实时linux下的PCI驱动开发（上）

第一篇博客，忆苦思甜下先，当然，我尽量长话短说，但说来话长倒也无妨......这是我研究生阶段写的第一个Linux驱动，一入Linux深似海，从此Windows是路人。那是2009年冬天的第一场雪，王老师兴冲冲地拿着一块板卡给我说，你不是会Linux吗？三个月，把它的Linux驱动写出来。而我此时所谓的“Linux”，也就是在虚拟机下装个RedHat，上上网听听歌，看看电影装装X。对linux内核一点概念都没有，更不用说驱动了，于是天天上网查资料，把师兄的新书都翻蓬松了，最后参照着一堆模板写下了人生的第一个驱动，写完了发现都不知道怎么编译......最后，当系统第一次显示驱动加载成功，打印出我的设备信息时，我高兴得一拳狠狠砸在在桌子上，把身边的同学都吓住了。其实这个时候驱动也就仅仅能加载成功而已，设备的很多功能都没实现，但是这个时候的成就感，比日后实现了驱动的全部功能与用户态应用程序时，都强烈得多。现在想来，真是感谢王老师对我的宏观指导点拨、胡师兄陪我的微观编译调试、以及黄师兄借我的那本《Linux设备驱动开发详解》。

好了，正文开始，驱动的开发环境是Linux2.4.18与实时补丁Rtai-24.1.11，硬件平台是i386，就是自己的PC机啦。最开始接到任务的时候，完全不知道干嘛，如今看来，就是要写一个PCI2040 PCI-DSP桥接卡的驱动，驱动包括设备与主机连接的PCI部分以及与板载DSP连接的HPI部分。

PCI驱动与其他驱动不同的地方主要在于PCI标准规定了每个PCI设备都有至少256字节的地址空间，其中前64字节是标准化的，其余字节是设备相关的。前64字节标准配置寄存器如下所示。驱动初始化时的很多步骤都会用到这个配置空间。

首先自然要定义驱动的入口函数和出口函数，

module_init(hpi_init_module);
module_exit(hpi_cleanup_module);

既然我们是要编写pci驱动，当然要定义一个pci_driver啦，具体实现如下

static struct pci_driver driver_details __devinitdata=
{
.name = DRV_NAME,
.id_table = compatible_ids,
.probe = pci_probe,
.remove = __devexit_p(pci_remove),
};

这里我们就第一次用到了pci配置空间了，因为系统是根据id_table这一栏来识别PCI设备的：id_table的包含数个pci_device_id,每个pci_device_id标明了对应PCI设备的制造商ID和设备ID，同样，设备上的配置空间的前四个字节包含了制造商ID和设备ID，当驱动存在一个ID与PCI设备配置空间ID相匹配时，设备驱动才会与硬件关联起来。根据PCI2040的datasheet，我定义的pci_device_id如下：

#define VENDOR_ID 0x104c

#define DEVICE_ID 0xac60

static struct pci_device_id compatible_ids [] __devinitdata=
{
{VENDOR_ID,DEVICE_ID,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,0},
{0,}
};

hpi_init_module()基本不需要干什么事情，只要调用函数pci_module_init(&driver_details)就可以了。这样，当系统检测到PCI设备时，会自动调用driver_details中的probe函数，也就是我们自己定义的pci_probe。驱动初始化的主要工作都在这个函数中进行。下面说明了一般PCI设备驱动需要的初始化工作,设备相关部分已被略去。

int __devinit pci_probe(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id * id)

{

......
//使能PCI设备

err=pci_enable_device(dev);
......
//申请PCI资源空间
err=pci_request_regions(dev, data->name);
......

//读取PCI设备的IO区域的首地址，每个PCI设备最多可有六个IO区域，第i个区域的首地址在PCI配置空间的0x10+（4*i）地址中，i=0~5。

start=pci_resource_start(dev, i);

//读取PCI设备的IO区域的尾地址，首尾地址相减后加一即可得到这篇IO区域的长度，长度在ioremap时会用到
end=pci_resource_end(dev, i);

//读取PCI设备的IO区域的标识，主要看是否是IO区域还是MEM区域
flags=pci_resource_flags(dev, i);
if(IS_VALID_PCI_RESOURCE(flags, IORESOURCE_MEM)){
data->mmio_addr_csr=ioremap(start, end-start+1);

}

//设备取得对PCI总线的控制
pci_set_master(dev);
......
//把设备的私有信息放入系统分配的PCI设备地址中
pci_set_drvdata(dev, data);

......
}

至此，本驱动的PCI部分已经完成，系统可以识别我们的PCI设备，但是如何与板载的DSP通信呢？我们还需要在pci_probe中完成对HPI部分的初始化。

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