下面开始进入系列博客的主线-Option ROM的开发。
我预备用3篇将这个问题说清楚。包括Legacy BIOS下的Oprom，以及如何搭建UEFI下Oprom，包含为了开发Oprom我所自制的几个工具。
我曾经有很长一段时间与Legacy BIOS的Option ROM打交道，在没有示例程序、没有人指点的情况下，苦苦探索，痛苦而又充实。
一切都从这个文档开始：
1 起源
刚毕业两年左右，公司计划开发一款物理隔离的主板。我们总工只有板卡类的开发经验，从来没有开发过这么复杂的产品，而且产品目标之一是修改ACPI的流程，一群人都没有相关经验，大眼瞪小眼。
硬件的工作暂时不论，软件都是由我负责。大概包括：
1) 作为协议中心的MCU固件代码，提供windows App与板块的通信通道，提供PCI Option ROM与板块的通信通道；
2) windows App，提供操作系统层的用户使用接口；
3) PCI Option ROM，提供底层的用户使用接口。
再深入讨论的结果，不能使用PCI Option ROM，因为需要增加一个近20块钱的WCH365，而且发现驱动代码不稳定。
最终只能考虑将Option ROM嵌入到BIOS中，同时用一款Cypress的芯片同时打通两个通信通道。
就这样，完全不具备相关知识（当时汇编语言也没学）的我，一头扎入了这个巨大无比的问题旋涡，一点点攻克路上遇到的各种问题，直到奇迹般地做出了第一个打印“Hello,world!”的Oprom。
2 探索和思考
我翻遍了南京的大小图书馆，以及我能找到的一切参考书。最终在母校图书馆的一本计算机杂志上看到，可以通过Cbrom.exe把BIOS文件提取出来。
我如获至宝，把那篇文章读了又读。而后在网络上找到一款名为bfdisk的工具，在介绍此工具的文章中，有这么一句话（图中标红处）：
就是这句话，让我找到了如何编写Oprom格式的依据。
当然，即便知道格式，也有非常多的问题需要解决。比如用汇编写代码、转换编译后的文件为ROM文件、图像编程的知识、各种外设访问的方法等等。
这个UEFI探索博客，其实与我当年做的事情是类似的，只是我现在知识比当时丰富得多，能很快进入UEFI的各种开发。
我像疯了一样拼命吸收新知识，那种灵魂燃烧的感觉现在都记忆犹新。真希望能一生都保持对新知识的渴望。
3 Option ROM格式
所谓Option ROM就是在位于PCI或者ISA设备上的只读存储器，因为这个存储器不是总线标准规定一定要实现的，所以叫Option ROM（可选实现的ROM）。
Option ROM里面通常存放着用于初始化该设备的数据和代码。显卡和网卡等设备上通常带有Option ROM。简单来说，在它的开始处，总是一个固定结构的头结构，称为PnP Option ROM Header。
在头结构的偏移18h和1Ah处可以指向另外两个结构，分别称为PCI数据结构和PnP扩展头结构（PnP Expansion Header），简称为PEH。PEH中有一个起到链表作用的Next字段（偏移06h，长度为WORD）用来描述下一个扩展结构的偏移。如图：
ISA ROM结构不需要完全按照以上的结构来编写。其中要注意的有两点：
1) 偏移2h处填写Option ROM的长度，其以2k为一个单位。即如果整个ROM代码为20k的话，填写0ah即可。
2) 整个ROM代码必须校验和为0。即从ROM的第一个字节直至最后一个字节，这些字节相加后的和必须为0。
如果BIOS检测到ROM代码符合pnp BIOS的规范，将使用FAR CALL调用偏移3h处的入口向量，控制权将转交给Oprion ROM代码。当然，为了正常将控制权返回给BIOS，在Option ROM代码的最后必须使用RETF，将控制权交出。
4 代码结构
了解到Option ROM的结构后，就可以进行编程了。需要注意，Option ROM在运行的时候，只能调用BIOS的中断。
考虑到结构的控制，以及库的链接问题和文件大小，最好使用汇编语言进行编写。使用汇编编译器将其编译成执行文件，并使用工具转换为符合要求的BIN文件。
典型的程序结构如下：
.MODEL TINY
.486
.CODE
ORG 0H
START:
DW 0AA55h ;扩展BIOS标志
DB 40h
Call Main ;Main为主程序入口
Retf ;控制权返回给BIOS
在Main函数中实现所需要的功能即可。
编译器使用MASM6.11，采用上述 ISA ROM模块的代码，并用Link /T链接obj文件，生成COM文件。然后按照PNP BIOS的要求，编写COM文件转换为字节校验和为0的BIN文件的工具程序，使用此工具程序将COM文件转换为BIN 文件。
之后，将bin文件嵌入到BIOS中，就完成了Option ROM的开发过程。
(待续…)
6,816 total views, 4 views today