Linux下PCI設備驅動程序開發
在這個模塊里主要實現申請中斷、檢查讀寫模式以及申請對設備的控制權等。在申請控制權的時候,非阻塞方式遇忙返回,否則進程主動接受調度,進入睡眠狀態,等待其它進程釋放對設備的控制權。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/87319.htm static int demo_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
/* 申請中斷,注冊中斷處理程序 */
request_irq(card->irq, &demo_interrupt, SA_SHIRQ,
card_names[pci_id->driver_data], card)) {
/* 檢查讀寫模式 */
if(file->f_mode & FMODE_READ) {
/* ... */
}
if(file->f_mode & FMODE_WRITE) {
/* ... */
}
/* 申請對設備的控制權 */
down(&card->open_sem);
while(card->open_mode & file->f_mode) {
if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
/* NONBLOCK模式,返回-EBUSY */
up(&card->open_sem);
return -EBUSY;
} else {
/* 等待調度,獲得控制權 */
card->open_mode |= f_mode & (FMODE_READ | FMODE_WRITE);
up(&card->open_sem);
/* 設備打開計數增1 */
MOD_INC_USE_COUNT;
/* ... */
}
}
}
5. 數據讀寫和控制信息模塊
PCI設備驅動程序可以通過demo_fops 結構中的函數demo_ioctl( ),向應用程序提供對硬件進行控制的接口。例如,通過它可以從I/O寄存器里讀取一個數據,并傳送到用戶空間里:
static int demo_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
/* ... */
switch(cmd) {
case DEMO_RDATA:
/* 從I/O端口讀取4字節的數據 */
val = inl(card->iobae + 0x10);
/* 將讀取的數據傳輸到用戶空間 */
return 0;
}
/* ... */
}
事實上,在demo_fops里還可以實現諸如demo_read( )、demo_mmap( )等操作,Linux內核源碼中的driver目錄里提供了許多設備驅動程序的源代碼,找那里可以找到類似的例子。在對資源的訪問方式上,除了有I/O指令以外,還有對外設I/O內存的訪問。對這些內存的操作一方面可以通過把I/O內存重新映射后作為普通內存進行操作,另一方面也可以通過總線主DMA(Bus Master DMA)的方式讓設備把數據通過DMA傳送到系統內存中。
6. 中斷處理模塊
PC的中斷資源比較有限,只有0~15的中斷號,因此大部分外部設備都是以共享的形式申請中斷號的。當中斷發生的時候,中斷處理程序首先負責對中斷進行識別,然后再做進一步的處理。
static void demo_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
struct demo_card *card = (struct demo_card *)dev_id;
u32 status;
spin_lock(&card->lock);
/* 識別中斷 */
status = inl(card->iobase + GLOB_STA);
if(!(status & INT_MASK))
{
spin_unlock(&card->lock);
return; /* not for us */
}
/* 告訴設備已經收到中斷 */
outl(status & INT_MASK, card->iobase + GLOB_STA);
spin_unlock(&card->lock);
/* 其它進一步的處理,如更新DMA緩沖區指針等 */
}
7. 釋放設備模塊
釋放設備模塊主要負責釋放對設備的控制權,釋放占用的內存和中斷等,所做的事情正好與打開設備模塊相反:
static int demo_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
/* ... */
/* 釋放對設備的控制權 */
card->open_mode &= (FMODE_READ | FMODE_WRITE);
/* 喚醒其它等待獲取控制權的進程 */
wake_up(&card->open_wait);
up(&card->open_sem);
/* 釋放中斷 */
free_irq(card->irq, card);
/* 設備打開計數增1 */
MOD_DEC_USE_COUNT;
/* ... */
}
8. 卸載設備模塊
卸載設備模塊與初始化設備模塊是相對應的,實現起來相對比較簡單,主要是調用函數pci_unregister_driver( )從Linux內核中注銷設備驅動程序:
static void __exit demo_cleanup_module (void)
{
pci_unregister_driver(&demo_pci_driver);
}
四、小結
PCI總線不僅是目前應用廣泛的計算機總線標準,而且是一種兼容性最強、功能最全的計算機總線。而Linux作為一種新的操作系統,其發展前景是無法估量的,同時也為PCI總線與各種新型設備互連成為可能。由于Linux源碼開放,因此給連接到PCI總線上的任何設備編寫驅動程序變得相對容易。本文介紹如何編譯Linux下的PCI驅動程序,針對的內核版本是2.4。
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