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Linux平臺下pci總線驅(qū)動

Pci總線介紹

PCI總線是一種高性能局部總線，是為了滿足外設(shè)間以及外設(shè)與主機間高速數(shù)據(jù)傳輸而提出來的。

PCI總線系統(tǒng)要求有一個PCI控制卡，它必須安裝在一個PCI插槽內(nèi)。根據(jù)實現(xiàn)方式不同，PCI控制器可以與CPU一次交換32位或64位數(shù)據(jù)，它允許智能PCI輔助適配器利用一種總線主控技術(shù)與CPU并行地執(zhí)行任務(wù)。PCI允許多路復(fù)用技術(shù)，即允許一個以上的電子信號同時存在于總線之上。

每個PCI設(shè)備有許多地址配置的寄存器，初始化時要通過這些寄存器來配置該設(shè)備的總線地址，一旦完成配置以后，CPU就可以訪問該設(shè)備的各項資源了。PCI標(biāo)準規(guī)定每個設(shè)備的配置寄存器組最多可以有256個連續(xù)的字節(jié)空間，開頭64個字節(jié)叫頭部，分為0型(PCI設(shè)備)和1型(PCI橋)頭部，頭部開頭16個字節(jié)是設(shè)備的類型、型號和廠商等。

PCI總線架構(gòu)

所有的根總線都鏈接在pci_root_buses鏈表中。Pci_bus ->device鏈表鏈接著該總線下的所有設(shè)備。而pci_bus->children鏈表鏈接著它的下層總線，對于pci_dev來說，pci_dev->bus指向它所屬的pci_bus. Pci_dev->bus_list鏈接在它所屬bus的device鏈表上。此外，所有pci設(shè)備都鏈接在pci_device鏈表中。

Linux下PCI驅(qū)動的代碼模型

一個通過PCI總線與系統(tǒng)連接的設(shè)備的驅(qū)動主要包括兩部分：第一PCI總線驅(qū)動，第二，設(shè)備本身的驅(qū)動，包括字符設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，tty設(shè)備，音頻設(shè)備等。PCI驅(qū)動的核心是pci_driver，在探測函數(shù)中完成資源的申請，并注冊相應(yīng)的字符設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，tty設(shè)備，音頻設(shè)備等。以下代碼以三星平臺s3c24XX為例，

static struct pci_device_id buttons_pci_tbl[] __initdata={

{PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,0},

{0,}

}; //PCI設(shè)備支持項

static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)

{

//中斷處理程序

}

static int s3c24xx_buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)

{

}

static int s3c24xx_buttons_close(struct inode *inode, struct file *file)

{

}

static int s3c24xx_buttons_read(struct file *filp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)

{

}

static struct file_operations dev_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = s3c24xx_buttons_open,

.release = s3c24xx_buttons_close,

.read = s3c24xx_buttons_read,

};

static struct miscdevice misc = {

.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,

.name = DEVICE_NAME,

.fops = &dev_fops,

};

static int pci_key__probe (struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *ent)

{

int ret;

pci_enable_device(pdev); //使能PCI設(shè)備

pci_set_master(pdev);

ret = misc_register(&misc); //注冊雜項設(shè)備

printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");

return ret;

}

static int pci_key__remove (struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *ent)

{

pci_disable_device(pdev);

misc_deregister(&misc);

return 0;

}

static struct pci_driver pci_key_driver = {

.name = "pci_key",

.id_table =buttons_pci_tbl,

.probe = pci_key__probe,

.remove = pci_key__remove,

};

static int __init dev_init(void)

{

return pci_register_driver(&pci_key_driver);

}

static void __exit dev_exit(void)

{

pci_unregister_driver(&pci_key_driver);

}

module_init(dev_init);

module_exit(dev_exit);

PCI I/O和PCI內(nèi)存地址

這兩個地址空間用來實現(xiàn)PCI設(shè)備和Linux核心中設(shè)備驅(qū)動程序之間的通訊。例如DEC21141快速以太網(wǎng)設(shè)備的內(nèi)部寄存器被映射到PIC I/O空間上時，其對應(yīng)的Linux設(shè)備驅(qū)動可以通過對這些寄存器的讀寫來控制此設(shè)備。PCI視頻卡通常使用大量的PCI內(nèi)存空間來存儲視頻信息。

在PCI系統(tǒng)建立并通過用PCI配置頭中的命令域來打開這些地址空間前，系統(tǒng)決不允許對它們進行存取。值得注意的是只有PCI配置代碼讀取和寫入PCI配置空間，Linux設(shè)備驅(qū)動只讀寫PCI I/O和PCI內(nèi)存地址。 那是因為當(dāng)系統(tǒng)初始化階段完成后，每個PCI設(shè)備的地址空間都已經(jīng)應(yīng)設(shè)在PCI總線上了，驅(qū)動程序直接通過總線地址就可以訪問PCI設(shè)備，當(dāng)然也可以去讀寫配置空間，但這沒有必要。

以上只是PCI部分的簡介，可以參考《linux內(nèi)核情景分析》PCI驅(qū)動一章，講得非常詳細。