linux裝置驅動之PCIE驅動開發
#include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/signal.h> #include <linux/init.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/poll.h> #include <linux/device.h> #include <linux/pci.h> #include <linux/interrupt.h> #include <asm/uaccess.h> 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) 空間的實體地址,長度,虛擬地址 unsigned long bar0_phy; unsigned long bar0_vir; unsigned long bar0_length; unsigned long bar1_phy; unsigned long bar1_vir; unsigned long bar1_length; //進行DMA轉換時,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; //根據裝置的id填寫,這裡假設廠商id和裝置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寫資料的函式 void iATU_write_config_dword(struct pci_dev *pdev,int offset,int value) { } //假設需要將bar0對映到記憶體 static void iATU_bar0(void) { //下面幾步,在手冊中有example //iATU_write_config_dword(my_device.pci_dev,iATU Lower Target Address ,xxx);//xxx表示記憶體中的地址,將bar0對映到這塊記憶體 //iATU_write_config_dword(my_device.pci_dev,iATU Upper Target Address ,xxx);//xxx表示記憶體中的地址,將bar0對映到這塊記憶體 //iATU_write_config_dword(my_device.pci_dev,iATU Control 1,0x0);//對映的時記憶體,所以寫0x0 //iATU_write_config_dword(my_device.pci_dev,iATU Control 2,xxx);//使能某個region,開始地址轉換 } //往dma配置暫存器中讀寫資料的函式,這是難點一:dma暫存器的定址。 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 寫初始化 。如何訪問DMA global register 暫存器組需要根據具體的硬體,可以通過pci_write/read_config_word/dword, //也可以通過某個bar,比如通過bar0+偏移量訪問。 //1.1 DMA write engine enable =0x1,這裡請根據自己的晶片填寫 //dma_write_config_dword(->pci_dev,DMA write engine enable,0x1); //1.2 獲取msi能力暫存器的地址 pos =pci_find_capability(my_device.pci_dev,PCI_CAP_ID_MSI); //1.3 讀取msi的協議部分,得到pci裝置是32位還是64位,不同的架構msi data暫存器地址同 pci_read_config_word(my_device.pci_dev,pos+2,&msi_control); //1.4 讀取msi能力暫存器組中的地址暫存器的值 pci_read_config_dword(my_device.pci_dev,pos+4,&msi_addr_l); //1.5 設定 DMA write done IMWr Address Low.這裡請根據自己的晶片填寫 //dma_write_config_dword(my_device.pci_dev,DMA write done IMWr Address Low,msi_addr_l); //1.6 設定 DMA write abort IMWr Address Low.這裡請根據自己的晶片填寫 //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 讀取msi能力暫存器組中的高32位地址暫存器的值 pci_read_config_dword(my_device.pci_dev,pos+0x8,&msi_addr_h); //1.8 讀取msi能力暫存器組中的資料暫存器的值 pci_read_config_dword(my_device.pci_dev,pos+0xc,&msi_data); //1.9 設定 DMA write done IMWr Address High.這裡請根據自己的晶片填寫 //dma_write_config_dword(my_device.pci_dev,DMA write done IMWr Address High,msi_addr_h); //1.10 設定 DMA write abort IMWr Address High.這裡請根據自己的晶片填寫 //dma_write_config_dword(my_device.pci_dev,DMA write abort IMWr Address High,msi_addr_h); } else { //1.11 讀取msi能力暫存器組中的資料暫存器的值 pci_read_config_dword(my_device.pci_dev,pos+0x8,&msi_data); } //1.12 把資料暫存器的值寫入到dma的控制暫存器組中的 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 讀初始化 和上述操作類似,不再敘述。 } static int hello_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id) { int i; int result; //使能pci裝置 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\n"); result = -EIO; goto enable_device_err; } //獲得bar0的實體地址和虛擬地址 bar0_phy = pci_resource_start(pdev,0); if(bar0_phy<0){ DEBUG_ERR("failed:pci_resource_start\n"); result =-EIO; goto request_regions_err; } //假設bar0是作為記憶體,流程是這樣的,但是在本程式中不對bar0進行任何操作。 bar0_length = pci_resource_len(pdev,0); if(bar0_length!=0){ bar0_vir = (unsigned long)ioremap(bar0_phy,bar0_length); } //申請一塊DMA記憶體,作為源地址,在進行DMA讀寫的時候會用到。 dma_src_vir=(dma_addr_t)pci_alloc_consistent(pdev,DMA_BUFFER_SIZE,&dma_src_phy); if(dma_src_vir != 0){ for(i=0;i<DMA_BUFFER_SIZE/PAGE_SIZE;i++){ SetPageReserved(virt_to_page(dma_src_phy+i*PAGE_SIZE)); } } else { goto free_bar0; } //申請一塊DMA記憶體,作為目的地址,在進行DMA讀寫的時候會用到。 dma_dst_vir=(dma_addr_t)pci_alloc_consistent(pdev,DMA_BUFFER_SIZE,&dma_dst_phy); if(dma_dst_vir!=0){ for(i=0;i<DMA_BUFFER_SIZE/PAGE_SIZE;i++){ SetPageReserved(virt_to_page(dma_dst_phy+i*PAGE_SIZE)); } } else { goto alloc_dma_src_err; } //使能msi,然後才能得到pdev->irq result = pci_enable_msi(pdev); if (unlikely(result)){ DEBUG_ERR("failed:pci_enable_msi\n"); 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\n"); goto enable_msi_error; } //DMA 的讀寫初始化 dma_init(); enable_msi_error: pci_disable_msi(pdev); alloc_dma_dst_err: for(i=0;i<DMA_BUFFER_SIZE/PAGE_SIZE;i++){ ClearPageReserved(virt_to_page(dma_dst_phy+i*PAGE_SIZE)); } pci_free_consistent(pdev,DMA_BUFFER_SIZE,(void *)dma_dst_vir,dma_dst_phy); alloc_dma_src_err: for(i=0;i<DMA_BUFFER_SIZE/PAGE_SIZE;i++){ ClearPageReserved(virt_to_page(dma_src_phy+i*PAGE_SIZE)); } pci_free_consistent(pdev,DMA_BUFFER_SIZE,(void *)dma_src_vir,dma_src_phy); free_bar0: iounmap((void *)bar0_vir); request_regions_err: pci_release_regions(pdev); enable_device_err: pci_disable_device(pdev); end: return result; } static void hello_remove(struct pci_dev *pdev) { int i; free_irq(pdev->irq,my_device.pci_dev); pci_disable_msi(pdev); for(i=0;i<DMA_BUFFER_SIZE/PAGE_SIZE;i++){ ClearPageReserved(virt_to_page(dma_dst_phy+i*PAGE_SIZE)); } pci_free_consistent(pdev,DMA_BUFFER_SIZE,(void *)dma_dst_vir,dma_dst_phy); for(i=0;i<DMA_BUFFER_SIZE/PAGE_SIZE;i++){ ClearPageReserved(virt_to_page(dma_src_phy+i*PAGE_SIZE)); } pci_free_consistent(pdev,DMA_BUFFER_SIZE,(void *)dma_src_vir,dma_src_phy); iounmap((void *)bar0_vir); pci_release_regions(pdev); pci_disable_device(pdev); } //難點三:中斷響應設定 static irqreturn_t hello_interrupt(int irq, void * dev) { //1.該中斷呼叫時機:當DMA完成的時候,會往msi_addr中寫入msi_data,從而產生中斷呼叫這個函式 //2.根據DMA Channel control 1 register暫存器的狀態,判斷讀寫狀態,讀失敗,寫失敗,讀成功,寫成功,做出不同的處理。 return 0; } static struct pci_driver hello_driver = { .name = DEV_NAME, .id_table = hello_ids, .probe = hello_probe, .remove = hello_remove, }; static int hello_open(struct inode *inode, struct file *file) { printk("driver: hello_open\n"); //填寫產品的邏輯 return 0; } int hello_close(struct inode *inode, struct file *file) { printk("driver: hello_close\n"); //填寫產品的邏輯 return 0; } long hello_unlocked_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) { //填寫產品的邏輯 //為應用層提供的函式介面,通過解析cmd,在switch中做出不同的處理。 iATU_bar0();//某個合適的地方呼叫 return 0; } //難點二:啟動dma的讀寫(read和write函式). static struct file_operations hello_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = hello_open, .release = hello_close, .unlocked_ioctl = hello_unlocked_ioctl, }; static int hello_drv_init(void) { int ret; ret = pci_register_driver(&hello_driver); if (ret < 0) { printk("failed: pci_register_driver\n"); return ret; } ret=alloc_chrdev_region(&my_device.devno,0,DEVICE_NUMBER,"hello"); if (ret < 0) { printk("failed: register_chrdev_region\n"); return ret; } cdev_init(&my_device.cdev, &hello_fops); ret = cdev_add(&my_device.cdev, my_device.devno, DEVICE_NUMBER); if (ret < 0) { printk("faield: cdev_add\n"); return ret; } hello_class = class_create(THIS_MODULE, "hello_class"); hello_class_dev = device_create(hello_class, NULL, my_device.devno, NULL, "hello_device"); return 0; } static void hello_drv_exit(void) { device_destroy(hello_class,my_device.devno); class_destroy(hello_class); cdev_del(&(my_device.cdev)); unregister_chrdev_region(my_device.devno,DEVICE_NUMBER); pci_unregister_driver(&hello_driver); } module_init(hello_drv_init); module_exit(hello_drv_exit);
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