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DOS编程技术

讨论在纯DOS下的编程技术

 
 
 

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关于我

1984年大学毕业,1985年底有机会开始接触PC机,1986年开始在PC机上做开发工作,曾接触过MS-DOS、CP/M、UNIX、VMS、LINUX、iRMX等众多的操作系统并在上面从事技术开发,擅长做底层与硬件相关的软件开发,目前主要在DOS和LINUX平台下工作,主要从事软件,在硬件开发上也有一定造诣,亦有在8051系列、6502系列(凌阳)、z80系列、ARM、X86等各类平台下开发软硬件的经历。更详细情况可以参考http://resume.whowin.net

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遍历PCI设备  

2008-04-02 09:15:23|  分类: 杂七杂八 |  标签: |举报 |字号 订阅

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(该文在2011年3月11日做过修改,其中代码已为完整代码)

    PC机在启动的时候,都会看到一个PCI设备清单,可以看到机器中的所有PCI设备,其实搜索PCI设备的程序并不难编,本文通过一个实例说明如何遍历PCI设备。

    工作环境:MS-DOS 6.22,djgpp+RHIDE

1、了解PCI设备

    PCI的含义是外设部件互连(Peripheral Component Interconnect),PCI局部总线(Local Bus)是1991年由Intel定义的,现在PCI局部总线已经成为了PC机中不可缺少的外围设备总线,几乎所有的外部设备都连接到PCI局部总线上,我们说的PCI设备,实际上就是指连接在PCI局部总线上的设备。

2、你的BIOS是否支持PCI BIOS服务

    在我的另一篇博客文章:32位BIOS说明(http://hengch.blog.163.com/blog/static/10780067200821801532871/)中,说明了如何判断BIOS是否是32位的,以及是否支持PCI BIOS服务,实际上,并没有那么麻烦,因为在绝大多数有PCI插槽的PC机中,BIOS都是32位的,同时也是支持PCI BIOS的,在我的另一篇博客文章:调用PCI BIOS(http://hengch.blog.163.com/blog/static/10780067200821814231310/)中,介绍了PCI BIOS中常用的功能调用,其中的第一个调用就是检查“PCI BIOS的存在性”,通常我们利用这个功能调用来作为PCI BIOS的存在检测已经足够了,方法如下:

    汇编语言:

        MOV  AX, 0B01H
        INT 1AH

    C语言(DJGPP下):

        long unsigned int    i;
        __dpmi_regs           r;

        r.x.ax = 0xb101;
        __dpmi_int(0x1a, &r);
        i = r.x.flags;
        if ((i & 0x01) == 0) printf("\nSupport PCI BIOS");
        else printf("\nNot Suport PCI BIOS");

    根据返回参数就可以判断PCI BIOS是否存在,具体方法请参阅:调用PCI BIOS(http://hengch.blog.163.com/blog/static/10780067200821814231310/)这篇博客文章,如果你的BIOS不支持PCI BIOS,那么本文介绍的方法可能不完全适用你。

3、了解PCI配置空间

    学习PCI编程,不了解PCI的配置空间是不可能的,配置空间是一块容量为256字节并具有特定记录结构或模型的地址空间,通过配置空间,我们可以了解该PCI设备的一些配置情况,进而控制该设备,除主总线桥以外的所有PCI设备都必须事先配置空间,本节仅就一些配置空间的共有的规定作一些说明,更加具体和详细的信息请参阅其他书籍及相应的芯片手册。

    配置空间的前64个字节叫头标区,头标区又分成两个部分,第一部分为前16个字节,在各种类型的设备中定义都是一样的,其他字节随各设备支持的功能不同而有所不同,位于偏移0EH的投标类型字段规定了是何种布局,目前有三种头标类型,头标类型1用于PCI-PCI桥,头标类型2用于PCI-CARDBUS桥,头标类型0用于其他PCI设备,下图为头标类型0的头标区布局。

 遍历PCI设备 - whowin - DOS编程技术

    头标区中有5个字段涉及设备的识别。

    (1) 供应商识别字段(Vendor ID)
        偏移:00H。该字段用以标明设备的制造者。一个有效的供应商标识由PCI SIG来分配,以保证它的唯一性。0FFFFH是该字段的无效值。

    (2) 设备识别字段(Device ID)
        偏移:02H。用以标明特定的设备,具体代码由供应商来分配。

    (3) 版本识别字段(Revision ID)
        偏移:08H。用来指定一个设备特有的版本识别代码,其值由供应商提供,可以是0。

    (4) 头标类型字段(Header Type)
        偏移:0EH。该字段有两个作用,一是用来表示配置空间头标区第二部分的布局类型;二是用以指定设备是否包含多功能。位7用来标识一个多功能设备,位7为0表明是单功能设备,位7为1表明是多功能设备。位0-位6表明头标区类型。

    (5) 分类代码字段(Class Code)
        偏移:09H。标识设备的总体功能和特定的寄存器级编程接口。该字节分三部分,每部分占一个字节,第一部分是基本分类代码,位于偏移0BH,第二部分叫子分类代码,位于偏移0AH处,第三部分用于标识一个特定的寄存器级编程接口(如果有的话)。

        这部分的代码定义很多,请自行查阅PCI规范相关文档。我们在实际应用中会对一些用到的代码加以说明。

 4、配置寄存器的读写

    x86的CPU只有内存和I/O两种空间,没有专用的配置空间,PCI协议规定利用特定的I/O空间操作驱动PCI桥路转换成配置空间的操作。目前存在两种转换机制,即配置机制1#和配置机制2#。配置机制2#在新的设计中将不再被采用,新的设计应使用配置机制1#来产生配置空间的物理操作。这种机制使用了两个特定的32位I/O空间,即CF8h和CFCh。这两个空间对应于PCI桥路的两个寄存器,当桥路看到CPU在局部总线对这两个I/O空间进行双字操作时,就将该I/O操作转变为PCI总线的配置操作。寄存器CF8h用于产生配置空间的地址(CONFIG-ADDRESS),寄存器CFCh用于保存配置空间的读写数据(CONFIG-DATA)。

    将要访问配置空间寄存器的总线号、设备号、功能号和寄存器号以一个双字的格式写到配置地址端口 (CF8H-CFBH),接着执行配置数据端口 (CFCH)的读和写,向配置数据口写数据即向配置空间写数据,从配置数据口读数据即从配置空间读数据。

    配置地址端口(CF8H)的格式定义如下:

    bit  31  30...24 23......16 15......11 10......8 7..........2   1  0
          |    保留     总线号     设备号    功能号      寄存器号     0  0
          +----使能位,1有效,0无效

    寄存器号:选择配置空间中的一个双字(32位)
    功能号:选择多功能设备中的某一个功能,有八种功能,0--7
    设备号:在一条给定的总线上选择32个设备中的一个。0--31
    总线号:从系统中的256条总线中选择一条,0--255

    尽管理论上可以有256条总线,但实际上PC机上PCI插槽的总线号都是1,有些工控机的总线号是2或者3,所以我们只需要查找0--4号总线就足够了。

    PCI规范规定,功能0是必须实现的,所以,如果功能0的头标类型字段的位7为0,表明这是一个单功能设备,则没有必要再去查其他功能,否则要查询所有其他功能。

5、遍历PCI设备

    至此,我们掌握的有关PCI的知识已经足够我们遍历PCI设备了,其实便利方法非常简单就是按照总线号、设备号、功能号的顺序依次罗列所有的可能性,读取配置空间头标区的供应商代码、及设备代码,进而找到所有PCI设备。

#include <stdio.h>
#include <dpmi.h>

typedef unsigned long      UDWORD;
typedef unsigned short int UWORD;

int main() {
  UDWORD i, busNo, deviceNo, funcNo, regVal, retVal, baseAddr;
  UWORD  vendorID, devID, class1, class2, class3;

  __dpmi_regs r;

  r.x.ax = 0xb101;
  __dpmi_int(0x1a, &r);
  i = r.x.flags;
  if ((i & 0x01) == 0) printf("\nSupport PCI BIOS.");
  else printf("\nNot Support PCI BIOS.");

  printf("\nNo.  Vendor/Device  Bus No.  Dev No.  Func No.  Class");
  i = 0;
  for (busNo = 0; busNo < 5; busNo++) {                 // bus No
    for(deviceNo = 0; deviceNo < 32; deviceNo++) {      // device no
      for (funcNo = 0; funcNo < 8; funcNo++) {          // Function No
        //j = 0x80000000 + i * 2048;
        regVal = 0x80000000                             // bit31 使能
                 + (busNo << 16)                        // Bus No
                 + (deviceNo << 11)                     // Device No
                 + (funcNo << 8);                       // Function No
        outportl(0xCF8, regVal);
        retVal = inportl(0xCFC);                        // 得到配置空间偏移为0的双字
        if (retVal != 0xffffffff) {                     // 设备存在
          i++;
          vendorID = retVal & 0xffff;                   // 得到供应商代码
          devID    = (retVal >> 16) & 0xffff;           // 得到设备代码
          regVal += 0x08;                               // 得到配置空间偏移为08H的双字
          outportl(0xCF8, regVal);
          retVal = inportl(0xCFC);
          retVal = retVal >> 8;                         // 滤掉版本号
          class3 = retVal & 0x0FF;                      // 得到三个分类代码
          class2 = (retVal >> 8) &0x0FF;
          class1 = (retVal >> 8) &0x0FF;
          printf("\n%02d   %04x/%04x       %02x       %02x       %02x      %02x-%02x-%02x",
                 i, vendorID, devID, busNo, deviceNo, funcNo, class1, class2, class3);
          if (funcNo == 0) {                          // 如果是单功能设备,则不再查funcNo>0的设备
            regVal = (regVal & 0xFFFFFFF0) + 0x0C;    // 配置空间偏移0X0C,
            outportl(0xCF8, regVal);
            retVal = inportl(0xCFC);
            retVal = retVal >> 16;                    // 偏移0X0E为投标类型字段
            if ((retVal & 0x80) == 0) funcNo = 8;     // bit 7为0表示为单功能设备,不再查该设备的其他功能
          }
        }
      }
    }
  }
}   // end of main

    两部分程序加起来基本构成了一个完整的遍历PCI设备的程序,本代码可以DJGPP下编译通过并正常执行(测试环境:DOS 6.22 DJGPP2.2+RHIDE1.5)。

 

 

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