linux 串口驱动理解,linux 串口驱动理解

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我是靠谱客的博主淡然未来，最近开发中收集的这篇文章主要介绍linux 串口驱动理解,linux 串口驱动理解，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

linux 串口驱动理解

一、核心数据结构

串口驱动有3个核心数据结构，它们都定义在

1、uart_driver

uart_driver包含了串口设备名、串口驱动名、主次设备号、串口控制台(可选)等信息，还封装了tty_driver

(底层串口驱动无需关心tty_driver)

struct uart_driver {

struct module *owner; /* 拥有该uart_driver的模块,一般为THIS_MODULE */

const char *driver_name; /* 串口驱动名，串口设备文件名以驱动名为基础 */

const char *dev_name; /* 串口设备名 */

int major; /* 主设备号 */

int minor; /* 次设备号 */

int nr; /* 该uart_driver支持的串口个数(最大) */

struct console *cons; /* 其对应的console.若该uart_driver支持serial console,否则为NULL */

* these are private; the low level driver should not

* touch these; they should be initialised to NULL

struct uart_state *state;

struct tty_driver *tty_driver;

};

2、uart_port

uart_port用于描述串口端口的I/O端口或I/O内存地址、FIFO大小、端口类型、串口时钟等信息。

实际上，一个uart_port实例对应一个串口设备

struct uart_port {

spinlock_t lock; /* 串口端口锁 */

unsigned int iobase; /* IO端口基地址 */

unsigned char __iomem *membase; /* IO内存基地址,经映射(如ioremap)后的IO内存虚拟基地址 */

unsigned int irq; /* 中断号 */

unsigned int uartclk; /* 串口时钟 */

unsigned int fifosize; /* 串口FIFO缓冲大小 */

unsigned char x_char; /* xon/xoff字符 */

unsigned char regshift; /* 寄存器位移 */

unsigned char iotype; /* IO访问方式 */

unsigned char unused1;

#define UPIO_PORT (0) /* IO端口 */

#define UPIO_HUB6 (1)

#define UPIO_MEM (2) /* IO内存 */

#define UPIO_MEM32 (3)

#define UPIO_AU (4) /* Au1x00 type IO */

#define UPIO_TSI (5) /* Tsi108/109 type IO */

#define UPIO_DWAPB (6) /* DesignWare APB UART */

#define UPIO_RM9000 (7) /* RM9000 type IO */

unsigned int read_status_mask; /* 关心的Rx error status */

unsigned int ignore_status_mask;/* 忽略的Rx error status */

struct uart_info *info; /* pointer to parent info */

struct uart_icount icount; /* 计数器 */

struct console *cons; /* console结构体 */

#ifdef CONFIG_SERIAL_CORE_CONSOLE

unsigned long sysrq; /* sysrq timeout */

#endif

upf_t flags;

#define UPF_FOURPORT ((__force upf_t) (1 << 1))

#define UPF_SAK ((__force upf_t) (1 << 2))

#define UPF_SPD_MASK ((__force upf_t) (0x1030))

#define UPF_SPD_HI ((__force upf_t) (0x0010))

#define UPF_SPD_VHI ((__force upf_t) (0x0020))

#define UPF_SPD_CUST ((__force upf_t) (0x0030))

#define UPF_SPD_SHI ((__force upf_t) (0x1000))

#define UPF_SPD_WARP ((__force upf_t) (0x1010))

#define UPF_SKIP_TEST ((__force upf_t) (1 << 6))

#define UPF_AUTO_IRQ ((__force upf_t) (1 << 7))

#define UPF_HARDPPS_CD ((__force upf_t) (1 << 11))

#define UPF_LOW_LATENCY ((__force upf_t) (1 << 13))

#define UPF_BUGGY_UART ((__force upf_t) (1 << 14))

#define UPF_MAGIC_MULTIPLIER ((__force upf_t) (1 << 16))

#define UPF_CONS_FLOW ((__force upf_t) (1 << 23))

#define UPF_SHARE_IRQ ((__force upf_t) (1 << 24))

#define UPF_BOOT_AUTOCONF ((__force upf_t) (1 << 28))

#define UPF_FIXED_PORT ((__force upf_t) (1 << 29))

#define UPF_DEAD ((__force upf_t) (1 << 30))

#define UPF_IOREMAP ((__force upf_t) (1 << 31))

#define UPF_CHANGE_MASK ((__force upf_t) (0x17fff))

#define UPF_USR_MASK ((__force upf_t) (UPF_SPD_MASK|UPF_LOW_LATENCY))

unsigned int mctrl; /* 当前的moden设置 */

unsigned int timeout; /* character-based timeout */

unsigned int type; /* 端口类型 */

const struct uart_ops *ops; /* 串口端口操作函数集 */

unsigned int custom_divisor;

unsigned int line; /* 端口索引 */

resource_size_t mapbase; /* IO内存物理基地址，可用于ioremap */

struct device *dev; /* 父设备 */

unsigned char hub6; /* this should be in the 8250 driver */

unsigned char suspended;

unsigned char unused[2];

void *private_data; /* 端口私有数据,一般为platform数据指针 */

};

uart_info有两个成员在底层串口驱动会用到：xmit和tty。用户空间程序通过串口发送数据时，

上层驱动将用户数据保存在xmit；而串口发送中断处理函数就是通过xmit获取到用户数据并将它

们发送出去。串口接收中断处理函数需要通过tty将接收到的数据传递给行规则层。

/* uart_info实例仅在串口端口打开时有效，它可能在串口关闭时被串口核心层释放。因此，在使用uart_port的uart_info成员时必须保证串口已打开。底层驱动和核心层驱动都可以修改uart_info实例。

* This is the state information which is only valid when the port

* is open; it may be freed by the core driver once the device has

* been closed. Either the low level driver or the core can modify

* stuff here.

struct uart_info {

struct tty_struct *tty;

struct circ_buf xmit;

uif_t flags;

* Definitions for info->flags. These are _private_ to serial_core, and

* are specific to this structure. They may be queried by low level drivers.

#define UIF_CHECK_CD ((__force uif_t) (1 << 25))

#define UIF_CTS_FLOW ((__force uif_t) (1 << 26))

#define UIF_NORMAL_ACTIVE ((__force uif_t) (1 << 29))

#define UIF_INITIALIZED ((__force uif_t) (1 << 31))

#define UIF_SUSPENDED ((__force uif_t) (1 << 30))

int blocked_open;

struct tasklet_struct tlet;

wait_queue_head_t open_wait;

wait_queue_head_t delta_msr_wait;

};

uart_iconut为串口信息计数器，包含了发送字符计数、接收字符计数等。在串口的发送中断处理函数

和接收中断处理函数中，我们需要管理这些计数。

struct uart_icount {

__u32 cts;

__u32 dsr;

__u32 rng;

__u32 dcd;

__u32 rx; /* 发送字符计数 */

__u32 tx; /* 接受字符计数 */

__u32 frame; /* 帧错误计数 */

__u32 overrun; /* Rx FIFO溢出计数 */

__u32 parity; /* 帧校验错误计数 */

__u32 brk; /* break计数 */

__u32 buf_overrun;

};

3、uart_ops

uart_ops涵盖了串口驱动可对串口设备进行的所有操作。

* This structure describes all the operations that can be

* done on the physical hardware.

struct uart_ops {

unsigned int (*tx_empty)(struct uart_port *); /* 串口的Tx FIFO缓存是否为空 */

void (*set_mctrl)(struct uart_port *, unsigned int mctrl); /* 设置串口modem控制 */

unsigned int (*get_mctrl)(struct uart_port *); /* 获取串口modem控制 */

void (*stop_tx)(struct uart_port *); /* 禁止串口发送数据 */

void (*start_tx)(struct uart_port *); /* 使能串口发送数据 */

void (*send_xchar)(struct uart_port *, char ch);/* 发送xChar */

void (*stop_rx)(struct uart_port *); /* 禁止串口接收数据 */

void (*enable_ms)(struct uart_port *); /* 使能modem的状态信号 */

void (*break_ctl)(struct uart_port *, int ctl); /* 设置break信号 */

int (*startup)(struct uart_port *); /* 启动串口,应用程序打开串口设备文件时,该函数会被调用 */

void (*shutdown)(struct uart_port *); /* 关闭串口,应用程序关闭串口设备文件时,该函数会被调用 */

void (*set_termios)(struct uart_port *, struct ktermios *new, struct ktermios*old); /* 设置串口参数 */

void (*pm)(struct uart_port *, unsigned int state,

unsigned int oldstate); /* 串口电源管理 */

int (*set_wake)(struct uart_port *, unsigned int state); /* */

const char *(*type)(struct uart_port *); /* 返回一描述串口类型的字符串 */

void (*release_port)(struct uart_port *); /* 释放串口已申请的IO端口/IO内存资源,必要时还需iounmap */

int (*request_port)(struct uart_port *); /* 申请必要的IO端口/IO内存资源,必要时还可以重新映射串口端口 */

void (*config_port)(struct uart_port *, int); /* 执行串口所需的自动配置 */

int (*verify_port)(struct uart_port *, struct serial_struct *); /* 核实新串口的信息 */

int (*ioctl)(struct uart_port *, unsigned int, unsigned long); /* IO控制 */

};

二、串口驱动API

1、uart_register_driver

/* 功能： uart_register_driver用于将串口驱动uart_driver注册到内核(串口核心层)中，通常在模块初始化函数调用该函数。

* 参数 drv：要注册的uart_driver

* 返回值：成功，返回0；否则返回错误码

int uart_register_driver(struct uart_driver *drv)

2、uart_unregister_driver

/* 功能： uart_unregister_driver用于注销我们已注册的uart_driver，通常在模块卸载函数调用该函数

* 参数 drv：要注销的uart_driver

* 返回值：成功，返回0；否则返回错误码

void uart_unregister_driver(struct uart_driver *drv)

3、uart_add_one_port

/* 功能： uart_add_one_port用于为串口驱动添加一个串口端口，通常在探测到设备后(驱动的设备probe方法)调用该函数

* 参数 drv：串口驱动

* port:要添加的串口端口

* 返回值：成功，返回0；否则返回错误码

int uart_add_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

4、uart_remove_one_port

/* 功能： uart_remove_one_port用于删除一个已添加到串口驱动中的串口端口，通常在驱动卸载时调用该函数

* 参数 drv：串口驱动

* port: 要删除的串口端口

* 返回值：成功，返回0；否则返回错误码

int uart_remove_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

5、uart_write_wakeup

/* 功能： uart_write_wakeup唤醒上层因向串口端口写数据而阻塞的进程，通常在串口发送中断处理函数中调用该函数

* 参数 port：需要唤醒写阻塞进程的串口端口

void uart_write_wakeup(struct uart_port *port)

6、uart_suspend_port

/* 功能： uart_suspend_port用于挂起特定的串口端口

* 参数 drv：要挂起的串口端口所属的串口驱动

* port：要挂起的串口端口

* 返回值：成功返回0；否则返回错误码

int uart_suspend_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

7、uart_resume_port

/* 功能： uart_resume_port用于恢复某一已挂起的串口

* 参数 drv：要恢复的串口端口所属的串口驱动

* port：要恢复的串口端口

* 返回值：成功返回0；否则返回错误码

int uart_resume_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

8、uart_get_baud_rate

/* 功能： uart_get_baud_rate通过解码termios结构体来获取指定串口的波特率

* 参数 port：要获取波特率的串口端口

* termios：当前期望的termios配置(包含串口波特率)

* old：以前的termios配置，可以为NULL

* min：可接受的最小波特率

* max：可接受的最大波特率

* 返回值：串口的波特率

unsigned int

uart_get_baud_rate(struct uart_port *port, struct ktermios *termios,

struct ktermios *old, unsigned int min, unsigned int max)

9、uart_get_divisor

/* 功能： uart_get_divisor用于计算某一波特率的串口时钟分频数(串口波特率除数)

* 参数 port：要计算时钟分频数的串口端口

* baud：期望的波特率

*返回值：串口时钟分频数

unsigned int uart_get_divisor(struct uart_port *port, unsigned int baud)

10、uart_update_timeout

/* 功能： uart_update_timeout用于更新(设置)串口FIFO超时时间

* 参数 port：要更新超时时间的串口端口

* cflag：termios结构体的cflag值

* baud：串口的波特率

void uart_update_timeout(struct uart_port *port, unsigned int cflag, unsigned int baud)

11、uart_match_port

/* 功能：uart_match_port用于判断两串口端口是否为同一端口

* 参数 port1、port2：要判断的串口端口

* 返回值：不同返回0；否则返回非0

int uart_match_port(struct uart_port *port1, struct uart_port *port2)

12、uart_console_write

/* 功能： uart_console_write用于向串口端口写一控制台信息

* 参数 port: 要写信息的串口端口

* s: 要写的信息

* count: 信息的大小

* putchar: 用于向串口端口写字符的函数，该函数函数有两个参数：串口端口和要写的字符

void uart_console_write(struct uart_port *port, const char *s,

unsigned int count,

void (*putchar)(struct uart_port *, int))

三、串口驱动例子

该串口驱动例子是我针对s3c2410处理器的串口2(uart2)独立开发的。因为我通过博创2410s开发板的GRPS扩展板来测试该驱动(已通过测试)，所以我叫该串口为gprs_uart。

该驱动将串口看作平台(platform)设备。platform可以看作一伪总线，用于将集成于片上系统的轻量级设备与Linux设备驱动模型联系到一起，它包含以下两部分(有关platform的声明都在#include ,具体实现在drivers/base/platform.c)：

1、platform设备。我们需要为每个设备定义一个platform_device实例

struct platform_device {

const char *name; /* 设备名 */

int id; /* 设备的id号 */

struct device dev; /* 其对应的device */

u32 num_resources;/* 该设备用有的资源数 */

struct resource *resource; /* 资源数组 */

};

发表于2012-07-17 10:522#

回复:Linux串口驱动程序设计

二、串口驱动API

1、uart_register_driver

/* 功能： uart_register_driver用于将串口驱动uart_driver注册到内核(串口核心层)中，通常在模块初始化函数调用该函数。

* 参数 drv：要注册的uart_driver

* 返回值：成功，返回0；否则返回错误码

int uart_register_driver(struct uart_driver *drv)

2、uart_unregister_driver

/* 功能： uart_unregister_driver用于注销我们已注册的uart_driver，通常在模块卸载函数调用该函数

* 参数 drv：要注销的uart_driver

* 返回值：成功，返回0；否则返回错误码

void uart_unregister_driver(struct uart_driver *drv)

3、uart_add_one_port

/* 功能： uart_add_one_port用于为串口驱动添加一个串口端口，通常在探测到设备后(驱动的设备probe方法)调用该函数

* 参数 drv：串口驱动

* port:要添加的串口端口

* 返回值：成功，返回0；否则返回错误码

int uart_add_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

4、uart_remove_one_port

/* 功能： uart_remove_one_port用于删除一个已添加到串口驱动中的串口端口，通常在驱动卸载时调用该函数

* 参数 drv：串口驱动

* port: 要删除的串口端口

* 返回值：成功，返回0；否则返回错误码

int uart_remove_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

5、uart_write_wakeup

/* 功能： uart_write_wakeup唤醒上层因向串口端口写数据而阻塞的进程，通常在串口发送中断处理函数中调用该函数

* 参数 port：需要唤醒写阻塞进程的串口端口

void uart_write_wakeup(struct uart_port *port)

6、uart_suspend_port

/* 功能： uart_suspend_port用于挂起特定的串口端口

* 参数 drv：要挂起的串口端口所属的串口驱动

* port：要挂起的串口端口

* 返回值：成功返回0；否则返回错误码

int uart_suspend_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

7、uart_resume_port

/* 功能： uart_resume_port用于恢复某一已挂起的串口

* 参数 drv：要恢复的串口端口所属的串口驱动

* port：要恢复的串口端口

* 返回值：成功返回0；否则返回错误码

int uart_resume_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

8、uart_get_baud_rate

/* 功能： uart_get_baud_rate通过解码termios结构体来获取指定串口的波特率

* 参数 port：要获取波特率的串口端口

* termios：当前期望的termios配置(包含串口波特率)

* old：以前的termios配置，可以为NULL

* min：可接受的最小波特率

* max：可接受的最大波特率

* 返回值：串口的波特率

unsigned int

uart_get_baud_rate(struct uart_port *port, struct ktermios *termios,

struct ktermios *old, unsigned int min, unsigned int max)

9、uart_get_divisor

/* 功能： uart_get_divisor用于计算某一波特率的串口时钟分频数(串口波特率除数)

* 参数 port：要计算时钟分频数的串口端口

* baud：期望的波特率

*返回值：串口时钟分频数

unsigned int uart_get_divisor(struct uart_port *port, unsigned int baud)

10、uart_update_timeout

/* 功能： uart_update_timeout用于更新(设置)串口FIFO超时时间

* 参数 port：要更新超时时间的串口端口

* cflag：termios结构体的cflag值

* baud：串口的波特率

void uart_update_timeout(struct uart_port *port, unsigned int cflag, unsigned int baud)

11、uart_match_port

/* 功能：uart_match_port用于判断两串口端口是否为同一端口

* 参数 port1、port2：要判断的串口端口

* 返回值：不同返回0；否则返回非0

int uart_match_port(struct uart_port *port1, struct uart_port *port2)

12、uart_console_write

/* 功能： uart_console_write用于向串口端口写一控制台信息

* 参数 port: 要写信息的串口端口

* s: 要写的信息

* count: 信息的大小

* putchar: 用于向串口端口写字符的函数，该函数函数有两个参数：串口端口和要写的字符

void uart_console_write(struct uart_port *port, const char *s,

unsigned int count,

void (*putchar)(struct uart_port *, int))

三、串口驱动例子

该串口驱动例子是我针对s3c2410处理器的串口2(uart2)独立开发的。

因为我通过博创2410s开发板的GRPS扩展板来测试该驱动(已通过测试)，所以我叫该串口为gprs_uart。

该驱动将串口看作平台(platform)设备。platform可以看作一伪总线，用于将集成于片上系统的轻量级设备

与Linux设备驱动模型联系到一起，它包含以下两部分(有关platform的声明都在

#include ,具体实现在drivers/base/platform.c)：

1、platform设备。我们需要为每个设备定义一个platform_device实例

struct platform_device {

const char *name; /* 设备名 */

int id; /* 设备的id号 */

struct device dev; /* 其对应的device */

u32 num_resources;/* 该设备用有的资源数 */

struct resource *resource; /* 资源数组 */

};

为我们的设备创建platform_device实例有两种方法：填充一个platform_device结构体后用

platform_device_register(一次注册一个)或platform_add_devices(一次可以注册多个platform设备)

将platform_device注册到内核；更简单的是使用platform_device_register_simple来

建立并注册我们的platform_device。

2、 platform驱动。platform设备由platform驱动进行管理。当设备加入到系统中时，platform_driver的

probe方法会被调用来见对应的设备添加或者注册到内核；当设备从系统中移除时，platform_driver的

remove方法会被调用来做一些清理工作，如移除该设备的一些实例、注销一些已注册到系统中去的东西。

struct platform_driver {

int (*probe)(struct platform_device *);

int (*remove)(struct platform_device *);

void (*shutdown)(struct platform_device *);

int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);

int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);

int (*resume_early)(struct platform_device *);

int (*resume)(struct platform_device *);

struct device_driver driver;

};

更详细platform资料可参考网上相关文章。

例子驱动中申请和释放IO内存区的整个过程如下：

insmod gprs_uart.ko→gprs_init_module()→uart_register_driver()→gprs_uart_probe()→ uart_add_one_port()→gprs_uart_config_port()→gprs_uart_request_port()→request_mem_region()

rmmod gprs_uart.ko→gprs_exit_module()→uart_unregister_driver()→gprs_uart_remove()→uart_remove_one_port()→gprs_uart_release_port()→release_mem_region()

例子驱动中申请和释放IRQ资源的整个过程如下：

open /dev/gprs_uart→gprs_uart_startup()→request_irq()

close /dev/gprs_uart→gprs_uart_shutdown()→free_irq()

想了解更详细的调用过程可以在驱动模块各函数头插入printk(KERN_DEBUG "%sn", __FUNCTION__);并在函数尾插入printk(KERN_DEBUG "%s donen", __FUNCTION__);

下面是串口驱动例子和其GPRS测试程序源码

#include

#include /* printk() */

#include /* kmalloc() */

#include /* everything... */

#include /* error codes */

#include /* size_t */

#include /* O_ACCMODE */

#include /* cli(), *_flags */

#include /* copy_*_user */

#include

#define DEV_NAME "gprs_uart" /* 设备名 */

/* 这里将串口的主设备号设为0,则串口设备编号由内核动态分配;你也可指定串口的设备编号 */

#define GPRS_UART_MAJOR 0 /* 主设备号 */

#define GPRS_UART_MINOR 0 /* 次设备号 */

#define GPRS_UART_FIFO_SIZE 16 /* 串口FIFO的大小 */

#define RXSTAT_DUMMY_READ (0x10000000)

#define MAP_SIZE (0x100) /* 要映射的串口IO内存区大小 */

/* 串口发送中断号 */

#define TX_IRQ(port) ((port)->irq + 1)

/* 串口接收中断号 */

#define RX_IRQ(port) ((port)->irq)

/* 允许串口接收字符的标志 */

#define tx_enabled(port) ((port)->unused[0])

/* 允许串口发送字符的标志 */

#define rx_enabled(port) ((port)->unused[1])

/* 获取寄存器地址 */

#define portaddr(port, reg) ((port)->membase + (reg))

/* 读8位宽的寄存器 */

#define rd_regb(port, reg) (ioread8(portaddr(port, reg)))

/* 读32位宽的寄存器 */

#define rd_regl(port, reg) (ioread32(portaddr(port, reg)))

/* 写8位宽的寄存器 */

#define wr_regb(port, reg, val)

do { iowrite8(val, portaddr(port, reg)); } while(0)

/* 写32位宽的寄存器 */

#define wr_regl(port, reg, val)

do { iowrite32(val, portaddr(port, reg)); } while(0)

/* 禁止串口发送数据 */

static void gprs_uart_stop_tx(struct uart_port *port)

{

if (tx_enabled(port)) /* 若串口已启动发送 */

{

disable_irq(TX_IRQ(port)); /* 禁止发送中断 */

tx_enabled(port) = 0; /* 设置串口为未启动发送 */

}

/* 使能串口发送数据 */

static void gprs_uart_start_tx(struct uart_port *port)

{

if (!tx_enabled(port)) /* 若串口未启动发送 */

{

enable_irq(TX_IRQ(port)); /* 使能发送中断 */

tx_enabled(port) = 1; /* 设置串口为已启动发送 */

}

/* 禁止串口接收数据 */

static void gprs_uart_stop_rx(struct uart_port *port)

{

if (rx_enabled(port)) /* 若串口已启动接收 */

{

disable_irq(RX_IRQ(port)); /* 禁止接收中断 */

rx_enabled(port) = 0; /* 设置串口为未启动接收 */

}

/* 使能modem的状态信号 */

static void gprs_uart_enable_ms(struct uart_port *port)

{

}

/* 串口的Tx FIFO缓存是否为空 */

static unsigned int gprs_uart_tx_empty(struct uart_port *port)

{

int ret = 1;

unsigned long ufstat = rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT);

unsigned long ufcon = rd_regl(port, S3C2410_UFCON);

if (ufcon & S3C2410_UFCON_FIFOMODE) /* 若使能了FIFO */

{

if ((ufstat & S3C2410_UFSTAT_TXMASK) != 0 || /* 0

(ufstat & S3C2410_UFSTAT_TXFULL)) /* FIFO满 */

ret = 0;

}

else /* 若未使能了FIFO,则判断发送缓存和发送移位寄存器是否均为空 */

{

ret = rd_regl(port, S3C2410_UTRSTAT) & S3C2410_UTRSTAT_TXE;

}

return ret;

}

/* 获取串口modem控制,因为uart2无modem控制,所以CTS、DSR直接返回有效 */

static unsigned int gprs_uart_get_mctrl(struct uart_port *port)

{

return (TIOCM_CTS | TIOCM_DSR | TIOCM_CAR);

}

/* 设置串口modem控制 */

static void gprs_uart_set_mctrl(struct uart_port *port, unsigned int mctrl)

{

}

/* 设置break信号 */

static void gprs_uart_break_ctl(struct uart_port *port, int break_state)

{

unsigned long flags;

unsigned int ucon;

spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);

ucon = rd_regl(port, S3C2410_UCON);

if (break_state)

ucon |= S3C2410_UCON_SBREAK;

else

ucon &= ~S3C2410_UCON_SBREAK;

wr_regl(port, S3C2410_UCON, ucon);

spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);

}

/* 返回Rx FIFO已存多少数据 */

static int gprs_uart_rx_fifocnt(unsigned long ufstat)

{

/* 若Rx FIFO已满,返回FIFO的大小 */

if (ufstat & S3C2410_UFSTAT_RXFULL)

return GPRS_UART_FIFO_SIZE;

/* 若FIFO未满,返回Rx FIFO已存了多少字节数据 */

return (ufstat & S3C2410_UFSTAT_RXMASK) >> S3C2410_UFSTAT_RXSHIFT;

}

#define S3C2410_UERSTAT_PARITY (0x1000)

/* 串口接收中断处理函数,获取串口接收到的数据,并将这些数据递交给行规则层 */

static irqreturn_t gprs_uart_rx_chars(int irq, void *dev_id)

{

struct uart_port *port = dev_id;

struct tty_struct *tty = port->info->tty;

unsigned int ufcon, ch, flag, ufstat, uerstat;

int max_count = 64;

/* 循环接收数据,最多一次中断接收64字节数据 */

while (max_count-- > 0)

{

ufcon = rd_regl(port, S3C2410_UFCON);

ufstat = rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT);

/* 若Rx FIFO无数据了,跳出循环 */

if (gprs_uart_rx_fifocnt(ufstat) == 0)

break;

/* 读取Rx error状态寄存器 */

uerstat = rd_regl(port, S3C2410_UERSTAT);

/* 读取已接受到的数据 */

ch = rd_regb(port, S3C2410_URXH);

/* insert the character into the buffer */

/* 先将tty标志设为正常 */

flag = TTY_NORMAL;

/* 递增接收字符计数器 */

port->icount.rx++;

/* 判断是否存在Rx error

* if (unlikely(uerstat & S3C2410_UERSTAT_ANY))等同于

* if (uerstat & S3C2410_UERSTAT_ANY)

* 只是unlikely表示uerstat & S3C2410_UERSTAT_ANY的值为假的可能性大一些

* 另外还有一个likely(value)表示value的值为真的可能性更大一些

if (unlikely(uerstat & S3C2410_UERSTAT_ANY))

{

/* 若break错误,递增icount.brk计算器 */

if (uerstat & S3C2410_UERSTAT_BREAK)

{

port->icount.brk++;

if (uart_handle_break(port))

goto ignore_char;

}

/* 若frame错误,递增icount.frame计算器 */

if (uerstat & S3C2410_UERSTAT_FRAME)

port->icount.frame++;

/* 若overrun错误,递增icount.overrun计算器 */

if (uerstat & S3C2410_UERSTAT_OVERRUN)

port->icount.overrun++;

/* 查看我们是否关心该Rx error

* port->read_status_mask保存着我们感兴趣的Rx error status

uerstat &= port->read_status_mask;

/* 若我们关心该Rx error,则将flag设置为对应的error flag */

if (uerstat & S3C2410_UERSTAT_BREAK)

flag = TTY_BREAK;

else if (uerstat & S3C2410_UERSTAT_PARITY)

flag = TTY_PARITY;

else if (uerstat & ( S3C2410_UERSTAT_FRAME | S3C2410_UERSTAT_OVERRUN))

flag = TTY_FRAME;

}

/* 处理sys字符 */

if (uart_handle_sysrq_char(port, ch))

goto ignore_char;

/* 将接收到的字符插入到tty设备的flip缓冲 */

uart_insert_char(port, uerstat, S3C2410_UERSTAT_OVERRUN, ch, flag);

ignore_char:

continue;

}

/* 刷新tty设备的flip缓冲,将接受到的数据传给行规则层 */

tty_flip_buffer_push(tty);

return IRQ_HANDLED;

}

/* 串口发送中断处理函数,将用户空间的数据(保存在环形缓冲xmit里)发送出去 */

static irqreturn_t gprs_uart_tx_chars(int irq, void *dev_id)

{

struct uart_port *port = dev_id;

struct circ_buf *xmit = &port->info->xmit; /* 获取环线缓冲 */

int count = 256;

/* 若设置了xChar字符 */

if (port->x_char)

{

/* 将该xChar发送出去 */

wr_regb(port, S3C2410_UTXH, port->x_char);

/* 递增发送计数 */

port->icount.tx++;

/* 清除xChar */

port->x_char = 0;

/* 退出中断处理 */

goto out;

}

/* 如果没有更多的字符需要发送(环形缓冲为空)，

* 或者uart Tx已停止，

* 则停止uart并退出中断处理函数

if (uart_circ_empty(xmit) || uart_tx_stopped(port))

{

gprs_uart_stop_tx(port);

goto out;

}

/* 循环发送数据,直到环形缓冲为空,最多一次中断发送256字节数据 */

while (!uart_circ_empty(xmit) && count-- > 0)

{

/* 若Tx FIFO已满,退出循环 */

if (rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT) & S3C2410_UFSTAT_TXFULL)

break;

/* 将要发送的数据写入Tx FIFO */

wr_regb(port, S3C2410_UTXH, xmit->buf[xmit->tail]);

/* 移向循环缓冲中下一要发送的数据 */

xmit->tail = (xmit->tail + 1) & (UART_XMIT_SIZE - 1);

port->icount.tx++;

}

/* 如果环形缓冲区中剩余的字符少于WAKEUP_CHARS，唤醒上层 */

if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS)

uart_write_wakeup(port);

/* 如果环形缓冲为空，则停止发送 */

if (uart_circ_empty(xmit))

gprs_uart_stop_tx(port);

out:

return IRQ_HANDLED;

}

/* 启动串口端口,在打开该驱动的设备文件时会调用该函数来申请串口中断,并设置串口为可接受,也可发送 */

static int gprs_uart_startup(struct uart_port *port)

{

unsigned long flags;

int ret;

const char *portname = to_platform_device(port->dev)->name;

/* 设置串口为不可接受,也不可发送 */

rx_enabled(port) = 0;

tx_enabled(port) = 0;

spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);

/* 申请接收中断 */

ret = request_irq(RX_IRQ(port), gprs_uart_rx_chars, 0, portname, port);

if (ret != 0)

{

printk(KERN_ERR "cannot get irq %dn", RX_IRQ(port));

return ret;

}

/* 设置串口为允许接收 */

rx_enabled(port) = 1;

/* 申请发送中断 */

ret = request_irq(TX_IRQ(port), gprs_uart_tx_chars, 0, portname, port);

if (ret)

{

printk(KERN_ERR "cannot get irq %dn", TX_IRQ(port));

rx_enabled(port) = 0;

free_irq(RX_IRQ(port), port);

goto err;

}

/* 设置串口为允许发送 */

tx_enabled(port) = 1;

err:

spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);

return ret;

}

/* 关闭串口,在关闭驱动的设备文件时会调用该函数,释放串口中断 */

static void gprs_uart_shutdown(struct uart_port *port)

{

rx_enabled(port) = 0; /* 设置串口为不允许接收 */

free_irq(RX_IRQ(port), port); /* 释放接收中断 */

tx_enabled(port) = 0; /* 设置串口为不允许发送 */

free_irq(TX_IRQ(port), port); /* 释放发送中断 */

}

/* 设置串口参数 */

static void gprs_uart_set_termios(struct uart_port *port,

struct ktermios *termios,

struct ktermios *old)

{

unsigned long flags;

unsigned int baud, quot;

unsigned int ulcon, ufcon = 0;

/* 不支持moden控制信号线

* HUPCL: 关闭时挂断moden

* CMSPAR: mark or space (stick) parity

* CLOCAL: 忽略任何moden控制线

termios->c_cflag &= ~(HUPCL | CMSPAR);

termios->c_cflag |= CLOCAL;

/* 获取用户设置的串口波特率,并计算分频数(串口波特率除数quot) */

baud = uart_get_baud_rate(port, termios, old, 0, 115200*8);

if (baud == 38400 && (port->flags & UPF_SPD_MASK) == UPF_SPD_CUST)

quot = port->custom_divisor;

else

quot = port->uartclk / baud / 16 - 1;

/* 设置数据字长 */

switch (termios->c_cflag & CSIZE)

{

case CS5:

ulcon = S3C2410_LCON_CS5;

break;

case CS6:

ulcon = S3C2410_LCON_CS6;

break;

case CS7:

ulcon = S3C2410_LCON_CS7;

break;

case CS8:

default:

ulcon = S3C2410_LCON_CS8;

break;

}

/* 是否要求设置两个停止位(CSTOPB) */

if (termios->c_cflag & CSTOPB)

ulcon |= S3C2410_LCON_STOPB;

/* 是否使用奇偶检验 */

if (termios->c_cflag & PARENB)

{

if (termios->c_cflag & PARODD) /* 奇校验 */

ulcon |= S3C2410_LCON_PODD;

else /* 偶校验 */

ulcon |= S3C2410_LCON_PEVEN;

}

else /* 无校验 */

{

ulcon |= S3C2410_LCON_PNONE;

}

if (port->fifosize > 1)

ufcon |= S3C2410_UFCON_FIFOMODE | S3C2410_UFCON_RXTRIG8;

spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);

/* 设置FIFO控制寄存器、线控制寄存器和波特率除数寄存器 */

wr_regl(port, S3C2410_UFCON, ufcon);

wr_regl(port, S3C2410_ULCON, ulcon);

wr_regl(port, S3C2410_UBRDIV, quot);

/* 更新串口FIFO的超时时限 */

uart_update_timeout(port, termios->c_cflag, baud);

/* 设置我们感兴趣的Rx error */

port->read_status_mask = S3C2410_UERSTAT_OVERRUN;

if (termios->c_iflag & INPCK)

port->read_status_mask |= S3C2410_UERSTAT_FRAME | S3C2410_UERSTAT_PARITY;

/* 设置我们忽略的Rx error */

port->ignore_status_mask = 0;

if (termios->c_iflag & IGNPAR)

port->ignore_status_mask |= S3C2410_UERSTAT_OVERRUN;

if (termios->c_iflag & IGNBRK && termios->c_iflag & IGNPAR)

port->ignore_status_mask |= S3C2410_UERSTAT_FRAME;

/* 若未设置CREAD(使用接收器),则忽略所有Rx error*/

if ((termios->c_cflag & CREAD) == 0)

port->ignore_status_mask |= RXSTAT_DUMMY_READ;

spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);

}

/* 获取串口类型 */

static const char *gprs_uart_type(struct uart_port *port)

{/* 返回描述串口类型的字符串指针 */

return port->type == PORT_S3C2410 ? "gprs_uart:s3c2410_uart2" : NULL;

}

/* 申请串口一些必要的资源,如IO端口/IO内存资源,必要时还可以重新映射串口端口 */

static int gprs_uart_request_port(struct uart_port *port)

{

struct resource *res;

const char *name = to_platform_device(port->dev)->name;

/* request_mem_region请求分配IO内存,从开始port->mapbase,大小MAP_SIZE

* port->mapbase保存当前串口的寄存器基地址(物理)

* uart2: 0x50008000

res = request_mem_region(port->mapbase, MAP_SIZE, name);

if (res == NULL)

{

printk(KERN_ERR"request_mem_region error: %pn", res);

return -EBUSY;

}

return 0;

}

/* 释放串口已申请的IO端口/IO内存资源,必要时还需iounmap */

static void gprs_uart_release_port(struct uart_port *port)

{

/* 释放已分配IO内存 */

release_mem_region(port->mapbase, MAP_SIZE);

}

/* 执行串口所需的自动配置 */

static void gprs_uart_config_port(struct uart_port *port, int flags)

{

int retval;

/* 请求串口 */

retval = gprs_uart_request_port(port);

/* 设置串口类型 */

if (flags & UART_CONFIG_TYPE && retval == 0)

port->type = PORT_S3C2410;

}

/* The UART operations structure */

static struct uart_ops gprs_uart_ops = {

.start_tx = gprs_uart_start_tx, /* Start transmitting */

.stop_tx = gprs_uart_stop_tx, /* Stop transmission */

.stop_rx = gprs_uart_stop_rx, /* Stop reception */

.enable_ms = gprs_uart_enable_ms, /* Enable modem status signals */

.tx_empty = gprs_uart_tx_empty, /* Transmitter busy? */

.get_mctrl = gprs_uart_get_mctrl, /* Get modem control */

.set_mctrl = gprs_uart_set_mctrl, /* Set modem control */

.break_ctl = gprs_uart_break_ctl, /* Set break signal */

.startup = gprs_uart_startup, /* App opens GPRS_UART */

.shutdown = gprs_uart_shutdown, /* App closes GPRS_UART */

.set_termios = gprs_uart_set_termios, /* Set termios */

.type = gprs_uart_type, /* Get UART type */

.request_port = gprs_uart_request_port, /* Claim resources associated with a GPRS_UART port */

.release_port = gprs_uart_release_port, /* Release resources associated with a GPRS_UART port */

.config_port = gprs_uart_config_port, /* Configure when driver adds a GPRS_UART port */

};

/* Uart driver for GPRS_UART */

static struct uart_driver gprs_uart_driver = {

.owner = THIS_MODULE, /* Owner */

.driver_name = DEV_NAME, /* Driver name */

.dev_name = DEV_NAME, /* Device node name */

.major = GPRS_UART_MAJOR, /* Major number */

.minor = GPRS_UART_MINOR, /* Minor number start */

.nr = 1, /* Number of UART ports */

};

/* Uart port for GPRS_UART port */

static struct uart_port gprs_uart_port = {

.irq = IRQ_S3CUART_RX2, /* IRQ */

.fifosize = GPRS_UART_FIFO_SIZE, /* Size of the FIFO */

.iotype = UPIO_MEM, /* IO memory */

.flags = UPF_BOOT_AUTOCONF, /* UART port flag */

.ops = &gprs_uart_ops, /* UART operations */

.line = 0, /* UART port number */

.lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(gprs_uart_port.lock),

};

/* 初始化指定串口端口 */

static int gprs_uart_init_port(struct uart_port *port, struct platform_device *platdev)

{

unsigned long flags;

unsigned int gphcon;

if (platdev == NULL)

return -ENODEV;

port->dev = &platdev->dev;

/* 设置串口波特率时钟频率 */

port->uartclk = clk_get_rate(clk_get(&platdev->dev, "pclk"));

/* 设置串口的寄存器基地址(物理): 0x50008000 */

port->mapbase = S3C2410_PA_UART2;

/* 设置当前串口的寄存器基地址(虚拟): 0xF5008000 */

port->membase = S3C24XX_VA_UART + (S3C2410_PA_UART2 - S3C24XX_PA_UART);

spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);

wr_regl(port, S3C2410_UCON, S3C2410_UCON_DEFAULT);

wr_regl(port, S3C2410_ULCON, S3C2410_LCON_CS8 | S3C2410_LCON_PNONE);

wr_regl(port, S3C2410_UFCON, S3C2410_UFCON_FIFOMODE

| S3C2410_UFCON_RXTRIG8 | S3C2410_UFCON_RESETBOTH);

/* 将I/O port H的gph6和gph7设置为TXD2和RXD2 */

gphcon = readl(S3C2410_GPHCON);

gphcon &= ~((0x5) << 12);

writel(gphcon, S3C2410_GPHCON);

spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);

return 0;

}

/* Platform driver probe */

static int __init gprs_uart_probe(struct platform_device *dev)

{

int ret;

/* 初始化串口 */

ret = gprs_uart_init_port(&gprs_uart_port, dev);

if (ret < 0)

{

printk(KERN_ERR"gprs_uart_probe: gprs_uart_init_port error: %dn", ret);

return ret;

}

/* 添加串口 */

ret = uart_add_one_port(&gprs_uart_driver, &gprs_uart_port);

if (ret < 0)

{

printk(KERN_ERR"gprs_uart_probe: uart_add_one_port error: %dn", ret);

return ret;

}

/* 将串口uart_port结构体保存在platform_device->dev->driver_data中 */

platform_set_drvdata(dev, &gprs_uart_port);

return 0;

}

/* Called when the platform driver is unregistered */

static int gprs_uart_remove(struct platform_device *dev)

{

platform_set_drvdata(dev, NULL);

/* 移除串口 */

uart_remove_one_port(&gprs_uart_driver, &gprs_uart_port);

return 0;

}

/* Suspend power management event */

static int gprs_uart_suspend(struct platform_device *dev, pm_message_t state)

{

uart_suspend_port(&gprs_uart_driver, &gprs_uart_port);

return 0;

}

/* Resume after a previous suspend */

static int gprs_uart_resume(struct platform_device *dev)

{

uart_resume_port(&gprs_uart_driver, &gprs_uart_port);

return 0;

}

/* Platform driver for GPRS_UART */

static struct platform_driver gprs_plat_driver = {

.probe = gprs_uart_probe, /* Probe method */

.remove = __exit_p(gprs_uart_remove), /* Detach method */

.suspend = gprs_uart_suspend, /* Power suspend */

.resume = gprs_uart_resume, /* Resume after a suspend */

.driver = {

.owner = THIS_MODULE,

.name = DEV_NAME, /* Driver name */

};

/* Platform device for GPRS_UART */

struct platform_device *gprs_plat_device;

static int __init gprs_init_module(void)

{

int retval;

/* Register uart_driver for GPRS_UART */

retval = uart_register_driver(&gprs_uart_driver);

if (0 != retval)

{

printk(KERN_ERR "gprs_init_module: can't register the GPRS_UART driver %dn",retval);

return retval;

}

/* Register platform device for GPRS_UART. Usually called

during architecture-specific setup */

gprs_plat_device = platform_device_register_simple(DEV_NAME, 0, NULL, 0);

if (IS_ERR(gprs_plat_device))

{

retval = PTR_ERR(gprs_plat_device);

printk(KERN_ERR "gprs_init_module: can't register platform device %dn", retval);

goto fail_reg_plat_dev;

}

/* Announce a matching driver for the platform

devices registered above */

retval = platform_driver_register(&gprs_plat_driver);

if (0 != retval)

{

printk(KERN_ERR "gprs_init_module: can't register platform driver %dn", retval);

goto fail_reg_plat_drv;

}

return 0; /* succeed */

fail_reg_plat_drv:

platform_device_unregister(gprs_plat_device);

fail_reg_plat_dev:

uart_unregister_driver(&gprs_uart_driver);

return retval;

}

static void __exit gprs_exit_module(void)

{

/* The order of unregistration is important. Unregistering the

UART driver before the platform driver will crash the system */

/* Unregister the platform driver */

platform_driver_unregister(&gprs_plat_driver);

/* Unregister the platform devices */

platform_device_unregister(gprs_plat_device);

/* Unregister the GPRS_UART driver */

uart_unregister_driver(&gprs_uart_driver);

}

module_init(gprs_init_module);

module_exit(gprs_exit_module);

MODULE_AUTHOR("lingd");

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

最后

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本文分类：linux 串口驱动理解
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发布日期：2023-09-05 03:20:08
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