【我所認知的BIOS】—>PCI SCAN

【我所認知的BIOS】—>PCI SCAN

LightSeed

2009-5-12

1、PCI梗概

Study到現在已經快一年了，目前我自己理解，覺得PCI device在整個計算機的應用中是很重要，及其重要的一個東東。整由於它重要，所以可能一節我還講不完，分幾次把我所理解的PCI相關東東都總結一下。PCI是外設元件互連標準(Peripheral Component Interconnect)那麼我們平時說的PCI device就是符合這個標準的設備。（^.^廢話）這個標準由英代爾（Intel）公司1991年推出的用於定義局部匯流排的標準。此標準允許在電腦內安裝多達10個遵從PCI標準的擴展卡。最早提出的PCI匯流排工作在33MHz頻率之下，傳輸帶寬達到133MB/s(33MHz * 32bit/s)，基本上滿足了當時處理器的發展需要。隨著對更高性能的要求，1993年又提出了64bit的PCI匯流排，後來又提出把PCI 匯流排的頻率提升到66MHz。目前廣泛採用的是32-bit、33MHz的PCI 匯流排，64bit的PCI插槽更多是應用於伺服器產品。從結構上看，PCI是在CPU和原來的系統匯流排之間插入的一級匯流排，具體由一個橋接電路實現對這一層的管理，並實現上下之間的介面以協調資料的傳送。

2、現實中的PCI

平時我們說XX買了一個不錯的PCI顯卡，YY買了一個PCI to USB的適配器，那麼它們都爲什麽會有個PCI三個字呢？是因為他們都是插在PCI插槽上，普通主板上的PCI插槽如圖1.1

圖1.1 普通的PCI插槽

3、PCI設備要運作，我們應該怎麼做？

PCI設備要運作，那麼就需要PCI SCAN。

******************引用 start**********************

[Why need PCI SCAN]
現在的computer system泰半由許多PCI devices所組成,因此,BIOS POST中另一個重要的 task is : PCI_SCAN !!!

它代表的是: BIOS會掃瞄 whole system,找出所有的PCI devices; initial them and build a linked list of PCI devices.在此list中的每一個node都代表一個PCI device,且含有其 characteristics !

Ex. Vendor ID,Device ID, PFA,Option ROM exist or NOT,...etc.

一旦建好此表,以後的 tasks 隨時都可以參考 !!!

所以, after PCI_SCAN,有兩件事完成了:
1. PCI device initialization;device config registers(Part A) are correctly set ...
2. One data structure is built to describe the PCI devices in whole system(建在memory中)

這也是屬於kernel code part ^_^ ( system 一般很少 hang at this stage...)

******************引用 end***********************

以上引用自<小華的部落格>

連接：http://biosengineer.blogspot.com/2007/10/bios-pci-scan-9.html

到這裡可能多半的人都會想到那麼怎麼去scan這些PCI device呢？

4、PCI device scan

4.1PCI設備的configuration space是什麽

顧名思義，PCI設備的configuration space是用來配置PCI device的。我們平時在BIOS修改的某些寄存器就是修改這個裏面的東東。這個space是嚴格按照PCI spec來做的，查看詳細的說，請參見PCI spec2.3的chapter 6 page 195。圖4.1是配置空間的位置說明，截于PCI spec。

圖4.1 PCI配置空間的map

4.2怎麼判斷PCI device存在

掃描PCI device一般都是這樣，讀取PCI設備的configuration space中vendor ID 和device ID，判斷他們是否為0xFFFF。若是，則說明該PCI device是不存在的。（因為每個PCI device的製造商都會把他們的ID填入這個位置，而且是read only的。）

4.3怎麼訪問PCI設備的configuration space

用CF8和CFC兩個端口來訪問，爲了能夠不失真我引用了spec里的原文來說明。“Two DWORD I/O locations are used to generate configuration transactions for PC-ATcompatible systems. The first DWORD location (CF8h) references a read/write registerthat is named CONFIG_ADDRESS. The second DWORD address (CFCh) references a read/write register named CONFIG_DATA”從CONFIG_ADDRESS和 CONFIG_DATA其實就很容易看出了，當我們向CF8端口（CONFIG_ADDRESS）寫入規定的格式地址時，便可以從CFC端口（CONFIG_DATA）讀回相應的數據。

4.4 PCI scan的技巧

這裡兩個小技巧：

① 在讀回的端口，你可以取其中的任何一個byte或者word甚至整個double word

② 爲了提高掃描的效率，其實可以先查看header type這個寄存器中的bit7。Bit7的0與1表示該PCI設備是否是single function的，若single function device那麼這個時候就可以直接scan下一個PCI 設備啦。

4.5 訪問舉例

圖4.1是向CF8端口寫入的地址格式，截圖于spec page 32

圖4.1

以下是一段訪問配置空間的code。

mov eax, 80020500h ;bus 2, device 0, function 5(这里原本我写错了，是网友goldencrest帮我纠正了过来，谢谢！)

mov dx, 0cf8h

out dx, eax

mov dx, 0cfch

in eax, dx

以此類推，變可以把PCI device的整個configuration space都讀取出來。效果圖見圖4.2

圖4.2 用ADU顯示出來的PCI configuration space數據截圖

以上是我對PCI scan的理解。不足之處還望各位指正。