Электронная библиотека книг Александра Фролова и Григория Фролова.
 
Библиотека
Братьев
Фроловых
Электронная библиотека книг Александра Фролова и Григория Фролова.
Библиотека системного программиста
Программирование на JAVA
ПК. Шаг за шагом
Другие книги
Восстановление данных
Антивирусная защита
Статьи для
программистов
Пользователю компьютера

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

© Александр Фролов, Григорий Фролов
Том 33, М.: Диалог-МИФИ, 1997, 304 стр.

[Назад] [Содеожание] [Дальше]

Конфигурация в памяти CMOS

Как мы уже говорили, энергонезависимая память CMOS используется в современных компьютерах для хранения текущей конфигурации аппаратных средств. Эта память состоит из набора ячеек, доступ к которым для чтения и записи выполняется через порты ввода и вывода с адресами 70h и 71h.

Процедура чтения ячейки памяти CMOS состоит из двух шагов. На первом шаге программа записывает в выходной порт с адресом 70h номер ячейки, из которой необходимо прочитать информацию. На втором шаге программа читает содержимое данной ячейки из входного порта с адресом 71h:


int nCellContent;
outp(0x70, nCell);
nCellContent = inp(0x71);

Запись данных в ячейку памяти CMOS выполняется аналогично, только после записи номера ячейки в порт 70h программа должна записать новое значение для этой ячейки в порт с адресом 71h:


outp(0x70, nCell);
outp(0x71, nNewValue);

В памяти CMOS хранится текущее время и дата, сведения о конфигурации системы, результат тестирования при включении питания и другая информация, приведенная ниже:

Адрес ячейки

Содержимое

00h - 0Dh

Используются часами реального времени

0Eh

Байт состояния диагностики при включении питания

0Fh

Байт состояния отключения

10h

Тип НГМД

11h

Зарезервировано

12h

Тип НМД (если меньше 15)

13h

Зарезервировано

14h

Конфигурация оборудования

15h - 16h

Объем основной памяти

17h - 18h

Объем расширенной памяти

19h

Тип первого НМД (если он больше 15)

1Ah

Тип второго НМД (если он больше 15)

1Bh - 20h

Зарезервировано

21h - 2Dh

Зарезервировано

2Eh - 2Fh

Контрольная сумма ячеек 10h - 20h

30h - 31h

Объем расширенной памяти

32h

Текущее столетие в двоично-десятичном коде (19h для 19-го столетия)

33h

Различная информация

34h - 3Fh

Зарезервировано

Рассмотрим подробно назначение отдельных ячеек CMOS-памяти.

00h - 0Dh - область часов реального времени

Ячейки с адресами 00h - 0Dh используются часами реального времени. Часам реального времени будет посвящена отдельная глава, поэтому сейчас мы не станем останавливаться на этих ячейках.

0Eh - байт диагностики

Байт диагностики (расположенный в памяти CMOS по адресу 0Eh) содержит результаты выполнения диагностики при включении питания компьютера. Выполнив анализ содержимого байта 0Eh, программа может выявить неисправность НМД, часов реального времени, разрядку аккумулятора и ошибки в конфигурации. Приведем формат этого байта:

Бит

Описание

0-1

Не используется, равно 0

2

0 - неправильная установка часов реального времени;

1 - часы реального времени установлены правильно

3

0 - НМД исправен;

1 - неисправность НМД, невозможно загрузить операционную систему с жесткого диска

4

0 - размер оперативной памяти указан правильно;

1 - фактический размер оперативной памяти не соответствует указанному в памяти CMOS

5

0 - конфигурация указана правильно;

1 – ошибка в конфигурации системы, фактическая конфигурация не соответствует указанной в байте конфигурации оборудования (ячейка 14h)

6

0 - контрольная сумма памяти CMOS правильная;

1 - ошибка в контрольной сумме памяти CMOS

7

0 – аккумулятор, питающий память CMOS, исправен и заряжен;

1 - разрядка аккумулятора выше нормы

0Fh - байт отключения

Байт отключения 0Fh используется процессорами 80286, 80386, 80486 и Pentium для определения способа возврата из защищенного режима в реальный после аппаратного сброса.

Вы, вероятно, знаете, что эти процессоры могут работать либо в реальном режиме, который соответствует режиму работы процессора 8086, либо в защищенном. Защищенный режим работы используется такими операционными системами, как Microsoft Windows, IBM OS/2 и UNIX. В этом режиме процессор может непосредственно адресовать всю память, лежащую выше границы 1 Мбайт.

Подробное рассмотрение защищенного режима работы мы привели в 6 томе «Библиотеки системного программиста», который так и называется – «Защищенный режим процессоров Intel 80286/80386/80486». Здесь же мы только кратко расскажем о переходе процессора 80286 из реального режима в защищенный и обратно для иллюстрации использования ячейки памяти CMOS с адресом 0Fh.

Для перевода процессора 80286 из реального режима в защищенный можно использовать специальную команду LMSW:


mov   ax,1
lmsw  ax

Разумеется, двух строк, приведенных выше, недостаточно для правильной работы процессора в защищенном режиме.

Для того, чтобы вернуть процессор 80286 из защищенного режима в реальный, необходимо выполнить аппаратный сброс (отключение) процессора. Это можно сделать следующим образом:


mov   ax, 0FEh  ; команда отключения
out   64h, ax

Перед выдачей команды отключения программа должна записать в ячейку 0Fh памяти CMOS причину отключения:

Значение

Причина отключения

0

Программный сброс при помощи комбинации клавиш <Ctrl-Alt-Delete> или неожиданный сброс. Выполняется обычный перезапуск системы, но процедура тестирования при включении питания не запускается

1

Сброс после определения объема памяти

2

Сброс после тестирования памяти

3

Сброс после обнаружения ошибки четности в оперативной памяти

4

Сброс с запросом перезагрузки

5

После сброса перезапускается контроллер прерываний, затем управление передается по адресу, который находится в области данных BIOS с адресом 0000h:0467h

6, 7, 8

Сброс после выполнения проверки работы процессора в защищенном режиме

9

Сброс после выполнения копирования блока памяти из основной памяти в расширенную

0Ah

После сброса управление немедленно передается по адресу, взятому из области данных BIOS с адресом 0000h:0467h

Для перевода процессоров 80386, 80486 и Pentium из реального режима в защищенный и обратно можно использовать загрузку специального управляющего регистра CR0 обычной командой MOV. Однако будет работать и метод, основанный на применении команды LMSW и команды отключения.

Вы можете использовать сведения о команде отключения для организации программного перезапуска системы.

10h - тип накопителей НГМД

Младшая и старшая тетрады этого байта описывают, соответственно, второй и первый НГМД:

Значение

Емкость НГМД

0000

НГМД не установлен

0001

360 Кбайт

0010

1,2 Мбайт

0011

720 Кбайт

0100

1.44 Мбайт

11h - зарезервировано для IBM PC/AT, тип НМД для IBM PS/2

В компьютерах IBM PS/2 ячейки памяти CMOS с адресами 11h и 12h используются для хранения типа, соответственно, первого и второго НМД.

12h - тип первого и второго НМД

Этот байт разделен на две тетрады аналогично байту, описывающему НГМД. Однако в тетраде можно закодировать только 16 различных значений, а типов НМД значительно больше. Поэтому тип 15 используется специальным образом - если тип НМД в младшей тетраде (первый физический НМД) равен 15, то правильное значение типа находится в памяти CMOS по адресу 19h. Аналогично для второго физического НМД этот тип можно взять из байта по адресу 1Ah (если старшая тетрада байта с адресом 12h равна 15).

Таблица стандартных типов НМД была приведена в третьей книге первого тома, в разделе, посвященном конфигурации дисковой подсистемы. Кроме того, сведения о типах дисков, задаваемых программой BIOS Setup, обычно есть в документации, поставляемой вместе с компьютером.

В современных компьютерах установлены НМД с интерфейсом IDE или SCSI.

В первом случае тип диска устанавливается равным 47. Это означает. Что фактические параметры диска хранятся в старших ячейках памяти CMOS, номера которых зависят от изготовителя и версии BIOS.

Тип НМД с интерфейсом SCSI задается как 1 или 0. Фактические параметры НМД определяются BIOS, расположенной в контроллере SCSI.

13h - зарезервировано

Эта ячейка памяти CMOS зарезервирована.

14h - конфигурация оборудования

В этом байте находится информация о количестве установленных НГМД, о наличии арифметического сопроцессора, а также о типе видеоадаптера, подключенного к системе. Приведем формат байта конфигурации:

Бит

Описание

0

1 - в системе установлены НГМД;

0 - НГМД не используются

1

1 - установлен арифметический сопроцессор;

0 - арифметический сопроцессор не установлен

2-3

не используются, равны 0

4-5

Тип видеоадаптера и видеорежим:

00 - не используется или EGA;

01 - CGA, EGA, VGA в режиме 40x25;

10 - CGA, EGA, VGA в режиме 80x25;

11 – монохромный видеоадаптер

6-7

Количество установленных НГМД, уменьшенное на единицу;

00 – один НГМД;

01 – два НГМД;

10 – три НГМД;

11 – четыре НГМД

15h-16h - объем стандартной оперативной памяти

Ячейка 15h содержит младший байт, а ячейка 16h - старший байт объема основной памяти, например:

·       0100h – 256 Kбайт;

·       0200h – 512 Kбайт;

·       0280h – 640 Kбайт

17h-18h - объем расширенной памяти

Ячейки 17h и 18h содержат, соответственно, младший и старший байты размера расширенной памяти (расположенной выше границы 1 Мбайт) в килобайтах.

19h-1Ah тип первого и второго НМД

Эти ячейки содержат типы, соответственно, первого и второго НМД, если соответствующий тип имеет значение, большее 15 (см. описание ячейки 12h).

1Bh-2Dh - зарезервировано

Эти ячейки памяти CMOS зарезервированы.

2Eh-2Fh - контрольная сумма ячеек 10h - 20h

Для ячеек памяти CMOS с адресами от 10h до 20h при инициализации системы BIOS выполняет проверку контрольной суммы. Эта контрольная сумма хранится также в памяти CMOS в ячейках 2Eh и 2Fh (соответственно, старший и младший байты).

30h-31h - объем расширенной памяти

Ячейки 30h и 31h содержат, соответственно, младший и старший байты размера расширенной памяти (расположенной выше границы 1 Мбайт) в килобайтах.

Эта значение дублирует значение, записанное в ячейках с адресами 17h-18h.

32h текущее столетие

В компьютерах IBM PC/AT этот байт содержит текущее столетие в двоично-десятичном коде, то есть 19 столетие записано как 19h.

Компьютеры модели IBM PS/2 используют эту ячейку вместе с ячейкой 33h для хранения контрольной суммы ячеек с адресами от 10h до 31h. При этом старший байт контрольной суммы хранится в ячейке 32h, а младший - 33h.

33h - различная информация

В компьютерах IBM PC/AT этот байт используется программой BIOS Setup для собственных нужд.

34h-3Fh - зарезервировано

Это поле зарезервировано, однако вы можете использовать по своему усмотрению, например, хранить здесь пароль.

Другие ячейки памяти CMOS

Назначение описанных выше 64 ячеек памяти CMOS документировано и одинаково для BIOS различных изготовителей и различных версий. Тем не менее, есть исключения.

BIOS компьютера IBM PS/2 использует ячейку с адресом 37h для хранения номера текущего столетия. Ячейки 38h-3Fh в модели 50 компьютера IBM PS/2 используются для хранения пароля. Обращение к этим ячейкам выполняется по адресам 78h-7Fh, которые аппаратно отображаются на адреса 38h-3Fh.

Кроме того, имеются ячейки памяти CMOS с номерами, большими чем 3Fh. Их назначение зависит от изготовителя BIOS, поэтому обращайтесь к ним только в том случае, если у вас есть соответствующая документация.

Программа CMOSSHOW

Программа CMOSSHOW читает в массив первые 64 ячейки памяти CMOS и отображает содержимое некоторых из них:


	CMOS Show (C)A. Frolov, 1997
	
	RTC:              22 00 30 00 17 00 03 19 08 97 a6 02 00
	Diagnostics byte: 08
	Shutdown byte:    00
	Reserved:         00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
	Extended RAM:     16384 Kbyte

Отображаются ячейки часов реального времени RTC, о которых мы расскажем позже в отдельной главе, диагностический байт и байт отключения, зарезервированные байты. Кроме того, на основании информации, хранящейся в ячейках 17h и 18h программа вычисляет размер расширенной памяти, установленной в компьютере.

Исходный текст программы CMOSSHOW вы найдете в листинге 1.3.

Листинг 1.3. Файл cmosshow\cmosshow.c


	// =====================================================
	// Чтение и отображение ячеек памяти CMOS
	//
	// (C) Фролов А.В, 1997
	//
	// E-mail: frolov@glas.apc.org
	// WWW:    http://www.glasnet.ru/~frolov
	//            или
	//         http://www.dials.ccas.ru/frolov
	// =====================================================
	#include <stdio.h>
	#include <conio.h>
	#include <stdlib.h>
	
	int main() 
	{
	  unsigned char cmos[64];
	  int i;
	  unsigned long nExtRam;
	
	  printf("\nCMOS Show (C)A. Frolov, 1997\n\n");
	
	  // Читаем 64 ячейки CMOS-памяти в массив cmos
	  for(i=0; i<64; i++) 
	  {
	    outp(0x70,i);
	    cmos[i]=inp(0x71);
	  }
	
	  // Отображаем ячейки часов реального времени
	  printf("\nRTC:              ");
	
	  for(i=0; i<0xd; i++) 
	  {
	    printf("%02.2x ",(unsigned)cmos[i]);
	  }
	
	  // Отображаем состояние байта диагностики
	  // после включения питания
	  printf("\nDiagnostics byte: %02.2x",cmos[0xe]);
	
	  // Отображаем содержимое байта отключения
	  printf("\nShutdown byte:    %02.2x\n",cmos[0xf]);
	
	  // Отображаем содержимое зарезервированных ячеек
	  printf("Reserved:         ");
	  for(i=0x34; i<0x40; i++) 
	  {
	    printf("%02.2x ",(unsigned)cmos[i]);
	  }
	  
	  // Вычисляем объем расширенной памяти и отображаем
	  // его на консоли
	  nExtRam = ((unsigned long)cmos[0x18] << 8) + cmos[0x17];
	  printf("\nExtended RAM:     %ld Kbyte\n", nExtRam);
	    
	  getch();
	  return 0;
	}
[Назад] [Содеожание] [Дальше]


Создание интернет-магазинов: http://www.shop2you.ru/ © Александр Фролов, Григорий Фролов, 1991-2016