查看“BIOS”的源代码

BIOS（Basic Input/Output System）的创建是为了向早期的PC系统程序员提供通用的低级服务。
基本目标是：对操作系统和应用程序隐藏（尽可能多地）PC型号和硬件的变化，
并且使操作系统和应用程序开发更容易（因为BIOS服务处理了大部分硬件级接口）。

这些BIOS服务仍在使用（特别是在启动期间），通常称为“BIOS功能”。（译者注：这里的BIOS functions不再翻译为“函数”，因为它们在BIOS里不是通过传统语言传参的方式调用的，而是通过设置寄存器和软中断的方式调用的。）
在[[Real Mode|实模式]]中，可以使用[[Assembly|汇编]]语言通过[[software interrupts|软件中断]]轻松访问它们。

==BIOS功能==

要访问BIOS功能，通常需要将AH[[CPU Registers x86| CPU寄存器]]（或AX或EAX）设置为特定值，然后执行一个INT机器操作码。 AH（或AX，或EAX）中的值与所选的特定中断编号相结合，就会请求调用特定的中断的BIOS功能。 (其它CPU寄存器不仅用于保存功能的“参数”，通常还保存功能调用的返回值。)

所以通过说明中断号和选择功能的AH（或AX，或EAX）值来展示BIOS功能列表是最方便的。 本文在讨论中也以这种方式提及特定BIOS功能。 例如
INT 0x13，AH=0是重置硬盘或软盘的BIOS功能。

注：INT和AH值始终以十六进制表示法列出。 在使用BIOS功能时，在INT操作码中意外使用十进制值是非常常见的错误来源。

在某种程度上，BIOS功能是按中断号组织的：
* INT 0x10 = 视频显示功能（包括VESA/VBE）
* INT 0x13 = 大容量存储（磁盘、软盘）访问
* INT 0x15 = 内存大小功能
* INT 0x16 = 键盘功能

有关BIOS功能的详细列表，请访问[[RBIL]]。

不幸的是，个人电脑行业从来都不善于维护标准。 因此，每个PC制造商和每个BIOS制造商都随机组合了新的BIOS功能。 还可能“拦截Hook”这些中断中的任何一个，并插入模拟原BIOS功能的额外功能。 早期的PC硬件和软件制造商经常这样做。 因此，最终出现了数以千计的BIOS功能(或模拟功能)。 RBIL列表非常庞大，并且大部分都充满了仅在与某些完全过时的计算机、BIOS或硬件或软件结合使用时才起作用的功能。

===共同功能===

不幸的是，RBIL并没有明确指出哪些BIOS功能是“通用的”（从某种意义上说）。 通用功能的要求是那些功能总是可用的，并且每个人都要使用的。 这在一定程度上是因为“标准”BIOS功能随着时间的推移而增长，所以如果你追溯到足够远的时间，你通常会发现一台计算机几乎不支持任何特定的BIOS功能。
但肯定有一套是目前大多数操作系统中常用的。

* INT 0x10, AH = 1 -- 设置光标
* INT 0x10, AH = 3 -- 光标定位
* INT 0x10, AH = 0xE -- 显示字符
* INT 0x10, AH = 0xF -- 获取视频页面和模式
* INT 0x10, AH = 0x11 -- 设置8x8字体
* INT 0x10, AH = 0x12 -- 检测EGA/VGA
* INT 0x10, AH = 0x13 -- 显示字符串
* INT 0x10, AH = 0x1200 -- 交替打印屏幕
* INT 0x10, AH = 0x1201 -- 关闭光标模拟
* INT 0x10, AX = 0x4F00 -- 视频内存大小
* INT 0x10, AX = 0x4F01 -- 获取模式信息呼叫
* INT 0x10, AX = 0x4F02 -- 选择VESA视频模式
* INT 0x10, AX = 0x4F0A -- VESA 2.0保护模式接口


* INT 0x11 -- 硬件检测

(有关这些BIOS功能调用的更多详细信息，请参见 [[ATA_in_x86_RealMode _(BIOS)| ATA使用BIOS]])
* INT 0x13, AH = 0 -- reset floppy/hard disk
* INT 0x13, AH = 2 -- read floppy/hard disk in CHS mode
* INT 0x13, AH = 3 -- write floppy/hard disk in CHS mode
* INT 0x13, AH = 0x15 -- detect second disk
* INT 0x13, AH = 0x41 -- test existence of INT 13 extensions
* INT 0x13, AH = 0x42 -- read hard disk in LBA mode
* INT 0x13, AH = 0x43 -- write hard disk in LBA mode


(see [[Detecting Memory (x86)]] for more detail on these BIOS function calls)
* INT 0x12 -- get low memory size
* INT 0x15, EAX = 0xE820 -- get complete memory map
* INT 0x15, AX = 0xE801 -- get contiguous memory size
* INT 0x15, AX = 0xE881 -- get contiguous memory size
* INT 0x15, AH = 0x88 -- get contiguous memory size


* INT 0x15, AH = 0xC0 -- Detect MCA bus
* INT 0x15, AX = 0x0530 -- Detect APM BIOS
* INT 0x15, AH = 0x5300 -- APM detect
* INT 0x15, AX = 0x5303 -- APM connect using 32 bit
* INT 0x15, AX = 0x5304 -- APM disconnect


* INT 0x16, AH = 0 -- read keyboard scancode (blocking)
* INT 0x16, AH = 1 -- read keyboard scancode (non-blocking)
* INT 0x16, AH = 3 -- keyboard repeat rate


===汇编开发提醒===

每个BIOS功能（如RBIL中所述）都有一组特定的“结果”寄存器。 除了列出的那些寄存器之外，BIOS功能应该完美地保留所有其它寄存器值。 早期版本的Bochs (2.3以下) 对此有一个小问题。 所有32位扩展寄存器（即EBX、ECX）的下半部分都得到了适当的保留，但一些寄存器的上半部分被破坏。

BIOS功能本身永远不会崩溃。如果出现任何错误，他们将：
* 几乎总是设置进位标志(使用JC进行测试)，
* 有时返回 “ah = 0x86 (不支持的功能)”，
* 有时返回“ah=0x80（无效命令）”
* 或者(对于有严重缺陷的BIOS)返回时不做任何更改。

尽量始终检查这些返回，因为在许多情况下，BIOS功能可能返回有效(但非常错误)的数据，而不是错误代码。

== 保护模式下的BIOS ==

不幸的是，在[[Protected mode|保护模式]]中，几乎所有BIOS功能都不可用，尝试调用它们会导致异常或不可靠的响应（因为处理“段”值的方式不同）。 但是，一些较新的服务(如SMBios、PCI、PnP或VBE)提供与32位保护模式兼容的接口。

如果在CPU切换到保护模式后必须使用实模式BIOS功能，那么请参阅 [[Virtual 8086 Mode|虚拟8086模式]]，或者退出保护模式，并立即返回 [[Real Mode|实模式]]。 这两种方法都有严重的问题，所以任何对BIOS的调用都应该在物理设备已通过代码编程之前完成，因为：

* BIOS调用可能使用中断，这意味着你需要转发IRQ或将PIC映射回其原始配置。
* BIOS调用可能会访问你已经配置的设备-尤其是PIT和PIC
* BIOS调用可以自行进入保护模式以访问MMIO寄存器，这超出了虚拟8086模式的限制。
* 在实模式下，你无法管理中断，并且你的驱动程序可能会因为丢失中断而卡住。
* 在实模式下，你无法控制时间，性能和安全性保证。

唯一的设备是视频BIOS，它通常不与主板捆绑在一起，因此也不能依赖BIOS服务。 大多数当前的操作系统（无论是商业操作系统还是业余操作系统）都使用v8086监视器或仿真器来支持没有本地驱动程序的图形设备。因此，许多BIOS都已针对这种设置进行了测试。

==长模式下的BIOS==

就像在[[Protected Mode|保护模式]]中一样，[[Long Mode|长模式]]中也无法使用BIOS功能。 不幸的是，没有[[Virtual 8086 Mode|虚拟8086模式]]来挽救这种情况。 必须立即切换到[[Real Mode|实模式]]，或模拟CPU并通过软件解释操作码。 后一种方法的所有必要信息都可以在Intel和AMD文档中找到。

==来自BIOS的其它信息==

从BIOS中获得的大多数有用信息将来自调用BIOS功能。 但是，其它地方还可以获取少量的附加信息。

一些BIOS检测/状态结果存储在[[Memory Map (x86)#BIOS Data Area .28BDA.29| BIOS Data Area]]中。

还有一些附加信息保存在[[CMOS]]芯片中。

== 另见 ==

=== 文章===
* [[Real Mode OS Warning]]
* [[DMI]]

=== 论坛主题 ===
* [[Topic:23125|ASM example code about how to call BIOS function from Long Mode (by switching into RM and back again)]]

=== 外部链接 ===
* [[wikipedia:BIOS | BIOS on Wikipedia]]
* [http://www.ctyme.com/intr/int.htm http://www.ctyme.com/intr/int.htm]
* [http://classiccomputers.info/down/IBM_PS2/documents/PS2_and_PC_BIOS_Interface_Technical_Reference_Apr87.pdf 1987 IBM BIOS Technical Reference]

[[Category:X86]]
[[Category:BIOS]]
[[Category:Firmware]]
[[de:Basic Input Output System]]