Boot Block introduction

A.學習目標 (Boot Block)

a. 瞭解Boot Block扮演的角色

B.大綱Boot Block

1. What is Boot Block?

2. Boot Block main function block diagram

3. Boot Block POST Flowchart

4. Introduction to the AFUDOS

C. Boot Block

C.1. what is Boot Block?

Definition:

It is also a stand alone block in the ROM which allows the end users to recover the BIOS ROM in case of damages.

(Power failure during flash update)

Summary: Boot Block = minimum BIOS + crisis recovery

Boot Block 是配合EEPROM的架構出現的產物。

PC用的 EEPROM 在 top block有個獨立控制的write protect功能。

BIOS vendor利用這種架構，規劃Boot Block區域。可以利用這個硬體保護機制，來做一些應用。

比方可以用來修復更新失敗的BIOS。會用到Boot Block的情況是，假設使用者在 更新BIOS期間，

PC被切斷了電源，這樣BIOS是處於壞掉的情況(更新失敗)。

如果Boot Block沒有被破壞掉的話，則Boot Block可以做到最精簡的開機，幫助你再次更新BIOS。

至於怎樣修復更新BIOS，跟Book Block能做到怎樣的開機，就要看各家的做法。

有些Book Block有點亮螢幕，有些沒點亮螢幕，不過通常是開到Dos之下，

然後配合光碟/usb隨身碟裡面的BIOS rom檔，再次更新到正確的BIOS。

Q:比較一下沒有Boot Block的BIOS ROM做法?

Power on時CPU第一個code read一定是FFFFFFF0；

在那邊有放一個jmp指令(因為 FFFFFFF0~FFFFFFFFh只有16-byte空間，無法放很多code)，

CPU會再跳到其他固定的地方，若這固定的地方放的是Boot Block code，則先跑 Boot Block，

否則是進入BIOS entry point (BIOS entry point就是POST code一開始的地方，

而他的第一條指令都是cli，且位址是固定的，也就是F000:E05B，legacy BIOS基本上都是這樣設計。)

C.2. Boot Block main function block diagram

 

上面是兩種BIOS的block diagram，可以看得出來，大部分的Block都可以自己分配，

只有Boot Block 大家都會盡量把他放在第一個區塊(legacy BIOS 設計)。

下圖是可以看一下boot block包了哪些功能，但其實這些功能是看各家怎樣設計的。

比方不一定要點亮VGA，也不一定要support光碟機，都是有用到才加進去的概念。

別忘記了，這只是救援用的，所以當然越小越好，只要能達成開機，再次更新BIOS就好。

 

 

Note : 名詞解釋一下

If the BIOS were to assign resources to each PnP device on every boot, two problems would result. First, it would take time to do something that it has already done before, each boot, for no purpose. After all, most people change their system hardware relatively infrequently. Second and more importantly, it is possible that the BIOS might not always make the same decision when deciding how to allocate resources, and you might find them changing even when the hardware remains unchanged.

ESCD is designed to overcome these problems. The ESCD area is a special part of your BIOS's CMOS memory, where BIOS settings are held. This area of memory is used to hold configuration information for the hardware in your system. At boot time the BIOS checks this area of memory and if no changes have occurred since the last bootup, it knows it doesn't need to configure anything and skips that portion of the boot process.

ESCD is also used as a communications link between the BIOS and the operating system. Both use the ESCD area to read the current status of the hardware and to record changes. Windows 95 reads the ESCD to see if hardware has been changed and react accordingly. Windows 95 also allows users to override Plug and Play resource assignments by manually changing resources in the Device Manager. This information is recorded in the ESCD area so the BIOS knows about the change at the next boot and doesn't try to change the assignment back again.

The ESCD information is stored in a non-volatile CMOS memory area, the same way that standard BIOS settings are stored.

C.3. Boot Block POST Flowchart

下圖是早期A牌的BIOS的Boot Block 開機流程，因為他比較簡單易懂，所以就拿來參考一下。

可以看到只initialize一些需要用到的設備而已，然後就開到dos之下的crisis disk。

(這邊算check sum的點跟後來的BIOS有些不同，所以可以跳過不看沒關係)

 

 

C.4. Introduction to the AFUDOS

我比較熟悉的是AMI 的BIOS 所以在這邊介紹一下我常用的AFUDOS.

Summary

(1). AFUDOS is a BIOS update/flash utility with a command line interface.

(2). AFUDOS is supported by MS-DOS environment

(3). System BIOS should have the followings:

a. AMIBIOS CORE version 8.xx.xx.

b. SMIFlash eModule with “8.00.00_SMIFlash-1.00.07” label or later.

c. Token: SDSMGR_IN_RUNTIME = ON.

d. Token: SMI_INTERFACE_FOR_SDSMGR_FUNC = ON.

(4). We can copy the AFUDOS.EXE executable file to any storage location accessible by the host system and then run AFUDOS in command prompt.

AFUDOS 是一個 BIOS 更新工具，屬於“BIOS flash tool”類，使用 MS-DOS 的命令行介面。
使用物件必須為 AMIBIOS 核心 7.xx 或 AMIBIOS8，舊的 AMIBIOS 系統支援 AMIFLASH.COM 程式。
當然EFI的BIOS也是有AFUDOS for EFI BIOS，所以使用時要注意自己的版本是不是正確的。

Usage

AFUDOS <BIOS ROM File Name> [Option 1] [Option 2]...

AFUDOS <Output BIOS File Name> <Commands>

AFUDOS /M<MAC Address>

AFUDOS /MAI

基本的指令格式

Rules:

Any parameter encolsed by < > is a mandatory field.

Any parameter enclosed by [ ] is an optional field.

<Commands> cannot co-exist with any [Options].

Main BIOS image is default flashing area if no any option present.

[/C], [/Q], [/REBOOT], [/X], [/Ln] and [/S] will enable [/P] function automatically.

If [/B] present alone, there is only the Boot Block area to be updated.

If [/N] present alone, there is only the NVRAM area to be updated.

If [/E] present alone, there is only the Embedded Controller block to be updated.

If [/E] and [/ECUF] co-exist, [/ECUF] will be no function.

If [/Kn] present alone, there is only non-critical block to be updated.

When [/Ln] is co-exist with [/C], [/C] will be no function.

[/M] can be used as a command for backward compatible

Commands:

/O - Save current BIOS into file

/U - Display ROM file's ROMID

/Ln - Refer to Options: /Ln

/M - Refer to Options: /M

/MAI - Disaply System ROM and ROM file's MA information.

/HOLE: - Update specific ROM Hole according to given name.

/HOLEOUT: - Save specific ROM Hole according to given name.

/D - Verification test of given ROM File without flashing BIOS.

/EC - Flash EC firmware BIOS (Refer to OFBD Spec)

/NCB - Flash NCB Area (Refer to OFBD Spec)

/NCBOUT - Output NCB Data according to given name.

Options:

/P - Program main BIOS image

/B - Program Boot Block

/N - Program NVRAM

/C - Destroy CMOS checksum

/E - Program Embedded Controller Block

/K - Program all non-critical blocks

/Kn - Program n'th non-critical block only(n=0-7)

/Q - Silent execution

/REBOOT - Reboot after programming

/X - Don't Check ROM ID

/S - Display current system's ROMID

/Ln - Load CMOS defaults:(n=0-3)

L0: Load current optimal

L1: Load current failsafe

L2: Load optimal from ROM file

L3: Load failsafe from ROM file

/M - Update bootblock MAC address if it exists

Example: /M1234ABCD will update MAC to 1234ABCD

/R - Preserve ALL SMBIOS structure during NVRAM programming

/ECUF - Update EC BIOS when newer version is detected.

/SHUTDOWN - Shutdown after programming.

命令行模式的用法和示例（AFUDOS 和 AFUWIN）：
用法: AFUWIN <ROM 檔案名> [選項 1] [選項 2]... 
              或

       AFUWIN <輸入或輸出檔案名> <命令>
              或
      AFUWIN <命令>

命令:                                                                    
/O - 保存當前 BIOS 到文件                                        
/U - 顯示 ROM 檔的 ROMID                                       
/Ln - 參考選項: /Ln                                               
/M - 參考選項: /M                                                
/MAI - 顯示系統 ROM 和 ROM 檔的 MA 資訊                          
/HOLE: - 根據給出的名稱更新具體的保留區 ROMHole                      
                 NewRomHole1.BIN /HOLE:RomH1                                 
/HOLEOUT: - 根據給出的名稱保存具體的保留區 ROMHole                      
                 NewRomHole1.BIN /HOLE:RomH1                                 
/D - 不刷寫 BIOS 情況下，驗證測試給出的 ROM 檔                 
/EC - 刷寫嵌入式控制器 EC 固件 BIOS（參考 OFBD 說明）             
/NCB - 刷寫非關鍵塊 NCB 區域（參考 OFBD 說明）                     
/NCBOUT - 根據給出的名稱輸出 NCB 資料                                 

選項:                                                                    
/P - 刷寫 BIOS 主程序映射                                        
/B - 刷寫引導塊 BootBlock                                        
/N - 刷寫非易失隨機訪問記憶體 NVRAM                              
/C - 清除 CMOS 校驗和                                            
/E - 刷寫嵌入式控制器 EC 塊                                      
/K - 刷寫所有非關鍵塊 NCB                                        
/Kn - 僅刷寫第n個非關鍵塊 NCB（n=0-7）                            
/Q - 靜默執行                                                    
/REBOOT - 刷寫後重新啟動                                              
/X - 強制刷寫，不檢查 ROM ID                                     
/S - 顯示當前系統的 ROMID                                        
/Ln - 載入 CMOS 預設值: （n=0-3）                                 
            L0: 載入當前優化值 Load current optimal                     
            L1: 載入當前安全值 Load current failsafe                    
            L2: 從 ROM 檔載入優化值                                   
            L3: 從 ROM 檔載入安全值                                   
/M - 更新引導塊 Bootblock MAC 位址（若存在）                     
     例: /M1234ABCD 將更新 MAC 為 1234ABCD                     
/R - 在 NVRAM 刷寫時保留所有 SMBIOS 結構                         
/ECUF - 發現新版本時更新嵌入式控制器 EC BIOS                        
/SHUTDOWN - 刷寫後關機    

Examples

Examples on how to update BIOS using the command prompt are shown in following:

來點範例。

Goal: Save current BIOS ROM to file

把現在ROM上的 BIOS 保存到磁碟。

Command: AFUDOS <BIOS ROM File Name> /O

Screenshot: Fig. 2.1

Fig. 2.1 Save current BIOS ROM to file

Goal: Get and display ROM ID from BIOS ROM file

秀ROM ID

Command: AFUDOS <BIOS ROM File Name> /U

Screenshot: Fig. 2.2

Fig. 2.2 Get and display ROM ID from BIOS ROM file

Goal: Update main BIOS image only

更新BIOS的主程式區

Command: AFUDOS <BIOS ROM File Name> /p

Screenshot: Fig. 2.3

Fig. 2.3 Update main BIOS image only

D. Reference

AMIBIOS ROM Utilities User Guide