Михаил Гук - Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия
Расширенный заголовок позволяет определить идентификатор устройства PnP, его название и код производителя. Код типа состоит из байта общего типа, байта подтипа и байта идентификатора программного интерфейса, по которым система может узнать знакомые устройства.
Байт индикаторов устройства имеет следующее назначение битов:
♦ бит 7 — ПЗУ поддерживает модель инициализации устройства (Device Driver Initialization Model);
♦ бит 6 — ПЗУ может затеняться оперативной памятью;
♦ бит 5 — ПЗУ может кэшироваться по чтению;
♦ бит 4 — ПЗУ требуется лишь для загрузки с данного устройства;
♦ бит 3 — резерв (0);
♦ бит 2 — является устройством загрузки (IPL-устройство);
♦ бит 1 — устройство ввода (может заменять клавиатуру);
♦ бит 0 — устройство вывода (дисплей).
Вектор подключения BCV (Boot Connection Vector, он же Interrupt Connection Vector) указывает смещение для процедуры, дальний вызов которой приведет к перехвату векторов прерываний первичных устройств ввода, вывода или загрузки (сервисов Int 9h, Int 10h или Int 13h соответственно), в зависимости от параметров, переданных в регистрах процессора. При вызове этой процедуры в регистре АХ единицы в битах 0, 1 и 2 запрашивают перехват сервисов Int 9h, Int 10h или Int 13h соответственно (остальные биты нулевые), ES:DI указывает на контрольную структуру PnP BIOS (System BIOS PnP Installation Check Structure), BX содержит селективный номер (CSN) карты ISA PnP (для других карт FFFFh); DX содержит адрес порта чтения ISA PnP (для других карт FFFFh).
Вектор отключения указывает на процедуру, восстанавливающую старое значение векторов при безуспешной попытке загрузки с данного устройства.
Точка входа для загрузки BEV требуется, если устройство может использоваться в качестве загрузочного, но не обеспечивает блочных функций сервиса Int 13h. Тогда системная микросхема BIOS может дальним вызовом вызвать эту процедуру вместо выполнения сервиса Int 19h. Таким образом, например, может выполняться удаленная загрузка (Remote Programm Loading, RPL) по сети.
Вектор получения информации о статических ресурсах задает смещение процедуры, вызов которой выгрузит в память дескрипторы занимаемых ресурсов (в форматах, аналогичных структурам для ISA PnP). Адрес буфера размером не менее 1024 байт задается регистрами ES: DI при вызове данной процедуры.
Процедура инициализации, которая начинается со смещения 3 в заголовке ПЗУ, для карт PnP должна подчиняться определенным требованиям (до этой спецификации специальных требований не было), принимать параметры и сообщать код возврата.
♦ При вызове процедуры ЕS: DI указывает на контрольную структуру PnP BIOS, BX содержит CSN карты ISA PnP (для других карт FFFFh); DX — адрес порта чтения ISA PnP (для других карт FFFFh).
♦ При исполнении процедура может переопределять любые векторы прерываний и изменять данные в BDA и EBDA, но перед возвратом она обязана восстановить прежние указатели для Int 9h, Int 10h, Int 13h и все прежние значения связанных с ними переменных в BDA и EBDA.
♦ При возврате в АХ возвращаются признаки проинициализированного устройства:
• бит 8 — устройство начальной загрузки, поддерживающее блочные функции INT 13h;
• бит 7 — устройство вывода, поддерживающее символьный вывод («телетайпный» режим) INT 10h;
• бит 6 — устройство ввода, поддерживающее символьный ввод INT 9h;
• биты 5:4 — состояние подключения загрузочного устройства: 00 — не подключено, 01 — неизвестно, 10 — подключено (для устройства RPL соединение установлено), 11 — резерв;
• биты 3:2 — состояние подключения устройства вывода (аналогично предыдущему);
• биты 1:0 — состояние подключения устройства ввода (аналогично предыдущему).
Как видно из данного описания, расширенный заголовок и правила поведения процедуры инициализации позволяют системной BIOS более гибко пользоваться функциями дополнительных модулей BIOS — традиционные дополнительные модули со стороны системной BIOS были практически неуправляемыми. Заголовок данного вида может использоваться и картами ISA без поддержки PnP. Если эти карты будут передавать информацию о своих статических ресурсах, они окажут большую услугу для распределения ресурсов системой BIOS с поддержкой PnP. Таким образом, приспособить карту для работы в среде PnP можно всего лишь модификацией содержимого ее ПЗУ расширения BIOS.
Карта ISA PnP может быть установлена в разные системы, имеющие BIOS как с поддержкой PnP, так и без. Процедура инициализации должна исполняться адекватно обнаруженной среде: без PnP BIOS она должна работать традиционным способом, при необходимости загрузки перехватывая INT 19h, а в среде PnP BIOS она должна вести себя скромнее, лишь предоставляя системной BIOS требуемые интерфейсы и точки входа.
12.9.2. Expansion ROM карт PCI
Для содержимого ПЗУ расширения BIOS, установленных на картах PCI, принят стандарт, несколько отличающийся от традиционных дополнительных модулей ROM BIOS. Заголовок ПЗУ соответствует традиционному, но дополнительно имеет указатель на структуру данных PCI (табл. 12.10). Идентификаторы производителя и устройства, а также код класса совпадают с описанными в конфигурационном пространстве устройства PCI. Поскольку шина PCI используется не только в PC, в ПЗУ карты может храниться несколько модулей. Каждый модуль начинается со структуры данных, сам модуль следует сразу за структурой. За ним начинается структура для следующего модуля (если у предыдущего не установлен признак последнего модуля) и так далее. Тип платформы (процессора) указывается в заголовке модуля, и при инициализации BIOS активизируется только нужный. Такой механизм позволяет, например, один и тот же графический адаптер устанавливать и в IBM PC, и в Power PC.
Таблица 12.10. Структура данных PCI
Смещение Длина, байт Назначение 0 4 Сигнатура, строка символов "PCIR" 4 2 Идентификатор производителя 6 2 Идентификатор устройства 8 2 Резерв¹ Ah 2 Длина структуры (байт), начиная с сигнатуры Ch 1 Версия структуры (0 для данной версии) Dh 3 Код класса 10h 2 Длина образа 12h 2 Версия кода/данных 14h 1 Тип кода: 0 — х86 для PC-АТ, 2 — HP PA-RISC 15h 1 Индикатор: 1 — последний образ, 0 — не последний 16h 2 Резерв¹ До спецификации PCI 2.2 здесь помещался указатель на строку Vital Product Data (важные сведения о продукте).
Применительно к дополнительному ПЗУ карты PCI имеется три параметра, относящихся к размерам. Размер ПЗУ определяется чтением конфигурационного пространства. Размер, указанный во 2-м байте заголовка, указывает на длину модуля на этапе инициализации. Этот модуль POST загружает в ОЗУ перед тем, как вызвать процедуру инициализации (точка входа со смещением 3). Контрольная сумма, расположенная обычно в конце модуля, обеспечивает нулевую сумму всех байт. Длина образа, указанная в структуре данных PCI (слово со смещением 10h), описывает размер области, которая должна оставаться в памяти в режиме нормального функционирования (она может быть меньше, поскольку код процедуры инициализации уже не требуется). Эта область также защищается контрольной суммой. Структура данных PCI должна оставаться в памяти все время.
Работа с модулями ПЗУ для карт PCI выполняется в соответствии с моделью DDIM (см. выше). POST определяет наличие ПЗУ по полю Expansion ROM Base Address в конфигурационном пространстве и назначает ему адрес в свободном пространстве памяти. После этого программированием регистра команд разрешается считывание ПЗУ, и в нем ищется сигнатура заголовка АА55h. Когда сигнатура найдена, POST ищет подходящий образ (по типу кода и совпадающий по идентификаторам с обнаруженными устройствами PCI) и загружает его в ОЗУ (в область C0000-DFFFFh), оставляя разрешенной запись в эту область. Далее чтение ПЗУ запрещается (записью в поле Expansion ROM Base Address), и вызывается процедура инициализации (по адресу 3). При вызове процедуры POST сообщает номер шины (в регистре АН), номер устройства (AL[7:3]) и номер функции (AL[2:0]), благодаря чему процедура узнает точные координаты аппаратных средств. После этого определяется размер области, которую следует оставить в памяти (по байту 2, который может быть модифицирован процедурой инициализации), и для этой области запрещается запись. Если процедура инициализации «урезает» занимаемую память, она должна позаботиться о достоверности контрольной суммы области, описанной байтом 2. Если память освобождается полностью (процедура обнуляет байт 2), то контрольная сумма, естественно, не нужна. Расширение для VGA (определяется по коду класса) обрабатывается особым образом — загружается по адресу C0000h. Процедура инициализации может определить наличие PnP BIOS в системе, проверив значение контрольной структуры PnP по адресу, указанному в ES: DI, и исполняться в зависимости от обнаруженного системного окружения.
