这篇博客曾经发表在高端调试的论坛上，我把它转移到这里来了。UEFI访问SMBUS设备，是我计划中要写的，这篇就作为其前言吧，其中没有任何与UEFI相关的内容。
当时我已经开发完了C850F320上的smubs访问代码（作为smbus device）、Legacy BIOS下的smbus访问代码（在dos下调试，运行于OptionRom上），期望在windows上开发一个驱动，能通过smbus直接访问C850F320。这能让目前产品的价格降低20元，以当时的出货量，一年的成本可以节省40w，很可观的。
我把这篇博客拷贝过来了，绝不是因为今天上午要开会，没时间写了。说不是就不是！
以下为原文：
这是以失败告终的故事，这个故事中我学会了两件事情：1 选择剑走偏锋的技术方法的不是神人，走多了会变成神经，比如不才我；2 童话故事里规则多简单，坏人必定玩完，好人从此过着美好的生活。可惜，现实不是童话，所以主板上串口没了、SMBus的Pin也不连了。
以上纯粹是牢骚，发泄下我对现实的不满。在我做的项目中，需要在BIOS和单片机、OS和单片机间选择一种可以传输少量数据的方法。我选择的是SMBus，用单片机(C850F320)构建SMBus Device，以PCI/PCI-E板卡的形式呈现。大家知道，在PCI/PCI-E上提供了SMBus的时钟和数据引脚，这样使得不需要任何连接线，插上卡就可以让BIOS和OS访问做好的SMBus Device了。写下这篇是为了总结我走过的道路，希望可以让别人在遇到同样的问题时，少走一些弯路。
1 开发板的结构和SMBus设备的构建
图1 支持SMBUS总线通讯的卡 这是我使用的开发板，F320提供了不少功能，在这个开发板上可以去模拟USB设备，很有意思。板卡是PCI形式的，其他功能就不描述了，我的目标是使用F320模拟出一个SMBus device。
F320的开发环境中提供了一些SMBus的例子，可以对照参考。从芯片手册中知道，SMBus 接口可以被配置为工作在主方式和/或从方式。在任一时刻，它将工作在下述4 种方式之一：主发送器、主接收器、从发送器或从接收器。SMBus 在产生起始条件时进入主方式，并保持在该方式直到产生一个停止条件或在总线竞争中失败。SMBus 在每个字节帧结束后都产生一个中断；但作为接收器时中断在ACK 周期之前产生，作为发送器时中断在ACK周期之后产生。
我要求的设备很简单，从发送器和从接收器，可以进行字节的读写。因此必须实现主控制器读从设备和主控制器写从设备的功能。芯片手册中也给出了详细的时序图，可以参照编码。不想将这篇文章拉得太长，具体的实现就不讨论了，可以参考中国科技论文在线上我以前写的一篇论文《PC机与单片机的SMBus底层通信实现》，上面给出了代码的架构。
2 软件实现
2.1 第一条道路-SMBus driver
我很希望微软铺建好了一条康庄大道，可以让我在OS层轻松的访问做好的SMBus设备。就像访问串口、访问USB HID设备一样，不需要特别去为设备写驱动，应用层的API 就搞定了，这样的世界多美好啊。
怀着这样的想法去寻找，没有发现微软提供的应用层接口。不过找到这篇古老的文档《SMBus Device Driver External Architecture Specification》，1999年的。里面提到了一大堆的术语，相当高深，看起来是找对了。简而言之，其访问方法分为三步：1 Obtaining a Handle to the SMBus，找到SMBus设备驱动的上级领导；2 Enumerating SMBus Information，枚举设备信息；3 Initiating SMBus Requests，准备相应的Request，比如SMB_READ_BYTE。
到这儿为止，相当顺利，我看到这些命令之后，再对照 SMBus协议来看，觉得应该可以成功。所以，废寝忘食的编了两天，写好了一个调试用的驱动。文档中的代码有些小错误，不过很容易修改。我主要想看看其中的FindDevicesOnSMBus能运作的怎么样，是否能够得到Handle。
好，准备一台有串口的台式机，搭建调试环境。启动windbg，下断，运行，然后开始一步步跟踪。执行完IoGetDeviceInterfaces(&GUID_SMB,
NULL, 0, &pInterfaceList)之后，发现pInterfaceList的值是空的！我的尝试失败了。
回头去分析，我一直认为GUID_SMB提供的是smbus设备上层驱动的对象，驱动获取到handle后，可以对自己的设备( 如我构建的设备地址为0xF0)发送读写命令。不过在windows的驱动库中，我没有发现smbhc.sys和smbclass.sys，我想这可能是其原因。微软对SMBus的支持并没有像文档中描述的那样运作。不过，我搞不清楚Smbattery是怎么运作的，微软甚至提供了一个例子来演示，因学识原因没有看明白，希望哪位同学可以详细的阐述一下。
第一条道路的尝试以失败告终。
2.2 第二条道路-I/O 访问
BIOS访问SMBus设备的时候，比如访问SPD，是通过南桥的寄存器来访问的。以读字节为例，基本的流程如下：
;1. Write Base+0
= FFh (Clear status)
;2. Read s =
Base+0, if s AND 9Fh !=0 then goto step1
;3. Write Base+4
= x (x = (Device address << 1) + 1)
;4. Write Base+3
= y (y = Data area offset = 0..FFh)
;5. Write Base+2
= 48h (start byte read command)
;6. Read s =
Base+0, if s AND 4 != 0 then ERROR, if s AND 2 == 0 then repeat step6
;7. Read d = Base+5
(d = Data read)
;8. repeat step1
to step7 to read all data
写字节的流程也差不多，以上的伪代码是从Rw-everything安装后产生的文件rw.ini中摘录出来的。主板南桥的技术文档中一般也有相应的读写流程，可以参考看看。
这就提供了另外一个思路，在OS层提供I/O端口操作的驱动，按照上述的流程直接去访问SMBus设备。SMBus本身有仲裁机制，不会发生设备独占的事情，理论上应该可行。
为了便于调试，我决定在DOS下去写代码。微软提供了READ_PORT_UCHAR和WRITE_PORT_UCHAR以允许对设备进行I/O访问，驱动中可以直接使用。我的代码在DOS下运行，为了便于移植，我自己在代码中实现了同名的函数，其他的函数如果要I/O访问设备的话，必须调用它们。这样，如果代码在 Dos下调试通过，直接拷贝到搭建好的windows 驱动中，就可以使用了，相当方便。
我的目标是在所有主板上都可以访问SMBus设备，而每个厂家的SMBus的bus number、device number、function number都不相同，所以在这条道路上，兼容性实现是个很大的问题。
很幸运，在Intel的主板上没有遇到什么问题，代码运行良好，不管是按字节读设备还是按字节写设备都没有问题。 先后尝试了915、G31、Q45几款主板，DOS下读写设备，基本上没有遇到问题。将代码移植到驱动中，也很容易就编译通过了。
使用DriverMonitor加载驱动，运行测试代码，在XP下去读写上述做好的SMBus设备，运行良好。随后在Win7下也做了一些测试，没有问题。至此为止，一切似乎很美好。
我美滋滋的搭建了一个AMD的平台，南桥是ATI的SB800。将代码中的SMBus Base Address的获取位置修改为AMD的（Intel的是bus 0,dev 0x1f,fun 0x3,offset 0x20;AMD的为bus 0,dev 0x14,fun 0x0,offset 0x90）。访问结果：设备错误，我傻眼了。代码修改为读取SPD，幸好，SPD的数据可以正常读取，看来代码没有问题。
我开始冷静下来，在另外一块VIA主板上去做类似的实验，结果相同。到底是怎么回事呢？主板上有若干组SMBus，难道每组的访问方法不同？
找来硬件工程师，一起来做了一些实验。
首先用示波器去量信号：使用示波器去采集信息，将单片机的两个引脚连到示波器上。在Intel主板上采集，不管是访问spd还是访问控制卡，都有波形出现。但是在amd主板上，一直没有波形出现。开始怀疑是否pci 上的smbdat和smbclk是否连接到南桥了。在amd的pci/pci-e上分别去量smbus的引脚，在上电的时候，pci上的这两个引脚没有电，pci-e上的倒是有。
为了验证想法，将内存DIMM的SDA 和SCL直接连接到PCI控制卡对应的引脚上，再用原来的代码去访问。(AMD平台上做的实验)在插上内存后，访问是成功的（我的主板如果没有内存在DIMM槽内，似乎SMBus没有使能，也就无法访问设备了）。
得出的结论是：使用内存这组SMBus，访问我自己做的设备是成功的。因此，要么是访问PCI/PCI-E上的SMBus设备，需要做一些配置，要么硬件上根本没有将PCI/PCI-E的两个smbus pin连接。
其后是问遍所有我认识的主板工程师和BIOS工程师，不厌其烦的将上面的问题一遍遍的重复，耗费若干口水和脑细胞之后，上述想法得到了一些证实。确实存在硬件不连的可能性，但是在AMD的平台上，也确实有些主板需要配置后才能访问PCI/PIC-E的SMBus设备。如何去做，我已经没有精力再去研究了。如果你知道的话，望不吝赐教^^。
感谢开发过程中张老师、晓文、志坚、Jerry、Kevin、Terry、Frank、Fly给予的无私帮助，和你们的技术探讨是我最喜欢的事情。
