bios是如何甦醒的
bios其實一直睡在某個地方，直到被喚醒……前面熱火朝天的說了bios的功能和內存佈局，似乎還沒說到正題上，bios是如何啓動的呢。因爲bios是計算機上第一個運行的軟件，所以它不可能自己加載自己，由此可以知道，它是由硬件加載的。那這個硬件是誰呢？其實前面已經提到過了，相當於是隻讀存儲器ROM，因爲它一直就睡在那裏不動。
大家知道，只讀存儲器中的內容是不可擦除的，也就是它不像動態隨機訪問存儲器DRAM那樣，掉電後，裏面的數據就會丟失。這種存儲介質是用來存儲一成不變的數據，當數據寫進去後，便與日月同輝，庭前坐看花開花落，不朽於天地萬物之間，哈哈，有點誇張了。
bios代碼所做的工作也是一成不變的，而且在正常情況下，其本身是不需要修改的，平時聽說的那些主板壞了要刷bios屬於例外。於是bios順理成章地便被寫進此ROM。ROM也是塊內存，內存就需要被訪問。此ROM被映射在低端1M內存的頂部，即地址0xF0000~0xFFFFF處，可以參考表1-1頂部的bios部分。只要訪問此處的地址便是訪問了bios，這個映射是由硬件完成的。
bios本身是個程序，程序要執行，就要有個入口地址才行，此入口地址便是0xFFFF0。最重要的一點來了，知道了bios在哪裏後，cpu如何去執行它，即cpu中的cs：ip值是如何組合成0xFFFF0的。如果大家不瞭解內存的分段訪問機制，可以參考第0章，裏面有講解cpu爲什麼分段方式內存。說正事，cpu訪問內存是用段地址+偏移地址來實現的，由於在實模式之下，段地址需要乘以16後才能與偏移地址相加，求出的和便是物理地址，cpu便拿此地址直接用了。這個“段基址：段內偏移地址”的組合是0xffff:0嗎？或者是0xF000:0xFFF0?或者是更奇葩一點的組合:0xFEEE:0x1110? 或者您想出的組合比我的還奇葩，好啦，不折磨大家了，還是說正事要緊。既然做爲第一個運行的程序都沒開始執行，自然就沒辦法用軟件搞定這件事了，還是得靠硬件支持才行。在開機的一瞬間，也就是接電的一瞬間，cpu的cs：ip寄存器被強制初始化爲0xF000:0xFFF0。由於開機的時候是處於實模式，再重複一遍加深印象，在實模式下的段基址要乘以16，也就是左移4位，於是0xF000:0xFFF0的等效地址將是0xFFFF0。上面說過了，此地址便是bios的入口地址。當我給出這個地址後，不知道大家意識到什麼沒有。bios是在實模式下運行的，而實模式只能訪問1M空間（20位地址線，2的20次方是1M）。而地址0xFFFF0距1M只有16個字節了（見表1-1除標題外的第一行），這麼小的空間夠幹嗎？bios又要檢測硬件、做各種初始化工作、還要建立中斷向量表……16字節的機器指令肯定幹不了這麼多事。也許有的同學會問，超過寄存器寬度會怎麼樣呢?比如0xFFFF0+16，這樣就溢出了，由於實模式下的寄存器寬度是16位，0xFFFF0+16已經超過了其最大值0xFFFFF。溢出的部分就會回捲到0，又會重新開始，即0xFFFF0+16等於0，0xFFFF0+17等於1。
既然此處只有16字節的空間了，這隻能說明bios真正的代碼不在這，那此處的代碼只能是個跳轉指令才能解釋得通了。好，既然心裏有了推斷，那咱們就來證明這個推斷正確與否。下圖是我在bochs中抓的圖，下面給大家分析一下這圖中的信息都代表什麼。
首先得承認，這張圖有點超前了，這是在有了MBR後才能抓到的，否則會提示boot failed: not a bootable disk，而我們還沒有MBR，還沒有寫主引導記錄。先不管這張圖是怎麼來的啦，反正大家馬上就能夠在自己的虛擬機裏看到這張圖了，大概還有1柱香的工夫，可能是很長的那種香^—^。大家先注意框框中的內容。一共有3個，最上面左邊第1個標有cs:ip的那個框，cs寄存器的值是0xf000，ip寄存器的值是0xfff0，也就是段基址0xf000，段內偏移地址0xfff0，這個組合出來的地址便是0xffff0，這是處理器下一條待執行指令的地址。這與上面所說的bios入口地址是吻合的。另外，因爲cs和ip寄存器中存儲的是下一條要執行的指令，目前還沒有執行，也就是說，當前還沒有執行bios，這是機器剛開機的那一刻。這一刻還是值得慶祝的，因爲即使是計算機行業的同學都很少看到這一刻，何況我們讓這一刻停了下來，成爲永恆。
按理說，既然讓cpu去執行0xFFFF0處的內容（目前還不知道其是指令還是數據），此內容應該是指令才行，否則這地址處的內容若是數據而不是指令，cpu硬是把它當成指令來譯碼的話，一定會弄巧成拙鑄成大錯。現在咱們又有了新的推斷，物理地址0xFFFF0處應該是指令，繼續探索。繼續看第二個框框，裏面有條指令jmp far f000:e05b,這是條跳轉指令，也就是證明了在內存物理地址0xFFFF0處的內容是一條跳轉指令，我們的判斷是正確的。那cpu的執行流是跳到哪裏了呢？段基址0xf000左移4位+0xe05b，即跳向了0xfe05b處，這是bios代碼真正開始的地方。
第三個框框cs:f000，其意義是cs寄存器的值是f000，與我們剛剛所說的加電時強制將cs置爲f000是吻合的，正確。接下來bios便馬不停蹄的檢測內存，顯卡等外設信息，當檢測通過，並初始化好硬件後，開始在內存中0x000~0x3FF處建立數據結構，中斷向量表IVT並填寫中斷例程。
好了，終於到了接力的時刻，這是這場接力賽的第一棒，它將交給誰呢，咱們下回再說。