基于DSP的PCI驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)方案

1．2 PCI接口中的寄存器

PCI接口中包括3類寄存器：

(1)PCI配置寄存器：只能被外部PCI主機(jī)(Host)訪問。

這些寄存器提供了PCI接口的配置信息，只能由外部主機(jī)訪問，可以從外部E2PROM自動(dòng)加載，或者直接設(shè)置為默認(rèn)值。

(2)PCI I／O寄存器：只能被外部PCI主機(jī)(Host)訪問。

PCI I／O寄存器只能由PCI主機(jī)通過基址l寄存器(Basel Address Register)或基址2寄存器(Base2Address Register)的空間映射進(jìn)行訪問。

(3)映射在DSP外設(shè)空間的PCI寄存器，用于DSP控制PCI接口可以由外部PCI主機(jī)訪問，也可以由DSP訪問。

2 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序提供連接到計(jì)算機(jī)硬件的軟件接口。它是操作系統(tǒng)的信任部分，由I／O管理器(I／O Manag-er)管理和調(diào)動(dòng)。

用戶應(yīng)用程序以一種規(guī)范的方式訪問硬件，而不必考慮如何控制硬件。驅(qū)動(dòng)程序總是使設(shè)備看起來像一個(gè)文件，可以打開設(shè)備的一個(gè)句柄，然后應(yīng)用程序可以在設(shè)備句柄最后關(guān)閉之前向驅(qū)動(dòng)程序發(fā)出讀寫請(qǐng)求。

I／O管理器每收到一個(gè)來自用戶應(yīng)用程序的請(qǐng)求就創(chuàng)建一個(gè)I／O請(qǐng)求包(IRP)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將其作為參數(shù)傳遞給驅(qū)動(dòng)程序。

2．1 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的組成部分

可以把一個(gè)完整的驅(qū)動(dòng)程序看作是一個(gè)容器，它包含許多例程。當(dāng)操作系統(tǒng)遇到一個(gè)I／O請(qǐng)求包(I／ORequest Packet，IRP)時(shí)，它就調(diào)用這個(gè)容器中的例程來執(zhí)行該IRP的各種操作。驅(qū)動(dòng)程序包含以下幾個(gè)基本例程：

(1)DriverEntry例程：它是驅(qū)動(dòng)程序的初始化入口點(diǎn)，必須叫作DriverEntry。它負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)程序的初始化，用來初始化驅(qū)動(dòng)程序范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和資源。它主要有以下三個(gè)功能：設(shè)置Adddevice，Unload和其他例程的入口指針；可以從注冊(cè)表中獲取一些需要的信息以初始化驅(qū)動(dòng)程序；初始化其他的在驅(qū)動(dòng)程序范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和資源。所有的驅(qū)動(dòng)程序都必須包含它。當(dāng)裝載驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，PnP管理器為每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用一次 DriverEntry例程。

(2)AddDevice例程：在驅(qū)動(dòng)程序初始化以后，PnP管理器調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的Add Device例程來初始化由該驅(qū)動(dòng)程序所控制的設(shè)備。在Add Device例程中，驅(qū)動(dòng)程序創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備對(duì)象作為目標(biāo)設(shè)備，并將設(shè)備對(duì)象附著到設(shè)備堆棧中。

(3)PnP例程：PCI設(shè)備都是即插即用設(shè)備，PCI設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序必須具備PnP例程。PnP管理器使用PnP例程來管理驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)、停止和刪除設(shè)備。

(4)分發(fā)例程(Dispatch)：用于管理驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序之間的通信，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序控制PCI設(shè)備的目的。

嚴(yán)格地說，驅(qū)動(dòng)程序中只有“初始化”模塊Drivet-Entry例程是一定不能少的。在實(shí)際工作中，所有驅(qū)動(dòng)程序都有分發(fā)例程處理用戶I／O請(qǐng)求。

2．2 IRP處理

I／O請(qǐng)求包(IRP)是驅(qū)動(dòng)程序操作的中心，是一個(gè)預(yù)先定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，帶有一組對(duì)它進(jìn)行操作的I／O管理器例程。一個(gè)IRP有固定的首部和可變數(shù)目的 IRP棧單元。IRP的固定部分含有IRP的固定屬性，每個(gè)棧單元含有大多數(shù)有關(guān)的IRP參數(shù)。當(dāng)IRP由多個(gè)驅(qū)動(dòng)程序處理時(shí)，使用多個(gè)IRP棧單元。每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序從當(dāng)前IRP棧單元得到它的IRP參數(shù)。如果把IRP沿當(dāng)前設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序棧向下傳遞，必須在當(dāng)前驅(qū)動(dòng)程序中使用正確的參數(shù)設(shè)置下一個(gè)棧單元，然后在此驅(qū)動(dòng)程序中利用函數(shù)IoCalldriver()調(diào)用更低層的驅(qū)動(dòng)程序。驅(qū)動(dòng)程序不必處理所有的IRP，但至少需要處理“創(chuàng)建”和“關(guān)閉”這兩個(gè) IRP。I／O管理器接收I／O請(qǐng)求，然后在把它傳遞到合適的驅(qū)動(dòng)程序棧中的最高驅(qū)動(dòng)程序之前，分配并初始化IRP。驅(qū)動(dòng)程序處理IRP的過程如圖2所示。

IRP首先到達(dá)最高層的驅(qū)動(dòng)程序1，驅(qū)動(dòng)程序1使用函數(shù)IoGetCurrentIrpStackLocation()獲得指向當(dāng)前棧單元的指針。

然后驅(qū)動(dòng)程序1使用IoCallDriver()函數(shù)調(diào)用下一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序。I／O管理器現(xiàn)在改變“當(dāng)前IRF’棧單元”指針，所以驅(qū)動(dòng)程序2看到向下的第二個(gè)IRP棧單元(驅(qū)動(dòng)程序1為它設(shè)置的棧單元)。這個(gè)過程繼續(xù)，直到最底層的的驅(qū)動(dòng)程序4收到這個(gè)IRP。

驅(qū)動(dòng)程序4現(xiàn)在處理這個(gè)IRP。當(dāng)它完成IRP的處理時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序4調(diào)用IoCompleteRequest()函數(shù)。指示它已經(jīng)完成IRP的處理。IRP再沿設(shè)備棧向上傳遞，直到它最終彈出棧頂，回到用戶。