详解BIOS里面都有什么？

人物和情节完全虚构，纯属加戏，请勿对号入座。前传在这里：内存系列一：快速读懂内存条标签

单位的小张自从上次深入学习了内存条的知识后，对计算机兴趣大增，从此没事就摆弄电脑的各种配件，慢慢地小有名气起来，人称计算机“小能手”。小伙的“研究”越来越深入，拼拼凑凑已经不能满足他装那个啥的需求了。这一天突发奇想，想DIY一个高级BIOS：“如果我的BIOS能够直接支持NTFS分区，那不是可以省掉UEFI分区了吗？一定大受欢迎！”想着，脸上不禁放出光来，开始脑补推出高级BIOS，挣一大笔钱，从此迎娶白富美，走上人生巅峰的画面。小张咽了咽口水，说干就干，立刻把桌子上的电脑大卸八块。但看到躺倒在桌子上无辜的主板，不禁拔剑四顾心茫然，从哪里开始呢？

不出意外，小张又来找我了。看到他崇拜的目光和恭维的话语，刚到嘴边的''都折现吧''被我吞了回去。好吧，老规矩，请喝一杯咖啡，带你装那个啥带你飞！半杯咖啡下肚，我虽然对他在数个TB的硬盘中节省一百来MB的主意不以为然，但还是为他出谋划策起来。这件事完全可行，不需要BIOS的源代码。为达到目标，我们需要分成三个步骤：

1.理论准备：知道BIOS文件的构成。

2.工具准备：如何读取主板BIOS映像文件和烧录回去修改过的BIOS文件。

3.动手实操：利用工具在BIOS中注入NTFS驱动。

今天时间有限，我们先从第一步开始讲起。

BIOS文件发展历史

我们从应用最广泛的Intel系主板来讲。回到The good old days，那还是2005年，BIOS文件里面就是BIOS，我们的小甜甜南桥还是ICH7。多么纯粹，多么自然！可惜好日子在ICH8后改变了，为了加入ME的支持，引入了一个叫做Descriptor mode的东西，从此SPI Flash里面不再只有BIOS文件，而变成了一个这样的结构 ：

BIOS烧片文件里面挤进来ME Image、南桥网卡的驱动和一些平台数据，叫做BIOS文件就比较勉强了。在经过一段时间的混乱后，Intel平台的BIOS文件开始统一叫做IFWI。这个官方名字让不少同学感到困惑，IFWI第一个I难道是Intel的缩写吗？非也，IFWI是(Integrated Firmware Image)的缩写，毕竟这个Image里面不仅仅是BIOS一个固件，包括了很多各种固件，所以叫做集成固件映像文件更加准确。IFWI文件里面最初只有ME和网络驱动，后面随着南桥里面的固件越来越多，现在内容也慢慢丰富起来，包括了ISH、TB FW、TB PHY等等内容。

BIOS编译的时候，是先编译出符合UEFI标准的BIOS文件FD，再通过一个叫做Stitch的过程，将IFWI里面的各个模块“缝合”在一起。这其中，最重要的一步就是调用一个叫做FIT的工具，将神秘的Descriptor部分填写好。那么这个”描述表“里面有些什么东西呢？

后期IFWI在还引入了一个表，固定在(4GB - 40h)这个地址，叫做FIT table 的结构，用来指向BIOS签名等等信息，它的Spec大家可以自行学习。

Descriptor的内容

Descriptor，故名思意，里面是一个描述表。现在有不少公开文档介绍里面的详细内容，如ApolloLake 的文档：

总的来说是一堆指针，指向IFWI中各个固件。他们的内容可以参考参考资料1，这里面比较有意思的是这个叫做SoftStrap的节。什么叫做SoftStrap呢？它对应以前的Hard Strap，也就是主板硬件连线的Strap，从前作死在主板上的Strap，现在可以通过软件配了，所以叫做Soft。里面有很多有趣的内容，包括南桥HSIO的分配就是从这个表里面得到信息：

尾声

一杯咖啡的时间很快就到了，看着小张求知的表情，我知道，下一杯免费咖啡有指望了。我拍拍屁股，不带走一张账单，留下小张陷入深深的思考中。