圖
中可以看到整個BIOS ROM Image file是1MB ,其中64k是EC code另外64k是BIOS code,然後擺放在1MB
檔案中的位置就如上圖所示,其餘空白的地方我都是填00h/ffh (須看BIOS ROM Spec中說明空白是00h/ffh)
總結:
●MyBios.asm 負責CPU 第一條指令以及組態CPU 模式還有設定Port 80h的輸出並且輸出一個99h 到Port 80h
●EC.bin EC的BIOS Code,由EC BIOS工程師撰寫,我只是拿來用而已
●Build.exe 會先產生一個1MB 空白的BIOS ROM Image,然後把上面兩個bin file塞到先前產生的1MB 空白BIOS ROM Image,並固定其擺放位址,而擺放時並沒有考慮任何File System的架構問題,而是直接塞。
●MyBIOS.ROM 產生出的MyBIOS.ROM就是要用來燒入到BIOS part中的檔案,也就是類似一般大家在Flash BIOS時的那個檔案。
C:\> Flash.exe /all MyBIOS.ROM
上面是一般大家使用某個Flash Utiltity 時會打的一些指令,因為工具不同所以參數也不同,不過相同的是都會有一個BIOS ROM Image file(例如MyBios.ROM)
另
外這邊有點不ㄧ樣的地方在於我沒有自己寫Flash Utility(我們BIOS裝在EC Controller下,而我又懶的看EC
Spec),所以沒辦法像上面方式使用某個工具去更新 BIOS ROM,況且你們如果要實驗相同的東西,Flash
Utiltiy也不能共用,所以這部份有興趣的人就自己研究一下你們公司內是怎樣撰寫這部份的工具。
而我的燒錄方式是採用EC Controller提供的燒入器,所以直接點選我的MyBios.ROM就可以燒進去BIOS Part了,而這部份也不多做說明。
由於整個實驗我才花了1.5天時間(0.5天寫Build.exe + 1天寫MyBios.asm),所以很多地方沒考慮進去,希望各位有其他意見請告訴我,謝謝!
在前面兩篇文章中的描述中其實大家就應該可以知道我的實驗環境由幾個部份所組成,所以我這邊假設 "如果我是ㄧ個BIOS Vendor",我將會如何描述我前面所說的那些部分。
在我的實驗中,整個BIOS Build Environment 我們可以得知如同下圖的架構,我在後面將分別對這些部份做ㄧ個簡單的說明。
1.Source code : 這就是我的MyBios.asm,只有一個檔案,ㄧ般我會放在某個目錄內,大家可以想一下如果擴充成7000多個檔案的時候,你會放同一個目錄嗎? 如果分類你要如何分? 如果修改,你要直接改嗎? 還是採用什麼方式去覆蓋?
2. Build Settings : 我使用的是MASM,而他在我的C:\MASM,假如你是利用makefile產生結果,那麼你就會需要設定一些工具的路徑,組譯或是編譯的程式是哪ㄧ個,參數為何...等。
3.Build Tools : 像我提到的Build.exe就是我自己寫的,用來輔助建立BIOS Image時所使用,所以當你的環境越來越大的時候,所使用的Tools可能就不只一個。
4.Build : 當上面的部分都結合在一起後,就可以產生出結果,ㄧ般我們可以利用makefile 方式把上面步驟都結合在一起,然後就可以方便的產生出結果。
5.BIOS Image : 在我的實驗中,產生的結果就是MyBIOS.ROM。
結論:
實
驗中大家可以發現,其實BIOS
vendor所提供的環境基本的本質很簡單,只是當你在實做的時候你會遇到一些問題,而你在解決這些問題的時候不知不覺整個架構就會越來越複雜,因此當我
們接觸到一個成熟的BIOS Build environment時,就會需要了解更多的東西以便我們更能夠駕馭BIOS vendor所提供的環境。
前
面這幾篇文章大致上描述出BIOS Build
Environment的基本架構,所以當你想要寫一個BIOS然後提供給別人一個環境去撰寫BIOS時,其基本本質大概就是這樣,後面的文章中我會繼續
介紹實際上MyBIOS.asm 中我們該撰寫什麼後我們才能夠在Port 80h 的7段顯示器上顯示99h。
上ㄧ篇文章我已經針對我的實驗做了敘述,這裡我就針對實際上我的程式碼撰寫的內容做一個介紹。
在
程式碼的撰寫中,其實我只有使用了簡單的C語言跟組合語言語法,重點是要讓大家知道,其實BIOS跟一般的Boot
Loader寫法沒什麼不同,只是PC上面的BIOS需要考慮的事情比一般的Boot Loader還多很多,因此程式碼 size可以大
到1MB甚至是2MB (ㄧ般Boot Loader不可能這麼大),所以我有機會玩一個這麼大的Boot Loader也真是很榮幸的啦!
廢話不多說,我就先針對我前面提到的Build.exe 內的程式碼說明;
底
下是我的Build.c 內的程式碼片段,其實我就只有使用到fopen() 、fputc()
...等基本的函數去讀寫一個檔案,所以可以很容易的把我組譯好的MyBIOS.bin 跟EC.bin
塞進去同一個檔案內,做法其實很簡單,就是像我下面做法一樣,先利用fopen()開啟檔案,然後在把你要的資料寫進去檔案,只是寫的時候你要考慮
file offset 位置的問題,因為當你燒錄到BIOS
part中的時候,CPU是會固定重FFFF_FFF0h的位址讀取第一條指令,因此你要像我前面說的一樣,把MyBios.bin放在固定的位址中。
//建立一個空白的MyBIOS.ROM , 裡面資料都是00h
void show_help(void)
{
printf("Build.exe v1.0.0 by Harrison Hsieh \n");
printf("===========================================\n");
printf("/C Init MyBIOS.ROM \n");
printf("/B [EC] [BIOS] Add Rom \n");
printf("Output : MyBios.ROM \n");
}
void InitBiosROM(char *argv[])
{
FILE *fo;
long i;
if ((fo = fopen (BiosRom, "wb")) == (FILE *) NULL)
{
exit(1);
}
for(i=0 ; i<= BIOSSIZE ; i++) //1MB
{
fputc(0x00,fo);
}
/* All done, close the file */
fclose (fo);
}
在說明完Build.c內的做法後,接著說明MyBIOS.bin 內的程式碼撰寫;
其實在MyBios.asm 中,我只有做4 件事情:
1. 設定好FFFF_FFF0h的第一條指令
2.開啟BigReal Mode (因為我要設定ICH9的RCRB內的暫存器,所以要開啟)
3.設定ICH9內的暫存器,把所有Port 80h的訊號轉送到LPC介面(我的Post card走LPC界面,所以要設定)
4.輸出99h 到Port 80h(所以LPC介面上面的Post card就會顯示99h)
底下是我的MyBIOS.asm 內的程式碼片段:
COLDBOOT:
CLI
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 1. Enable big real mode
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
JMPREG di,Make4GBSegmentDI
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 2. Set RCRB base address
;; 3. Config ICH9 Register
;; 4. Out 99h to Port 80h
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
....
mov dx, 0cfch
mov eax,RCRB_BaseAddr
out dx, eax
....
and BYTE PTR es:[esi], NOT (04h) ; RCRB+xxxxh bit 2=0 Output to LPC
....
fPostCode:
mov al,099h
mov dx,80h
out dx,al
jmp fPostCode ;無窮回圈ㄧ直顯示99h
...
...
wbinvd ; ...begins here on power up
PUBLIC POWER
POWER:
JMP COLDBOOT ; first jump
DB '11/14/07',00,00,00 ; My release marker
以上就是我撰寫的程式碼內容的說明,其實沒有用到什麼特別的東西,如果說比較難的部份大概就是如何把程式碼塞到正確的位址吧。
總結:
純手工打造你自己的x86 BIOS 文章(1)~(4)
在這邊就做一個結束,在這幾篇文章中的實驗我主要是要幫助剛入門的BIOS新手去了解整個BIOS
vendor提供的BIOS環境架構以及實際上BIOS code撰寫的第一步,因為很多東西都是入門的第一步比較難。
還記得ㄧ年前我剛入行的時候,我們學長跟我說寫BIOS最簡單的方式就是自己把一個BIOS寫到能開機你大概就已經學會了,雖然我離能自己寫到開機還有一
段距離,不過在學習的過程中也學到了很多東西,因此當初會想自己純手工寫一個能讓x86 CPU執行一段BIOS
code的環境也是希望能幫助更多BIOS入門時遇到挫折的朋友 ^^Y。
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