Smart210学习记录------linux串口驱动

转自：http://blog.chinaunix.net/xmlrpc.php?r=blog/article&uid=27025492&id=327609

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<#include linux/serial_core.h> 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_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; };

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; };

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 */ };

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 "%s\n", __FUNCTION__);并在函数尾插入printk(KERN_DEBUG "%s done\n", __FUNCTION__);

下面是串口驱动例子和其GPRS测试程序源码下载地址：

http://www.pudn.com/downloads258/sourcecode/unix_linux/detail1192104.html

s3c2440串口驱动是在drivers/tty/serial/Samsung.c下定义的。

static int __init s3c24xx_serial_modinit(void)

{

int ret;

//注册uart驱动

ret = uart_register_driver(&s3c24xx_uart_drv);

if (ret < 0) {

printk(KERN_ERR"failed to register UART driver\n");

return -1;

}

//注册平台驱动

returnplatform_driver_register(&samsung_serial_driver);

}

uart驱动的结构为：

static struct uart_driver s3c24xx_uart_drv = {

.owner = THIS_MODULE,

.driver_name = "s3c2410_serial", //驱动名，在/proc/tty/driver/目录下显示的名字

.nr = CONFIG_SERIAL_SAMSUNG_UARTS, //uart的端口数

.cons = S3C24XX_SERIAL_CONSOLE,

.dev_name = S3C24XX_SERIAL_NAME, //设备名——ttySAC

.major = S3C24XX_SERIAL_MAJOR, //主设备号——204

.minor = S3C24XX_SERIAL_MINOR, //次设备号——64

};

平台驱动的结构为：

static struct platform_drivers amsung_serial_driver = {

.probe = s3c24xx_serial_probe,

.remove = __devexit_p(s3c24xx_serial_remove),

.id_table = s3c24xx_serial_driver_ids,

.driver = {

.name = "samsung-uart",

.owner = THIS_MODULE,

.pm = SERIAL_SAMSUNG_PM_OPS,

.of_match_table = s3c24xx_uart_dt_match,

},

};

知道了平台驱动，那它所对应的平台设备是什么呢？在平台驱动结构中，如果定义了id_table，则需要匹配与id_table列表中一致的设备，如果没有定义id_table，则需要匹配与name一致的设备名。因为在这里定义了.id_table = s3c24xx_serial_driver_ids,，所以系统要匹配与串口驱动列表s3c24xx_serial_driver_ids中定义的驱动名一致的设备名。

static struct platform_device_id s3c24xx_serial_driver_ids[] = {

……

{

.name = "s3c2440-uart",

.driver_data = S3C2440_SERIAL_DRV_DATA,

},

……

{},

};

由于本开发板是s3c2440，因此设备名一定是s3c2440-uart。另外.driver_data成员主要定义了一些配置s3c2440串口寄存器的数据。

下面介绍一下linux是如何定义串口平台设备的。

在Mach-zhaocj2440.c（在arch/arm/mach-s3c24xx目录下）文件中定义了zhaocj2440_uartcfgs数组（即s3c2440中的三个uart端口寄存器），并且在zhaocj2440_map_io函数内调用s3c24xx_init_uarts函数对其进行初始化，而zhaocj2440_map_io是在MACHINE_START中被赋予.map_io，因此系统一旦启动，开发板上的串口就会被初始化。

我们再来看看uart是如何初始化的。在s3c24xx_init_uarts函数内通过cpu->init_uarts调用s3c244x_init_uarts函数（在arch/arm/mach-s3c24xx/S3c244x.c文件内），而在该函数内又调用s3c24xx_init_uartdevs函数，如：

void __init s3c244x_init_uarts(struct s3c2410_uartcfg *cfg, int no)

{

s3c24xx_init_uartdevs("s3c2440-uart", s3c2410_uart_resources, cfg, no);

}

我们发现传递给s3c24xx_init_uartdevs函数的第一个参数正是"s3c2440-uart"，与上文我们分析的uart平台驱动名是一致的。而第二个参数是串口资源，主要定义了串口寄存器的地址及中断矢量。s3c24xx_init_uartdevs函数（在arch/arm/plat-samsung/Init.c文件内）具体负责uart平台设备的赋值，即定义uart的设备名和端口资源，其中通过platdev->name =name;语句使平台设备的名字为"s3c2440-uart"，这样平台设备和平台驱动就匹配了。并且系统又通过s3c_arch_init函数（仍然在Init.c文件内）调用platform_add_devices函数，使刚刚定义的串口平台设备s3c24xx_uart_devs添加到系统平台设备表中，从而最终完成串口平台设备的定义。

我们再回过头来继续介绍uart的平台驱动。

当设备和驱动匹配上了后，系统会调用s3c24xx_serial_probe函数。

static int s3c24xx_serial_probe(struct platform_device *pdev)

{

structs3c24xx_uart_port *ourport;

intret;

dbg("s3c24xx_serial_probe(%p) %d\n", pdev,probe_index);

//逐一得到s3c2440的uart端口结构——s3c24xx_serial_ports，即s3c2440有几个uart端口，s3c24xx_serial_probe就会被调用几次

ourport= &s3c24xx_serial_ports[probe_index];

//得到驱动数据

ourport->drv_data= s3c24xx_get_driver_data(pdev);

if(!ourport->drv_data) {

dev_err(&pdev->dev,"could not find driver data\n");

return-ENODEV;

}

//得到s3c2440的串口驱动数据信息，即s3c2440_serial_drv_data结构中的info成员信息

ourport->info= ourport->drv_data->info;

//得到uart的相关寄存器

ourport->cfg= (pdev->dev.platform_data) ?

(structs3c2410_uartcfg*)pdev->dev.platform_data :

ourport->drv_data->def_cfg;

//得到uart端口的fifo大小

ourport->port.fifosize= (ourport->info->fifosize) ?

ourport->info->fifosize:

ourport->drv_data->fifosize[probe_index];

probe_index++;

dbg("%s:initialising port %p...\n", __func__, ourport);

//初始化uart的端口

ret= s3c24xx_serial_init_port(ourport,pdev);

if(ret < 0)

gotoprobe_err;

dbg("%s:adding port\n", __func__);

//添加定义好驱动数据的串行端口

uart_add_one_port(&s3c24xx_uart_drv, &ourport->port);

//设置平台驱动数据

platform_set_drvdata(pdev,&ourport->port);

//创建系统文件及属性

ret= device_create_file(&pdev->dev, &dev_attr_clock_source);

if(ret < 0)

dev_err(&pdev->dev,"failed to add clock source attr.\n");

ret= s3c24xx_serial_cpufreq_register(ourport);

if(ret < 0)

dev_err(&pdev->dev,"failed to add cpufreq notifier\n");

return0;

probe_err:

returnret;

}

在s3c24xx_serial_probe函数内，涉及到了两个重要的结构：s3c24xx_serial_ports和s3c2440_serial_drv_data：

static struct s3c24xx_uart_port s3c24xx_serial_ports[CONFIG_SERIAL_SAMSUNG_UARTS]= {

[0]= { //端口0

.port= {

.lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[0].port.lock),

.iotype = UPIO_MEM,

.uartclk = 0, //时钟值

.fifosize = 16, //FIFO缓存区大小

.ops = &s3c24xx_serial_ops, //串口相关操作

.flags = UPF_BOOT_AUTOCONF,

.line = 0, //线路

}

},

[1]= { //端口1

.port= {

.lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[1].port.lock),

.iotype = UPIO_MEM,

.uartclk = 0,

.fifosize = 16,

.ops = &s3c24xx_serial_ops,

.flags = UPF_BOOT_AUTOCONF,

.line = 1,

}

},

#if CONFIG_SERIAL_SAMSUNG_UARTS > 2

[2]= { //端口2

.port= {

.lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[2].port.lock),

.iotype = UPIO_MEM,

.uartclk = 0,

.fifosize = 16,

.ops = &s3c24xx_serial_ops,

.flags = UPF_BOOT_AUTOCONF,

.line = 2,

}

},

#endif

#if CONFIG_SERIAL_SAMSUNG_UARTS > 3

[3]= {

.port= {

.lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[3].port.lock),

.iotype = UPIO_MEM,

.uartclk = 0,

.fifosize = 16,

.ops = &s3c24xx_serial_ops,

.flags = UPF_BOOT_AUTOCONF,

.line = 3,

}

}

#endif

};

static struct s3c24xx_serial_drv_data s3c2440_serial_drv_data= {

.info= &(struct s3c24xx_uart_info){ //uart信息

.name = "Samsung S3C2440 UART",

.type = PORT_S3C2440,

.fifosize = 64,

.has_divslot = 1,

.rx_fifomask = S3C2440_UFSTAT_RXMASK,

.rx_fifoshift = S3C2440_UFSTAT_RXSHIFT,

.rx_fifofull = S3C2440_UFSTAT_RXFULL,

.tx_fifofull = S3C2440_UFSTAT_TXFULL,

.tx_fifomask = S3C2440_UFSTAT_TXMASK,

.tx_fifoshift = S3C2440_UFSTAT_TXSHIFT,

.def_clk_sel = S3C2410_UCON_CLKSEL2,

.num_clks = 4,

.clksel_mask = S3C2412_UCON_CLKMASK,

.clksel_shift = S3C2412_UCON_CLKSHIFT,

},

.def_cfg= &(struct s3c2410_uartcfg){ //定义缺省的uart寄存器值

.ucon = S3C2410_UCON_DEFAULT,

.ufcon = S3C2410_UFCON_DEFAULT,

},

};

在s3c24xx_serial_ports中，定义了串口相关操作——s3c24xx_serial_ops：

static struct uart_ops s3c24xx_serial_ops = {

.pm = s3c24xx_serial_pm, //电源管理

.tx_empty = s3c24xx_serial_tx_empty, //发送缓存区空

.get_mctrl = s3c24xx_serial_get_mctrl, //得到modem控制设置

.set_mctrl = s3c24xx_serial_set_mctrl, //设置modem控制

.stop_tx = s3c24xx_serial_stop_tx, //停止发送

.start_tx = s3c24xx_serial_start_tx, //开始发送

.stop_rx = s3c24xx_serial_stop_rx, //停止接受

.enable_ms = s3c24xx_serial_enable_ms, //modem状态中断使能

.break_ctl = s3c24xx_serial_break_ctl, //控制break信号的传输

.startup = s3c24xx_serial_startup, //启动端口

.shutdown = s3c24xx_serial_shutdown, //禁止端口

.set_termios = s3c24xx_serial_set_termios, //设置端口参数

.type = s3c24xx_serial_type, //返回描述特定端口的常量字符串指针

.release_port = s3c24xx_serial_release_port, //释放端口所占的内存和资源

.request_port = s3c24xx_serial_request_port, //申请端口所需的内存和资源

.config_port = s3c24xx_serial_config_port, //配置端口

.verify_port = s3c24xx_serial_verify_port, //验证端口

};

在这里，我们只分析s3c24xx_serial_startup函数和s3c24xx_serial_set_termios函数。

static int s3c24xx_serial_startup(struct uart_port *port)

{

structs3c24xx_uart_port *ourport= to_ourport(port);

intret;

dbg("s3c24xx_serial_startup: port=%p(%08lx,%p)\n",

port->mapbase, port->membase);

rx_enabled(port) = 1; //接收数据使能

//申请接收数据中断，s3c24xx_serial_rx_chars为中断处理函数

ret =request_irq(ourport->rx_irq, s3c24xx_serial_rx_chars,0,

s3c24xx_serial_portname(port),ourport);

if(ret != 0) {

printk(KERN_ERR"cannot get irq %d\n", ourport->rx_irq);

returnret;

}

ourport->rx_claimed= 1; //���志

dbg("requestingtx irq...\n");

tx_enabled(port)= 1; //发送数据使能

//申请发送数据中断，s3c24xx_serial_tx_chars为中断处理函数

ret= request_irq(ourport->tx_irq, s3c24xx_serial_tx_chars,0,

s3c24xx_serial_portname(port),ourport);

if(ret) {

printk(KERN_ERR"cannot get irq %d\n", ourport->tx_irq);

gotoerr;

}

ourport->tx_claimed= 1; //标志

dbg("s3c24xx_serial_startup ok\n");

/*the port reset code should have done the correct

* register setup for the port controls */

returnret;

err:

s3c24xx_serial_shutdown(port);

returnret;

}

static void s3c24xx_serial_set_termios(struct uart_port *port,

struct ktermios *termios,

struct ktermios *old)

{

structs3c2410_uartcfg *cfg = s3c24xx_port_to_cfg(port);

structs3c24xx_uart_port *ourport =to_ourport(port);

structclk *clk = NULL;

unsignedlong flags;

unsignedint baud, quot, clk_sel = 0;

unsignedint ulcon;

unsignedint umcon;

unsignedint udivslot = 0;

/*

* We don't support modem control lines.

*/

//不支持modem控制线

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

termios->c_cflag|= CLOCAL;

/*

* Ask the core to calculate the divisor forus.

*/

//请求内核计算分频以便产生对应的波特率

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

quot= s3c24xx_serial_getclk(ourport,baud, &clk, &clk_sel);

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

quot= port->custom_divisor;

if(!clk)

return;

/*check to see if we need to change clocksource */

//检查是否需要改变时钟源

if(ourport->baudclk != clk) {

s3c24xx_serial_setsource(port, clk_sel);

if(ourport->baudclk != NULL && !IS_ERR(ourport->baudclk)) {

clk_disable(ourport->baudclk);

ourport->baudclk = NULL;

}

clk_enable(clk);

ourport->baudclk= clk;

ourport->baudclk_rate= clk ? clk_get_rate(clk) : 0;

}

if(ourport->info->has_divslot) {

unsignedint div = ourport->baudclk_rate / baud;

if(cfg->has_fracval) {

udivslot= (div & 15);

dbg("fracval= %04x\n", udivslot);

}else {

udivslot= udivslot_table[div & 15];

dbg("udivslot= %04x (div %d)\n", udivslot, div & 15);

}

}

//设置字长

switch(termios->c_cflag & CSIZE) {

caseCS5:

dbg("config:5bits/char\n");

ulcon= S3C2410_LCON_CS5;

break;

caseCS6:

dbg("config:6bits/char\n");

ulcon= S3C2410_LCON_CS6;

break;

caseCS7:

dbg("config:7bits/char\n");

ulcon= S3C2410_LCON_CS7;

break;

caseCS8:

default:

dbg("config:8bits/char\n");

ulcon= S3C2410_LCON_CS8;

break;

}

/*preserve original lcon IR settings */

//保留以前的lcon的IR设置

ulcon|= (cfg->ulcon & S3C2410_LCON_IRM);

//设置停止位

if(termios->c_cflag & CSTOPB)

ulcon|= S3C2410_LCON_STOPB;

//设置是否采用RTS、CTS自动流控制

umcon= (termios->c_cflag & CRTSCTS) ? S3C2410_UMCOM_AFC : 0;

//设置奇偶校验位

if(termios->c_cflag & PARENB) {

if(termios->c_cflag & PARODD)

ulcon|= S3C2410_LCON_PODD; //奇校验

else

ulcon|= S3C2410_LCON_PEVEN; //偶校验

}else {

ulcon|= S3C2410_LCON_PNONE; //不校验

}

spin_lock_irqsave(&port->lock,flags);

dbg("settingulcon to %08x, brddiv to %d, udivslot %08x\n",

ulcon, quot, udivslot);

//写入寄存器

wr_regl(port,S3C2410_ULCON, ulcon);

wr_regl(port,S3C2410_UBRDIV, quot);

wr_regl(port,S3C2410_UMCON, umcon);

if(ourport->info->has_divslot)

wr_regl(port,S3C2443_DIVSLOT, udivslot);

dbg("uart:ulcon = 0x%08x, ucon = 0x%08x, ufcon = 0x%08x\n",

rd_regl(port, S3C2410_ULCON),

rd_regl(port, S3C2410_UCON),

rd_regl(port, S3C2410_UFCON));

/*

* Update the per-port timeout.

*/

//更新端口超时

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

/*

* Which character status flags are weinterested in?

*/

//对哪些字符状态标志感兴趣

port->read_status_mask= S3C2410_UERSTAT_OVERRUN;

if(termios->c_iflag & INPCK)

port->read_status_mask|= S3C2410_UERSTAT_FRAME | S3C2410_UERSTAT_PARITY;

/*

* Which character status flags should weignore?

*/

//可以忽略哪些字符状态标志

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;

/*

* Ignore all characters if CREAD is not set.

*/

//如果CREAD未设置，忽略所有字符

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

port->ignore_status_mask|= RXSTAT_DUMMY_READ;

spin_unlock_irqrestore(&port->lock,flags);

}

下面再来介绍串口接收和发送中断处理函数。

static irqreturn_t s3c24xx_serial_rx_chars(intirq, void *dev_id)

{

structs3c24xx_uart_port *ourport= dev_id;

struct uart_port *port =&ourport->port;

struct tty_struct*tty = port->state->port.tty;

unsignedint ufcon, ch, flag, ufstat, uerstat;

intmax_count = 64;

while(max_count-- > 0) {

ufcon= rd_regl(port, S3C2410_UFCON);

ufstat= rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT);

//如果接收到0个字符，则退出

if(s3c24xx_serial_rx_fifocnt(ourport,ufstat) == 0)

break;

uerstat= rd_regl(port, S3C2410_UERSTAT); //读取错误状态信息

ch= rd_regb(port, S3C2410_URXH); //，读取字符，接收数据

if(port->flags & UPF_CONS_FLOW) {

inttxe = s3c24xx_serial_txempty_nofifo(port);

if(rx_enabled(port)) { //如果接收端口为使能状态

if(!txe) { //如果发送缓存为空

rx_enabled(port)= 0; //设置接收端口为无效状态

continue;

}

}else { //接收端口为无效状态

if(txe) { //如果发送缓存不为空

ufcon|= S3C2410_UFCON_RESETRX;

wr_regl(port,S3C2410_UFCON, ufcon); //发送缓存复位，即清空

rx_enabled(port)= 1; //设置接收端口为使能状态

gotoout;

}

continue;

}

}

/*insert the character into the buffer */

//将接收到的字符写入进buffer中

flag = TTY_NORMAL;

port->icount.rx++;

//如果接收字符时，发生了任何一种错误

if(unlikely(uerstat & S3C2410_UERSTAT_ANY)){

dbg("rxerr: port ch=0x%02x,rxs=0x%08x\n",

ch, uerstat);

/*check for break */

//发生了break错误

if(uerstat & S3C2410_UERSTAT_BREAK){

dbg("break!\n");

port->icount.brk++;

if(uart_handle_break(port))

goto ignore_char;

}

if(uerstat & S3C2410_UERSTAT_FRAME) //发生了帧错误

port->icount.frame++;

if(uerstat & S3C2410_UERSTAT_OVERRUN) //发生了溢出错误

port->icount.overrun++;

uerstat&= port->read_status_mask;

if(uerstat & S3C2410_UERSTAT_BREAK)

flag= TTY_BREAK;

elseif (uerstat & S3C2410_UERSTAT_PARITY)

flag= TTY_PARITY;

elseif (uerstat & (S3C2410_UERSTAT_FRAME|

S3C2410_UERSTAT_OVERRUN))

flag = TTY_FRAME;

}

if(uart_handle_sysrq_char(port, ch))

gotoignore_char;

//把字符插入到tty设备的flip缓存

uart_insert_char(port,uerstat, S3C2410_UERSTAT_OVERRUN,

ch, flag);

ignore_char:

continue;

}

tty_flip_buffer_push(tty); //刷新tty设备的flip设备

out:

returnIRQ_HANDLED;

}

static irqreturn_t s3c24xx_serial_tx_chars(intirq, void *id)

{

structs3c24xx_uart_port *ourport= id;

struct uart_port *port =&ourport->port;

struct circ_buf*xmit = &port->state->xmit;

intcount = 256; //一次最多发送256个字符

if(port->x_char) { //如果有待发送的字符，则发送

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

port->icount.tx++;

port->x_char = 0;

goto out;

}

/*if there isn't anything more to transmit, or the uart is now

* stopped, disable the uart and exit

*/

//如果没有更多的字符需要发送，或者uart的tx停止，则停止uart并退出

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

s3c24xx_serial_stop_tx(port);

gotoout;

}

/*try and drain the buffer... */

//尝试把环形buffer中的数据发空

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

if(rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT)& ourport->info->tx_fifofull)

break;

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

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

port->icount.tx++;

}

//如果环形缓存中剩余的字符少于WAKEUP_CHARS，唤醒上层

if(uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS)

uart_write_wakeup(port);

if(uart_circ_empty(xmit)) //如果发送环形buffer为空

s3c24xx_serial_stop_tx(port); //停止发送

out:

returnIRQ_HANDLED;

}

最后，我们再来看串口驱动的核心层文件——Serial_core.c（在drivers/tty/serial目录下）。前面介绍的在Samsung.c中调用的许多与底层打交道的函数都是在Serial_core.c内定义的，如

uart_register_driver函数，uart_add_one_port函数，uart_insert_char函数。

在uart_register_driver函数中，设置了uart_ops，它负责对uart镜像一系列操作。

static const struct tty_operations uart_ops= {

.open = uart_open, //打开串口

.close = uart_close, //关闭串口

.write = uart_write, //发送串口数据

.put_char = uart_put_char,

.flush_chars = uart_flush_chars,

.write_room = uart_write_room,

.chars_in_buffer=uart_chars_in_buffer,

.flush_buffer = uart_flush_buffer,

.ioctl = uart_ioctl,

.throttle = uart_throttle,

.unthrottle = uart_unthrottle,

.send_xchar = uart_send_xchar,

.set_termios = uart_set_termios,

.set_ldisc = uart_set_ldisc,

.stop = uart_stop,

.start = uart_start,

.hangup = uart_hangup,

.break_ctl = uart_break_ctl,

.wait_until_sent=uart_wait_until_sent,

#ifdef CONFIG_PROC_FS

.proc_fops = &uart_proc_fops,

#endif

.tiocmget = uart_tiocmget,

.tiocmset = uart_tiocmset,

.get_icount = uart_get_icount,

#ifdef CONFIG_CONSOLE_POLL

.poll_init = uart_poll_init,

.poll_get_char = uart_poll_get_char,

.poll_put_char = uart_poll_put_char,

#endif

};

原文链接：http://www.linuxidc.com/Linux/2013-10/91993p7.htm

串口驱动分析
打开串口的函数调用过程为：uart_openÞ uart_startup Þ uart_port_startupÞ uport->ops->startup，最终调用了Samsung.c文件中的s3c24xx_serial_startup函数。

关闭串口的函数调用过程为：uart_closeÞ uart_shutdown Þ uart_port_shutdownÞ uport->ops->shutdown，最终调用了Samsung.c文件中的s3c24xx_serial_shutdown函数。

发送串口数据的函数调用过程为：uart_write Þ uart_startÞ __uart_start Þ port->ops->start_tx，最终调用了Samsung.c文件中的s3c24xx_serial_start_tx函数。

串口驱动就介绍到这里，在系统启动过程中，会打印一些关于串口的信息，如：

s3c2440-uart.0: ttySAC0 at MMIO 0x50000000(irq = 70) is a S3C2440

console[ttySAC0] enabled

s3c2440-uart.1: ttySAC1 at MMIO 0x50004000(irq = 73) is a S3C2440

s3c2440-uart.2: ttySAC2 at MMIO 0x50008000(irq = 76) is a S3C2440

从上面的信息可以看出，uart0被用做了控制台，另外还有uart1和uart2可以使用。另外，系统启动后，通过下面指令，也可以查看一下串口信息：

[root@zhaocj/]#cat /proc/tty/driver/s3c2410_serial

serinfo:1.0driver revision:

0:uart:S3C2440mmio:0x50000000 irq:70 tx:2987 rx:134 RTS|CTS|DTR|DSR|CD

1:uart:S3C2440mmio:0x50004000 irq:73 tx:0 rx:0 DSR|CD

2:uart:S3C2440mmio:0x50008000 irq:76 tx:0 rx:0 DSR|CD

原文链接：http://www.linuxidc.com/Linux/2013-10/91993p7.htm