旅游网站开发外文文献,开源软件开发,苏州vr全景网站建设公司,公司网站空间申请如何编写Linux PCI设备驱动器 之一 PCI寻址PCI驱动器使用的APIpci_register_driver()pci_driver结构pci_device_id结构 如何查找PCI设备存取PCI配置空间读配置空间APIs写配置空间APIswhere的常量值共用部分类型0类型1 PCI总线通过使用比ISA更高的时钟速率来实现更好的性能… 如何编写Linux PCI设备驱动器 之一 PCI寻址PCI驱动器使用的APIpci_register_driver()pci_driver结构pci_device_id结构 如何查找PCI设备存取PCI配置空间读配置空间APIs写配置空间APIswhere的常量值共用部分类型0类型1 PCI总线通过使用比ISA更高的时钟速率来实现更好的性能它是时钟运行在 25 或 33 MHz并且最近还部署了 66 MHz 甚至 133 MHz 实施方案。而且它配备了32位数据总线并已扩展了64位包含在规范中。 PCI总线是一种独立于平台的计算机总线这是 PCI 的一个特别重要的特性。PC 世界一直由处理器特定的接口标准主导。目前 PCI广泛用于不同的平台比如X86、ARM、Alpha、PowerPC以及其他一些平台。
PCI 设备是无跳线的。与大多数较旧的外设不同它在启动时自动配置。驱动程序编写者必须关注 PCI自动检测能力。 设备驱动程序必须能够访问设备中的配置信息以完成初始化。
PCI寻址
每个 PCI 外设由总线号、设备号和功能号来标识。 PCI 规范允许单个系统承载多达 256 条总线但是由于256总线对于许多大型系统来说是不够的Linux现在支持PCI域。
每个 PCI 域最多可以承载 256 条总线。每个总线最多可容纳 32 人设备。每个设备最多具有8个功能。
所以每个功能可以通过一个16 位地址进行标识。Linux驱动程序不需要处理这些二进制地址因为驱动器是通过使用称为 pci_dev 的特定数据结构来对设备进行操作。
在单个系统中通过桥将多个总线连接在一起。桥是一种专用 PCI 外设它将两个总线连接起来。
PCI系统的总体布局就像一棵树其中每条总线都连接到上层总线直至树根处的总线 0。
lspci可以显示 PCI 外设的16位硬件地址。这些存储在 struct pci_dev结构对象中。
PCI设备的sysfs显示就使用了这种寻址方案但添加PCI 域信息。
当显示硬件地址时它可以显示为
两个值一个 8 位总线号一个 8 位设备和功能号。三个值总线、设备和功能。四个值域、总线、设备和功能。
使用lspci显示在系统中的PCI设备lspci显示总线号、设备号和功能号。
~$ lspci | cut -d : -f1-2
00:00.0 Host bridge
00:01.0 ISA bridge
00:01.1 IDE interface
00:02.0 VGA compatible controller
00:03.0 Ethernet controller
00:04.0 System peripheral
00:05.0 Multimedia audio controller
00:06.0 USB controller
00:07.0 Bridge
00:0b.0 USB controller
00:0d.0 SATA controller使用tree显示在系统中的PCI设备tree显示域号总线号、设备号和功能号。
~$ tree /sys/bus/pci/devices/
/sys/bus/pci/devices/
├── 0000:00:00.0 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:00.0
├── 0000:00:01.0 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:01.0
├── 0000:00:01.1 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:01.1
├── 0000:00:02.0 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:02.0
├── 0000:00:03.0 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:03.0
├── 0000:00:04.0 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:04.0
├── 0000:00:05.0 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:05.0
├── 0000:00:06.0 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:06.0
├── 0000:00:07.0 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:07.0
├── 0000:00:0b.0 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:0b.0
└── 0000:00:0d.0 - ../../../devices/pci0000:00/0000:00:0d.0PCI驱动器使用的API
通过 pci_register_driver()PCI 驱动程序发现系统中的 PCI 设备。当PCI通用代码发现新设备时将通知具有匹配“描述”的驱动程序。
pci_register_driver() 将大部分设备探测工作留给 PCI 层并支持设备热插拔。 pci_register_driver() 调用需要传入函数指针表和驱动程序的高级结构。
一旦驱动程序知道PCI设备并得到控制权则驱动程序通常需要执行以下初始化
启用设备请求MMIO/IOP资源设置 DMA 掩码大小包括连续和流 DMA分配并初始化共享控制数据 调用pci_allocate_coherent()函数分配数据空间访问设备配置空间如果需要登记IRQ处理程序 调用request_irq()初始化非 PCI 即特定芯片部分启用 DMA/处理引擎
pci_register_driver()
PCI 设备驱动程序在初始化期间调用 pci_register_driver()参数是驱动程序的结构指针 该函数的词法 int pci_register_driver(struct pci_driver *drv)
pci_driver结构
struct pci_driver {const char *name;const struct pci_device_id *id_table;int (*probe)(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id);void (*remove)(struct pci_dev *dev);int (*suspend)(struct pci_dev *dev, pm_message_t state);int (*resume)(struct pci_dev *dev);void (*shutdown)(struct pci_dev *dev);int (*sriov_configure)(struct pci_dev *dev, int num_vfs);int (*sriov_set_msix_vec_count)(struct pci_dev *vf, int msix_vec_count);u32 (*sriov_get_vf_total_msix)(struct pci_dev *pf);const struct pci_error_handlers *err_handler;const struct attribute_group **groups;const struct attribute_group **dev_groups;struct device_driver driver;struct pci_dynids dynids;bool driver_managed_dma;
};结构成员名称意义name驱动器名称id_table驱动程序支持设备的ID表的指针。大多数驱动程序应使用 MODULE_DEVICE_TABLE (pci,…) 导出此表。probe在对现有设备执行 pci_register_driver() 或稍后插入新设备时。对于与 ID 表匹配且尚未被其他驱动程序“拥有”的所有 PCI 设备将调用此探测函数。对于ID表中的条目与设备匹配的每个设备此函数都会传递一个“struct pci_dev *”。当驱动程序选择获取设备的“所有权”时探测函数返回零否则返回错误代码负数。探测函数总是从进程上下文中调用因此它可以休眠。remove :无论是在驱动程序注销期间还是手动将其从热插拔插槽中拔出只要删除该驱动程序, 都会调用remove()函数。删除函数总是从进程上下文中调用因此它可以休眠。suspend将设备置于低功耗状态resume将设备从低功耗状态唤醒。shutdown挂接到reboot_notifier_list (kernel/sys.c)。目的是停止任何空闲的DMA操作。对于启用LAN唤醒 (NIC) 或在重新启动之前更改设备的电源状态非常有用。sriov_configure可选的驱动程序回调函数借助sysfs “sriov_numvfs”文件 启用VF 数量的配置 。sriov_set_msix_vec_countPF 驱动程序回调函数用于更改 VF 上的 MSI-X 矢量数量。通过 sysfs“sriov_vf_msix_count”触发。这将更改 VF 消息控制寄存器中的 MSI-X 表大小。sriov_get_vf_total_msixPF 驱动程序回调以获取可分发到 VF 的 MSI-X 矢量总数。err_handlergroupssysfs 属性组。dev_groups一旦设备绑定到驱动程序该设备就会创建。dev_groups就是附加到该设备的属性。driver驱动器模型结构dynids动态添加的设备 ID 列表。driver_managed_dma设备驱动程序不使用内核 DMA API 进行 DMA。对于大多数设备驱动程序来说只要所有 DMA 都是通过内核 DMA API 处理的就无需关心此标志。对于一些特殊的驱动程序例如 VFIO 驱动程序它们知道如何自己管理 DMA 并设置此标志以便 IOMMU 层允许它们设置和管理自己的 I/O 地址空间。
pci_device_id结构
struct pci_device_id {__u32 vendor, device;__u32 subvendor, subdevice;__u32 class, class_mask;kernel_ulong_t driver_data;__u32 override_only;
};结构中成员名称意义vendor供应商IDdevice设备IDsubvendor子系统供应商IDsubdevice子系统设备IDclass设备类、子类和“接口”。大多数驱动程序不需要指定 class/class_mask因为供应商/设备通常就足够了。class_mask限制比较类字段的哪些子字段。driver_data驱动程序私有的数据。大多数驱动程序不需要使用 driver_data 字段。最佳实践是使用 driver_data 作为等效设备类型的静态列表的索引而不是将其用作指针。override_only仅当 dev-driver_override 是该驱动程序时才匹配。
如何查找PCI设备
按供应商和设备 ID 搜索
struct pci_dev *dev NULL;
while (dev pci_get_device(VENDOR_ID, DEVICE_ID, dev))configure_device(dev);按类ID搜索
pci_get_class(CLASS_ID, dev)按供应商/设备和子系统供应商/设备ID进行搜索
pci_get_subsys(VENDOR_ID,DEVICE_ID, SUBSYS_VENDOR_ID, SUBSYS_DEVICE_ID, dev)存取PCI配置空间
读配置空间APIs
int pci_bus_read_config_byte(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn, int where, u8 *val);
int pci_bus_read_config_word(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn, int where, u16 *val);
int pci_bus_read_config_dword(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,int where, u32 *val);写配置空间APIs
int pci_bus_write_config_byte(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,int where, u8 val);
int pci_bus_write_config_word(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn, int where, u16 val);
int pci_bus_write_config_dword(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn, int where, u32 val);where的常量值
linux/pci_regs.h包含所有配置空间位置的常量定义。
共用部分
#define PCI_VENDOR_ID 0x00 /* 16 bits */
#define PCI_DEVICE_ID 0x02 /* 16 bits */
#define PCI_COMMAND 0x04 /* 16 bits */#define PCI_STATUS 0x06 /* 16 bits */
#define PCI_CLASS_REVISION 0x08 /* High 24 bits are class, low 8 revision */
#define PCI_REVISION_ID 0x08 /* Revision ID */#define PCI_CACHE_LINE_SIZE 0x0c /* 8 bits */
#define PCI_LATENCY_TIMER 0x0d /* 8 bits */
#define PCI_HEADER_TYPE 0x0e /* 8 bits */
#define PCI_BIST 0x0f /* 8 bits */#define PCI_BASE_ADDRESS_0 0x10 /* 32 bits */
#define PCI_BASE_ADDRESS_1 0x14 /* 32 bits [htype 0,1 only] */
类型0
/* Header type 0 (normal devices) */
#define PCI_BASE_ADDRESS_2 0x18 /* 32 bits [htype 0 only] */
#define PCI_BASE_ADDRESS_3 0x1c /* 32 bits */
#define PCI_BASE_ADDRESS_4 0x20 /* 32 bits */
#define PCI_BASE_ADDRESS_5 0x24 /* 32 bits */#define PCI_CARDBUS_CIS 0x28
#define PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID 0x2c
#define PCI_SUBSYSTEM_ID 0x2e
#define PCI_ROM_ADDRESS 0x30 /* Bits 31..11 are address, 10..1 reserved */#define PCI_CAPABILITY_LIST 0x34 /* Offset of first capability list entry *//* 0x35-0x3b are reserved */#define PCI_INTERRUPT_LINE 0x3c /* 8 bits */
#define PCI_INTERRUPT_PIN 0x3d /* 8 bits */
#define PCI_MIN_GNT 0x3e /* 8 bits */
#define PCI_MAX_LAT 0x3f /* 8 bits */类型1
/* Header type 1 (PCI-to-PCI bridges) */
#define PCI_PRIMARY_BUS 0x18 /* Primary bus number */
#define PCI_SECONDARY_BUS 0x19 /* Secondary bus number */
#define PCI_SUBORDINATE_BUS 0x1a /* Highest bus number behind the bridge */
#define PCI_SEC_LATENCY_TIMER 0x1b /* Latency timer for secondary interface */
#define PCI_IO_BASE 0x1c /* I/O range behind the bridge */
#define PCI_IO_LIMIT 0x1d
#define PCI_SEC_STATUS 0x1e /* Secondary status register, only bit 14 used */
#define PCI_MEMORY_BASE 0x20 /* Memory range behind */
#define PCI_MEMORY_LIMIT 0x22
#define PCI_PREF_MEMORY_BASE 0x24 /* Prefetchable memory range behind */
#define PCI_PREF_MEMORY_LIMIT 0x26
#define PCI_PREF_BASE_UPPER32 0x28 /* Upper half of prefetchable memory range */
#define PCI_PREF_LIMIT_UPPER32 0x2c
#define PCI_IO_BASE_UPPER16 0x30 /* Upper half of I/O addresses */
#define PCI_IO_LIMIT_UPPER16 0x32
#define PCI_ROM_ADDRESS1 0x38 /* Same as PCI_ROM_ADDRESS, but for htype 1 */
#define PCI_BRIDGE_CONTROL 0x3e
