嵌入式培训：Linux平台下Pci总线驱动详解

PCI总线是一种高性能局部总线，是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输而提出来的。

 

PCI总线系统要求有一个PCI控制卡，它必须安装在一个PCI插槽内。根据实现方式不同，PCI控制器可以与CPU一次交换32位或64位数据，它允许智能PCI辅助适配器利用一种总线主控技术与CPU并行地执行任务。PCI允许多路复用技术，即允许一个以上的电子信号同时存在于总线之上。

 

每个PCI设备有许多地址配置的寄存器，初始化时要通过这些寄存器来配置该设备的总线地址，一旦完成配置以后，CPU就可以访问该设备的各项资源了。PCI标准规定每个设备的配置寄存器组多可以有256个连续的字节空间，开头64个字节叫头部，分为0型(PCI设备)和1型(PCI桥)头部，头部开头16个字节是设备的类型、型号和厂商等。

 

PCI总线架构

 

所有的根总线都链接在pci_root_buses链表中。Pci_bus ->device链表链接着该总线下的所有设备。而pci_bus->children链表链接着它的下层总线，对于pci_dev来说，pci_dev->bus指向它所属的pci_bus. Pci_dev->bus_list链接在它所属bus的device链表上。此外，所有pci设备都链接在pci_device链表中。

 

Linux下PCI驱动的代码模型

 

一个通过PCI总线与系统连接的设备的驱动主要包括两部分：第一PCI总线驱动，第二，设备本身的驱动，包括字符设备，网络设备，tty设备，音频设备等。PCI驱动的核心是pci_driver，在探测函数中完成资源的申请，并注册相应的字符设备，网络设备，tty设备，音频设备等。以下代码以三星平台s3c24XX为例，

 

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设备支持项

 

static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)

 

{

 

//中断处理程序

 

}

 

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设备

 

pci_set_master(pdev);

 

ret = misc_register(&misc); //注册杂项设备

 

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内存地址

 

这两个地址空间用来实现PCI设备和Linux核心中设备驱动程序之间的通讯。例如DEC21141快速以太网设备的内部寄存器被映射到PIC I/O空间上时，其对应的Linux设备驱动可以通过对这些寄存器的读写来控制此设备。PCI视频卡通常使用大量的PCI内存空间来存储视频信息。

 

在PCI系统建立并通过用PCI配置头中的命令域来打开这些地址空间前，系统决不允许对它们进行存取。值得注意的是只有PCI配置代码读取和写入PCI配置空间，Linux设备驱动只读写PCI I/O和PCI内存地址。 那是因为当系统初始化阶段完成后，每个PCI设备的地址空间都已经应设在PCI总线上了，驱动程序直接通过总线地址就可以访问PCI设备，当然也可以去读写配置空间，但这没有必要。

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