簡單地探討PCI配置空間，PCI ROM，以及PCI BIOS的調用。
1、PCI總線的發(fā)展歷史
1990年，起源于Intel架構開發(fā)實驗室，全稱是Peripheral Component Interconnect，首先在服務器中使用，代替了原來的MCA以及EISA，EISA直到2000年才宣告退出歷史舞臺。直到1994年，才開始在PC上廣泛使用，代替了原來的VESA。在1995年的中期，蘋果電腦也開始使用PCI總線電氣規(guī)范。后來PCI也增加了許多新的功能，比如66MHz，3.3V標準，以及133MHz的PCI-X。2004年，出現(xiàn)了PCI-Express，原來的PCI總線電氣規(guī)范被稱為了傳統(tǒng)PCI(Conventional PCI)。
2、PCI總線地址空間
獨立的內存以及IO接口，由軟件分配。而另外一個地址空間-PCI配置空間(PCI Configuration Space)，使用獨立的地址，允許軟件決定每一個連入的設備需要多少內存以及IO地址空間。通過設備配置空間寄存器的設置，每一個設備至多可以申請6個內存以及IO地址空間。PCI配置空間還包括了連入設備的相關信息，根據(jù)這些信息，操作系統(tǒng)可以方便地使用相應的驅動來使用這些設備。為了使PCI總線公平地使用PCI總線，提供了一種等待計時的功能，計時器在設備獲得了總線使用權時以PCI時鐘信號的速率開始計時，直到減為零，設備釋放總線占有權。
3、關于PCI的中斷
四個中斷，屬于電平觸發(fā)方式(邊沿觸發(fā)方式的中斷容易丟失)。單功能設備只是使用INTA#，多功能設備使用多個中斷。四個中斷通過PCI橋(兩個PCI總線之間)映射到系統(tǒng)中斷上，所以軟件無從得知是那個PCI中斷。后來的PCI加入了消息信號中斷的機制，PCI-Express使用的也是消息信號中斷機制，而沒有物理中斷線。
4、PCI電氣規(guī)范
PCI卡的尺寸，長度為174.63mm，高度為36.068~106.68mm。一下是一幅PCI個引腳定義的圖。
5、PCI設備的初始化
機器上電的時候，配置軟件必須掃描PCI總線，確定有哪些PCI設備，然后加載相應的驅動程序。所有PCI設備都必須實現(xiàn)PCI協(xié)議規(guī)定必須的配置寄存器。而對PCI配置訪問實際上就是訪問設備的配置寄存器。
6、PCI配置空間
配置空間各項數(shù)據(jù)說明：
廠商識別碼(Vendor ID)：標識設備的制造者，有PCI SIG來分配。0FFFH表示未配置任何設備。
設備識別碼(Device ID)：標識特定的設備，具體代碼由廠商分配。
版本ID，Revision ID：指定一個設備特有的版本號。
Class Code(分類代碼)：用于設備分類。0BH處為基本分類代碼;0A處為子分類代碼;09H處為標識一個專用的寄存器級編程接口，便于設備的軟件可以與設備交互數(shù)據(jù)。
命令寄存器(Command)：為發(fā)出和響應PCI總線命令提供了對設備粗略的控制。
狀態(tài)寄存器(Status)：用于記錄PCI總線有關操作的狀態(tài)信息，系統(tǒng)對該寄存器的讀操作無特殊要求。
基地址寄存器(Base Address Registers)：供地址映射使用，使PCI的IO映射以及內存映射與具體設備無關。
擴展ROM的基地址寄存器(Expansion ROM Base Address)：用來處理那些配置了局部EPROM或者Flash ROM的基地址和大小。Cache大小寄存器：用來指定系統(tǒng)中Cache行的長度，每個參加Cache協(xié)議的設備都要使用該寄存器。
延時計時器：該寄存器以PCI總線時鐘為單位指定PCI總線主設備的延遲計時器。
內含自測寄存器：可選的寄存器，用作內含自測試的控制與狀態(tài)寄存器。
中斷引腳寄存器(Interrupt Pin)：用來表示設備使用了哪個PCI中斷引腳。
中斷線寄存器(Interrupt Line)：用來表示設備中的中斷引腳與系統(tǒng)可編程控制器8259的哪個中斷輸入線相連接。
MAX_GNT表示設備需要多長的突發(fā)傳輸時間。MAX_LAT表示對PCI總線進行訪問的頻繁程度。
Card CIS Pointer：由在卡總線和PCI之間共享芯片的設備實現(xiàn)。
子系統(tǒng)廠商標識和子系統(tǒng)標識(Subsystem Vendor ID)：用于惟一地標識設備所駐留的插入卡和子系統(tǒng)。即插即用操作系統(tǒng)可以定位正確的驅動程序，裝載到存儲器。
7、PCI擴展ROM
通過執(zhí)行擴展ROM存放的代碼來完成與設備相關的初始化，同時也可能完成系統(tǒng)引導功能。該機制允許擴展ROM中含有幾個不同的映像，以適應不同的機器和處理器結構。
凡是支持擴展ROM的設備，必須支持按任意字節(jié)組合方式對ROM進行訪問，特別強調的是要支持雙字(DWORD)訪問。擴展ROM中的信息安排要與現(xiàn)有的適合于ISA和EISA以及MC適配器的Intel X86擴展ROM中的頭標區(qū)兼容。頭標區(qū)中所給信息經(jīng)過了擴充，從而使適配器的功能進一步優(yōu)化使用，從而可以使擴展ROM中的代碼在運行期間所使用的存儲空間最小。
PCI擴展ROM中代碼從不在原地執(zhí)行，而是將代碼從ROM中拷貝到RAM中執(zhí)行。這樣可以在初始化和運行時動態(tài)地確定代碼長度，并且能夠改善代碼的執(zhí)行速度。
PCI對于不同的系統(tǒng)和處理器配置都應該包含其編碼映像。每個映像由ROM首區(qū)(映像開始處)+數(shù)據(jù)配置區(qū)(映像的第64KB范圍內)組成。
ROM首區(qū)內容
偏移長度值說明
00H~01H255AAHROM標簽字節(jié)
02H~17H22XX保留
18H~19H2XX到PCI數(shù)據(jù)結構指針
數(shù)據(jù)配置區(qū)
偏移量長度說明偏移量長度說明
00H~03H4標簽，字符串"PCID"0DH~0FH3分類代碼
04H~05H2供應商識別碼10H~11H2映像長度
06H~07H2設備識別碼12H~13H2代碼數(shù)據(jù)的修改級別
08H~09H2對重要產(chǎn)品數(shù)據(jù)的指針14H~14H1代碼類型
0AH~0BH2PCI數(shù)據(jù)結構長度15H~15H1指示標志
0CH~0CH1PCI數(shù)據(jù)結構修改16H~17H2保留
8、關于PCI設備的初始化
系統(tǒng)POST首先檢查PCI設備在配置空間是否使用了擴展ROM基地址寄存器(即是否有擴展ROM)，若使用了，POST將ROM映射到地址空間中一個未用的部分。
9、PCI BIOS
其主要作用有以下兩點：
為應用軟件或者PCI總線設備或者板卡提供服務調用。[!--empirenews.page--]
初始化每個系統(tǒng)PCI設備。PCI BIOS輪流查詢每個PCI插槽，查找存在的PCI設備，讀取存在設備配置空間的頭標區(qū)，以決定設備的廠商號，類型和存儲需求等內容。并且將分配的I/O或存儲空間地址回寫到每個設備配置空間的基地址寄存器中。
PCI BIOS調用的入口以及返回值說明，對80x86機器，調用功能號為1AH，入口參數(shù)在AX中，返回值在AH中。下面列舉的是比較常用的，更多說明請參考PCI BIOS規(guī)則說明書。
功能說明入口參數(shù)(AX)返回值說明出口參數(shù)(AH)
PCI BIOS存在查詢B101H成功調用00H
查找PCI 設備B102H不支持的功能81H
查找PCI 設備的類代碼B103H錯誤的廠商號83H
產(chǎn)生特殊周期B106H未找到設備86H
讀配置寄存器-單字節(jié)操作B108H錯誤的寄存器號87H
讀配置寄存器-單字操作B109H設置失敗88H
讀配置寄存器-雙字操作B10AH緩沖區(qū)太小89H
寫配置寄存器-單字操作B10BH
寫配置寄存器-單字節(jié)操作B10CH
寫配置寄存器-雙字節(jié)操作B10DH
取得中斷線路選項B10EH
設置PCI中斷B10FH
下面是一個關于通過PCI BIOS調用讀PCI配置寄存器的例子：
.386
;FUNCTION CODE
PCI_FUNCTION_ID = 0B1H
PCI_BIOS_PRESENT = 01H
FIND_PCI_DEVICE = 02H
FIND_PCI_CLASS_CODE = 03H
GENERATE_SPECIAL_CYCLE = 06H
READ_CONFIG_BYTE = 08H
READ_CONFIG_WORD = 09H
READ_CONFIG_DWORD = 0AH
WRITE_CONFIG_BYTE = 0BH
WRITE_CONFIG_WORD = 0CH
WRITE_CONFIG_DWORD = 0DH
GET_IRQ_ROUTING_OPTIONS = 0EH
SET_PCI_IRQ = 0FH
;RETURN CODE
SUCCESSFUL = 00H
FUNC_NOT_SUPPORTED = 81H
BAD_VENDOR_ID = 83H
DEVICE_NOT_FOUND = 86H
BAD_REGISTER_NUMBER = 87H
SET_FAILED = 88H
BUFFER_TOO_SMALL = 89H
VID = 0H
DID = 2H
PCICMD = 4H
PCISTS = 6H
RID = 8H
CLCD = 9H
CALN = 0CH
LAT = 0DH
HDR = 0EH
BIST = 0FH
BADR0 = 10H
BADR1 = 14H
BADR2 = 18H
BADR3 = 1CH
BADR4 = 20H
BADR5 = 24H
EXPOM = 30H
INTLN = 3CH
INTPIN = 3DH
MINGNT = 3EH
MAXLAT = 3FH
SSTACK SEGMENT STACK PARA USE16
DW 64 DUP(?)
SSTACK ENDS
DATA SEGMENT PARA USE16
MES DB ‘ PCI CARD NOT FOUND! $‘
MES0 DB ‘***********************PCI CONFIG INFO*****************************‘,13,10,‘$‘
MES1 DB ‘PCI BIOS NOT FOUND!‘,10,13,‘$‘
MES2 DB ‘ PCI CONFIG READ ERROR! $‘
MES3 DB ‘ Vendor Identification: 10E8$‘
MES4 DB ‘ Device Identification: 5933$‘
MES5 DB ‘ PCI Command Register: $‘
MES6 DB ‘ PCI Status Register: $‘
MES7 DB ‘ Revision Identification Register: $‘
MES8 DB ‘ Class Code Register: $‘
MES9 DB ‘ Cache Line Size Register: $‘
MES10 DB ‘ Master Latency Timer: $‘
MES11 DB ‘ Header Type: $‘
MES12 DB ‘ Built-in Self-test: $‘
MES13 DB ‘ Base Address Register0: $‘
MES14 DB ‘ Base Address Register1: $‘
MES15 DB ‘ Base Address Register2: $‘
MES16 DB ‘ Base Address Register3: $‘
MES17 DB ‘ Base Address Register4: $‘
MES18 DB ‘ Base Address Register5: $‘
MES19 DB ‘ Expansion Rom Base Address: $‘
MES20 DB ‘ Interrupt Line: $‘
MES21 DB ‘ Interrupt Pin: $‘
MES22 DB ‘ Minimum Grant: $‘
MES23 DB ‘ Maximum Latency: $‘
BN DB ?
DN_FN DB ?
R_VALUE DD ?
V_VID DW ?
V_DID DW ?
V_PCICMD DW ?
V_PCISTS DW ?
V_RID DB ?
V_CLCD DD ?
V_CALN DB ?
V_LAT DB ?
V_HDR DB ?
V_BIST DB ?
V_BADR0 DD ?
V_BADR1 DD ?
V_BADR2 DD ?
V_BADR3 DD ?
V_BADR4 DD ?
V_BADR5 DD ?
V_EXPOM DD ?
V_INTLN DB ?
V_INTPIN DB ?
V_MINGNT DB ?
V_MAXLAT DB ?
DATA ENDS
CODE SEGMENT PARA USE16
ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:SSTACK
START: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV AX,0B101H ;查找PCI BIOS
INT 1AH
JNC JUDGE1 ;如果CF被置位,則PCI BIOS不存在
MOV DX,OFFSET MES1 ;顯示不存在信息
MOV AH,09H
INT 21H
JMP EXIT
JUDGE1: CMP AH,00H
JZ JUDGE2 ;如果不等,則PCI BIOS 不存在
MOV DX,OFFSET MES1 ;顯示不存在信息
MOV AH,09H
INT 21H
JMP EXIT
JUDGE2: CMP EDX,‘ ICP‘ ;如果EDX中放的是"PCI "則說明PCI BIOS存在
JZ FIND
MOV DX,OFFSET MES1 ;否則錯誤的設備
MOV AH,09H
INT 21H
JMP EXIT
FIND: MOV AX,0B102H ;找到了PCI BIOS,再查找指定PCI設備
MOV CX,5933H ;板卡的設備的ID
MOV DX,10E8H ;板卡的供應商ID
MOV SI,0 ;索引
INT 1AH
JNC READ
MOV DX,OFFSET MES
MOV AH,09H
INT 21H
JMP EXIT
READ: MOV BN,BH ;保存總線號
MOV DN_FN,BL ;保存設備號
CALL KENTER ;回車換行
MOV DX,OFFSET MES0
MOV AH,09H
INT 21H[!--empirenews.page--]
CALL KENTER ;回車換行
MOV DX,OFFSET MES3 ;輸出供應廠商ID
MOV AH,09H
INT 21H
CALL KENTER
MOV DX,OFFSET MES4 ;輸出設備的ID
MOV AH,09H
INT 21H
CALL KENTER
MOV AX,0B109H ;讀命令寄存器，單字操作
MOV BH,BN
MOV BL,DN_FN
MOV DI,PCICMD
INT 1AH
JC ERROR
MOV DX,OFFSET MES5 ;顯示PCI命令寄存器內容
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AX,02H
CALL SHOW
CALL KENTER
MOV AX,0B109H ;讀PCI狀態(tài)寄存器內容，單字操作
MOV BH,BN
MOV BL,DN_FN
MOV DI,PCISTS
INT 1AH
JC ERROR
MOV DX,OFFSET MES6 ;顯示狀態(tài)寄存器內容
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AX,02H
CALL SHOW
CALL KENTER
MOV AX,0B108H ;版本號，單字節(jié)操作
MOV BH,BN
MOV BL,DN_FN
MOV DI,RID
INT 1AH
JC ERROR
MOV DX,OFFSET MES7 ;顯示版本號
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AX,01H
CALL SHOW
CALL KENTER
MOV AX,0B108H ;讀中斷引腳信號，單字節(jié)操作
MOV BH,BN
MOV BL,DN_FN
MOV DI,INTLN
INT 1AH
JC ERROR
MOV DX,OFFSET MES20 ;顯示中斷引腳
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AX,01H
CALL SHOW
CALL KENTER
MOV AX,0B10AH ;讀配置寄存器，雙字操作
MOV BH,BN ;PCI設備的總線號
MOV BL,DN_FN ;設備以及功能號，入口參數(shù)
MOV DI,BADR0
INT 1AH
JC ERROR
MOV DX,OFFSET MES13 ;基址寄存器0
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AX,04H
CALL SHOW
CALL KENTER
MOV AX,0B10AH ;讀配置寄存器，雙字操作
MOV BH,BN ;PCI設備的總線號
MOV BL,DN_FN ;設備及功能號，入口參數(shù)
MOV DI,BADR1
INT 1AH
JC ERROR
PUSH ECX
MOV DX,OFFSET MES14 ;基址寄存器1
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AX,04H
POP ECX
CALL SHOW
CALL KENTER
MOV AX,0B10AH ;讀配置寄存器，雙字操作
MOV BH,BN ;PCI設備的總線號
MOV BL,DN_FN ;設備及功能號，入口參數(shù)
MOV DI,BADR2
INT 1AH
JC ERROR
MOV DX,OFFSET MES15 ;基地址寄存器2
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AX,04H
CALL SHOW
CALL KENTER
MOV AX,0B10AH ;讀配置寄存器，雙字操作
MOV BH,BN ;PCI設備的總線號
MOV BL,DN_FN ;設備及功能號，入口參數(shù)
MOV DI,BADR3
INT 1AH
JC ERROR
MOV DX,OFFSET MES16 ;基地址寄存器3
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AX,04H
CALL SHOW
CALL KENTER
MOV AX,0B10AH ;讀配置寄存器，雙字操作
MOV BH,BN ;PCI設備的總線號
MOV BL,DN_FN ;設備及功能號，入口參數(shù)
MOV DI,BADR4
INT 1AH
JC ERROR
MOV DX,OFFSET MES17 ;基地址寄存器4
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AX,04H
CALL SHOW
JMP EXIT
ERROR: CALL KENTER
MOV DX,OFFSET MES2 ;顯示讀錯誤信息
MOV AH,09H
INT 21H
EXIT: MOV AH,4CH ;返回DOS
INT 21H
KENTER PROC
MOV DL,0AH
MOV AH,02H
INT 21H
MOV DL,0DH
MOV AH,02H
INT 21H
RET
KENTER ENDP
SHOW PROC NEAR ;顯示子程序
PUSH DX
PUSH DI
PUSH BX
MOV DI,OFFSET R_VALUE
MOV [DI],ECX ;保存獲取的數(shù)據(jù)
ADD DI,AX
DEC DI
MOV CX,AX
C1: MOV AL,[DI]
PUSH AX
SHR AL,4
AND AL,0FH ;取高4位
CMP AL,0AH ;是否是A以上的數(shù)
JB C2
ADD AL,07H
C2: ADD AL,30H
MOV BH,AL
POP AX
AND AL,0FH ;取低4位
CMP AL,0AH
JB C3
ADD AL,07H
C3: ADD AL,30H
MOV BL,AL
MOV AH,2 ;顯示十六進制數(shù)對應的ACSII碼
MOV DL,BH
INT 21H
MOV DL,BL
INT 21H
DEC DI
LOOP C1
POP BX
POP DI
POP DX
RET
SHOW ENDP
CODE ENDS
END START
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