Linux串口驱动编程.doc

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1、Linux串口（serial、uart）驱动程序设计目录Linux串口（serial、uart）驱动程序设计2一、核心数据结构2二、串口驱动API6三、串口驱动例子9linux UART 串口驱动开发文档27概念阐述27一、老版本的串口驱动程序28二、目前的串口驱动程序29三、3个数据结构及其串口核心层API311、uart_driver312、uart_port323、uart_ops33四、uart_ops37五、注册串口终端40六、支持platform_driver43七、串口接收数据和发送数据流程451. 相关文件452. 数据收发47基于Linux2.6.22和s3c2440的串口驱

2、动简析-(1) 2013-11-21 15:56:3248基于Linux2.6.22和s3c2440的串口驱动简析-(2) 2013-11-21 15:58:4956Linux串口（serial、uart）驱动程序设计 分类： LINUX原文地址：Linux串口（serial、uart）驱动程序设计 作者：lingdxuyan 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 u

3、art_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 c

4、onsole,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 spinloc

5、k_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

6、*/ 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 U

7、ART */ #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

8、 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)

9、#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_

10、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_D

11、EAD (_force upf_t) (1 30) #define UPF_IOREMAP (_force upf_t) (1 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_ACTIV

12、E (_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

13、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 (*sto

14、p_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_por

15、t *, 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 *,

16、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 *

17、); /* 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：

18、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

19、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

20、 /* 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

21、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

22、 * 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：

23、 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

24、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

25、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:

26、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

27、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 re

28、source *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，platf

29、orm_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

30、 *, 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.kogprs_init_module()uart

31、_register_driver()gprs_uart_probe() uart_add_one_port()gprs_uart_config_port()gprs_uart_request_port()request_mem_region()rmmod gprs_uart.kogprs_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/g

32、prs_uartgprs_uart_startup()request_irq()close /dev/gprs_uartgprs_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测试程序源码下载地址： #include #include #include /* printk() */ #include /* kmalloc() */ #include

33、/* everything. */ #include /* error codes */ #include /* size_t */ #include /* O_ACCMODE */ #include /* cli(), *_flags */ #include /* copy_*_user */ #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #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 */