 回复 计算机启动完成就不在需要BIOS了,只有DOS才倚赖于BIOS W32API 2003-11-20 打赏举报 回复 TO：SoRoMan(lkl)
总算出来了。INTEL 架构下面能不能将 ROM 与 RAM 各自独立编址。 SoRoMan 2003-11-20 打赏举报 回复 1.ram比rom快。
2.rom的造價貴(大容量的),所以rom裡的bios代碼部分壓縮。
3.rom與ram統一編址。
除了boot block等，其它部分load到內存。即shadow.
ahjoe 2003-11-19 打赏举报 回复 启动前与启动后它都在那里，没挪动过。是作为存储器的一部分。 spbabyba 2003-11-19 打赏举报 回复 开始时被CPU访问,后来被装入内存 W32API 2003-11-19 打赏举报 回复 并不全部 asmisf 2003-11-19 打赏举报 回复 刚开始是cpu访问rom里的bios，然后rom中的代码被copy到内存中，这个过程有称为shadow，然后都是在memory中执行，也就是说bios chip里有的code总是存在的，但是我们启动时把它copy到内存。 fiveyes 2003-11-19 打赏举报 回复 怎、怎、怎么有两种答案？而且还是2比2？我晕了…… Tiangua 2003-11-19 打赏举报 回复 还是作为存储器的一部分,像内存一样拥有自己的地址,被CPU访问,ROM和ram是在同一个地址空间的。
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