Предназначены ли устройства PCIe для использования в многоплатформенных архитектурах?

Question 1

Вот проблемы с дополнительными ПЗУ PCI на архитектуре ARM:

Дополнительное ПЗУ, написанное на ассемблере x86, не будет понято процессором ARM.
Дополнительные ПЗУ, предназначенные для выполнения BIOS ПК (такие ПЗУ начинаются с 0x55AAи содержат несколько байтов для контрольной суммы и дополнительной информации), будут предполагать низкоуровневые детали архитектуры ПК, такие как аппаратное обеспечение VGA, порты ввода-вывода процессора Intel и т. д.
Вся концепция BIOS была тесно связана с архитектурой процессора и ПК x86 и никогда не использовалась ни в одной системе ARM.

Сейчас ...

UEFI, преемник BIOS, предназначен для использования на процессорах, отличных от x86.
Решение вышеуказанных проблем былоБайт-код EFI- байт-код, который будет интерпретироваться средой выполнения в UEFI, что сделает код независимым от ЦП.
Системы ARM, использующие UEFI, относительно новы (Surface RT, возможно, единственная такая система). Большинство систем ARM используют CFE, U-Boot или другие загрузочные прошивки, которые не работают как BIOS ПК.

А если я подключу его к компьютеру ARM, не получится ли инициализировать устройство PCIe?

У вас не было бы даже шанса, если бы система ARM не использовала UEFI. Если бы это было так, ваша система, вероятно, зависла бы при загрузке. EBC не так широко используется в прошивках загрузочного ПЗУ.

Хотя загрузочное ПЗУ работать не будет, операционная система, которая загрузится позже, все равно распознает и сможет нормально использовать оборудование.

Что делает загрузочное ПЗУ?

Старый BIOS до UEFI реализовал API через механизм прерываний x86. Ваша программа должна была бы установить различные регистры x86 в качестве параметров, а затем выдать INTинструкцию x86.

INTзаставляет процессор x86 искать адрес в таблице, а затем передает ему управление (это называетсяпрограммное прерывание- аппаратное обеспечение может вызвать это, обратившись к контроллеру прерываний, также подключенному к ЦП).

Перед обработкой дополнительных ПЗУ BIOS заполняет эту таблицу различными адресами, которые возвращаются в BIOS и выполняют функции API.

MS-DOS широко использует таблицу, полагаясь на BIOS для ее первоначальной функции -Басикявход/ОвыходСystem. Другие операционные системы не используют вызовы BIOS, получив управление, они используют собственные драйверы и механизмы для управления оборудованием.

Так как эта таблица прерываний находится в ОЗУ, ее можно изменять. Дополнительные ПЗУ могут «подключаться» к таблице прерываний — перезаписывать адрес определенного прерывания на что-то в ПЗУ — и делать так, чтобы вызовы API BIOS сначала направлялись в дополнительное ПЗУ.

Один вызов API BIOS, который использует сам BIOS, 13h— это вызов, считывающий сектор с дискового устройства. Он требуется для загрузки сектора 0 с жесткого диска, чтобы загрузить ОС (даже MS-DOS).

BIOS умеет общаться с дискетами и устройствами IDE, но больше ни с чем. Карта SCSI могла бы иметь дополнительное ПЗУ, которое перезаписывало бы или "подключалось" 13h- и это позволяло бы загружаться с диска SCSI. Если операционная система - MS-DOS, то MS-DOS могла бы работать с диском SCSI, поскольку он будет использовать его 13hдля дисковых операций.

Сетевая загрузка — еще одна ситуация, когда используются дополнительные ПЗУ.

Если да, то возможно ли, что драйверы можно было бы спроектировать так, чтобы они сами этим занимались?

Да, и они это делают. Дополнительные ПЗУ BIOS на самом деле поддерживают только загрузку ОС и, опционально, меню конфигурации («Нажмите Ctrl-A, чтобы войти в конфигурацию RAID» из дополнительного ПЗУ, и вы видите его в тот момент, когда BIOS вызывает свой код инициализации).

IIRC Linux снова берет на себя перечисление устройств и будет в значительной степени игнорировать информацию из x86 BIOS

Windows делает то же самое. x86 BIOS (и x86 реальный режим) существовали столько же, сколько и поддержка MS-DOS.

Answer

Вот проблемы с дополнительными ПЗУ PCI на архитектуре ARM:

Дополнительное ПЗУ, написанное на ассемблере x86, не будет понято процессором ARM.
Дополнительные ПЗУ, предназначенные для выполнения BIOS ПК (такие ПЗУ начинаются с 0x55AAи содержат несколько байтов для контрольной суммы и дополнительной информации), будут предполагать низкоуровневые детали архитектуры ПК, такие как аппаратное обеспечение VGA, порты ввода-вывода процессора Intel и т. д.
Вся концепция BIOS была тесно связана с архитектурой процессора и ПК x86 и никогда не использовалась ни в одной системе ARM.

Сейчас ...

UEFI, преемник BIOS, предназначен для использования на процессорах, отличных от x86.
Решение вышеуказанных проблем былоБайт-код EFI- байт-код, который будет интерпретироваться средой выполнения в UEFI, что сделает код независимым от ЦП.
Системы ARM, использующие UEFI, относительно новы (Surface RT, возможно, единственная такая система). Большинство систем ARM используют CFE, U-Boot или другие загрузочные прошивки, которые не работают как BIOS ПК.