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。”

我想知道这个地址(FFFF0H)是内存的地址 还是主板BIOS地址?
我自己是这样想的:
1、系统硬件(系统bios、显卡bios、内存.....)的编址是把他们放在一起统一分配地址(即一个占用一段)?
2、还是 只给内存编址了 而其他硬件在内存地址中相应占据一段范围?
还是其他方式 ?这些地址是怎么个关系?

还有 如果不插内存 或是内存坏了 还能找到上边的那个地址吗?


回答:

0~640KB 基本内存
640KB~1MB 上位内存(这个区域的地址分配给ROM,相应的384KB的RAM被屏蔽掉。所谓的影子内存技术,就是把ROM内容读取到对应地址的RAM中,以后系统就从RAM中读取数据,而不是从原来的ROM读取数据,从而提高速度。)
1MB~ 扩展内存

注:

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,参阅本书后面的内容)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(rong:全局描述符表、中断描述符表)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(注1)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(rong:F000H左移4位F0000H,然后A20~A31置1。),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。


注1

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段寄存器分为可见部分与不可见部分:可见部分就是那个16位的寄存器,而不可见部分包括基址、限长、属性等关键字段。
跨段寻址是根据段寄存器的不可见部分计算的。

实模式下:
给一个段寄存器赋值时,
对于不可见部分的基址字段,设为那个16位段地址左移4位的值。
对于不可见部分的限长字段,设为FFFF。
对于不可见部分的属性字段,根据寄存器的不同(CS/SS/DS/ES/FS/GS)设置不同的属性。
保护模式下:
给一个段寄存器赋值时,用该选择子对应的描述符给于不可见部分赋值。

这样做的好处:
寻址部件不需要考虑实模式/保护模式区别,直接可以从不可见部分得到关键数据,同时还可以提高效率。
在CPU复位时,它是直接初始化段寄存器的不可见部分的。