引言

　　PCI總線是一種成熟的計算機標準總線，而Linux操作系統則是一種源代碼公開的操作系統。Linux構架完全沿襲了UNIX的系統架構，它不但擁有UNIX的全部功能，而且具有UNIX穩定、可靠、安全的優點，尤其是Linux加入GNU并遵循公共版權許可證(GPL)之后，幾乎所有的GNU軟件都可以移植到Linux，從而完善和提高了Linux系統的使用性，并逐步成為通信、工業控制、消費電子等領域的主流操作系統。

　　本文主要對Linux環境下開發PCI9054芯片驅動的具體方法進行描述，并給出了如何將驅動程序編譯進內核，以使驅動模塊靜態加載的方法。

　　1 PCI9054簡介

　　PCI總線協議一般需要繁瑣的邏輯驗證和時序分析工作，而且開發周期較長，因此，更多的做法是采用通用PCI接口芯片，這樣，只需要控制接口芯片的幾根控制線，就可以完成PCI總線的數據傳輸，故可大大減少開發時間和成本。

　　PCI9054是由美國PLX公司生產的PCI橋接芯片，該芯片采用先進的PLX流水線結構技術，符合PCI本地總線規范2．2版，并配有可選的串行EEPROM接口。芯片的本地總線時鐘可與PCI時鐘異步，其內部有6種可編程FIFO，可以實現零等待突發傳輸及本地總線與PCI總線的異步操作，同時支持主模式、從模式、DMA傳輸模式，可廣泛用于嵌入式系統中。

　　PCI9054的地址資源是由其基址寄存器來設置的，PCI9054的配置空間有六個基址寄存器：BARO～BAR5，其中BARO映射到配置空間的基地址，BARl為映射到I／O空間的基地址，BAR2～BAR5可以定義為映射到內存地址空間的基地址。配置空間的內容可被Linux核心中的PCI初始化代碼使用，I／O空間和內存地址空間可提供給設備驅動程序使用。

　　2 Linux下的PCI驅動程序

　　Linux將所有外部設備看成是一類特殊文件，即“設備文件”，它可分為兩大類：字符設備和塊設備。字符設備是必須以串行順序依次進行訪問的設備，如觸摸屏、磁帶驅動器、鼠標等。塊設備則是利用一塊系統內存作為緩沖區，以塊為單位進行操作，如硬盤、軟驅等。字符設備不經過系統的快速緩沖，而塊設備則需經過系統的快速緩沖。此外，Linux下還存在一類外設，即“網絡設備”，網絡設備主要針對數據包的接收和發送而設計，它并不對應于文件系統的節點。PCI驅動通常可以看做字符設備的驅動來設計。

　　Linux的操作過程分為兩個步驟：首先用PCI驅動將內核與設備掛接起來；緊接著通過應用程序來根據設備文件所屬類型并通過驅動提供的接口函數來操作設備。這使得PCI驅動至少應該包含兩部分內容：一是PCI設備驅動，二是具體設備本身的驅動。

　　Linux系統啟動后會自動檢測PCI設備信息，并分別記錄在pci_dev結構體中形成一個PCI設備鏈表pci_devices。這個結構體記錄了PCI設備幾乎所有的硬件信息，包括廠商ID、設備ID、各種資源等，PCI驅動就是根據廠商ID和設備ID來連接設備并加載驅動的。

　　驅動加載以后，為了操作設備文件，Linux會在include／linux／fs．h中提供一個數據結構file_operaTIons，該數據結構可向Linux文件系統注冊一組文件操作，以定義設備提供的諸如open、close、read、write等操作，內核則將通過file_operations結構訪問驅動程序所提供的函數。

　　3 PCI9054驅動的實現

　　Linux下設備驅動程序的編寫應遵循一定的框架結構進行，大致可分為模塊的加載與卸載、設備的初始化、設備的打開及操作、中斷處理和設備的釋放等幾部分。

　　3．1 模塊的加載與初始化

　　當Linux內核啟動時，會完成對所有PCI設備的掃描、登錄和資源分配等初始化操作，并建立起所有PCI設備的拓撲結構，此后，在加載PCI驅動程序時，就會通過加載驅動程序模塊入口跳轉到設備初始化模塊。Linux2．4內核與Linux2．6內核的初始化方式是不同的，在Linux-2．4內核中，初始化程序首先會使用pci_present函數來判斷PCI總線是否被內核支持，然后使用register_chrdev函數來注冊設備，這樣就可以輪詢PCI總線上的設備，并利用pci_find_device函數檢查設備是否插在總線插槽上。如果在，則保存其所占用的插槽位置信息，并返回pci_dev結構，然后將pci_dev結構加入到設備鏈表中，直到輪詢完畢。圖1所示是Linux下PCI驅動程序的流程圖。

　　3．2 設備的打開及操作