转：BIOS的恢复技术之Top Swap的原理应用

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一版又一版的BIOS推送，目的无外乎就是为了用户更好的体验。领略到BIOS更新重要性的（或者领情的或者有更新强迫症的）用户，会动手去更新BIOS。很多用户担心BIOS更新后的安全问题，尤其是不敢面对更新过程中被打断后带来的“灾难后果”。

华硕BIOS更新界面

其实，你可以完全的将心放在肚子里，我们将全程为您的BIOS更新保驾护航，这就是今天科普的BIOS恢复技术。

BIOS恢复技术

BIOS恢复技术，就是当用户在更新BIOS的时候，出现了意外情况（比如断电）而导致的BIOS更新失败，下次开机的时候，BIOS还能正常启动的过程。

Dual

常见的BIOS恢复技术以Top Swap /Dual BIOS为主。在这里，针对Top Swap做一详细介绍。

Top Swap

首先，Top Swap（TS）是桥（PCH）里面的一个Bit位，默认值为0。需要注意的是：这个bit值，是由主板上battery（纽扣电池）保存的。

纽扣电池

其次，既然要说BIOS的恢复技术，就必须要提到Bios的内容存储结构。BIOS ROM就是若干个FV(Fireware Volume)组成的，每个FV都有自己的使命，而且对于一些特殊的FV，占有的空间大小甚至是固定的。

比如业内经常提到的NVRAM（NVRAM_BACKUP），在Rom Layout中就是一个FV，大小一般是128K；FV_BB，inel目前规定大小为1M。（如下具有Top Swap功能的Rom Layout部分组成FV，FV_BB_BACKUP为FV_BB的备份）

大家都知道，CPU开始拿的第一条指令，是位于0xFFFFFFF0的地方。FV_BB存放的是SEC和PEI阶段的Code，在0xFFFFFFF0的位置，拿的第一条指令永远都是SEC的Code。（下图：Rom Layout结构图）

从UEFI启动顺序就知道，SEC和PEI是UEFI开始的地方。所以FV_BB这块代码在开始的时候就决定着BIOS能不能运行下去。

Top Swap的目的，就是为了保证SEC和PEI阶段的数据完整性。简单的说就是，当电源上电的一刻起，CPU要能正确执行到BIOS里面的代码。

Top Swap原理以及应用

BIOS更新FV_BB过程

1. BIOS在更新之前，FV_BB和FV_BB_BACKUP区域的数据都是一样的。

2. BIOS在更新BIOS的时候，也是一块一块刷的，我们这里假设先刷的是FV_BB区域。

3. 当在开始刷FV_BB区域的时候，Top Swap bit位就会被写为1，等刷完FV_BB，Top Swap再被写为0。

那么，如果在刷的过程中，出现了异常情况(比如断电)导致FV_BB阶段未完成，下一次开机再从FV_BB启动，就会出现启动失败。这个时候，Top Swap作用就来了。因为更新FV_BB阶段未完成，所以Top Swap bit位的就是1。

下一次开机的时候，Cpu下地址0xFFFFFFF0给PCH，PCH会去检查Top Swap的值，如果是1，就不会从FV_BB开始启动，会将FV_BB的地址+1M(FV_BB的大小)，从FV_BB_BACKUP位置启动，而FV_BB_BACKUP这块数据并未被破坏，启动自然没问题。(下附流程图)

简单总结一下：

如果FV_BB未完成更新，下一次启动将会从FV_BB_BACKUP启动，并继续完成更新BIOS的大业；如果FV_BB完成更新，直至BIOS更新完成前，不管出什么意外，下一次启动都将从FV_BB启动，并继续后续相关动作。