ROM BIOS的启动问题（转）

1.机器加电时，内存控制器还没有初时化，内存是不可用。
2.机器加电时，对CPU的指令的解码不是北桥，CPU发出的地址被传递到南桥并由FHW(Firmware

Hub)解码到BIOS ROM芯片(Flash)。在加电时一直到引导进程初，BIOS的E段(0xE0000~0xEFFFF)和F

段(0xF0000~0xFFFFF)和4G内存顶端的对应段0xFFFE0000~0xFFFEFFFF和0xFFFF0000~0xFFFFFFFF都

被FWH解码到BIOS的ROM芯片的两个64区域。即在启动阶段访问0xE0000~0xEFFFF和

0xFFFE0000~0xFFFEFFFF是同一个BIOS区域，访问0xF0000~0xFFFFF和0xFFFF0000~0xFFFFFFFF是同

一个BIOS区域。
3.机器加电时，CS段寄存器值为0xF000,EIP值为0x0000FFF0，但CPU的取的地址是段寄存器不可见

的部分(影子寄存器)加上偏移部分，此时影子寄存器的值为0xFFFFFFF0。所以CPU执行的第一条指

令是0xFFFFFFF0(复位向量),通常在BIOS ROM对应的指令是一个跳转指令JMP F000:E05B，当取出跳

转完成后，由于CS段的影子寄存器刷新并重新加载，下一条指令地址是0xFE05B。不过这条指令仍

然从BIOS ROM里取得。
4.关于shadow BIOS，BIOS程序通常是压缩的，在系统初始化阶段，BIOS会解压BIOS Image到RAM中

，然后编程北桥控制器对0xE0000~0xFFFFF置为write only，这样对该区域的写被传递到DRAM里，

然后把解压的BIOS拷贝到E段和F段。最后重新编程北桥控制器对0xE0000~0xFFFFF置为read only。
对于PCI ROM BIOS，BIOS会把每个卡上的ROM拷贝到0xC0000~0xDFFFF然后执行他们的初时化代码。
5.BIOS ROM可以很大，但不都是可执行的，如含有ACPI Table等，开始解压到0xE0000~0xFFFFF只

是其中一部分，在启动过程中还需要从BIOS ROM解压代码到RAM中，并覆盖其中不需要的代码。这

个就好像BIOS ROM是硬盘(不过可用直接访问)，真正执行的代码在RAM中一样。硬盘可以很大但RAM

小，这也就是程序的局部性原理。

首先一个概念要先区分一下，我认为这个是问题的关键。即，这里的4G末端是个映射，所指向的不是RAM，而是BIOS ROM，这时的BIOS根本没有被拷贝。

为什么这样说。有几点原因：1）此时MCH没有参与地址地址访问，而内存还未初始化，此时RAM不可用 2）从TOP_SWAP的讲述来看，此时ICH的A16被invert，所有访问0xFFFF0000 ~ 0xFFFFFFFF的访问变成对0xFFFE0000~0xFFFEFFFF的访问。我认为这里A16就是一个地址线引脚，所谓invert就是被拉低了。所以这时ICH在参与地址访问。3）还是老原因，实模式无法寻址到4G。

综上3个原因，我认为问题“JMP要跳转到的位置是在高地址（4G末端）Flash Rom BIOS中还是在低地址（1M末端）的shadow BIOS呢？”的实际解释是：0xF0000~0xFFFFF 和0xFFFF0000~0xFFFFFFFF都是指向BIOS ROM的两个映射而已，BIOS的拷贝只有一份，在BIOS ROM里，这两个映射都指向它。所以无论跳转到哪儿，都是指向BIOS ROM，在跳转后CS被flush掉，这个时候使用低地址映射执行BIOS代码。

所以在这个过程中根本就没有RAM的参与，所谓4G末端只是个地址空间上的概念，BIOS也没有被拷贝。