Smart210学习记录------linux串口驱动

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;