如何设计嵌入式Linux下的PCI设备驱动？

1489 嵌入式 PCI 设备驱动 Linux

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 随着通用处理器和嵌入式技术的迅猛发展，越来越多的电子设备需要由处理器控制。目前大多数CPU和外部设备都会提供PCI总线的接口，PCI总线已成为计算机系统中一种应用广泛、通用的总线标准[1]。Linux因其开放源代码以及稳定的性能，越来越受到广大用户青睐。同时，基于Linux内核的嵌入式操作系统应用势头强劲，开发基于Linux的设备驱动程序，具有很强的实用性和可移植性[2]。 0
2019-8-13 07:49:42　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × HengDu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 heks 该类别下有 16 个回答。邀请回答 ChristineGu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 nhonglan 该类别下有 15 个回答。邀请回答 yonglanzhang 该类别下有 15 个回答。邀请回答 dfasda 该类别下有 15 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 14 个回答。邀请回答 C880U 该类别下有 14 个回答。邀请回答 jhdfvs 该类别下有 14 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 14 个回答。邀请回答 muwersddg 该类别下有 14 个回答。邀请回答杀狼000 该类别下有 14 个回答。邀请回答飞雪9366 该类别下有 13 个回答。邀请回答 billbian 该类别下有 13 个回答。邀请回答 a732538 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hrtuoyu 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 13 个回答。邀请回答 thyysbk 该类别下有 13 个回答。邀请回答凡人wlj 该类别下有 13 个回答。邀请回答 kszdj113 该类别下有 13 个回答。邀请回答举报李永每相关推荐 • 嵌入式Linux下的LCD驱动程序怎么编写？ 2275 • 嵌入式学习步骤 1518 • 嵌入式linux学**汇总 2626* • 什么是嵌入式设备？ 1091 • 嵌入式Linux网络驱动程序的实现原理是什么？ 1263 • 嵌入式 linux字符设备驱动的设计与应用，看完你就懂了 1389 • 零基础学习嵌入式开发以及项目实战开发 10188 • 嵌入式linux驱动学习方法分享 1993 • 嵌入式Linux怎么移植实时设备驱动程序？ 1345 • 什么是嵌入式？嵌入式设备有哪些呢 4677 2个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 1 PCI总线概述 PCI(Peripheral Component Interconnect)总线，即外部设备互连，是现在流行的一种连接PC和外围设备的总线结构[3]。PCI提供了一组完整的总线接口规范，可以在33 MHz时钟频率、32 bit数据总线宽度的条件下达到峰值132 Mb/s的传输速率;它能支持一种称为线性突发的数据传输模式，可确保总线不断满载数据；采用总线主控与同步操作，显著改善PCI的性能；PCI独立于处理器的结构，用户可随意增添外围设备，以扩展电脑系统而不必担心在不同时钟频率下会导致性能下降。 2 PCI设备驱动程序的设计与实现 Linux中将设备分成字符设备、块设备和网络设备三种类型，通过主设备号和从设备号实现对设备的描述。其中主设备号描述控制该设备的驱动程序，即驱动程序与主设备号一一对应，从设备号用来区分同一个驱动程序控制的不同设备[5]。 PCI设备属于字符设备。本设计采用模块方式实现PCI卡驱动程序。驱动程序主要由设备注册和注销、设备探测和移除、设备中断处理和系统调用等函数组成。 2.1 设备注册和注销使用一个设备之前,必须保证己经对它进行注册，这项工作一般是在设备初始化时完成。设备初始化函数中调用函数register_chrdev（）来注册字符设备。流媒体数据缓存PCI卡驱动程序的注册代码如下： #define MAJOR_NUM 128 register_chrdev(MAJOR_NUM，"pci_card"，&pci_card_fops); 将设备的主设备号设为128,设备名称为pci_card。pci_card_fops是一个file_operations结构指针,这个结构是设备驱动程序所提供的入口点位置，在设备注册时向系统进行登记，以便系统在适当时调用。pci_card_fops定义如下： static struct file_operations pci_card_fop={ owner:THIS_MODULE， open:pic_card_open， release:pic_card_release， read:pic_card_read， write:pic_card_write， ioctl:pic_card_ioctl }; 当不再使用此设备时，需调用unregister_chrdev（）函数注销驱动程序。 2.2 设备探测和移除在扫描到新的PCI设备后，系统需要调用设备驱动程序实现的探测函数以查找与设备相匹配的PCI驱动。流媒体数据缓存PCI卡设备驱动的探测函数pic_card_probe()的主要实现代码如下： pci_card = kmalloc(sizeof(struct pci_card)，GFP_KERNEL); //为设备实例分配存储空间 pci_enable_device(dev); //激活PCI设备 spin_lock_init(pci_card ->lock); //初始化特定设备实例的私有化数据 pci_read_config_byte(dev，PCI_REVISION_ID，(u8*)&(pci_ card ->rev_id));//读取配置信息 pci_card->mem_base=pci_resource_start(dev， 0); //读取I/O资源的配置信息 pci_request_regions(dev，"pic_card");//申请I/O区域 pci_set_master(dev);//设置成总线主模式 pic_card->mem_start=ioremap(pic_card->mem_base， pic_card->mem_size);// I/O内存映射设备移除函数主要完成释放映射的虚拟地址、释放I/O区域、关闭PCI设备和释放为设备实例分配的内核空间等功能。 2.3 中断处理流媒体数据缓存卡驱动中的中断处理程序主要负责识别中断、响应中断和唤醒睡眠的进程，中断处理代码如下： inl(pci_card->iobase+PCI_CARD_INT_STA); // 识别中断 outl(status&INT_MASK， pci_card->iobase + PCI_CARD_ INT_STA);//响应中断 wake_up_interruptible(&pci_card->wq);//唤醒睡眠进程 2.4 系统调用用户进程利用系统调用对设备文件进行诸如read/write操作时，系统调用通过设备文件的主设备号找到相应的设备驱动程序，然后读取这个数据结构相应的函数指针,接着把控制权交给该函数。流媒体数据缓存PCI卡的系统调用函数主要包括设备的打开、关闭、读写和控制等。在使用PCI设备之前，必须先打开所要使用的PCI设备。当用户在应用程序中调用open()函数时，应用程序就会自动进入驱动程序中的pci_card_open()函数。pic_card_open()函数主要负责增加模块的使用计数，并根据pic_card_probe()读到的中断号申请中断，注册中断处理程序。具体实现如下： MOD_INC_USE_COUNT request_irq(pci_card->irq，pci_card_interrupt，SA_SHIRQ，"pci_card"，pci_card)); 在使用完PCI设备后，必须关闭PCI设备。当用户在应用程序中调用close()函数时，应用程序就会自动进入驱动程序中的pci_card_release()函数。pci_card_release()函数的主要工作是释放中断和减少模块的使用计数。用户在应用程序中调用read()函数和write()函数对设备文件进行读写操作时，应用程序就会自动进入驱动程序中的pci_card_read()函数和pci_card_write()函数。pci_card_read()函数首先会阻塞在以pci_card->wq为队头的等待队列上。当流媒体数据缓存卡上的数据准备好，即pci_card->state变为READY时，pci_card_read()函数会被唤醒。函数被唤醒后，会先将数据从设备I/O内存拷贝到内核空间，再从内核空间拷贝给用户进程，实现方式如下： wait_event_interruptible(pci_card->wq，pci_card->state==READY); memcpy_fromio(pbuf，pci_card->mem_start，count); copy_to_user(buf，pbuf，count))；而pci_card_write()函数的主要工作是将数据从用户进程拷贝到内核空间，再将内核空间中的数据拷贝到设备I/O内存，实现代码如下： copy_from_user(pbuf，buf，count); memcpy_toio(pci_card->mem_start，pbuf，count)； Linux是一种日趋成熟完善的操作系统，PCI总线已成为计算机系统中一种应用广泛、通用的总线标准。本文针对流媒体数据缓存卡设备，结合PCI总线的特点，开发实现了流媒体数据缓存PCI卡在Linux环境下的设备驱动程序，本文介绍的驱动原理同样适用其他PCI设备的开发。

2019-8-13 16:14:16 评论举报 h1654155275.5809

答案对人有帮助，有参考价值 0 参考文献 [1] 陈颖，唐超. 基于PCI总线驱动程序设计方法研究[J].微计算机信息，2008，12(1)：272-274. [2] 李善平，刘文峰，王焕龙. Linux与嵌入式系统[M].北京：清华大学出版社，2003. [3] 宋有泉，高小鹏，龙翔. 嵌入式PCI网卡驱动程序的设计与优化[J]. 计算机工程，2007，3(2)：264-266. [4] 王峰，张文军，余松煜. PCI设备驱动程序中几个关键问题的设计与实现[J]. 测控技术，2002，21(8)：58-60. [5] 钱晨，徐荣华，王钦若. 基于Linux操作系统的设备驱动程序开发[J]. 微计算机信息，2004，20(9)：131-133.

2019-8-13 16:14:19 评论举报唐般远