Linux操作系统下的PCI驱动开发

义如下：

　　当应用程序对设备文件进行诸如open、close、read、write等操作时，Linux内核将通过file_operation结构访问驱动程序提供的函数。

　　简单的读写任务直接用read、write函数就可以完成，而复杂的控制则需要使用ioctl函数。ioctl函数是设备驱动程序中对设备的I／O通道进行管理的函数，可以对设备的一些特性进行控制。因此，为实现对PCI设备各种I／O资源的访问和实现不同的传输方式，通常都需要使用ioc-tl函数，驱动程序的ioctl控制命令差不多完全是用一个switch语句来实现的，可实现初始化信息的初始化控制、读写配置空间、读写I／O端口地址空间、读写I／O内存空间、DMA传输等多种控制操作。

　　3．3 中断处理

　　Linux将中断处理程序分解为顶半部和底半部两个半部。驱动程序在打开设备时，为系统安装了中断处理程序，当硬件设备触发中断时，中断处理程序首先调用顶半部程序以判断中断类型，对中断类型的判断可通过访问PCI设备处理中断的寄存器来实现。当有中断信号来临时，驱动程序将中断处理任务排进任务队列中进行"登记"并清除中断标志，这样做的目的是占用较少的内核时间，然后再通过调度底半部来运行，这样，内核负责底半部的函数就会处理任务队列中的中断任务。可以说，底半部几乎做了中断处理程序所有的事情。

　　驱动程序在设备驱动对象数据结构中为中断处理定义了一个任务队列Task_DpcForIsr，并将其rouTIne参数设置为负责底半部的函数，data参数设置为传递给底半部函数的参数，这样，当系统获得中断信号时，驱动程序就可将中断处理任务排进该任务队列中，以提供给底半部应用。

　　3．4 释放设备模块及卸载

　　释放设备模块主要负责释放对设备的控制权，同时释放所占用的内存和中断等。具体来说，首先是释放对设备的控制权。即对设备控制权的释放，这只需简单地将控制设备控制权的信号量释放即可。在Linux下可使用up，其调用形式是up(&sem)，它可递增信号量的值，并换醒所有正在等待信号量转为可用状态的进程。其次是释放由open分配的、保存在filp->private_data中的所有内容，将其值设为NULL。接着释放中断。最后释放PCI设备I／O资源的占用权。对PCI设备的I／O端口资源而言，实现I／O端口资源占有权的释放是通过release_region函数来完成的，而对于I／O内存资源，则需要使用iounmap函数同时释放其内存映射。

　　4 Linux下驱动模块的加载

　　Linux下驱动程序模块的加载通常有静态加载和动态加载两种方式。动态加载是利用Linux的module特性，在系统启动后使用insmode命令把驱动程序(．o文件)添加上去，然后通过rmmod命令卸载，这种加载方式有利于程序的调试，可以随时更改；静态加载就是把驱动程序直接编译到内核里，在系统启动后直接调用，显然这种方式对于调试阶段的程序比较麻烦，而且效率较低，因而只适用于最终版本的程序。因此，程序开发者通常先用动态加载方式来调试，调试完毕后，再编译到内核里使用。

　　静态加载时，通常先把驱动程序原文件放在内核驱动相应类型的文件夹下，这里的PCI驱动属于字符类型， 可拷贝到…＼linux-2．4．x＼drivers＼char下。然后再更改…＼linux-2．4．x＼drivers＼char＼Makefile文件，并添加如下语句：

　　这样做的目的是根据编译选项$( CON-FIG_PLX9054)来决定是否要添加设备驱动。

　　之后，再在…＼linux-2．4．x＼drivers＼char＼Config．in中添加语句tristate’PLX9054 Support’CONFIG_PLX9054，这样就可以在运行menuconfig时产生与设备对应的编译选项，图2所示是其编译选项界面图。图中，在前面的尖括号中点Y表示静态加载，点M表示作为模块动态加载。

　　最后，运行make menuconfig，剪切内核，并选中需要的模块所对应的编译选项，编译内核。

　　5 驱动程序的测试

　　由于所编写的驱动程序是在PLX官方驱动的基础上得来的，因此，在这里，为了方便测试起见，也应使用PLX公司的SDK包中的测试程序来查看PCI9054的配置情况，图3所示为五个基址寄存器的映射情况。图4所示为公共缓冲区的映射情况示意图。

　　6 结束语

　　本文首先介绍了在Linux下开发PCI驱动的方法，然后介绍了如何将驱动静态编译到内核，这种方法非常适用于开发以Linux作为嵌入式系统的驱动程序。可以看出，由于Linux系统完全开源，其驱动程序较Windows下的驱动程序简单易懂，框架感更强。此外，由于其具有丰富的开源资源，故其开发成本较低。因此，我们有理由相信，Linux在未来的操作系统市场中的地位会变得越来越重要。