DOS操作系统下PCI板卡访问方法（二）

访问特定的PCI功能设备的配置空间一般分为以下几个步骤：

首先，按照端口0xCF8的信息格式，组成相应的配置字，写入端口OxCF8中。然后通过读取端口0xCFC，得到每个功能设备配置空问中相应的寄存器内容。接着，由读出的配置空间中设备ID和制造商ID与指定的功能设备的设备ID和制造商ID相比较。若不匹配则重复进行上述操作直到匹配为止。最后，由获得的相应的总线号、设备号以及功能号，通过读写端口OxCF8和0xCFC就可以访问特定板卡的配置空间了。

下面给出一个通过PCI配置寄存器0xCF8和OxCFC来查找特定PCI板卡的函数。程序采用BC++3.1编写，PCI接口芯片采用PLX公司的PCI9052，设备ID为0x9050，制造商ID为Ox10B5，使用寄存器号为0x00。由于BCC+ 3.1中不提供一次读写32 bit数据的端口函数，故用嵌入汇编的方法编写了两个32 bit读写数据的函数outpd()，inpd()。

int scan_pci()

{

bus=0;device=0; //bus为总线号、device为设备号

for(char i=O;i<5;i++)

{

for(char j=O;j<32;j++)

{

bus=I;device=j;

port_in=Ox80000000+bus*0x10000十(device*8)*0x100l; //组成配置字

outpd(Oxcf8，port_in); //写配置字蓟配置地址寄存器0xCF8

port_out=inpd(Oxcfc);//读取配置数据寄存器0xCFC

if(port_out==Ox905010b5);//配置寄存器中设备ID和制造商ID是否与PCI设备的相符

return 0;//找到PCI设备

}

return一1; //未找到PCI设备

}

方法二，通过BIOS中断来进行访问。中断号为0xlA，所用到的子功能号为0xB102(查找设备)和0xB10A(读设备配置空间)。通过调用子功能0xBl02查找设备的总线号，设备号和功能号，然后根据相应的寄存器号，通过调用子功能0xBlOA读取相应的配置信息，从而完成配置空间

的访问。

2．2 局部空间的访问

在完成对PCI设备配置空间的访问之后，可以得到PCI设备I／O映射或内存映射的基地址，通过这个基地址就可以对PCI设备的局部空间进行访问。

(1) 通过I／O映射的方式进行访问的方法

在DOS下，由于系统未对计算机端口的访问做出任何限制，所以可以使用一般的I／O指令或函数，如BC++3.1中的inportb和outportb等，来进行I／O端口的读写。这些操作方便简单，在一般的场合可以很好地满足要求，但是由于x86系列I／O空间最大为64K，其中有一部分为系统占用或保留，一部分为其他板卡所占用，剩下的空间有限，若PCI设备需要大量映射数据，则需要采用内存映射的方式。

(2) 通过内存映射的方式进行访问的方法

在一般情况下，都是在DOS实模式下开发应用程序的，这样不能有效的应用内存资源，只能对1 MB以内的常规内存进行访问，然而PCI设备的内存映射又是由系统自动完成的，既可能映射在1 MB以内，也可能映射到1 MB以外。采用一般实模式的访问方法就存在着一定的局限性，为了克服这种局限性，可以通过在DOS程序中嵌人保护模式程序段的方法，完成在DOS实模式下对4 GB内存空间的直接访问。

为了完成在DOS实模式下对4 GB内存空间的直接访问，有必要深入了解DOS的实模式、保护模式以及在这2种模式下的寻址方式。在DOS实模式下，可以通过执行类似“MOV AX，[ESI]”的指令，来进行间接寻址操作访问内存空间，但由于ESI的内容必须在0～FFFFH范围内，使其寻址范围受到了限制。要扩大其寻址范围就必须扩大段描述符高速缓冲寄存器中的界限值。但CPU在实模式下不能改变这些界限值。必须在保护模式下完成该操作。因此必须从实模式切换到保护模式中，通过向相应的段寄存器写入相应的选择字SEL，装载由SEL对应的具有4 GB界限的段描述符到段描述符高速缓冲寄存器中去，然后返回到实模式下，由于段描述符高速缓冲寄存器的内容不发生变化，CPU就可以通过32 bit寄存器间接寻址操作来实现4GB内存的访问。

下面给出了进出保护模式，设置4 GB段界限的子函数，使用BC++3.1中嵌入汇编的方式编写。在主程序中调用这个子函数后，就可以用间接寻址操作来实现4 GB内存的访问了。

unsigned long GDT_Table[]= //全局描述符表GDT

{0,O, //选择字0h，NULL，保护模式下系统要求

Ox0000FFFF，0x008F9200};／／选择宇8H，基址0，界限值4G-1

unsigned char GDT_Addr[6]={0};//存放GDT的基地址和长度

void LoadDSLimit4G()

{

Asm{

cli //清中断

push ds //将DS压人堆栈

push es //将ES压入堆栈

mov word ptr GDT_Addr[0],(2*8-1)//存入GDT的长度

mov eax,dsshl eax,4 //段地址左移4 b

mov ebx,0 //ebx清零

mov bx，offset GDT_Table //GDT的偏移地址

add eax，ebx //GDT的线性地址

mov dword ptr GDT_Addr[2]，eax //存人GDT的线性地址

1gdt fword ptr GDT_Addr //重新调入GDT

mov bx，8 //设置数据段描述符的选择字

mov eax，cr0 //取出cr0寄存器的值

or eax,1

mov cr0,eax //进入保护模式

mov es,bx //ES重载数据段描述符

mov ds,bx // ES重载数据段描述符

and eax,0fffffffeh

mov crO,eax //返回实模式

pop es

pop ds

sti //开中断

}

3 结语

我们开发了一种基于PCI总线的GPS同步时标卡。该卡的PCI接口部分采用PLX公司的PCI9052接口芯片。该卡使用了PCI9052的局部地址空间0，采用内存映射方式，分配了2K地址空间，可映射于内存空间的任何地方。该卡应用在电力系统故障录波采集站中，采集站采用的是D0S6.22操作系统。当电力系统发生故障时，采用本文介绍的方法，录波装置可从PCI板卡上读取200 us的时间刻度作为故障发生的精确时刻。

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