【我所認知的BIOS】—>PCI的中斷（PIC下）LightSeed 2009-5-13 1、PCI中斷概述注：整篇都是討論在PIC（8259）下的中斷過程。當PCI設備插到主板上後（本來南橋裏含有的當然就不用插啦），它要和其他設備通信，或者讓CPU幫它做這般這般，或者CPU讓它做那般那般等等。。。那麼他們究竟是怎麼通信的呢？這就是PCI中斷在中間起的強大作用。PCI中斷，有一個很大的特點，它可以共用。這個特點我先提出來，對於後面講做個鋪墊。2、PCI中斷的HW在談到PCI設備的時候，我要首先說明一下。我們平時用程式去scan的那個device是邏輯上的device。比如說BUS#0DEV#31FUN0中說的device是邏輯device。而平時我們說一個PCI顯卡，PCI網卡設備，他們都是物理device。一個物理device可能會有多個邏輯device。這裡其實就是function的意思。邏輯device其實是function。這裡要搞清楚。圖2.1是對PCI設備中斷的抽象圖。PCI設備用INTA~INTD pin連接到8259來傳送中斷信號。需要說明的是，單function的PCI設備只能用INTA。 圖2.1 PCI設備中斷的抽象圖正如圖2.1所示，設備引出的INTx連接經過中斷路由後連接到8259的PIRQA~D。3、INTx的繞線細心的人肯定會發現，上面圖2.1中的連線是有繞的。那麼爲什麽HW要這樣做呢？這就牽涉到“loading balance”的概念。以下是引用程式設計俱樂部的帖子，原作者liaoo “Interrupt pin為出廠時就決定的,不能改變. Ex.使用SE or ru check PCI Reg3Dh = 01/02/03/04 for INT#A/B/C/D.而interrupt line則是BIOS知道了"routing"後去填的.例如,BIOS知道INT#A最終會接到PIC mode的8259的IRQ 11,則PCI Reg3Ch在PCI scan階段會被填成"0Bh".至於你說的如何接,PCI spec有提到,為了"loading balance", board designer可以決定.Ex. 2 PCI devices,都是利用INT#A發interrupt(so their PCI Reg3Dh = 01h).兩者接到同一個板子上.假如,board designer決定將:(以下為假設的接法)PCI slot1接成: INT#A接到I-router的INT#B,INT#B接到I-router的INT#C,INT#C接到I-router的INT#D,INT#D接到I-router的INT#A PCI slot2接成: INT#A接到I-router的INT#A,INT#B接到I-router的INT#B,INT#C接到I-router的INT#C,INT#D接到I-router的INT#D則當2 PCI devices接到slot1 and 2時,就發生:雖然都是透過INT#A發interrupt,但是,最後卻是從"不同的source出去的( Device 1從INT#B出去,Device 2從INT#A出去...)”4、分配IRQ給PCI設備。如前文所述，繞線好了後，經過路由INTx都連接到了PIRQA~D。BIOS kernel會把經過計算好的可以用的PCI irq No.分配給PIRQA~D。比如說PIRQA~D分別對應IRQ5，IRQ9，IRQ5，IRQ9。那麼最終連接到PIRQA上的設備（邏輯設備）都會分配到IRQ5。至此PCI IRQ的分配就算是完成了。5、關於PCI IRQ的說明有人肯定會疑問，爲什麽上面PIRQA和PIRQC對應的IRQ No.都是5呢？這個怎麼能通信啊？呵呵，您的擔心是正常的，但是又是工程師們已經解決了的問題。篇首有提到，PCI IRQ是可以共用的。在這裡便被派上用場啦。6、關於PCI IRQ Routing Table6.1 PCI IRQ Routing Table綜述上面的幾點我們談的熱火朝天，只有確定了PCI設備的INTx連接到了南橋的PIRQy那麼就可以正確地把IRQ No.分配給相應的PCI設備了。但是這裡有一个缺点：OS或者其他說軟體是無法知道硬體上究竟某個設備的INTx與南橋的PIRQy具體是怎麼對應的。OS或者其他軟體在不值得的情況下就不能正確分配IRQ No.給設備。那麼這個PCI IRQ Routing Table就挺身而出充當了描述硬體信息的這麼一個角色。它在整個IRQ分配的過程中，是重中之重。那麼我們來分析一下它的架構。6.2 PCI IRQ Routing Table的結構Byte OffsetSize in BytesName04Signature42Version62Table Size81PCI Interrupt Router's Bus91PCI Interrupt Router's DevFunc102PCI Exclusive IRQs124Compatible PCI Interrupt Router164Miniport Data2011Reserved (Zero)311Checksum3216First Slot Entry4816Second Slot Entry(N + 1) * 1616Nth Slot Entry關於上面的這個結構表，其實我是想用中文描述一下，但是又覺得真的不妥。有些文字翻譯過來以後就有點不好理解。我還是貼一下PCI IRQ Routing Table spec的原文吧。如果有人對這個的E版真的不太瞭解，那麼我想我可以嘗試一下翻譯過來。只是這個表頭其實在BIOS code中都是固定的，或者會自動算好的（所以知道就可以了）。重要的是“Slot Entry”。所以我要對這個部份詳細說明一下。6.3 Slot Entry的解析Slot Entry:Each slot entry is 16-bytes long and describes how a slot's PCI interrupt pins are wire OR'd（線或）to other slot interrupt pins and to the chip set's IRQ pins. Each entry has the following format:Byte OffsetSize in BytesName0BytePCI Bus Number1BytePCI Device Number (in upper five bits)2ByteLink Value for INTA#3WordIRQ Bitmap for INTA#5ByteLink Value for INTB#6WordIRQ Bitmap for INTB#8ByteLink Value for INTC#9WordIRQ Bitmap for INTC#11ByteLink Value for INTD#12WordIRQ Bitmap for INTD#14ByteSlot Number15ByteReserved對於上表，Byte Offset 0和1分別是PCI Bus No.和Device No.這是在軟體運行過程中判斷的標誌。“Link Value for INTA#”則是一個數字，分別是代表INTA連接到了南橋的PIRQy。比如說：0代表連接到了PIRQA，1代表連接到了PIRAB。。。等等。後面以此類推。以上各個slot聯合在一起就是我們平時經常說的PCI IRQ Routing Table了。其實真正深入進去看，它也不是那麼神秘。6.4圖解PCI IRQ Routing Table讓我們從圖片的角度來說明一下。見圖6.1 圖6.1PCI IRQ Routing Table就像一個加工廠一樣，它把原始HW上的信息轉化成OS或者其他軟體可以識別的信息。PCI IRQ Routing Table其實就像一個洋蔥一樣，它可以分成一層一層的信息。讓我們看看圖6.2就一目了然了。 圖6.27、PCI中斷共用的處理系統必須為每個中斷提供對應的中斷服務程式，當然這個程式的入口位址是在中斷向量錶中有填入的。本文給出在路由機制中,設備2的INTA #和設備3的INTD #共用，假設連接到了PIRQB。通常，如果多個設備使用同一個中斷請求線IRQi，則後登記的中斷入口會覆蓋先登記的服務程式的入口，先登記中斷的入口被存儲在後登記中斷的服務程式中，依次形成一條鏈。設備1的INTA發出中斷信號後，計算機經過一系列的過程會進入到IRQ9的中斷服務子程式（ISR）中，CPU首先轉入最後登記入口的中斷服務中,（這裡就先進入到設備2的中斷服務程式中去）查詢該設備的中斷請求位元，若該位被置1，則執行該程式，否則找到下一個共用中斷的入口。（很明顯不是設備2，那麼）轉入下一個中斷服務程式執行，在該程式中再查詢該設備的中斷請求位元，判斷是否是該設備提出的中斷。（這個時候，設備1舉手說，終於輪到我啦，CPU大哥我要你幫我幹點事，好了後獎勵你一個香吻。。。）我琢磨著畫個流程圖好理解點如下。 中斷流程圖 PS: 画这些图的时候真的花了不少时间，如果看的起我想转载的话，请说明出处。谢谢。