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PCIe设备驱动demo

2019-07-13 09:29发布

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PCIE（PCI Express)是INTEL提出的新一代的总线接口,目前普及的PCIE 3.0的传输速率为8GT/s，下一代PCIE 4.0将翻番为16GT/S，因为传输速率快广泛应用于数据中心、云计算、人工智能、机器学习、视觉计算、显卡、存储和网络等领域。PCIE插槽是可以向下兼容的，比如PCIE 1X接口可以插4X、8X、16X的插槽上。 实现基本的PCIE驱动程序，实现以下模块：初始化设备、设备打开、数据读写和控制、中断处理、设备释放、设备卸载。本程序适合PCIE驱动开发通用调试的基本框架，对于具体PCIE设备，需要配置相关寄存器才可以使用！

源代码

  #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); MODULE_DESCRIPTION("pcie device driver"); #define DEV_NAME "hello_pcie" #define DEBUG #ifdef DEBUG #define DEBUG_ERR(format,args...) do{ printk("[%s:%d] ",__FUNCTION__,__LINE__); printk(format,##args); }while(0) #else #define DEBUG_PRINT(format,args...) #endif //1M #define DMA_BUFFER_SIZE 1*1024*1024 #define FASYNC_MINOR 1 #define FASYNC_MAJOR 244 #define DEVICE_NUMBER 1 static struct class * hello_class; static struct device * hello_class_dev; struct hello_device { struct pci_dev* pci_dev; struct cdev cdev; dev_t devno; }my_device; //barn(n=0,1,2或者0，1，2，3，4，5) 空间的物理地址，长度，虚拟地址 unsigned long bar0_phy; unsigned long bar0_vir; unsigned long bar0_length; unsigned long bar1_phy; unsigned long bar1_vir; unsigned long bar1_length; //进行DMA转换时，dma的源地址和目的地址 dma_addr_t dma_src_phy; dma_addr_t dma_src_vir; dma_addr_t dma_dst_phy; dma_addr_t dma_dst_vir; //根据设备的id填写,这里假设厂商id和设备id #define HELLO_VENDOR_ID 0x666 #define HELLO_DEVICE_ID 0x999 static struct pci_device_id hello_ids[] = { {HELLO_VENDOR_ID,HELLO_DEVICE_ID,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,0}, {0,} }; MODULE_DEVICE_TABLE(pci,hello_ids); static int hello_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id); static void hello_remove(struct pci_dev *pdev); static irqreturn_t hello_interrupt(int irq, void * dev); //往iATU写数据的函数 void iATU_write_config_dword(struct pci_dev *pdev,int offset,int value) { } //假设需要将bar0映射到内存 static void iATU_bar0(void) { //下面几步，在手册中有example //iATU_write_config_dword(my_device.pci_dev,iATU Lower Target Address ,xxx);//xxx表示内存中的地址，将bar0映射到这块内存 //iATU_write_config_dword(my_device.pci_dev,iATU Upper Target Address ,xxx);//xxx表示内存中的地址，将bar0映射到这块内存 //iATU_write_config_dword(my_device.pci_dev,iATU Control 1,0x0);//映射的时内存，所以写0x0 //iATU_write_config_dword(my_device.pci_dev,iATU Control 2,xxx);//使能某个region，开始地址转换 } //往dma配置寄存器中读写数据的函数，这是难点一：dma寄存器的寻址。 int dma_read_config_dword(struct pci_dev *pdev,int offset) { int value =0; return value; } void dma_write_config_dword(struct pci_dev *pdev,int offset,int value) { } void dma_init(void) { int pos; u16 msi_control; u32 msi_addr_l; u32 msi_addr_h; u32 msi_data; //1.dma 通道0 写初始化 。如何访问DMA global register 寄存器组需要根据具体的硬件，可以通过pci_write/read_config_word/dword， //也可以通过某个bar，比如通过bar0+偏移量访问。 //1.1 DMA write engine enable =0x1，这里请根据自己的芯片填写 //dma_write_config_dword(->pci_dev,DMA write engine enable,0x1); //1.2 获取msi能力寄存器的地址 pos =pci_find_capability(my_device.pci_dev,PCI_CAP_ID_MSI); //1.3 读取msi的协议部分，得到pci设备是32位还是64位，不同的架构msi data寄存器地址同 pci_read_config_word(my_device.pci_dev,pos+2,&msi_control); //1.4 读取msi能力寄存器组中的地址寄存器的值 pci_read_config_dword(my_device.pci_dev,pos+4,&msi_addr_l); //1.5 设置 DMA write done IMWr Address Low.这里请根据自己的芯片填写 //dma_write_config_dword(my_device.pci_dev,DMA write done IMWr Address Low,msi_addr_l); //1.6 设置 DMA write abort IMWr Address Low.这里请根据自己的芯片填写 //dma_write_config_dword(my_device.pci_dev,DMA write abort IMWr Address Low,msi_addr_l); if(msi_control&0x80){ //64位的 //1.7 读取msi能力寄存器组中的高32位地址寄存器的值 pci_read_config_dword(my_device.pci_dev,pos+0x8,&msi_addr_h); //1.8 读取msi能力寄存器组中的数据寄存器的值 pci_read_config_dword(my_device.pci_dev,pos+0xc,&msi_data); //1.9 设置 DMA write done IMWr Address High.这里请根据自己的芯片填写 //dma_write_config_dword(my_device.pci_dev,DMA write done IMWr Address High,msi_addr_h); //1.10 设置 DMA write abort IMWr Address High.这里请根据自己的芯片填写 //dma_write_config_dword(my_device.pci_dev,DMA write abort IMWr Address High,msi_addr_h); } else { //1.11 读取msi能力寄存器组中的数据寄存器的值 pci_read_config_dword(my_device.pci_dev,pos+0x8,&msi_data); } //1.12 把数据寄存器的值写入到dma的控制寄存器组中的 DMA write channel 0 IMWr data中 //dma_write_config_dword(my_device.pci_dev,DMA write channel 0 IMWr data,msi_data); //1.13 DMA channel 0 control register 1 = 0x4000010 //dma_write_config_dword(my_device.pci_dev,DMA channel 0 control register 1,0x4000010); //2.dma 通道0 读初始化 和上述操作类似，不再叙述。 } static int hello_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id) { int i; int result; //使能pci设备 if (pci_enable_device(pdev)){ result = -EIO; goto end; } pci_set_master(pdev); my_device.pci_dev=pdev; if(unlikely(pci_request_regions(pdev,DEV_NAME))){ DEBUG_ERR("failed:pci_request_regions "); result = -EIO; goto enable_device_err; } //获得bar0的物理地址和虚拟地址 bar0_phy = pci_resource_start(pdev,0); if(bar0_phy<0){ DEBUG_ERR("failed:pci_resource_start "); result =-EIO; goto request_regions_err; } //假设bar0是作为内存，流程是这样的，但是在本程序中不对bar0进行任何操作。 bar0_length = pci_resource_len(pdev,0); if(bar0_length!=0){ bar0_vir = (unsigned long)ioremap(bar0_phy,bar0_length); } //申请一块DMA内存，作为源地址，在进行DMA读写的时候会用到。 dma_src_vir=(dma_addr_t)pci_alloc_consistent(pdev,DMA_BUFFER_SIZE,&dma_src_phy); if(dma_src_vir != 0){ for(i=0;iirq result = pci_enable_msi(pdev); if (unlikely(result)){ DEBUG_ERR("failed:pci_enable_msi "); goto alloc_dma_dst_err; } result = request_irq(pdev->irq, hello_interrupt, 0, DEV_NAME, my_device.pci_dev); if (unlikely(result)){ DEBUG_ERR("failed:request_irq "); goto enable_msi_error; } //DMA 的读写初始化 dma_init(); enable_msi_error: pci_disable_msi(pdev); alloc_dma_dst_err: for(i=0;iirq,my_device.pci_dev); pci_disable_msi(pdev); for(i=0;i 驱动示例：https://blog.csdn.net/u010872301/article/details/78519371?locationNum=8&fps=1 驱动详解：https://blog.csdn.net/fengyv/article/details/813775  

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