linux如何读写pcie设备

linux如何读写pcie设备详细介绍

在 Linux 系统中读写 PCIe 设备通常涉及访问设备的配置空间或内存 / IO 区域，以下是具体步骤和示例：

一、准备工作

1. 确认设备信息
   通过 lspci 命令获取设备的厂商 ID、设备 ID 和总线位置：
   bash

   lspci   bus:device.function  
   
   

   记录下设备的 Vendor ID、Device ID 和 BAR（基地址寄存器） 信息（尤其是内存映射的 BAR）。

2. 加载驱动
   确保设备未被内核驱动占用（可通过 sudo lsof /dev/mem 检查），或编写自定义驱动（若需用户空间访问，可使用 uio 或 vfio 框架）。

二、用户空间访问（通过
/dev/mem）

1. 打开
/dev/mem 设备

c

 

 
 

 fd O_RDWR O_SYNC
 fd 
    
     

2. 映射 PCIe 设备内存空间（以 BAR0 为例）

假设从 lspci 获得 BAR0 的物理地址为 0x10000000，大小为 0x1000（4KB）：
c

 bar0_phys_addr  

 bar0_size 


 page_offset bar0_phys_addr 
 bar0_virt_addr 
     
 bar0_size 
 PROT_READ PROT_WRITE 
 MAP_SHARED 
 fd 
 bar0_phys_addr page_offset


 bar0_virt_addr MAP_FAILED 
    
 fd
     


 bar0_access_addr bar0_virt_addr page_offset

3. 读写设备寄存器

c

 offset 
 bar0_access_addr offset



 offset value 
 bar0_access_addr offset value



 reg_value 

4. 释放资源

c

bar0_virt_addr bar0_size

fd

三、内核空间访问（驱动开发）

若需编写内核驱动，核心步骤如下：

1. 探测设备
   通过 pci_register_driver 注册驱动，在 probe 函数中获取 BAR 地址：
   c

       pdev    id 
   
    pdev ENODEV
    pdev EBUSY
       
    __iomem bar0 pdev pdev 
        
   
   

2. 读写操作
   使用内核提供的 ioread32/iowrite32 等函数：
   c

    val  bar0  offset
   
   new_val bar0 offset
   

四、注意事项

1. 权限问题
   用户空间访问 /dev/mem 需要 root 权限，且需确保设备未被内核驱动占用（可通过 echo -n "user" > /sys/bus/pci/devices/<device>/driver/unbind 解绑驱动）。

2. BAR 类型
   • 内存型 BAR：使用 mmap 或 pci_iomap 映射。
   • IO 型 BAR：使用 inb/outb 等函数（x86 架构专用，现代 PCIe 设备较少使用）。

3. 错误处理
   需处理地址无效、权限不足、设备未就绪等异常情况。

五、示例代码（用户空间完整示例）

c

 

 
 
 

    
              

  
 fd O_RDWR O_SYNC
 fd 
        
         
    

 page_offset BAR0_PHYS_ADDR 
 virt_addr 
         
 BAR0_SIZE page_offset 
 PROT_READ PROT_WRITE 
 MAP_SHARED 
 fd 
 BAR0_PHYS_ADDR page_offset
    

 virt_addr MAP_FAILED 
        
 fd
         
    

 access_addr virt_addr page_offset

    
 reg access_addr
 reg

 virt_addr BAR0_SIZE page_offset
 fd
     

994142#include <stdio.h>}

通过以上方法，可在 Linux 中实现对 PCIe 设备的读写操作。用户空间访问适合快速调试，内核驱动则适用于生产环境的稳定性和兼容性要求。