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标题: 关于POST过程和CPU首地址的个人理解！~ [打印本页]
作者: confucian 时间: 2015-6-3 00:08
标题: 关于POST过程和CPU首地址的个人理解！~
本帖最后由 confucian 于 2015-6-3 11:55 编辑
最近刚从迅维学完手机回来，暂时没找到事做，闲着无聊想着研究下BIOS合成，分离。走遍各大论坛，查阅了大量资料后，发现BIOS合成没学会，反而对ＰＯＳＴ过程及ＣＰＵ首地址有了更深刻的理解，经过整理作为前一阶段学习总结和大家分享一下！不当之处请各位看官指正，一起学习，共同进步！
1、 CPU寻址模式：
实模式（real mode ）20位寻址，A20#信号就是这个模式的标志，在 实模式下，物理地址=段地址*16+偏移地址 。
Big Real Mode（32位寻址，介于实模式和保护模式之间，也正因为有此模式，才使得CPU在POST阶段能有超过1M的寻址能力）
保护模式：32位寻址，此模式可以粗略理解为在操作系统下CPU的寻址方式。具体的可以百度，此模式不在本章讨论范围！~
关于首地址FFFF_FFF0H（X86架构CPU复位后会将CS：FFFF 0000 EIP：FFF0; X86地址结构比较复杂，已经不是物理地址*16+偏移地址这么简单了。关于CPU首地址FFFFFFF0 ：见新的IA32&64手册，第8章 CHAPTER 8PROCESSOR MANAGEMENT ANDINITIALIZATION
而早前的8086 CPU在reset后会把指令段寄存器CS：FFFF，指针寄存器IP:0000。这是设计CPU时的内部结构决定的，CPU规定在任何时刻都从CS：IP指向的地址，取代码执行！~也就是说8086 CPU 复位后会从FFFF：0000（物理地址FFFF0H）处取指令。而这个地址必定指向BIOS ROM。即使CPU升级到X86架构，为了向下兼容，在POST前仍沿袭这种方式。这个用IDA反汇编BIOS.bin文件可以看到FFFF0处就是BIOS第一条 far jmp指令。换句话说，你想找BIOS第一条指令，就用IDA找FFFF：0000
现在问题来了，首地址究竟是FFFF FFF0H还是FFFF0H呢？？大家都知道0~FFFFFFFFH表示的是4G的空间：FFFF FFF0H则表示4G最高位地址减去16字节！0~FFFFFH表示的是1M的空间：FFFF0H则表示1M最高位地址减去16字节。而我们的BIOS ROM 有的仅为512K，最大的仅为8M，还有2M，4M的！那以上的首地址是如何定位BIOS 里第一条指令的？
这里就需要依靠南北桥去解码了，而解码后的地址必为 BIOS ROM最高位地址减16字节，即2M/4M BIOS的地址为1FFFF0/3FFFF0。这也就是为什么BIOS都是从文件的后面开始执行的的原因！~
由此可见，首地址这个概念对于不同器件有不同理解：
对于CPU来说是FFFF FFF0H（有资料说CPU在执行第一条转跳指令之后，就会进入实模式寻址，这个要实物验证才知道）
对于内存来说是FFFF0H（当然，在刚开始寻址的时候内存还没初始化，但是等BIOS的bootblock模块执行完后，把BIOS COPY到内存里时，那在内存里首地址就为FFFF0H）
对于BIOS来说是 ROM的最高地址减16字节！
关于转跳指令：因为不管首地址是FFFF FFF0H还是FFFF0H或者是1FFFF0/3FFFF0，剩下的都只有16字节的空间，根本不足以放POST的代码，所以必须得有一条指令去给CPU的CS：IP寄存器重新赋值，让CPU转跳到能真正取得POST代码的地方，而这个地址必定在1M的范围内（多数BIOS为E05B这个地址），只有这样CPU才能进入实模式寻址！~~
PSOT过程：
CPU取到第一条指令转跳到E05BH之后，接下来会做什么呢？？此章以award BIOS 分例（awrad已和Phoenix 合并）
PS：CPU进入实模式寻址，A20#低电平（未经验证）
1、首先会初始化CPU，更新CPU微码。大家都知道，在设计产品的时候或多或少都有留有BUG，早期的intel CPU是没有CPU微码的，所以一旦发现产品出现BUG就要大量回收。。后来为了弥补这些损失，设计人员想出用微码来确决BUG。让CPU在初始化之后先自我修复一下。（没有CPU微码有时会出现一会奇怪的问题，这也是有人说有的4代换CPU后要刷BIOS。当然也有可能是EFI文件的问题，这个还要深入研究一下）
2、初始化芯片组（南北桥）的寄存器
3、初始化EC
4、record_CPU_type_COMS：这里不太明白，看字意好像是记录CPU的COMS类型？？
5、如果没重新进入SLP x，就接着初始化内存：意思大概就是此时南桥仍然在S0状态，就初始化内存。在此之前南桥会通过SMB总线读取内存信息，此时示波器打SMB有波形了
6、基本内存检测，并把BIOS copy进内存：此时用示波器打内存AD线开始有波形了，如果POST在此中断，你会发现波形一闪而过（闪一下就没了）
7、解压BIOS： BIOS在内存里不是一次解压完的，，而是用到哪个模块再解压哪个模块
8、此时bootblock模块执行完毕，开始POST（上电自检） ，此时内AD线有大量波形，正常跳变2-3次变成一个有规律，并且相对简单的波形，表示自检 过显卡了（当然也要看示波器的时基怎么调的）
作者: luobr1988 时间: 2015-6-3 07:50
没看的懂哦，啥意思
作者: YLL 时间: 2015-6-3 09:41
再接再厉。。。
作者: confucian 时间: 2015-6-3 09:42
多谢杨老师鼓励~！
作者: confucian 时间: 2015-6-3 09:51
再看看，重新编辑过了
作者: windlovetao 时间: 2015-6-3 09:54
逛了各大论坛都无法学会BIOS合成？有这么困难吗，我记得当时老师只教了不到半小时就学会了
作者: confucian 时间: 2015-6-3 09:57
方向走错了！~~逛着逛着就去研究BIOS内部结构~！害得我还拿汇编语言学了一遍（只学了一半）！~~感觉研究BIOS，对硬件底层的认识会更深刻
作者: huhaju 时间: 2015-6-3 10:34
没有多大实际意义，我也看了好多这样的资料，在维修中意义不是很大，因为你要找的故障基本就是那几个东西
作者: confucian 时间: 2015-6-3 10:40
感觉了解一下对，有复位不跑码，或者跑码中断，跑码不显或者死机类故障。还是有点实际意义的！~而且让你对一些CPU，和桥里的信号有更深的理解。因为这些信号工作的时候都是有一定的逻辑关系，不是说你翻译一下datasheet就能看明白的！~
感觉pci规范，和ACPI有空的时候看看中文版的，大概了解一下很好！~
作者: huhaju 时间: 2015-6-3 10:51
是 的，以前有这个热情去研究这些，现在没有热情了，修多了，人变懒了
作者: confucian 时间: 2015-6-3 10:55
呵呵，我现在也是没事做，闲得蛋疼研究下，就当做充充电吧。。
作者: confucian 时间: 2015-6-3 11:01
现在想研究一下，CPU具体会在收到什么信号的情况下会关闭FSB。。从目前获得的资料来说，CPU的工作状态不对，会关闭FSB。宕机也会关闭FSB。。。但搞不清楚是宕机才关闭FSB，还是关闭FSB才宕机。
作者: 152916623 时间: 2015-6-3 11:10
又一位大神横空出世了，我等顶礼膜拜啊
作者: confucian 时间: 2015-6-3 11:15
呵呵，话不是这样说！~一般大神都不会拿这些来出讨论，只有我们这种学得半懂不懂的，才想拿出来讨论一下
！~~
话说我到大神境界也藏着掖着了~！！
作者: 加勒比i7 时间: 2015-6-3 11:44
赞一个 学习了
作者: huhaju 时间: 2015-6-3 17:41
对于这些研究不是我们这些一般的维修人员可以研究透的，对于总线本身而言应该不存在关闭不关闭吧，应该是正常不正常
作者: wchj5120 时间: 2015-6-16 07:39
研究这个真没实际意义，等你修机器的时候 都用不上，
作者: shunfenglang 时间: 2015-6-16 08:04
分析的不错太详细了, 谢谢分享 很有用
作者: luman1233 时间: 2015-6-16 08:47
看不懂写得啥
作者: 月饼 时间: 2015-7-1 08:01
研究精神可嘉
也欢迎多多发表研究作品
不过我也当年学晕了，觉得对维修意义不大，所有很快忘记了
什么A20#，什么跳转，还用单步卡根据每一步研究跑到什么地址位出错。。。唉全部忘光了
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