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  • 系统启动时,BIOS与影子内存_5

    问题:“当我们按下电源开关时,电源开始供电,芯片组撤去RESET信号,CPU马上就从地址FFFF0H处开始执行指令,这个地址在系统BIOS的地址范围内,无论是Award BIOS还是AMI BIOS,放在这里的只是一条跳转指令,跳到系统BIOS中真正的启动代码处。”

     

                           内存地址空间分布

     

    Shadow RAM也称为"影子内存",是为了提高计算机系统效率而采用的一种专门技术,所使用的物理芯片仍然是CMOS DRAM(动态随机存取存储器)芯片。Shadow RAM占据了系统主存的一部分地址空间。其编址范围为C0000~FFFFF,即为1MB主存中的768KB~1024KB区域。这个区域通常也称为内存保留区,用户程序不能直接访问。Shadow RAM的功能就是是用来存放各种ROM BIOS的内容。也就是复制的ROM BIOS内容,因而又它称为ROM Shadow,这与Shadow RAM的意思一样,指得是ROM BIOS的"影子"。现在的计算机系统,只要一加电开机,BIOS信息就会被装载到Shadow RAM中的指定区域里。由于Shadow RAM的物理编址与对应的ROM相同,所以当需要访问BIOS时,只需访问Shadow RAM而不必再访问ROM,这就能大大加快计算机系统的运算时间。通常访问ROM的时间在200ns左右,访问DRAM的时间小于100ns、60ns,甚至更短。

    在计算机系统运行期间,读取BIOS中的数据或调用BIOS中的程序模块的操作将是相当频繁的,采用了Shadow RAM技术后,无疑大大提高了工作效率。

    386之前与386之后,这个地址是不同的,但都在系统内存的最高 地址段。在386下为 FFFFFFF0H。因为CS段是16位的,EIP是32位的,为了得到一个32位地址,386给CS段增加了几个字段,这是隐藏的字段,系统可以通过 GDT,IDT将更改段选择子的字段,此时地址转换就不是 段地址左移4位 + 偏移地址,而是CS的Base字段+偏移地址。

    下面是一个例子

    当系统加电后,系统会复位。此时在386以前的系统下CS=F000H,IP=FFF0H,BIOS地址为段地址左移4位 + 偏移地址挤即 F0000H + FFF0H = FFFF0H

    在386以前系统可寻址范围为1MB即 00000H~FFFFFH

    在386下CS=F000H,IP=FFF0H,这是不变的,但是这时,CS中的内容为:
    Selector = F000H (这个就是你可以看到的那部分内容)

    这时隐藏的部分是不能用的,因为在实地址模式下,所以BIOS地址与386以前的地址一样,

    但是386可寻址范围为4GB 即 00000000H~FFFFFFFFH,如果以这个地址(000FFFF0H)作为BIOS地址的话,系统内存不连续,因此,386使用硬件置1的方式将A20~A31地址线置1,就变成FFFFFFF0H,并以此作为BIOS地址。

    这个置1的结果是,隐藏的部分的一个字段Base=FFFF0000H,这个操作不是由更改描述符表实现的,因为还没有进入保护模式,而且描述符表还没有 建立。这是硬件实现的,而且当进行一次段间跳转后,由于置1的结果就不能保存,因为硬件设计是从会将其置0,所以当执行完FFFFFFF0H处的指令 jmp ,Base=00000000H,这时,BIOS就使用1M以下内存。

     

    参考:

    http://blog.csdn.net/rongwenbin/article/details/18962057

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ant-colonies/p/6443443.html
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