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linux 串口 驅(qū)動 理解 一、核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 串口驅(qū)動有3個核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它們都定義在<#include linux/serial_core.h> 1、uart_driver uart_driver包含了串口設(shè)備名、串口驅(qū)動名、主次設(shè)備號、串口控制臺(可選)等信息，還封裝了tty_driver (底層串口驅(qū)動無需關(guān)心tty_driver) struct uart_driver { struct module *owner; /* 擁有該uart_driver的模塊,一般為THIS_MODULE */ const char *driver_name; /* 串口驅(qū)動名，串口設(shè)備文件名以驅(qū)動名為基礎(chǔ) */ const char *dev_name; /* 串口設(shè)備名 */ int major; /* 主設(shè)備號 */ int minor; /* 次設(shè)備號 */ int nr; /* 該uart_driver支持的串口個數(shù)(最大) */ struct console *cons; /* 其對應(yīng)的console.若該uart_driver支持serial console,否則為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內(nèi)存地址、FIFO大小、端口類型、串口時鐘等信息。 實際上，一個uart_port實例對應(yīng)一個串口設(shè)備 struct uart_port { spinlock_t lock; /* 串口端口鎖 */ unsigned int iobase; /* IO端口基地址 */ unsigned char __iomem *membase; /* IO內(nèi)存基地址,經(jīng)映射(如ioremap)后的IO內(nèi)存虛擬基地址 */ unsigned int irq; /* 中斷號 */ unsigned int uartclk; /* 串口時鐘 */ unsigned int fifosize; /* 串口FIFO緩沖大小 */ unsigned char x_char; /* xon/xoff字符 */ unsigned char regshift; /* 寄存器位移 */ unsigned char iotype; /* IO訪問方式 */ unsigned char unused1; #define UPIO_PORT (0) /* IO端口 */ #define UPIO_HUB6 (1) #define UPIO_MEM (2) /* IO內(nèi)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; /* 關(guān)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; /* 計數(shù)器 */ struct console *cons; /* console結(jié)構(gòu)體 */ #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; /* 當(dāng)前的moden設(shè)置 */ unsigned int timeout; /* character-based timeout */ unsigned int type; /* 端口類型 */ const struct uart_ops *ops; /* 串口端口操作函數(shù)集 */ unsigned int custom_divisor; unsigned int line; /* 端口索引 */ resource_size_t mapbase; /* IO內(nèi)存物理基地址，可用于ioremap */ struct device *dev; /* 父設(shè)備 */ unsigned char hub6; /* this should be in the 8250 driver */ unsigned char suspended; unsigned char unused[2]; void *private_data; /* 端口私有數(shù)據(jù),一般為platform數(shù)據(jù)指針 */ }; uart_info有兩個成員在底層串口驅(qū)動會用到：xmit和tty。用戶空間程序通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)時， 上層驅(qū)動將用戶數(shù)據(jù)保存在xmit；而串口發(fā)送中斷處理函數(shù)就是通過xmit獲取到用戶數(shù)據(jù)并將它 們發(fā)送出去。串口接收中斷處理函數(shù)需要通過tty將接收到的數(shù)據(jù)傳遞給行規(guī)則層。 /* uart_info實例僅在串口端口打開時有效，它可能在串口關(guān)閉時被串口核心層釋放。因此，在使用uart_port的uart_info成員時必須保證串口已打開。底層驅(qū)動和核心層驅(qū)動都可以修改uart_info實例。 * 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為串口信息計數(shù)器，包含了發(fā)送字符計數(shù)、接收字符計數(shù)等。在串口的發(fā)送中斷處理函數(shù) 和接收中斷處理函數(shù)中，我們需要管理這些計數(shù)。 struct uart_icount { __u32 cts; __u32 dsr; __u32 rng; __u32 dcd; __u32 rx; /* 發(fā)送字符計數(shù) */ __u32 tx; /* 接受字符計數(shù) */ __u32 frame; /* 幀錯誤計數(shù) */ __u32 overrun; /* Rx FIFO溢出計數(shù) */ __u32 parity; /* 幀校驗錯誤計數(shù) */ __u32 brk; /* break計數(shù) */ __u32 buf_overrun; }; 3、uart_ops uart_ops涵蓋了串口驅(qū)動可對串口設(shè)備進(jìn)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緩存是否為空 */ void (*set_mctrl)(struct uart_port *, unsigned int mctrl); /* 設(shè)置串口modem控制 */ unsigned int (*get_mctrl)(struct uart_port *); /* 獲取串口modem控制 */ void (*stop_tx)(struct uart_port *); /* 禁止串口發(fā)送數(shù)據(jù) */ void (*start_tx)(struct uart_port *); /* 使能串口發(fā)送數(shù)據(jù) */ void (*send_xchar)(struct uart_port *, char ch);/* 發(fā)送xChar */ void (*stop_rx)(struct uart_port *); /* 禁止串口接收數(shù)據(jù) */ void (*enable_ms)(struct uart_port *); /* 使能modem的狀態(tài)信號 */ void (*break_ctl)(struct uart_port *, int ctl); /* 設(shè)置break信號 */ int (*startup)(struct uart_port *); /* 啟動串口,應(yīng)用程序打開串口設(shè)備文件時,該函數(shù)會被調(diào)用 */ void (*shutdown)(struct uart_port *); /* 關(guān)閉串口,應(yīng)用程序關(guān)閉串口設(shè)備文件時,該函數(shù)會被調(diào)用 */ void (*set_termios)(struct uart_port *, struct ktermios *new, struct ktermios*old); /* 設(shè)置串口參數(shù) */ void (*pm)(struct uart_port *, unsigned int state, unsigned int oldstate); /* 串口電源管理 */ int (*set_wake)(struct uart_port *, unsigned int state); /* */ const char *(*type)(struct uart_port *); /* 返回一描述串口類型的字符串 */ void (*release_port)(struct uart_port *); /* 釋放串口已申請的IO端口/IO內(nèi)存資源,必要時還需iounmap */ int (*request_port)(struct uart_port *); /* 申請必要的IO端口/IO內(nèi)存資源,必要時還可以重新映射串口端口 */ void (*config_port)(struct uart_port *, int); /* 執(zhí)行串口所需的自動配置 */ int (*verify_port)(struct uart_port *, struct serial_struct *); /* 核實新串口的信息 */ int (*ioctl)(struct uart_port *, unsigned int, unsigned long); /* IO控制 */ }; 二、串口驅(qū)動API 1、uart_register_driver /* 功能： uart_register_driver用于將串口驅(qū)動uart_driver注冊到內(nèi)核(串口核心層)中，通常在模塊初始化函數(shù)調(diào)用該函數(shù)。 * 參數(shù) drv：要注冊的uart_driver * 返回值： 成功，返回0；否則返回錯誤碼 */ int uart_register_driver(struct uart_driver *drv) 2、uart_unregister_driver /* 功能： uart_unregister_driver用于注銷我們已注冊的uart_driver，通常在模塊卸載函數(shù)調(diào)用該函數(shù) * 參數(shù) drv：要注銷的uart_driver * 返回值： 成功，返回0；否則返回錯誤碼 */ void uart_unregister_driver(struct uart_driver *drv) 3、uart_add_one_port /* 功能： uart_add_one_port用于為串口驅(qū)動添加一個串口端口，通常在探測到設(shè)備后(驅(qū)動的設(shè)備probe方法)調(diào)用該函數(shù) * 參數(shù) drv：串口驅(qū)動 * port:要添加的串口端口 * 返回值： 成功，返回0；否則返回錯誤碼 */ int uart_add_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port) 4、uart_remove_one_port /* 功能： uart_remove_one_port用于刪除一個已添加到串口驅(qū)動中的串口端口，通常在驅(qū)動卸載時調(diào)用該函數(shù) * 參數(shù) drv： 串口驅(qū)動 * port: 要刪除的串口端口 * 返回值： 成功，返回0；否則返回錯誤碼 */ int uart_remove_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port) 5、uart_write_wakeup /* 功能： uart_write_wakeup喚醒上層因向串口端口寫數(shù)據(jù)而阻塞的進(jìn)程，通常在串口發(fā)送中斷處理函數(shù)中調(diào)用該函數(shù) * 參數(shù) port：需要喚醒寫阻塞進(jìn)程的串口端口 */ void uart_write_wakeup(struct uart_port *port) 6、uart_suspend_port /* 功能： uart_suspend_port用于掛起特定的串口端口 * 參數(shù) drv： 要掛起的串口端口所屬的串口驅(qū)動 * port：要掛起的串口端口 * 返回值： 成功返回0；否則返回錯誤碼 */ int uart_suspend_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port) 7、uart_resume_port /* 功能： uart_resume_port用于恢復(fù)某一已掛起的串口 * 參數(shù) drv： 要恢復(fù)的串口端口所屬的串口驅(qū)動 * port：要恢復(fù)的串口端口 * 返回值： 成功返回0；否則返回錯誤碼 */ int uart_resume_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port) 8、uart_get_baud_rate /* 功能： uart_get_baud_rate通過解碼termios結(jié)構(gòu)體來獲取指定串口的波特率 * 參數(shù) port： 要獲取波特率的串口端口 * termios：當(dāng)前期望的termios配置(包含串口波特率) * old： 以前的termios配置，可以為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用于計算某一波特率的串口時鐘分頻數(shù)（串口波特率除數(shù)） * 參數(shù) port：要計算時鐘分頻數(shù)的串口端口 * baud：期望的波特率 *返回值： 串口時鐘分頻數(shù) */ 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（設(shè)置）串口FIFO超時時間 * 參數(shù) port： 要更新超時時間的串口端口 * cflag：termios結(jié)構(gòu)體的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用于判斷兩串口端口是否為同一端口 * 參數(shù) port1、port2：要判斷的串口端口 * 返回值：不同返回0；否則返回非0 */ int uart_match_port(struct uart_port *port1, struct uart_port *port2) 12、uart_console_write /* 功能： uart_console_write用于向串口端口寫一控制臺信息 * 參數(shù) port: 要寫信息的串口端口 * s: 要寫的信息 * count: 信息的大小 * putchar: 用于向串口端口寫字符的函數(shù)，該函數(shù)函數(shù)有兩個參數(shù)：串口端口和要寫的字符 */ void uart_console_write(struct uart_port *port, const char *s, unsigned int count, void (*putchar)(struct uart_port *, int)) 三、串口驅(qū)動例子 該串口驅(qū)動例子是我針對s3c2410處理器的串口2(uart2)獨立開發(fā)的。因為我通過博創(chuàng)2410s開發(fā)板的GRPS擴展板來測試該驅(qū)動（已通過測試），所以我叫該串口為gprs_uart。 該驅(qū)動將串口看作平臺(platform)設(shè)備。platform可以看作一偽總線，用于將集成于片上系統(tǒng)的輕量級設(shè)備與Linux設(shè)備驅(qū)動模型聯(lián)系到一起，它包含以下兩部分（有關(guān)platform的聲明都在#include <linux/platform_device.h>,具體實現(xiàn)在drivers/base/platform.c）： 1、platform設(shè)備。我們需要為每個設(shè)備定義一個platform_device實例 struct platform_device { const char *name; /* 設(shè)備名 */ int id; /* 設(shè)備的id號 */ struct device dev; /* 其對應(yīng)的device */ u32 num_resources;/* 該設(shè)備用有的資源數(shù) */ struct resource *resource; /* 資源數(shù)組 */ }; 發(fā)表于2012-07-17 10:52 2# 回復(fù):Linux串口驅(qū)動程序設(shè)計 二、串口驅(qū)動API 1、uart_register_driver /* 功能： uart_register_driver用于將串口驅(qū)動uart_driver注冊到內(nèi)核(串口核心層)中，通常在模塊初始化函數(shù)調(diào)用該函數(shù)。 * 參數(shù) drv：要注冊的uart_driver * 返回值： 成功，返回0；否則返回錯誤碼 */ int uart_register_driver(struct uart_driver *drv) 2、uart_unregister_driver /* 功能： uart_unregister_driver用于注銷我們已注冊的uart_driver，通常在模塊卸載函數(shù)調(diào)用該函數(shù) * 參數(shù) drv：要注銷的uart_driver * 返回值： 成功，返回0；否則返回錯誤碼 */ void uart_unregister_driver(struct uart_driver *drv) 3、uart_add_one_port /* 功能： uart_add_one_port用于為串口驅(qū)動添加一個串口端口，通常在探測到設(shè)備后(驅(qū)動的設(shè)備probe方法)調(diào)用該函數(shù) * 參數(shù) drv：串口驅(qū)動 * port:要添加的串口端口 * 返回值： 成功，返回0；否則返回錯誤碼 */ int uart_add_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port) 4、uart_remove_one_port /* 功能： uart_remove_one_port用于刪除一個已添加到串口驅(qū)動中的串口端口，通常在驅(qū)動卸載時調(diào)用該函數(shù) * 參數(shù) drv： 串口驅(qū)動 * port: 要刪除的串口端口 * 返回值： 成功，返回0；否則返回錯誤碼 */ int uart_remove_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port) 5、uart_write_wakeup /* 功能： uart_write_wakeup喚醒上層因向串口端口寫數(shù)據(jù)而阻塞的進(jìn)程，通常在串口發(fā)送中斷處理函數(shù)中調(diào)用該函數(shù) * 參數(shù) port：需要喚醒寫阻塞進(jìn)程的串口端口 */ void uart_write_wakeup(struct uart_port *port) 6、uart_suspend_port /* 功能： uart_suspend_port用于掛起特定的串口端口 * 參數(shù) drv： 要掛起的串口端口所屬的串口驅(qū)動 * port：要掛起的串口端口 * 返回值： 成功返回0；否則返回錯誤碼 */ int uart_suspend_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port) 7、uart_resume_port /* 功能： uart_resume_port用于恢復(fù)某一已掛起的串口 * 參數(shù) drv： 要恢復(fù)的串口端口所屬的串口驅(qū)動 * port：要恢復(fù)的串口端口 * 返回值： 成功返回0；否則返回錯誤碼 */ int uart_resume_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port) 8、uart_get_baud_rate /* 功能： uart_get_baud_rate通過解碼termios結(jié)構(gòu)體來獲取指定串口的波特率 * 參數(shù) port： 要獲取波特率的串口端口 * termios：當(dāng)前期望的termios配置(包含串口波特率) * old： 以前的termios配置，可以為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用于計算某一波特率的串口時鐘分頻數(shù)（串口波特率除數(shù)） * 參數(shù) port：要計算時鐘分頻數(shù)的串口端口 * baud：期望的波特率 *返回值： 串口時鐘分頻數(shù) */ 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（設(shè)置）串口FIFO超時時間 * 參數(shù) port： 要更新超時時間的串口端口 * cflag：termios結(jié)構(gòu)體的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用于判斷兩串口端口是否為同一端口 * 參數(shù) port1、port2：要判斷的串口端口 * 返回值：不同返回0；否則返回非0 */ int uart_match_port(struct uart_port *port1, struct uart_port *port2) 12、uart_console_write /* 功能： uart_console_write用于向串口端口寫一控制臺信息 * 參數(shù) port: 要寫信息的串口端口 * s: 要寫的信息 * count: 信息的大小 * putchar: 用于向串口端口寫字符的函數(shù)，該函數(shù)函數(shù)有兩個參數(shù)：串口端口和要寫的字符 */ void uart_console_write(struct uart_port *port, const char *s, unsigned int count, void (*putchar)(struct uart_port *, int)) 三、串口驅(qū)動例子 該串口驅(qū)動例子是我針對s3c2410處理器的串口2(uart2)獨立開發(fā)的。 因為我通過博創(chuàng)2410s開發(fā)板的GRPS擴展板來測試該驅(qū)動（已通過測試），所以我叫該串口為gprs_uart。 該驅(qū)動將串口看作平臺(platform)設(shè)備。platform可以看作一偽總線，用于將集成于片上系統(tǒng)的輕量級設(shè)備 與Linux設(shè)備驅(qū)動模型聯(lián)系到一起，它包含以下兩部分（有關(guān)platform的聲明都在 #include <linux/platform_device.h>,具體實現(xiàn)在drivers/base/platform.c）： 1、platform設(shè)備。我們需要為每個設(shè)備定義一個platform_device實例 struct platform_device { const char *name; /* 設(shè)備名 */ int id; /* 設(shè)備的id號 */ struct device dev; /* 其對應(yīng)的device */ u32 num_resources;/* 該設(shè)備用有的資源數(shù) */ struct resource *resource; /* 資源數(shù)組 */ }; 為我們的設(shè)備創(chuàng)建platform_device實例有兩種方法：填充一個platform_device結(jié)構(gòu)體后用 platform_device_register(一次注冊一個)或platform_add_devices（一次可以注冊多個platform設(shè)備） 將platform_device注冊到內(nèi)核；更簡單的是使用platform_device_register_simple來 建立并注冊我們的platform_device。 2、 platform驅(qū)動。platform設(shè)備由platform驅(qū)動進(jìn)行管理。當(dāng)設(shè)備加入到系統(tǒng)中時，platform_driver的 probe方法會 被調(diào)用來見對應(yīng)的設(shè)備添加或者注冊到內(nèi)核；當(dāng)設(shè)備從系統(tǒng)中移除時，platform_driver的 remove方法會被調(diào)用來做一些清理工作，如移除該 設(shè)備的一些實例、注銷一些已注冊到系統(tǒng)中去的東西。 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; }; 更詳細(xì)platform資料可參考網(wǎng)上相關(guān)文章。 例子驅(qū)動中申請和釋放IO內(nèi)存區(qū)的整個過程如下： 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() 例子驅(qū)動中申請和釋放IRQ資源的整個過程如下： open /dev/gprs_uart→gprs_uart_startup()→request_irq() close /dev/gprs_uart→gprs_uart_shutdown()→free_irq() 想了解更詳細(xì)的調(diào)用過程可以在驅(qū)動模塊各函數(shù)頭插入printk(KERN_DEBUG "%s\n", __FUNCTION__);并在函數(shù)尾插入printk(KERN_DEBUG "%s done\n", __FUNCTION__); 下面是串口驅(qū)動例子和其GPRS測試程序源碼 #include <linux/module.h> #include <linux/init.h> #include <linux/kernel.h> /* printk() */ #include <linux/slab.h> /* kmalloc() */ #include <linux/fs.h> /* everything... */ #include <linux/errno.h> /* error codes */ #include <linux/types.h> /* size_t */ #include <linux/fcntl.h> /* O_ACCMODE */ #include <asm/system.h> /* cli(), *_flags */ #include <asm/uaccess.h> /* copy_*_user */ #include <linux/ioctl.h> #include <linux/device.h> #include <linux/platform_device.h> #include <linux/sysrq.h> #include <linux/tty.h> #include <linux/tty_flip.h> #include <linux/serial_core.h> #include <linux/serial.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/clk.h> #include <linux/console.h> #include <asm/io.h> #include <asm/irq.h> #include <asm/hardware.h> #include <asm/plat-s3c/regs-serial.h> #include <asm/arch/regs-gpio.h> #define DEV_NAME "gprs_uart" /* 設(shè)備名 */ /* 這里將串口的主設(shè)備號設(shè)為0,則串口設(shè)備編號由內(nèi)核動態(tài)分配;你也可指定串口的設(shè)備編號 */ #define GPRS_UART_MAJOR 0 /* 主設(shè)備號 */ #define GPRS_UART_MINOR 0 /* 次設(shè)備號 */ #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內(nèi)存區(qū)大小 */ /* 串口發(fā)送中斷號 */ #define TX_IRQ(port) ((port)->irq + 1) /* 串口接收中斷號 */ #define RX_IRQ(port) ((port)->irq) /* 允許串口接收字符的標(biāo)志 */ #define tx_enabled(port) ((port)->unused[0]) /* 允許串口發(fā)送字符的標(biāo)志 */ #define rx_enabled(port) ((port)->unused[1]) /* 獲取寄存器地址 */ #define portaddr(port, reg) ((port)->membase + (reg)) /* 讀8位寬的寄存器 */ #define rd_regb(port, reg) (ioread8(portaddr(port, reg))) /* 讀32位寬的寄存器 */ #define rd_regl(port, reg) (ioread32(portaddr(port, reg))) /* 寫8位寬的寄存器 */ #define wr_regb(port, reg, val) \ do { iowrite8(val, portaddr(port, reg)); } while(0) /* 寫32位寬的寄存器 */ #define wr_regl(port, reg, val) \ do { iowrite32(val, portaddr(port, reg)); } while(0) /* 禁止串口發(fā)送數(shù)據(jù) */ static void gprs_uart_stop_tx(struct uart_port *port) { if (tx_enabled(port)) /* 若串口已啟動發(fā)送 */ { disable_irq(TX_IRQ(port)); /* 禁止發(fā)送中斷 */ tx_enabled(port) = 0; /* 設(shè)置串口為未啟動發(fā)送 */ } } /* 使能串口發(fā)送數(shù)據(jù) */ static void gprs_uart_start_tx(struct uart_port *port) { if (!tx_enabled(port)) /* 若串口未啟動發(fā)送 */ { enable_irq(TX_IRQ(port)); /* 使能發(fā)送中斷 */ tx_enabled(port) = 1; /* 設(shè)置串口為已啟動發(fā)送 */ } } /* 禁止串口接收數(shù)據(jù) */ static void gprs_uart_stop_rx(struct uart_port *port) { if (rx_enabled(port)) /* 若串口已啟動接收 */ { disable_irq(RX_IRQ(port)); /* 禁止接收中斷 */ rx_enabled(port) = 0; /* 設(shè)置串口為未啟動接收 */ } } /* 使能modem的狀態(tài)信號 */ static void gprs_uart_enable_ms(struct uart_port *port) { } /* 串口的Tx FIFO緩存是否為空 */ 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 <FIFO <=15 */ (ufstat & S3C2410_UFSTAT_TXFULL)) /* FIFO滿 */ ret = 0; } else /* 若未使能了FIFO,則判斷發(fā)送緩存和發(fā)送移位寄存器是否均為空 */ { ret = rd_regl(port, S3C2410_UTRSTAT) & S3C2410_UTRSTAT_TXE; } return ret; } /* 獲取串口modem控制,因為uart2無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); } /* 設(shè)置串口modem控制 */ static void gprs_uart_set_mctrl(struct uart_port *port, unsigned int mctrl) { } /* 設(shè)置break信號 */ 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已存多少數(shù)據(jù) */ static int gprs_uart_rx_fifocnt(unsigned long ufstat) { /* 若Rx FIFO已滿,返回FIFO的大小 */ if (ufstat & S3C2410_UFSTAT_RXFULL) return GPRS_UART_FIFO_SIZE; /* 若FIFO未滿,返回Rx FIFO已存了多少字節(jié)數(shù)據(jù) */ return (ufstat & S3C2410_UFSTAT_RXMASK) >> S3C2410_UFSTAT_RXSHIFT; } #define S3C2410_UERSTAT_PARITY (0x1000) /* 串口接收中斷處理函數(shù),獲取串口接收到的數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)遞交給行規(guī)則層 */ 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; /* 循環(huán)接收數(shù)據(jù),最多一次中斷接收64字節(jié)數(shù)據(jù) */ while (max_count-- > 0) { ufcon = rd_regl(port, S3C2410_UFCON); ufstat = rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT); /* 若Rx FIFO無數(shù)據(jù)了,跳出循環(huán) */ if (gprs_uart_rx_fifocnt(ufstat) == 0) break; /* 讀取Rx error狀態(tài)寄存器 */ uerstat = rd_regl(port, S3C2410_UERSTAT); /* 讀取已接受到的數(shù)據(jù) */ ch = rd_regb(port, S3C2410_URXH); /* insert the character into the buffer */ /* 先將tty標(biāo)志設(shè)為正常 */ flag = TTY_NORMAL; /* 遞增接收字符計數(shù)器 */ port->icount.rx++; /* 判斷是否存在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的值為假的可能性大一些 * 另外還有一個likely(value)表示value的值為真的可能性更大一些 */ if (unlikely(uerstat & S3C2410_UERSTAT_ANY)) { /* 若break錯誤,遞增icount.brk計算器 */ if (uerstat & S3C2410_UERSTAT_BREAK) { port->icount.brk++; if (uart_handle_break(port)) goto ignore_char; } /* 若frame錯誤,遞增icount.frame計算器 */ if (uerstat & S3C2410_UERSTAT_FRAME) port->icount.frame++; /* 若overrun錯誤,遞增icount.overrun計算器 */ if (uerstat & S3C2410_UERSTAT_OVERRUN) port->icount.overrun++; /* 查看我們是否關(guān)心該Rx error * port->read_status_mask保存著我們感興趣的Rx error status */ uerstat &= port->read_status_mask; /* 若我們關(guān)心該Rx error,則將flag設(shè)置為對應(yīng)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; } /* 處理sys字符 */ if (uart_handle_sysrq_char(port, ch)) goto ignore_char; /* 將接收到的字符插入到tty設(shè)備的flip緩沖 */ uart_insert_char(port, uerstat, S3C2410_UERSTAT_OVERRUN, ch, flag); ignore_char: continue; } /* 刷新tty設(shè)備的flip緩沖,將接受到的數(shù)據(jù)傳給行規(guī)則層 */ tty_flip_buffer_push(tty); return IRQ_HANDLED; } /* 串口發(fā)送中斷處理函數(shù),將用戶空間的數(shù)據(jù)(保存在環(huán)形緩沖xmit里)發(fā)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; /* 獲取環(huán)線緩沖 */ int count = 256; /* 若設(shè)置了xChar字符 */ if (port->x_char) { /* 將該xChar發(fā)送出去 */ wr_regb(port, S3C2410_UTXH, port->x_char); /* 遞增發(fā)送計數(shù) */ port->icount.tx++; /* 清除xChar */ port->x_char = 0; /* 退出中斷處理 */ goto out; } /* 如果沒有更多的字符需要發(fā)送(環(huán)形緩沖為空)， * 或者uart Tx已停止， * 則停止uart并退出中斷處理函數(shù) */ if (uart_circ_empty(xmit) || uart_tx_stopped(port)) { gprs_uart_stop_tx(port); goto out; } /* 循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù),直到環(huán)形緩沖為空,最多一次中斷發(fā)送256字節(jié)數(shù)據(jù) */ while (!uart_circ_empty(xmit) && count-- > 0) { /* 若Tx FIFO已滿,退出循環(huán) */ if (rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT) & S3C2410_UFSTAT_TXFULL) break; /* 將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入Tx FIFO */ wr_regb(port, S3C2410_UTXH, xmit->buf[xmit->tail]); /* 移向循環(huán)緩沖中下一要發(fā)送的數(shù)據(jù) */ xmit->tail = (xmit->tail + 1) & (UART_XMIT_SIZE - 1); port->icount.tx++; } /* 如果環(huán)形緩沖區(qū)中剩余的字符少于WAKEUP_CHARS，喚醒上層 */ if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS) uart_write_wakeup(port); /* 如果環(huán)形緩沖為空，則停止發(fā)送 */ if (uart_circ_empty(xmit)) gprs_uart_stop_tx(port); out: return IRQ_HANDLED; } /* 啟動串口端口,在打開該驅(qū)動的設(shè)備文件時會調(diào)用該函數(shù)來申請串口中斷,并設(shè)置串口為可接受,也可發(fā)送 */ static int gprs_uart_startup(struct uart_port *port) { unsigned long flags; int ret; const char *portname = to_platform_device(port->dev)->name; /* 設(shè)置串口為不可接受,也不可發(fā)送 */ rx_enabled(port) = 0; tx_enabled(port) = 0; spin_lock_irqsave(&port->lock, flags); /* 申請接收中斷 */ ret = request_irq(RX_IRQ(port), gprs_uart_rx_chars, 0, portname, port); if (ret != 0) { printk(KERN_ERR "cannot get irq %d\n", RX_IRQ(port)); return ret; } /* 設(shè)置串口為允許接收 */ rx_enabled(port) = 1; /* 申請發(fā)送中斷 */ ret = request_irq(TX_IRQ(port), gprs_uart_tx_chars, 0, portname, port); if (ret) { printk(KERN_ERR "cannot get irq %d\n", TX_IRQ(port)); rx_enabled(port) = 0; free_irq(RX_IRQ(port), port); goto err; } /* 設(shè)置串口為允許發(fā)送 */ tx_enabled(port) = 1; err: spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags); return ret; } /* 關(guān)閉串口,在關(guān)閉驅(qū)動的設(shè)備文件時會調(diào)用該函數(shù),釋放串口中斷 */ static void gprs_uart_shutdown(struct uart_port *port) { rx_enabled(port) = 0; /* 設(shè)置串口為不允許接收 */ free_irq(RX_IRQ(port), port); /* 釋放接收中斷 */ tx_enabled(port) = 0; /* 設(shè)置串口為不允許發(fā)送 */ free_irq(TX_IRQ(port), port); /* 釋放發(fā)送中斷 */ } /* 設(shè)置串口參數(shù) */ 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控制信號線 * HUPCL: 關(guān)閉時掛斷moden * CMSPAR: mark or space (stick) parity * CLOCAL: 忽略任何moden控制線 */ termios->c_cflag &= ~(HUPCL | CMSPAR); termios->c_cflag |= CLOCAL; /* 獲取用戶設(shè)置的串口波特率,并計算分頻數(shù)(串口波特率除數(shù)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; /* 設(shè)置數(shù)據(jù)字長 */ 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; } /* 是否要求設(shè)置兩個停止位(CSTOPB) */ if (termios->c_cflag & CSTOPB) ulcon |= S3C2410_LCON_STOPB; /* 是否使用奇偶檢驗 */ if (termios->c_cflag & PARENB) { if (termios->c_cflag & PARODD) /* 奇校驗 */ ulcon |= S3C2410_LCON_PODD; else /* 偶校驗 */ ulcon |= S3C2410_LCON_PEVEN; } else /* 無校驗 */ { ulcon |= S3C2410_LCON_PNONE; } if (port->fifosize > 1) ufcon |= S3C2410_UFCON_FIFOMODE | S3C2410_UFCON_RXTRIG8; spin_lock_irqsave(&port->lock, flags); /* 設(shè)置FIFO控制寄存器、線控制寄存器和波特率除數(shù)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的超時時限 */ uart_update_timeout(port, termios->c_cflag, baud); /* 設(shè)置我們感興趣的Rx error */ port->read_status_mask = S3C2410_UERSTAT_OVERRUN; if (termios->c_iflag & INPCK) port->read_status_mask |= S3C2410_UERSTAT_FRAME | S3C2410_UERSTAT_PARITY; /* 設(shè)置我們忽略的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; /* 若未設(shè)置CREAD(使用接收器),則忽略所有Rx error*/ if ((termios->c_cflag & CREAD) == 0) port->ignore_status_mask |= RXSTAT_DUMMY_READ; spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags); } /* 獲取串口類型 */ static const char *gprs_uart_type(struct uart_port *port) {/* 返回描述串口類型的字符串指針 */ return port->type == PORT_S3C2410 ? "gprs_uart:s3c2410_uart2" : NULL; } /* 申請串口一些必要的資源,如IO端口/IO內(nèi)存資源,必要時還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請求分配IO內(nèi)存,從開始port->mapbase,大小MAP_SIZE * port->mapbase保存當(dāng)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: %p\n", res); return -EBUSY; } return 0; } /* 釋放串口已申請的IO端口/IO內(nèi)存資源,必要時還需iounmap */ static void gprs_uart_release_port(struct uart_port *port) { /* 釋放已分配IO內(nèi)存 */ release_mem_region(port->mapbase, MAP_SIZE); } /* 執(zhí)行串口所需的自動配置 */ static void gprs_uart_config_port(struct uart_port *port, int flags) { int retval; /* 請求串口 */ retval = gprs_uart_request_port(port); /* 設(shè)置串口類型 */ 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; /* 設(shè)置串口波特率時鐘頻率 */ port->uartclk = clk_get_rate(clk_get(&platdev->dev, "pclk")); /* 設(shè)置串口的寄存器基地址(物理): 0x50008000 */ port->mapbase = S3C2410_PA_UART2; /* 設(shè)置當(dāng)前串口的寄存器基地址(虛擬): 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); /* 將I/O port H的gph6和gph7設(shè)置為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: %d\n", 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: %d\n", ret); return ret; } /* 將串口uart_port結(jié)構(gòu)體保存在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 %d\n",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 %d\n", 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 %d\n", 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");
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