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看雪论坛作者ID：hyjxiaobia
序
年毕业那会，我首次接触到51单片机，当时发现51单片机如此简单却功能完备：尽管它没有搭载OS，却能接收GPIOPort上的硬件事件;同时能将控制逻辑反馈给设备。反观基于x86体系的PC，虽然功能强大，但终端用户因为下列限制，很难在Ring层控制简单如按钮开关这样的外设：a.主板厂商本着节省原料的原则，未必会在主板上引出空闲的GPIOPort；退一步，即使厂商出于某种原因，引出了空闲的GPIOPort，终端用户没有主板回路图，无法找到这些GPIOPort；b.即使用户侥幸找到了GPIOPort，但是GPIOPort的作用是由主板厂商在Bios中设定的，普通用户无法修改这些设定；另外，Intel仅向IBV/OEM等它的合作厂商提供PCHspec，除非发生了类似00年7月Intel泄露了0G相关资料的事件，否则终端用户无法对外设进行准确的设定；c.OS足够强大，以至于抽象了底层硬件实现(OS的透明性)，这是积极的一面。但是反过来，正是因为OS的透明性，位于Ring层的App很难访问硬件。以上种种，像是PC行业给初学者添加的重重壁垒。我由于机缘巧合，有机会在这些壁垒上自底向上的(Bios--Acpi.sys/OS--驱动--App)打了一串小孔，从而能在Ring层接受来自硬件层的GPIO中断。本文基于IntelWhiskeyLake平台，总结了这种自上而下的(非标准)访问方式，也算是我对毕业这么多年的一个回顾~0.神秘的PSB接口
IntelPCHEDSVol中规定，IntelPCH通过PSB(PrimarytoSidebandBridge)接口，以下列公式访问GPIOPad：图1.PSB访问GPIOCommunity图.PSB的PCIeLocationPSB接口是PCH上的PCIe设备，在WhiskyLake平台上，它位于B:0/D:1/F:1。看到这，你的第一反应一定是计算PSB的配置空间地址，然后通过MMIO方式获得SBREG_BAR，这就有了上述公式里1/的原料。但是PSB和PMCController（B:0/D:1/F:）一样神秘：即使已知Bus\Device\FunctionNumber，也无法访问该PCIe设备的配置空间。我们可以用RW分别访问RootBridge/PSB/PowerManagmentController个PCIe设备的配置空间：图.MMIO方式读取种PCIe设备的配置空间的结果根据图结果，我制作了下表，方便读者阅读：根据图表可知：RW无法获得PSB的配置空间，进而无法获得SBREG_BAR(PSBBaseAddressB:0/D:1/F:1/Reg0x10)，所以本文结束！？当然这不是结束，我开玩笑的。RW关上一扇门,但是Intel开了一个烟囱：我们可以从Intel提供给IBV\OEM的Intel\KabyLakeSiliconPkg目录下找到SBREG_BAR和通过PSB接口访问各类寄存器的宏定义：/**DefinitionforPCRaddressThePCRaddressisusedtothePCRMMIOprogramming**/#definePCH_PCR_ADDRESS(Pid,Offset)(PCH_PCR_BASE_ADDRESS
((UINT8)(Pid)16)
(UINT16)(Offset))#definePCH_PCR_BASE_ADDRESS0xFD///SBREGMMIObaseaddress这个宏定义可以视为对图1中红线部分的补充说明。PortID不同于51单片机访问GPIOPort，IntelPCH视GPIO为GPIOPad。读者可以将GPIOPad理解为主板上的焊点(当然Pad本身也有焊盘的意思)。而焊点GPIOPad到真正的GPIOPort之间还有不为人知的回路。同时，IntelPCH将若干物理内存上相近的GPIOPad划到同一个GPIOCommunity(GPIO社区?GPIO组?)，以便于访问，并赋予各个GPIOCommunity平台唯一的PortID。各个平台定义的PortID不同，需要查询EDSVol1，下图为KabyLake定义的PortID：图4.本文用到的是GPIO