PCI裝置驅動

阿新 • • 發佈：2019-02-11

為了能看到實際的執行效果，我們選擇8139too網絡卡作為示例,從該網絡卡的linux驅動程式中裁剪相關程式碼。
    一個PCI裝置的驅動程式必須要向核心中的PCI核心描述自己。同時，它也必須告訴PCI核心自己能夠驅動哪些裝置。下面，就介紹兩個相關的重要資料結構。
    struct pci_device_id {
        __u32 vendor, device;       /* Vendor and device ID or PCI_ANY_ID*/
        __u32 subvendor, subdevice; /* Subsystem ID's or PCI_ANY_ID */
        __u32 class, class_mask;    /* (class,subclass,prog-if) triplet */
        kernel_ulong_t driver_data; /* Data private to the driver */
    };

    struct pci_driver {
        struct list_head node;
        char *name;
        struct module *owner;
        const struct pci_device_id *id_table; //驅動所能操縱的裝置id列表。
        int (*probe)(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id); //插入新裝置
        void (*remove)(struct pci_dev *dev);   //移除裝置。
        int (*suspend)(struct pci_dev *dev, pm_message_t state);
        int (*resume)(struct pci_dev *dev);
        int (*enable_wake) (struct pci_dev *dev, pci_power_t state, int enable);
        void (*shutdown) (struct pci_dev *dev);
        struct device_driver    driver;
        struct pci_dynids dynids;
    };
    pci_device_id唯一標識一個PCI裝置。它的幾個成員依次分別表示：廠商號，裝置號，子廠商號，子裝置號，類別，類別掩碼（類可分為基類，子類），私有資料。每一個PCI裝置的驅動程式都有一個pci_device_id的陣列，用於告訴PCI核心自己能夠驅動哪些裝置。8139too的驅動程式定義它的pci_device_id陣列如下：
        static struct pci_device_id rtl8139_pci_tbl[];
    該陣列被初始化為8139系列的一組網絡卡，當PCI核心得到這個陣列後，會拿陣列中的每一項跟從PCI配置空間中讀取到的資料進行比對，從而為該驅動程式找到正確的裝置。而pci_driver代表一個pci驅動程式。成員id_talbe即是指向pci_device_id陣列的指標。name是驅動程式的名字，probe完成探測工作，即拿pci_device_id陣列與核心中的資料進行比對。remove完成驅動程式的移除工作。關鍵的成員就這幾個。
    驅動程式通過pci_module_init向核心註冊自己（我們有時會看到pci_register_driver函式，其實它們是同一個，在核心程式碼中會看到，只是一個簡單的#define）：
            pci_module_init(&pci_driver);
    呼叫函式後，如果pci_device_id陣列中標識的裝置存在於系統中，並且該裝置恰好還沒有驅動程式，則該驅動程式會被安裝。下面我們來看從8139too驅動程式碼中裁剪的pci裝置初始化程式碼：
pci_driver.h:

/* pci_driver.h
*

[email protected]
* 2006-3-5
*/
#ifndef PCI_DRIVER_H
#define PCI_DRIVER_H

#include <linux/mod_devicetable.h> //for struct pci_device_id
#include <linux/module.h>           //for MODULE_DEVICE_TABLE
#include <linux/pci.h>              //for struct pci_driver

#define DRV_NAME    "8139too"
#define DRV_VERSION "0.9.27"
#define RTL8139_DRIVER_NAME   DRV_NAME " Fast Ethernet driver " DRV_VERSION

typedef enum{
    RTL8139 = 0,
    RTL8129,
}board_t;

static struct pci_device_id rtl8139_pci_tbl[] = {
    {0x10ec, 0x8139, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x10ec, 0x8138, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x1113, 0x1211, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x1500, 0x1360, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x4033, 0x1360, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x1186, 0x1300, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x1186, 0x1340, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x13d1, 0xab06, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x1259, 0xa117, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x1259, 0xa11e, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x14ea, 0xab06, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x14ea, 0xab07, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x11db, 0x1234, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x1432, 0x9130, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x02ac, 0x1012, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x018a, 0x0106, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x126c, 0x1211, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x1743, 0x8139, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
    {0x021b, 0x8139, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },

#ifdef CONFIG_SH_SECUREEDGE5410
    /* Bogus 8139 silicon reports 8129 without external PROM :-( */
    {0x10ec, 0x8129, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },
#endif
#ifdef CONFIG_8139TOO_8129
    {0x10ec, 0x8129, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8129 },
#endif
/* some crazy cards report invalid vendor ids like
     * 0x0001 here. The other ids are valid and constant,
     * so we simply don't match on the main vendor id.
     */
    {PCI_ANY_ID, 0x8139, 0x10ec, 0x8139, 0, 0, RTL8139 },
    {PCI_ANY_ID, 0x8139, 0x1186, 0x1300, 0, 0, RTL8139 },
    {PCI_ANY_ID, 0x8139, 0x13d1, 0xab06, 0, 0, RTL8139 },
    {0,}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(pci, rtl8139_pci_tbl);
static int __devinit rtl8139_init_one(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id);
static void __devexit rtl8139_remove_one(struct pci_dev *pdev);

static struct pci_driver rtl8139_pci_driver = {
    .name       = DRV_NAME,
    .id_table   = rtl8139_pci_tbl,
    .probe      = rtl8139_init_one,
    .remove     = __devexit_p(rtl8139_remove_one),
};

#endif //PCI_DRIVER_H

pci_driver.c:
/* pci_driver.c
*

[email protected]
* 2006-3-5
*/

#include "pci_driver.h"

#include <linux/init.h>

MODULE_AUTHOR("Linqiang He, Hangzhou China");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int __init rtl8139_init_module(void)
{
    /* when we're a module, we always print a version message,
     * even if no 8139 board is found.
     */
#ifdef MODULE
    printk (KERN_INFO RTL8139_DRIVER_NAME "/n");
#endif

    return pci_module_init(&rtl8139_pci_driver);
}

static void __exit rtl8139_cleanup_module (void)
{
    pci_unregister_driver(&rtl8139_pci_driver);
}

module_init(rtl8139_init_module);
module_exit(rtl8139_cleanup_module);

int __devinit rtl8139_init_one(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id)
{
    //這裡可插入各種除錯程式碼，下文會有專門描述。
    return 0;
}

void __devexit rtl8139_remove_one (struct pci_dev *pdev)
{
}

    註冊驅動程式成功後，rtl8139_init_one會被呼叫，在這個函式中，我們可以通過插入一些列印輸出語句看到PCI的配置地址空間和I/O地址區域的一些情況。
    首先，插入以下語句：
            u16 vendor, device;
            pci_read_config_word(pdev, 0, &vendor);
            pci_read_config_word(pdev, 2, &device);
            printk(KERN_INFO "%x, %x/n", vendor, device);
    這段程式碼讀取了網絡卡裝置的配置地址空間的前四位，它正好是裝置的廠商號和裝置號。下面是輸出：
            Mar 9 21:44:39 localhost kernel: 10ec, 8139
    10ec和8139就是我的網絡卡的廠商號和裝置號了。
    再插入下列程式碼：
            u32 addr1,addr2,addr3, addr4,addr5,addr6;

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