嵌入式系统/ARM技术中的Linux操作系统下的PCI驱动开发

摘要：以PCI9054为例，介绍了在Linux操作系统下，PCI的驱动过程，同时针对Linux内核版本2．4，介绍了PCI驱动的静态加载方法，最后通过硬件对该PCI驱动程序进行了简单测试。 　　0引言 　　PCI总线是一种成熟的计算机标准总线，而Linux操作系统则是一种源代码公开的操作系统。Linux构架完全沿袭了UNIX的系统架构，它不但拥有UNIX的全部功能，而且具有UNIX稳定、可靠、安全的优点，尤其是Linux加入GNU并遵循公共版权许可证(GPL)之后，几乎所有的GNU软件都可以移植到Linux，从而完善和提高了Linux系统的使用性，并逐步成为通信、工业控制、消费电子等领域的 化在Linux操作系统中，开发PCI驱动程序涉及到对Linux内核机制的理解和PCI设备的特性掌握。以PCI9054为例，它是一个常用的PCI接口桥接芯片，适用于嵌入式系统，提供了简化PCI总线协议开发的方法。在Linux环境下，PCI驱动的开发首先需要了解Linux的设备模型和驱动模型。 PCI驱动程序的设计通常包括以下几个关键步骤： 1. **模块的加载与初始化**：在Linux中，驱动程序通常以模块的形式存在，可以通过insmod或modprobe命令动态加载。加载时，驱动需要初始化必要的数据结构，例如初始化pci_dev结构体，设置设备的配置空间，以及分配和初始化设备所需的资源，如I/O端口和内存区域。 2. **PCI设备的探测**：Linux内核在启动时会自动扫描PCI总线，查找并记录所有PCI设备的信息。驱动程序通过比较设备的厂商ID和设备ID来识别并连接到特定的PCI设备，如PCI9054。这些ID可以在设备的配置空间中找到。 3. **资源分配**：一旦设备被识别，驱动程序需要分配和配置PCI设备的资源，如I/O端口、内存映射区域以及中断请求线（IRQ）。PCI9054的基址寄存器（BAR）用于设置这些资源的地址。 4. **设备操作接口**：驱动程序需要提供一组操作接口，这些接口通过file_operations结构体注册到Linux文件系统。这包括open、close、read、write等函数，使得用户空间的应用程序可以通过标准的文件操作接口与设备交互。 5. **中断处理**：对于支持中断的设备，如PCI9054，驱动程序还需要处理中断。中断处理程序会在设备发生特定事件时被调用，执行相应的操作，如数据传输的确认或错误处理。 6. **设备的关闭与释放**：当设备不再使用时，驱动程序负责释放之前分配的资源，并将设备从系统中移除。这包括关闭设备、取消中断处理程序的注册，以及释放内存和I/O资源。 在Linux内核版本2.4中，PCI驱动的加载通常是静态的，意味着驱动程序编译进内核二进制，启动时自动加载。这种方式简化了驱动程序的管理，但不利于系统升级和模块化的维护。 在实际应用中，为了验证PCI驱动的正确性，通常需要通过硬件测试，包括读写测试、中断响应测试等，确保设备能正常工作并响应用户的请求。 总结来说，PCI驱动开发是Linux嵌入式系统开发的重要组成部分，涉及到对PCI总线协议的理解，Linux内核机制的熟悉，以及设备驱动编程的技巧。通过以上步骤，开发者可以构建出能够有效管理和控制PCI设备的驱动程序，使得这些设备能够在Linux系统中无缝运行。