PCI总线与接口技能

简略地讨论PCI装备空间，PCI ROM，以及PCI BIOS的调用。

1、PCI总线的开展前史

1990年，起源于Intel架构开发实验室，全称是Peripheral Component Interconnect，首要在服务器中运用，替代了本来的MCA以及EISA，EISA直到2000年才宣告退出前史舞台。直到1994年，才开端在PC上广泛运用，替代了本来的VESA。在1995年的中期，苹果电脑也开端运用PCI总线电气标准。后来PCI也增加了许多新的功用，比方66MHz，3.3V标准，以及133MHz的PCI-X。2004年，呈现了PCI-Express，本来的PCI总线电气标准被称为了传统PCI（Conventional PCI）。

2、PCI总线地址空间

独立的内存以及IO接口，由软件分配。而别的一个地址空间-PCI装备空间（PCI Configuration Space），运用独立的地址，答应软件决议每一个连入的设备需求多少内存以及IO地址空间。经过设备装备空间寄存器的设置，每一个设备至多可以请求6个内存以及IO地址空间。PCI装备空间还包括了连入设备的相关信息，依据这些信息，操作体系可以方便地运用相应的驱动来运用这些设备。为了使PCI总线公平地运用PCI总线，供给了一种等候计时的功用，计时器在设备获得了总线运用权时以PCI时钟信号的速率开端计时，直到减为零，设备开释总线占有权。

3、关于PCI的中止

四个中止，归于电平触发方法（边缘触发方法的中止简单丢掉）。单功用设备仅仅运用INTA#，多功用设备运用多个中止。四个中止经过PCI桥（两个PCI总线之间）映射到体系中止上，所以软件无从得知是那个PCI中止。后来的PCI加入了音讯信号中止的机制，PCI-Express运用的也是音讯信号中止机制，而没有物理中止线。

4、PCI电气标准

PCI卡的尺度，长度为174.63mm，高度为36.068~106.68mm。一下是一幅PCI个引脚界说的图。

5、PCI设备的初始化

机器上电的时分，装备软件有必要扫描PCI总线，确认有哪些PCI设备，然后加载相应的驱动程序。一切PCI设备都有必要完结PCI协议规矩有必要的装备寄存器。而对PCI装备拜访实际上便是拜访设备的装备寄存器。

6、PCI装备空间

装备空间各项数据阐明：

厂商识别码（Vendor ID）：标识设备的制造者，有PCI SIG来分配。0FFFH表明未装备任何设备。

设备识别码（Device ID）：标识特定的设备，详细代码由厂商分配。

版别ID，Revision ID：指定一个设备特有的版别号。

Class Code（分类代码）：用于设备分类。0BH处为根本分类代码；0A处为子分类代码；09H处为标识一个专用的寄存器级编程接口，便于设备的软件可以与设备交互数据。

指令寄存器（Command）：为发出和呼应PCI总线指令供给了对设备大略的操控。

状况寄存器（Status）：用于记载PCI总线有关操作的状况信息，体系对该寄存器的读操作无特别要求。

基地址寄存器（Base Address Registers）：供地址映射运用，使PCI的IO映射以及内存映射与详细设备无关。

扩展ROM的基地址寄存器（Expansion ROM Base Address）：用来处理那些装备了部分EPROM或许Flash ROM的基地址和巨细。Cache巨细寄存器：用来指定体系中Cache行的长度，每个参与Cache协议的设备都要运用该寄存器。

延时计时器：该寄存器以PCI总线时钟为单位指定PCI总线主设备的推迟计时器。

内含自测寄存器：可选的寄存器，用作内含自测试的操控与状况寄存器。

中止引脚寄存器（Interrupt Pin）：用来表明设备运用了哪个PCI中止引脚。

中止线寄存器（Interrupt Line）：用来表明设备中的中止引脚与体系可编程操控器8259的哪个中止输入线相连接。

MAX_GNT表明设备需求多长的突发传输时刻。MAX_LAT表明对PCI总线进行拜访的频频程度。

Card CIS Pointer：由在卡总线和PCI之间同享芯片的设备完结。

子体系厂商标识和子体系标识（Subsystem Vendor ID）：用于专一地标识设备所驻留的刺进卡和子体系。即插即用操作体系可以定位正确的驱动程序，装载到存储器。

7、PCI扩展ROM

经过履行扩展ROM寄存的代码来完结与设备相关的初始化，一起也或许完结体系引导功用。该机制答应扩展ROM中含有几个不同的映像，以习惯不同的机器和处理器结构。

但凡支撑扩展ROM的设备，有必要支撑按恣意字节组合方法对ROM进行拜访，特别强调的是要支撑双字（DWORD）拜访。扩展ROM中的信息组织要与现有的适合于ISA和EISA以及MC适配器的Intel X86扩展ROM中的头标区兼容。头标区中所给信息经过了扩大，然后使适配器的功用进一步优化运用，然后可以使扩展ROM中的代码在运行期间所运用的存储空间最小。

PCI扩展ROM中代码从不在原地履行，而是将代码从ROM中拷贝到RAM中履行。这样可以在初始化和运行时动态地确认代码长度，而且可以改进代码的履行速度。

PCI关于不同的体系和处理器装备都应该包括其编码映像。每个映像由ROM首区（映像开端处）+数据装备区（映像的第64KB范围内）组成。

ROM首区内容

数据装备区

8、关于PCI设备的初始化

体系POST首要查看PCI设备在装备空间是否运用了扩展ROM基地址寄存器（即是否有扩展ROM），若运用了，POST将ROM映射到地址空间中一个未用的部分。

9、PCI BIOS

其主要效果有以下两点：

• 为应用软件或许PCI总线设备或许板卡供给服务调用。
• 初始化每个体系PCI设备。PCI BIOS轮番查询每个PCI插槽，查找存在的PCI设备，读取存在设备装备空间的头标区，以决议设备的厂商号，类型和存储需求等内容。而且将分配的I/O或存储空间地址回写到每个设备装备空间的基地址寄存器中。
• PCI BIOS调用的进口以及回来值阐明，对80×86机器，调用功用号为1AH，进口参数在AX中，回来值在AH中。下面罗列的是比较常用的，更多阐明请参阅PCI BIOS规矩阐明书。

• 下面是一个关于经过PCI BIOS调用读PCI装备寄存器的比如：
• 1. .386
  2. ;FUNCTIONCODE
  3. PCI_FUNCTION_ID=0B1H
  4. PCI_BIOS_PRESENT=01H
  5. FIND_PCI_DEVICE=02H
  6. FIND_PCI_CLASS_CODE=03H
  7. GENERATE_SPECIAL_CYCLE=06H
  8. READ_CONFIG_BYTE=08H
  9. READ_CONFIG_WORD=09H
  10. READ_CONFIG_DWORD=0AH
  11. WRITE_CONFIG_BYTE=0BH
  12. WRITE_CONFIG_WORD=0CH
  13. WRITE_CONFIG_DWORD=0DH
  14. GET_IRQ_ROUTING_OPTIONS=0EH
  15. SET_PCI_IRQ=0FH
  16. ;RETURNCODE
  17. SUCCESSFUL=00H
  18. FUNC_NOT_SUPPORTED=81H
  19. BAD_VENDOR_ID=83H
  20. DEVICE_NOT_FOUND=86H
  21. BAD_REGISTER_NUMBER=87H
  22. SET_FAILED=88H
  23. BUFFER_TOO_SMALL=89H
  25. VID=0H
  26. DID=2H
  27. PCICMD=4H
  28. PCISTS=6H
  29. RID=8H
  30. CLCD=9H
  31. CALN=0CH
  32. LAT=0DH
  33. HDR=0EH
  34. BIST=0FH
  35. BADR0=10H
  36. BADR1=14H
  37. BADR2=18H
  38. BADR3=1CH
  39. BADR4=20H
  40. BADR5=24H
  41. EXPOM=30H
  42. INTLN=3CH
  43. INTPIN=3DH
  44. MINGNT=3EH
  45. MAXLAT=3FH
  48. SSTACKSEGMENTSTACKPARAUSE16
  49. DW64DUP(?)
  50. SSTACKENDS
  52. DATASEGMENTPARAUSE16
  53. MESDBPCICARDNOTFOUND!$
  54. MES0DB***********************PCICONFIGINFO*****************************,13,10,$
  55. MES1DBPCIBIOSNOTFOUND!,10,13,$
  56. MES2DBPCICONFIGREADERROR!$
  57. MES3DBVendorIdentification:10E8$
  58. MES4DBDeviceIdentification:5933$
  59. MES5DBPCICommandRegister:$
  60. MES6DBPCIStatusRegister:$
  61. MES7DBRevisionIdentificationRegister:$
  62. MES8DBClassCodeRegister:$
  63. MES9DBCacheLineSizeRegister:$
  64. MES10DBMasterLatencyTimer:$
  65. MES11DBHeaderType:$
  66. MES12DBBuilt-inSelf-test:$
  67. MES13DBBaseAddressRegister0:$
  68. MES14DBBaseAddressRegister1:$
  69. MES15DBBaseAddressRegister2:$
  70. MES16DBBaseAddressRegister3:$
  71. MES17DBBaseAddressRegister4:$
  72. MES18DBBaseAddressRegister5:$
  73. MES19DBExpansionRomBaseAddress:$
  74. MES20DBInterruptLine:$
  75. MES21DBInterruptPin:$
  76. MES22DBMinimumGrant:$
  77. MES23DBMaximumLatency:$
  79. BNDB?
  80. DN_FNDB?
  81. R_VALUEDD?
  82. V_VIDDW?
  83. V_DIDDW?
  84. V_PCICMDDW?
  85. V_PCISTSDW?
  86. V_RIDDB?
  87. V_CLCDDD?
  88. V_CALNDB?
  89. V_LATDB?
  90. V_HDRDB?
  91. V_BISTDB?
  92. V_BADR0DD?
  93. V_BADR1DD?
  94. V_BADR2DD?
  95. V_BADR3DD?
  96. V_BADR4DD?
  97. V_BADR5DD?
  98. V_EXPOMDD?
  99. V_INTLNDB?
  100. V_INTPINDB?
  101. V_MINGNTDB?
  102. V_MAXLATDB?
  103. DATAENDS
  105. CODESEGMENTPARAUSE16
  106. ASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:SSTACK
  108. START:MOVAX,DATA
  109. MOVDS,AX
  111. MOVAX,0B101H;查找PCIBIOS
  112. INT1AH
  114. JNCJUDGE1;假如CF被置位,则PCIBIOS不存在
  115. MOVDX,OFFSETMES1;显现不存在信息
  116. MOVAH,09H
  117. INT21H
  118. JMPEXIT
  120. JUDGE1:CMPAH,00H
  121. JZJUDGE2;假如不等,则PCIBIOS不存在
  122. MOVDX,OFFSETMES1;显现不存在信息
  123. MOVAH,09H
  124. INT21H
  125. JMPEXIT
  127. JUDGE2:CMPEDX,ICP;假如EDX中放的是”PCI”则阐明PCIBIOS存在
  128. JZFIND
  129. MOVDX,OFFSETMES1;不然过错的设备
  130. MOVAH,09H
  131. INT21H
  132. JMPEXIT
  134. FIND:MOVAX,0B102H;找到了PCIBIOS,再查找指定PCI设备
  135. MOVCX,5933H;板卡的设备的ID
  136. MOVDX,10E8H;板卡的供货商ID
  137. MOVSI,0;索引
  138. INT1AH
  139. JNCREAD
  141. MOVDX,OFFSETMES
  142. MOVAH,09H
  143. INT21H
  144. JMPEXIT
  146. READ:MOVBN,BH;保存总线号
  147. MOVDN_FN,BL;保存设备号
  149. CALLKENTER;回车换行
  150. MOVDX,OFFSETMES0
  151. MOVAH,09H
  152. INT21H
  154. CALLKENTER;回车换行
  155. MOVDX,OFFSETMES3;输出供给厂商ID
  156. MOVAH,09H
  157. INT21H
  159. CALLKENTER
  160. MOVDX,OFFSETMES4;输出设备的ID
  161. MOVAH,09H
  162. INT21H
  164. CALLKENTER
  165. MOVAX,0B109H;读指令寄存器，单字操作
  166. MOVBH,BN
  167. MOVBL,DN_FN
  168. MOVDI,PC%&&&&&%MD
  169. INT1AH
  170. JCERROR
  171. MOVDX,OFFSETMES5;显现PCI指令寄存器内容
  172. MOVAH,09H
  173. INT21H
  174. MOVAX,02H
  175. CALLSHOW
  177. CALLKENTER
  178. MOVAX,0B109H;读PCI状况寄存器内容，单字操作
  179. MOVBH,BN
  180. MOVBL,DN_FN
  181. MOVDI,PCISTS
  182. INT1AH
  183. JCERROR
  184. MOVDX,OFFSETMES6;显现状况寄存器内容
  185. MOVAH,09H
  186. INT21H
  187. MOVAX,02H
  188. CALLSHOW
  190. CALLKENTER
  191. MOVAX,0B108H;版别号，单字节操作
  192. MOVBH,BN
  193. MOVBL,DN_FN
  194. MOVDI,RID
  195. INT1AH
  196. JCERROR
  197. MOVDX,OFFSETMES7;显现版别号
  198. MOVAH,09H
  199. INT21H
  200. MOVAX,01H
  201. CALLSHOW
  203. CALLKENTER
  204. MOVAX,0B108H;读中止引脚信号，单字节操作
  205. MOVBH,BN
  206. MOVBL,DN_FN
  207. MOVDI,INTLN
  208. INT1AH
  209. JCERROR
  210. MOVDX,OFFSETMES20;显现中止引脚
  211. MOVAH,09H
  212. INT21H
  213. MOVAX,01H
  214. CALLSHOW
  216. CALLKENTER
  217. MOVAX,0B10AH;读装备寄存器，双字操作
  218. MOVBH,BN;PCI设备的总线号
  219. MOVBL,DN_FN;设备以及功用号，进口参数
  220. MOVDI,BADR0
  221. INT1AH
  222. JCERROR
  223. MOVDX,OFFSETMES13;基址寄存器0
  224. MOVAH,09H
  225. INT21H
  226. MOVAX,04H
  227. CALLSHOW
  229. CALLKENTER
  230. MOVAX,0B10AH;读装备寄存器，双字操作
  231. MOVBH,BN;PCI设备的总线号
  232. MOVBL,DN_FN;设备及功用号，进口参数
  233. MOVDI,BADR1
  234. INT1AH
  235. JCERROR
  236. PUSHECX
  237. MOVDX,OFFSETMES14;基址寄存器1
  238. MOVAH,09H
  239. INT21H
  240. MOVAX,04H
  241. POPECX
  242. CALLSHOW
  244. CALLKENTER
  245. MOVAX,0B10AH;读装备寄存器，双字操作
  246. MOVBH,BN;PCI设备的总线号
  247. MOVBL,DN_FN;设备及功用号，进口参数
  248. MOVDI,BADR2
  249. INT1AH
  250. JCERROR
  251. MOVDX,OFFSETMES15;基地址寄存器2
  252. MOVAH,09H
  253. INT21H
  254. MOVAX,04H
  255. CALLSHOW
  257. CALLKENTER
  258. MOVAX,0B10AH;读装备寄存器，双字操作
  259. MOVBH,BN;PCI设备的总线号
  260. MOVBL,DN_FN;设备及功用号，进口参数
  261. MOVDI,BADR3
  262. INT1AH
  263. JCERROR
  264. MOVDX,OFFSETMES16;基地址寄存器3
  265. MOVAH,09H
  266. INT21H
  267. MOVAX,04H
  268. CALLSHOW
  270. CALLKENTER
  271. MOVAX,0B10AH;读装备寄存器，双字操作
  272. MOVBH,BN;PCI设备的总线号
  273. MOVBL,DN_FN;设备及功用号，进口参数
  274. MOVDI,BADR4
  275. INT1AH
  276. JCERROR
  277. MOVDX,OFFSETMES17;基地址寄存器4
  278. MOVAH,09H
  279. INT21H
  280. MOVAX,04H
  281. CALLSHOW
  283. JMPEXIT
  284. ERROR:CALLKENTER
  285. MOVDX,OFFSETMES2;显现读过错信息
  286. MOVAH,09H
  287. INT21H
  288. EXIT:MOVAH,4CH;回来DOS
  289. INT21H
  291. KENTERPROC
  292. MOVDL,0AH
  293. MOVAH,02H
  294. INT21H
  295. MOVDL,0DH
  296. MOVAH,02H
  297. INT21H
  298. RET
  299. KENTERENDP
  301. SHOWPROCNEAR;显现子程序
  302. PUSHDX
  303. PUSHDI
  304. PUSHBX
  305. MOVDI,OFFSETR_VALUE
  306. MOV[DI],ECX;保存获取的数据
  307. ADDDI,AX
  308. DECDI
  309. MOVCX,AX
  310. C1:MOVAL,[DI]
  311. PUSHAX
  312. SHRAL,4
  313. ANDAL,0FH;取高4位
  314. CMPAL,0AH;是否是A以上的数
  315. JBC2
  316. ADDAL,07H
  317. C2:ADDAL,30H
  318. MOVBH,AL
  319. POPAX
  320. ANDAL,0FH;取低4位
  321. CMPAL,0AH
  322. JBC3
  323. ADDAL,07H
  324. C3:ADDAL,30H
  325. MOVBL,AL
  327. MOVAH,2;显现十六进制数对应的ACSII码
  328. MOVDL,BH
  329. INT21H
  330. MOVDL,BL
  331. INT21H
  332. DECDI
  333. LOOPC1
  334. POPBX
  335. POPDI
  336. POPDX
  337. RET
  338. SHOWENDP
  339. CODEENDS
  340. ENDSTART