小華的部落格: 純手工打造你自己的x86 BIOS(4)

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星期三, 12月 19, 2007

純手工打造你自己的x86 BIOS(4)

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。

4 則留言:

匿名 提到...

Harrison, 你所有的code都是在同一asm file,同一个segment吗?能否详细说一下如何把第一条jump指令定位到想要的位置?

小華的部落格 提到...

我文章內已經把主要的code寫出來了,第一條指令是透過JMP COLDBOOT跳躍過去的!

而我的code是在同一個Segment內沒錯,因為我的code並沒有大於64k,宣告方式如下:

code SEGMENT PARA PUBLIC USE16 'CODE'
;TODO : Put your code here...
code ENDS

AAA 小喇叭 提到...

hello, this seems be instersting web blog.

I had have look for such stuff long time ago, the only tutorial was about written by someone in Indonesia for the award BIOS.

now this is the 2nd one but mostly for AMI BIOS.

cheers.

匿名 提到...

感謝大德無私的分享,使用的POST card為PCI或是LPC介面,只要改變南橋GCSR的bit 2就可以了,是嗎?