前言

BIOS（basic input/output system)是计算机启动后执行的第一个功能代码，BIOS的功能简单的总结就是，提供基本的输入/输出功能，引导操作系统，其中基本输入、输出功能比如键盘、显示器、硬盘的操作。这些功能的是如何实现，之前一直会有些困惑，本文简单的做个分析总结。

疑问

我们知道BIOS的设计体量是尽可能小的，但是功能却一点都不简单，因为涉及到很多外围硬件的功能调用，注意，这里说的是功能调用，并没有特制硬件初始化。在做单片机程序开发时，也有很多的外围操作，针对外围设备的操作，一般是要程序员编写外围设备驱动、然后再编写外围功能的调用函数(API)，这部分工作有两个特点：
（1）外围硬件有很多种，即便是相同功能的外围硬件也会有不同的厂家。不同厂家的外围驱动也是有些细节不同的，BIOS的体量本身是很小的，肯定不能像“驱动精灵”一样，包罗万象的把所有硬件厂家的外围驱动都做了。
（2）外围的功能API代码也是很复杂的，比如最常见的 显示屏操作，我们知道显示器的操作时一件非常复杂、繁琐的工作。
综上，最大的疑问是：BIOS代码体量很小，它是如何适配多种厂家的外围接口驱动和功能呢？

答案

BIOS只会为一些简单的外围设备（内存、蜂鸣器等）提供初始化代码和简单的功能调用代码，并填写中断向量表，其他有很多功能是由外部设备接口自己创建的。

  • 首先：每个外围设备接口，包括各种板卡，如网卡、显卡、键盘接口电路、硬件控制器等，都是有自己的只读存储器（ROM），类似BIOS芯片，这些ROM中提供了它自己的功能调用例程，以及本设备的初始化代码，按照规范约定，前两个单元的内容是 0x55 和 0xAA，第三个单元是本 ROM 中以 512 字节为单位的代码长度；从第四个单元开始，就是实际的 ROM 代码。
  • 其次：从内存屋里地址A0000开始，到FFFFF结束，有相当一部分空间是留给外围设备的，如果外围设备存在，那么，它自带的ROM会映射到分配给她的地址范围内。
  • 在计算机启动期间，BIOS 程序会以 2KB 为单位搜索内存地址 C0000～E0000 之间的区域。当
    它发现某个区域的头两个字节是 0x55 和 0xAA 时，那意味着该区域有 ROM 代码存在，是有效的。
    接着，它对该区域做累加和检查，看结果是否和第三个单元相符。如果相符，就从第四个单元进入。
    这时，处理器执行的是硬件自带的程序指令，这些指令初始化外部设备的相关寄存器和工作状态，
    最后，填写相关的中断向量表，使它们指向自带的中断处理过程。
  • 应用程序通过中断指令int调用BIOS的功能服务。

总结

BIOS自己本身，并不会包括所有外围设备的初始化和功能调用代码，这些功能都是外围设备厂商自己编写，然后存放到他们自己的ROM中，因为有地址映射的约定，BIOS可以直接将服务的调用，指向外围硬件的功能服务代码出，这样就实现了，BIOS不需要包罗万象，体积可以很小，就能实现功能多样。