General Purpose I/O (GPIO)

General Purpose I/O (GPIO)

1. Overview

GPIO簡單來說就是對於Intel PCH跟外部溝通的Transmit(Tx)和Receive(Rx)。

2. Accessing GPIO Reigsters

GPIO Registers放在(SBREG_BAR+PortID+Register Offset)的地方。

• SBREG_BAR就是P2SB(Primary to sideband bridge)的BAR0
• PortID是用Intel定義的好的值
• Register Offset是PCH spec裡面定義的位置

3. Config GPIO

3.1 Pad Ownership - Register Offset : 0x20

設定要把控制權交給誰使用。

00 := ACPI 或 GPIO Driver

01 := ME

10 := ISH

11 := Reserved

3.2 Host Software Pad Ownership - Register Offset : 0xC0

若Pad Ownership設定為00，就要更細分為是給ACPI還是GPIO Driver使用。

0 := ACPI, 

1 := GPIO Driver, 

3.3 Pad Configuration - Register Offset : 0x600 (GPP_A0)

3.4 Interrupt

GPI Interrupt Status - Register Offset : 0x100

前面Pad Ownership=00 && Host Software Pad Ownership=1才能使用。

GPE - Register Offset : 0x140

Pad Ownership=00 && HostSW Pad Ownership=0 && GPIRoutSCI=1才能開

SMI - Register Offset : 0x184

Pad Ownership=00 && HostSW Pad Ownership=0 && GPIOSMIRout=1

NMI - Register Offset : 0x1C4

Pad Ownership=00 && HostSW Pad Ownership=0 && GPINMIRount=1

3.6 Miscellaneous Configuration - Register Offset : 0x10

並不是所有的family都可以用Interrupt，Intel只有提供3個family可以讓你用interrupt。

ex.

GPE[95:88]=not used

GPE[87:64]=GPP_C[23:0]

GPE[63:56]=not used

GPE[55:32]=GPP_B[23:0]

GPE[31:24]=not used

GPE[23:0]=GPP_A[23:0]

System Management Mode (SMM)

System Management Mode (SMM)

1. Overview

SMM是一個只有韌體才可以使用的操作模式，在SMM下主要可以處理電源管理,系統硬體控制或是OEM自己設計的功能。
SMM有如下幾個機制:

• 只能被SMI戳起來
• CPU會在一個特定的定址空間執行SMM的code，這個空間基本上不能夠被其他人存取
• 進入SMM後，CPU會將現有的中斷和任務記錄起來
• OS產生的中斷在SMM中會無法使用

2.進入SMM

當CPU的實體SMI# pin收到SMI訊號或是APIC bus收到SMI message的話，CPU會等待所有指令停止然後把當前上下的指令記錄在SMRAM裡面，接著進入SMM後CPU會跟外部的硬體說我要開始處理SMI了並開始執行SMI Handler。

3.離開SMM

唯一的方法就是在SMI Handler裡面執行RSM，RSM主要的目的是把剛剛存在SMRAM裡面的東西放回原位，之後CPU會跟外部硬體說我離開SMM了。

4.System Management RAM (SMRAM)

SMRAM就是存放SMI Handler code和data的記憶體空間。

• SMRAM的大小是64KB(default)
• SMRAM的physical address (SMBASE)是0x30000h(default)
• SMI Handler的code放在[SMBASE+8000h]
• CPU的Registers放在[SMBASE+FE00h]到[SMBASE+FFFFh]裡

4-1.SMRAM State Save Map

CPU的registers會從[SMBASE+FFFFh]開始依序放到[SMBASE+FE00h]，有些register的值是可以更改的，但在RSM的時候會還原回去。

5 SMI Handler Execution Environment

5.1 初始化SMM執行環境

CPU把當前上下的的指令丟進SMRAM之後，CPU會把CR0裡面的PE和PG清掉讓當前的環境類似於real-address mode。

Bit	Name	Full Name	Description
0	PE	Protected Mode Enable	If 1, system is in protected mode, else system is in real mode
31	PG	Paging	If 1, enable paging and use the § CR3 register, else disable paging.