笔记本开机原理

从按下开机键开始,机器是如何开到OS的呢?今天这篇文章和大家极少EC-BIOS-OS的整个开机流程。首先大家要对笔记本的基本架构有所了解,基本架构如下图所示(主要组成部分为大写黑体内容)。

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一、按下PowerButton按钮,首先是最底层的ec芯片会侦测到开机按钮的变化,然后开始跑上电时序G3-S5,S5-S0,如下图所示这是个EC开机时序,我只截取了S5-S0的代码

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二、以Intel平台为例,如果ec开机时序完整执行完后,且CPU的PLT_RST_N信号Assert后,才开始轮到BIOS执行代码。对于BIOS工程师而言,大家都知道BIOS Post 过程无非分为SEC-PEI-DXE-BDS-TSL五个阶段,但是ec时序跑完到SEC阶段,乃至于SEC阶段的代码是怎么执行的呢?其实CPU刚启动的时候,它是从BIOS ROM 中执行的代码,CPU为了找到它,硬件进行了一系列转换工作,这个过程也就是Shadow(映射)。

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具体来讲,再CPU上电的时候Programmable Attribute Map(PAM) 寄存器缺省值会把0xD0000到0xFFFFF 的“内存decode”消息传递给DMI,同样也会把0XFFFD0000-0xFFFFFFF的Memory Decode传递给DMI ,这段内存区间也可以称为Reset Vector 。注意看红色虚线Core1作为BSP(仅举例),它在PAM范围内Memory Dcode 会转给DMI,再通过DMI总线传递到南桥PCH,PCH会把MemoryDecode 的消息传递给SPI Contorller,它会把它翻译成SPI的封包放到SPI总线上;然后从BIOS ROM中读到数据源后再原路返回给到CPU
这种操作,对Core1来说是透明的,它在Reset Vector 上开始运行程序和在普通内存上并没有什么不同,只是速度慢些。需要强调的是,保存BIOS的Flash,是一块NOR Flash,它是支持字节寻址的,可以“原地执行代码”,而不需要加载到某块内存中执行。因为其实这个时候,内存还没有进行初始化,所以这一特性很重要。
总结起来就是如下几点
1、CPU上电后,内核Core需要Reset Vector的代码,它把该地址放到地址总线上。
2、memory Decode的这块空间通过DMI总线发送给南桥
3、南桥的SPI控制器缺省decode这块地址空间,通过SPI总线问FLASH芯片索要内容
4、SPI芯片响应请求,返回内容。
5、SPI控制器相应请求,当二传手返回内容。
6、DMI控制器,当三传手返回内容。
7、CPU内核收到指令,开始解码执行。

这样一个64B的信息有了,直到运行下一个64B,循环往复。可以看到的是并没有人加载整个BIOS,而是一点点通过地址decode慢慢运行的,这个过程叫做Shadow。然后就是大致了解下BIOS的如下几个阶段的具体作用。

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三、加载OS
值得了解MBR分区是什么

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主引导记录位于磁盘的第一个逻辑区、即LBA0位置
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