以下是针对Linux下PCI设备驱动开发的详细步骤指南及示例代码，适合刚入门的小白逐步学习和实践：
一、开发环境准备
- 安装开发工具
sudo apt install build-essential linux-headers-$(uname -r) - 创建项目目录
mkdir pci_driver && cd pci_driver
二、编写最简单的PCI驱动框架
1. 创建驱动源码文件 my_pci_driver.c
#include <linux/module.h>
#include <linux/pci.h>/* 定义驱动支持的PCI设备ID列表 */
static const struct pci_device_id my_pci_ids[] = {{ PCI_DEVICE(0x1234, 0x5678) }, // 替换为你的设备厂商ID和设备ID{ 0, } // 结束标记
};
MODULE_DEVICE_TABLE(pci, my_pci_ids);/* PCI设备探测函数（当系统发现匹配设备时调用） */
static int my_pci_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id)
{printk(KERN_INFO "My PCI Driver: Device detected!\n");return 0; // 返回0表示成功
}/* PCI设备移除函数（驱动卸载或设备拔出时调用） */
static void my_pci_remove(struct pci_dev *pdev)
{printk(KERN_INFO "My PCI Driver: Device removed.\n");
}/* 定义PCI驱动结构体 */
static struct pci_driver my_pci_driver = {.name = "my_pci_driver", // 驱动名称.id_table = my_pci_ids, // 支持的设备ID表.probe = my_pci_probe, // 探测函数.remove = my_pci_remove, // 移除函数
};/* 模块加载函数 */
static int __init my_pci_init(void)
{return pci_register_driver(&my_pci_driver);
}/* 模块卸载函数 */
static void __exit my_pci_exit(void)
{pci_unregister_driver(&my_pci_driver);
}module_init(my_pci_init);
module_exit(my_pci_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("Simple PCI Driver Example");
2. 创建Makefile
obj-m += my_pci_driver.oall:make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modulesclean:make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
三、获取设备厂商ID与设备ID
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查找PCI设备信息
lspci -nn # 显示所有PCI设备，例如：# 01:00.0 Ethernet controller [0200]: Intel Corporation Device [8086:1533]8086是厂商ID（Vendor ID）1533是设备ID（Device ID）
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修改代码中的PCI_DEVICE宏
{ PCI_DEVICE(0x8086, 0x1533) }, // 替换为你的设备ID
四、编译与加载驱动
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编译驱动
make # 生成my_pci_driver.ko文件 -
加载驱动
sudo insmod my_pci_driver.ko -
查看日志
dmesg | tail # 应显示"Device detected!" -
卸载驱动
sudo rmmod my_pci_driver dmesg | tail # 显示"Device removed."
五、进阶功能实现
1. 启用PCI设备与映射内存
static int my_pci_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id)
{int ret;void __iomem *regs;// 启用PCI设备ret = pci_enable_device(pdev);if (ret) {printk(KERN_ERR "Failed to enable PCI device\n");return ret;}// 请求内存区域（假设使用BAR0）ret = pci_request_regions(pdev, "my_pci_driver");if (ret) {printk(KERN_ERR "Failed to request regions\n");goto err_disable;}// 映射BAR0到内核虚拟地址regs = pci_ioremap_bar(pdev, 0);if (!regs) {printk(KERN_ERR "Failed to map BAR0\n");ret = -ENOMEM;goto err_release;}// 示例：读取第一个寄存器（假设32位）u32 value = ioread32(regs);printk(KERN_INFO "Register value: 0x%x\n", value);// 保存映射地址到设备私有数据pci_set_drvdata(pdev, regs);return 0;err_release:pci_release_regions(pdev);
err_disable:pci_disable_device(pdev);return ret;
}static void my_pci_remove(struct pci_dev *pdev)
{void __iomem *regs = pci_get_drvdata(pdev);iounmap(regs);pci_release_regions(pdev);pci_disable_device(pdev);
}
2. 处理中断
#include <linux/interrupt.h>static irqreturn_t my_pci_interrupt(int irq, void *dev_id)
{struct pci_dev *pdev = dev_id;void __iomem *regs = pci_get_drvdata(pdev);// 读取中断状态寄存器u32 status = ioread32(regs + 0x10);if (status & 0x1) {printk(KERN_INFO "Interrupt occurred!\n");// 清除中断标志iowrite32(status & 0x1, regs + 0x10);return IRQ_HANDLED;}return IRQ_NONE;
}// 在probe函数中添加：
ret = pci_alloc_irq_vectors(pdev, 1, 1, PCI_IRQ_LEGACY);
if (ret < 0) {printk(KERN_ERR "Failed to allocate IRQ\n");goto err_unmap;
}ret = request_irq(pci_irq_vector(pdev, 0), my_pci_interrupt,IRQF_SHARED, "my_pci_irq", pdev);
if (ret) {printk(KERN_ERR "Failed to request IRQ\n");goto err_irq;
}// 在remove函数中添加：
free_irq(pci_irq_vector(pdev, 0), pdev);
pci_free_irq_vectors(pdev);
六、调试技巧
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查看驱动日志
dmesg -w # 实时监控内核日志 -
检查设备是否被识别
lspci -v -s 01:00.0 # 替换为你的设备地址 -
查看驱动加载状态
lsmod | grep my_pci_driver
七、注意事项
- 内核版本兼容性：确保头文件路径正确（
/lib/modules/$(uname -r)/build）。 - 内存安全：使用
ioread32/iowrite32访问寄存器，避免直接指针操作。 - 错误处理：所有内核函数调用必须检查返回值！
- 测试环境：建议在虚拟机或专用开发板测试，避免主机崩溃。
通过以上步骤，可以逐步构建一个完整的PCI设备驱动。实际开发中需根据具体硬件手册调整寄存器操作和中断处理逻辑。
