BIOS的基本概念与启动过程

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4、pyRRightt归jonnathaan所有，可可自由转载载，转载时时请保持文文档的完整整性。/*-*/1 基本概概念1.1 BBIOS(基本输入入输出系统统) BIIOS直接接与硬件打打交道，为为操作系统统提供控制制硬件设备备的基本功功能。 BIIOS分为为系统BIIOS(即即常说的主主板BIOOS)、显显卡BIOOS和其它它设备(例例如IDEE控制器、SCSII卡或网卡卡等)的BBIOS，其其中系统BBIOS是是控制计算算机的启动动的主要代代码。 BIIOS一般般被存放在在ROM(只读存储储芯片)之之中，即使使在关机或或掉电以后后，这些代代码也不会会消失。1.2 内内存地址 内存存每一个字

5、字节都被赋赋予了一个个地址，以以便CPUU访问。 最初初的80886处理器器能够访问问的内存最最大只有11MB(00FFFFFFH): 低端端640KKB被称为为基本内存存；A00000HBFFFFFH保留留给显示卡卡显存使用用；C00000HFFFFFFH则保保留给BIIOS使用用，其中显显卡BIOOS一般在在C00000HCC7FFFFH处，IIDE控制制器的BIIOS在CC80000HCBBFFFHH处，系统统BIOSS一般占用用了最后的的64KBB或更多一一点的空间间。1.3 MMBR 磁盘盘指的是硬硬盘、软盘盘、U盘、光盘等等等这种类型型的设备。 对每每个类型磁磁盘，都有有MBR和和

6、分区来组组织这个磁磁盘。 按照照标准，每每个磁盘可可以有最多多4各主分分区，1个个扩展分区区。扩展分分区上可以以分多个逻逻辑分区。 磁盘盘每个分区区的第一个个扇区是用用来存放特特别的信息息，比如引引导加载程程序，而不不用来存放放文件等信信息(每个个分区的第第一个扇区区无法通过过文件系统统来访问)。 注意意：MBRR不属于任任何分区。MBR除除了存放引引导加载程程序，还在在后64个个字节中存存放这个磁磁盘的分区区表。2 BIOOS启动过过程2.1 按按下电源开开关，电源源就开始向向主板和其其它设备供供电；此时时电压还不不太稳定，主主板上的控控制芯片组组会向CPPU发出并并保持一个个RESEET(

7、重置置)信号，让让CPU内内部自动恢恢复到初始始状态，但但CPU在在此刻不会会马上执行行指令；当当芯片组检检测到电源源已经开始始稳定供电电了(当然然从不稳定定到稳定的的过程只是是一瞬间的的事情)，它它便撤去RRESETT信号(如如果是手工工按下计算算机面板上上的Resset按钮钮来重启机机器，那么么松开该按按钮时芯片片组就会撤撤去RESSET信号号)；CPPU马上就就从地址FFFFF00H处开始始执行指令令。从前面面介绍可知知，这个地地址实际是是系统BIIOS的地地址范围，无无论是Awward BIOSS还是AMMI BIIOS，放放在这里的的只是一条条跳转指令令，跳到系系统BIOOS中真正正

8、的启动代代码处。2.2 系系统BIOOS的启动动代码首先先进行POOST(PPowerrOn Selff Tesst，加电电后自检)。 POOST的主主要检测系系统中一些些关键设备备是否存在在和能否正正常工作，例例如内存和和显卡等设设备； 由于于POSTT是最早进进行的检测测过程，此此时显卡还还没有初始始化，如果果系统BIIOS在进进行POSST的过程程中发现了了一些致命命错误，例例如没有找找到内存或或者内存有有问题(此此时只会检检查6400K常规内内存)，那那么系统BBIOS就就会直接控控制喇叭发发声来报告告错误，声声音的长短短和次数代代表了错误误的类型； 在正正常情况下下，POSST过程进

9、进行得非常常快，几乎乎无法感觉觉到它的存存在。 POOST结束束之后就会会调用其它它代码来进进行更完整整的硬件检检测。2.3 接接下来系统统BIOSS将查找显显卡的BIIOS。 前前面说过，存存放显卡BBIOS的的ROM芯芯片的起始始地址通常常设在C00000HH处，系统统BIOSS在这个地地方找到显显卡BIOOS之后就就调用它的的初始化代代码，由显显卡BIOOS来初始始化显卡。此时多数数显卡都会会在屏幕上上显示出一一些初始化化信息，介介绍生产厂厂商、图形形芯片类型型等内容，不不过这个画画面几乎是是一闪而过过。 系统统BIOSS接着会查查找其它设设备的BIIOS程序序，找到之之后同样要要调用这

10、些些BIOSS内部的初初始化代码码来初始化化相关的设设备。2.4 查查找完所有有其它设备备的BIOOS之后，系系统BIOOS将显示示出它自己己的启动画画面，其中中包括有系系统BIOOS的类型型、序列号号和版本号号等内容。2.5 接接着系统BBIOS将将检测和显显示CPUU的类型和和工作频率率，测试所所有的RAAM，并同同时在屏幕幕上显示内内存测试的的进度。可可以在CMMOS设置置中自行决决定使用简简单耗时少少或者详细细耗时多的的测试方式式。2.6 内内存测试通通过之后，系系统BIOOS将开始始检测系统统中安装的的一些标准准硬件设备备，包括硬硬盘、CDDROMM、串口、并口和软软驱等设备备，另外

11、绝绝大多数较较新版本的的系统BIIOS在这这一过程中中还要自动动检测和设设置内存的的定时参数数、硬盘参参数和访问问模式等。2.7 标标准设备检检测完毕后后，系统BBIOS内内部支持即即插即用的的代码将开开始检测和和配置系统统中安装的的即插即用用设备。每每找到一个个设备之后后，系统BBIOS都都会在屏幕幕上显示出出设备的名名称和型号号等信息，同同时为该设设备分配中中断、DMMA通道和和I/O端端口等资源源。2.8 到到这一步为为止，所有有硬件都已已经检测配配置完毕了了，多数系系统BIOOS会重新新清屏并在在屏幕上方方显示出一一个表格，其其中概略地地列出了系系统中安装装的各种标标准硬件设设备，以及

12、及它们使用用的资源和和一些相关关工作参数数。2.9 接接下来系统统BIOSS将更新EESCD(Exteendedd Sysstem Conffigurratioon Daata，扩扩展系统配配置数据)。ESCCD是系统统BIOSS用来与操操作系统交交换硬件配配置信息的的一种手段段，这些数数据被存放放在CMOOS(一小小块特殊的的RAM，由由主板上的的电池来供供电)之中中。通常EESCD数数据只在系系统硬件配配置发生改改变后才会会更新，所所以不是每每次启动机机器时都能能够看到“Updaate EESCD Succcesss”这样的信信息。不过过，某些主主板的系统统BIOSS在保存EESCD数数据

13、时使用用了与Wiindowws 9xx不相同的的数据格式式，于是WWindoows 99x在它自自己的启动动过程中会会把ESCCD数据修修改成自己己的格式。但在下一一次启动机机器时，即即使硬件配配置没有发发生改变，系系统BIOOS也会把把ESCDD的数据格格式改回来来。如此循循环，将会会导致在每每次启动机机器时，系系统BIOOS都要更更新一遍EESCD，这这就是为什什么有些机机器在每次次启动时都都会显示出出相关信息息的原因。2.10 ESCDD更新完毕毕后，系统统BIOSS的启动代代码将进行行它的最后后一项工作作：即根据据用户指定定的启动顺顺序从软盘盘、硬盘或或光驱启动动MBR。系统BIIOS

14、将读读取磁盘上上的主引导导记录MBBR，并放放入指定位位置(0 xx7c000)的内存存。然后BBIOS把把控制权交交给MBRR。主引导导记录由两两部分组成成：代码和和分区表。MBR代代码首先检检测其他代代码(如查查看是否有有55AAA有效效标记)，然然后从分区区表中找到到第一个活活动分区，读读取并执行行这个活动动分区的分分区引导记记录。MBR扇区区的数据结结构:字节偏移(十六进制制) 字字 节 数数 描 述述001BBD 4466 引引导代码1BE11CD 16 分分区表项111CE11DD 16 分分区表项221DE11ED 16 分分区表项331EE11FD 16 分分区表项441FE11FF 2 签签名值(555AA)分区表项数数据结构:偏移(十六六进制) 字节数 描描 述00000 11 可可引导标志志，0 x000 - 不可引导导；0 x880 - 可引导01033 33 分分区起始CCHS地址址04044 11 分分区类型05077 33 分分区结束CCHS地址址080BB