一、硬件環境

硬件開發環境是PCI9054+FPGA，16串口或8串口。

軟件開發平臺則是linux、VxWorks。

主要是運用在工控領域，在一般商用平臺可能用不到這玩意。

二、PCI相關知識

PCI相關知識主要是參考了網上一些前輩寫的博文，這里將其貼出來，以免后來人繼續收集。

PCI 總線學習筆記-PCI9054  http://blog.csdn.net/lg2lh/article/details/8042008

PCI設備的地址空間               http://www.cnblogs.com/zszmhd/archive/2012/05/08/2490105.html

另外《linux設備驅動開發詳解》（宋寶華）也有附帶講一些PCI驅動的編程，可以去瞄一瞄。

第一篇博文主要是介紹PCI9054的相關信息，知道這個片子是怎么做的，以及其是如何將FPGA和PC機連接起來，熟悉硬件原理。在實際的編程中，我們可能根本感覺不到這個片子，作為一個“橋片”，操作系統其實都已經將廠商的驅動給集成了，并不會說還需要我們來進行過多的編程。

第二篇博文具體內容很重要，是PCI設備的特性屬性，但作為使用者，其實我們用到的只是PCI的地址空間，其他的暫時不用理會，PCI地址空間即是系統在啟動時，PCI設備向CPU大佬申請的一段獨有的地址空間以供自己使用，這段地址的相關信息也就存儲在PCI配置空間的BAR(Base Address Registers)中。

                                                                           

在linux中，需要調用相關的API函數就能將BAR的信息取出進行使用了。

三、編程相關信息

Linux中，PCI設備的編程其實和普通設備的編程很相似，沒有什么特別不同，主要的不同應該是映射PCI設備的地址空間。

UART設備，在編程中使用uart_register_driver注冊tty設備，同時使用platform_driver_register注冊平臺總線。PCI-UART則是一實際總線，所以在注冊時，我們選擇注冊為實際的總線——pci_register_driver。（參考Linux xr17v35x.c）

                                                              

                                                                  

                                                                  

xr_uart_driver為驅動特殊的信息，xrserial_pci_driver為驅動匹配提供操作方法，在probe方法中，對串口相關資源進行初始化（還未對硬件進行相關設置），為該設備關聯文件操作方法（uart_ops）。

先來看看probe中主要做的事情。

在一個pci設備可以被使用之前，必須調用pci_enable_device進行**，該函數會調用底層代碼**PCI設備上的I/O和內存，使之可用。而pci_disable_device所做的事情剛好相反，告訴系統該PCI設備不再使用，同時，禁用相關的一些資源。

經過一系列調用進入函數setup_port。

圖中的bar是在xrpciserial_boards數組中flags指定，此處是BAR0。（根據實際產品來，比如，我這里是BAR2）

若是我們的硬件沒有預先跟軟件這邊說，那軟件這邊有能力得到這個信息嗎？答案肯定是可以的。可以使用pci_select_bars來確定該PCI設備是否有申請到地址空間。（若沒有肯定是有錯誤了）

bars = pci_select_bars(pdev, IORESOURCE_MEM);

返回值若是0x5，則是代表BAR0，BAR2滿足select條件的，其條件就是函數的第二個參數IORESOURCE_MEM，因為PCI設備申請的地址空間有兩種訪問方式，一個是MEM，另一個是以IO方式訪問，（第二篇博文中有介紹）。

這個時候我們可以使用這個返回值來映射這些BAR，若PCI設備使用了BAR0，那軟件就使用BAR0去操作特定的內存地址（寄存器）就可以了，一個PCI設備一般不會使用很多BAR的，最多一兩個就不得了了，要那么多，FPGA那邊也受不了。

當然，有一些是強制性的就指定了該設備是使用哪一個BAR作為內存映射的基址，其他的BAR則是用于自定義用途，那軟件這邊強制性映射BAR0就好了。

看圖片上，其實還調用了一個ioremap，BAR中的基址是屬于物理地址的，軟件想直接訪問物理地址是做不到，那么，就需要使用ioremap將物理地址轉化為虛擬地址，以供軟件來使用。映射完后，使用priv->remapped_bar[bar]就可以來操作設備上的寄存器了。

 

分析完setup后（其實上面主要的工作是內存映射，其他的代碼比較繁瑣，在實際編程中可以適當簡潔）。

進入serialxr_register_port。

填充 uart_port 結構體。

 

填充ops操作方法，也就是在應用層在使用open、write等，底層驅動最終會被調用的方法。使用uart_add_one_port將驅動與串口鏈接到一起，這樣，在應用層操作/dev/tty*時，相應的ops就會被調用了。

 

到這里，probe函數大體就完成了，再之后的工作就是對ops的接口進行實現了，這里其實就可以參考一般串口設備到底在干嘛了，例如參考S3C2440的串口驅動。

參考至http://blog.csdn.net/lizuobin2/article/details/51773305。

struct uart_ops {
	unsigned int	(*tx_empty)(struct uart_port *);	 /* 串口的Tx FIFO緩存是否為空 */
	void		(*set_mctrl)(struct uart_port *, unsigned int mctrl);	/* 設置串口modem控制 */
	unsigned int	(*get_mctrl)(struct uart_port *);	/* 獲取串口modem控制 */
	void		(*stop_tx)(struct uart_port *);		/* 禁止串口發送數據 */
	void		(*start_tx)(struct uart_port *);	/* 使能串口發送數據 */	
	void		(*send_xchar)(struct uart_port *, char ch);	/* 發送xChar */
	void		(*stop_rx)(struct uart_port *);		/* 禁止串口接收數據 */
	void		(*enable_ms)(struct uart_port *);	/* 使能modem的狀態信號 */
	void		(*break_ctl)(struct uart_port *, int ctl);	/* 設置break信號 */
	int			(*startup)(struct uart_port *);		/* 啟動串口,應用程序打開串口設備文件時,該函數會被調用 */
	void		(*shutdown)(struct uart_port *);/* 關閉串口,應用程序關閉串口設備文件時,該函數會被調用 */
	void		(*flush_buffer)(struct uart_port *);
	void		(*set_termios)(struct uart_port *, struct ktermios *new,
				       struct ktermios *old);	/* 設置串口參數 */
	void		(*set_ldisc)(struct uart_port *);/* 設置線路規程 */
	void		(*pm)(struct uart_port *, unsigned int state,
			      unsigned int oldstate);	/* 串口電源管理 */
	int		(*set_wake)(struct uart_port *, unsigned int state);

	/*
	 * Return a string describing the type of the port
	 */
	const char *(*type)(struct uart_port *);

	/*
	 * Release IO and memory resources used by the port.
	 * This includes iounmap if necessary.
	 */
	void		(*release_port)(struct uart_port *);

	/*
	 * Request IO and memory resources used by the port.
	 * This includes iomapping the port if necessary.
	 */
	int		(*request_port)(struct uart_port *);	/* 申請必要的IO端口/IO內存資源,必要時還可以重新映射串口端口 */
	void		(*config_port)(struct uart_port *, int); /* 執行串口所需的自動配置 */
	int		(*verify_port)(struct uart_port *, struct serial_struct *); /* 核實新串口的信息 */
	int		(*ioctl)(struct uart_port *, unsigned int, unsigned long);
#ifdef CONFIG_CONSOLE_POLL
	void	(*poll_put_char)(struct uart_port *, unsigned char);
	int		(*poll_get_char)(struct uart_port *);
#endif
};

特別說明下，其中set_termios，與串口數據，流控開關，以及波特率設置相關。應用層若需要操控這些格式或者是打開流控等，需要使用tcgetattr函數得到對應串口的termios結構體。通過tcsetattr函數將設置后termios結構體傳遞給對應的串口。

startup則與open函數相關，在串口進行open操作時，上層會調用uart_open（serial_core.c），然后調用打開的設備的文件操作函數方法的startup。shutdown則與之相對。

ioctl則是支持一些該串口特殊的操作（若沒有，則不設置就可以了）。

config_port是在驅動調用uart_add_one_port，鏈接驅動和串口端口時就被調用的一個函數，這個函數調用的真是早啊，主要的作用也是做一些在串口還沒打開時需要處理的一些事，例如，設置串口的模式（232\485\422）。

大概就是這些了，其實VxWorks的驅動與之類似，可以參考vxbTemplateSio.c或者是templateSio.c，應該不會遇到啥比較可怕的大坑 。

另外需要注意的是VxWorks映射PCI BAR空間的問題，這些個代碼網上有很多，可以去直接搜索下，不必去從源碼上扣，別人已經整理出來了，我們就不必要花這個功夫了唄！

分析的參考代碼地址。

http://download.csdn.net/download/qq_30103483/10143170