BIOS基础调试(For HW).ppt

BIOS基础调试 内容简介 硬件基本访问方式PCIIRQRoutingPCIBusDecodeBIOS与Memory映射关机与重启Strap引脚 基本工具 RU DOS和Win98下访问硬件信息的工具SE 功能基本同于RU 运行于WinNT 2000 XP下 主板基本架构 硬件的基本访问方式 1 Memory2 I O3 ISAI O4 PCIConfigurationSpace绝大部分硬件的寄存器访问是通过以上方式中的一种或几种实现的 硬件的基本访问方式 Memory32位的CPU最大寻址可到4GB 可用Memory方式访问的设备 物理内存 PCI PCIX PCIE设备 FlashROM APIC ISA设备 南北桥内部寄存器等 注 插4GB物理内存真正可以使用的通常只有3GB多一些 硬件的基本访问方式 I O通常可访问的I O空间为0 0FFFFh 共64KB 可用I O方式访问的设备 PCI PCIX PCIE设备 ISA设备 LPC设备 南北桥内部寄存器等 硬件的基本访问方式 ISAI O典型设备为RTC和SuperI O的logicdevice RTC访问是通过70h 71h两个I OPort访问 SIO的logicdevice通过2Eh 2Fh或4Eh 4Fh来访问 具体I OPorts取决于硬件StrapPin设计 硬件的基本访问方式 PCIConfigurationSpace每个PCI设备的配置空间有256字节 每个PCI设备由Bus Device Function三个参数决定 Bus 由PCI设备所在桥的寄存器决定 Device 由PCI设备IDSEL引脚连接的AD号决定 Intel芯片是AD号 16 Function 单功能设备的Function为0 PCIDeviceConfigurationSpace以上3幅图片摘自PCI和PCItoPCIBridge规范 具体设备寄存器含义会有所不同 需要参考具体Datasheet 硬件的基本访问方式 除PCI配置空间外 PCI设备的其他寄存器会通过Memory或I O映射的方式来访问 具体地址取决于配置空间的BaseAddress寄存器 Intel南桥的UHCI和EHCIController分别对应I O和Memory映射 硬件的基本访问方式 Legacy 早期设备使用固定资源 比如COM LPT PS 2 ISA卡等 OS无法自动侦测到该设备 需要手动添加并且配置资源 随着PnPBIOS和ACPI的发展 板载的COM LPT PS 2等设备可以由BIOS把他们的资源提供给OS 不需要再手动配置资源 PnP PCI卡等设备 接入后OS可自动检测到 安装完驱动即可 不需要再配置资源 PCIIRQRouting 中断向量 内存地址0 3FFh这256个Dword分别对应0 0FFh共256个中断向量 IRQ IRQ0 7对应从Vector8到F IRQ8 15对应从Vector70h到77h 硬件中断发出后会立即转入相应的中断服务程序来执行 PCIIRQ PCI规范中规定PCI设备有INTA B C D 四个引脚 低电平有效 单功能设备通常只用INTA 多功能设备的每个功能使用哪个Pin取决于配置空间的offset3Dh 1 4分别对应A D PCIIRQRouting PIRQA H Intel南桥中断控制器通常引出8个引脚 每个PCI设备的INTA D 分别会连接到PIRQA H之一 通过BIOS的PCIIRQRoutingtable把硬件的连接方式通知给OS和上层软件 注 VIA或AMD的某些芯片组的中断控制器可能只引出4个引脚 如CS5536和686B PCIIRQRouting SerialIRQ COM LPT PS 2等LPC设备和ITE8888使用SerialIRQ来进行中断 硬件上通过一根引脚进行传输 实现的前提是该IRQ一定不能被PCI设备使用 PCIIRQRouting 板载额外的桥芯片时 桥后设备不需要BIOS提供IRQRoutingTable OS的Driver和硬件连线需符合PCIEtoPCI PCIX和PCItoPCI的规范 table8 1 摘自PCIEtoPCI PCIX桥芯片规范 table9 1 摘自PCItoPCI桥芯片规范 PCIBusDecode PositiveDecodeEnable 大部分PCItoPCI桥和PCIE桥属于此类 只响应Memory和I Obase Limit 声明范围内的寄存器访问 Subtractivedecode 一个系统中只能有一个Subtractive设备 对所有不在其他设备的正译码范围内的Memory或I O地址响应 PCIBusDecode ICH4 ICH5 这两个芯片集成的PCItoPCI桥可支持正译码和减译码 ICH6以后 南桥中的PCItoPCI桥仅支持减译码 其他芯片厂家的南桥 如CS5536和SB600 都与ICH6类似 仅支持减译码的南桥搭配ITE8888时 需要ITE8888设置为正译码 BIOS与Memory映射 X86架构CPU第一条指令指向FFFF 0000 PowerOnResetVector BIOSROM会把自己的一部分映射到如下Memory地址 BIOS与Memory映射 BIOS的Bootblock阶段Memory初始化之前 CPU指令主要从F000段的ROM中取 Memory初始化之后 剩余BIOS代码被复制到物理内存中 而F000和E000段的属性也被改回到物理内存 共后续BIOS和OS使用 关机与重启 PowerButton关机 非ACPIOS下按Powerbutton之后 会产生一个SMI CPU会进入BIOS预设好的代码中进行处理 最后会去写Sleeptype enable寄存器 从而实现关机 ACPIOS下 会产生一个SCI OS接下来按照BIOS提供的硬件信息来处理关机动作 PowerButtonOverride 持续按PowerButton约4秒左右 系统会无条件进入关机状态 这种关机是南桥自己的动作 没有通过SMI实现 绝大部分唤醒功能会无效 关机与重启 重启 ResetPin 对sys reset 输入低电平 南桥内部进行reset Ctrl Alt Del BIOS的中断服务程序处理后 最后转入0CF9h进行PLTRST KBCReset I Oport64h写入0FEh后 SIO发出KBRST给南桥的RCIN 南桥再发INIT 给CPU CPU接收到INIT 后会从PowerOnResetVector开始执行指令 此时的F000段由BIOS提供 最终仍会再次进行0CF9h的Reset Strap引脚 SWStrap 从ICH8开始Intel引入此概念 把Strap配置以一定的格式存入BIOSROM 上电时南