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14.7实例：S3C2410 UART的驱动 14.7.1 S3C2410 串口硬件描述 S3C2410 内部具有 3 个独立的 UART 控制器，每个控制器都可以工作在 Interrupt （中断）模式或 DMA （直接内存访问）模式，也就是说 UART 控制器可以在 CPU 与 UART 控制器传送资料的时候产生中断或 DMA 请求。 S3C2410 集成的每个 UART 均具有 16 字节的 FIFO ，支持的最高波特率可达到 230.4Kbps 。 ULCONn （ UART Line Control Register ）寄存器用于 S3C2410 UART 的线路控制，用于设置模式、每帧的数据位数、停止位数及奇偶校验，如表 14.1 。 表 14.1 S3C2410 UART 的 ULCONn 寄存器 ULCONn 位 描述 保留 [7] 红外模式 [6] 0 ：正常模式 1 ：红外模式 奇偶校验 [5:3] 0xx ：无校验 100 ：奇校验 101 ：偶校验 ... 停止位 [2] 0 ： 1 个停止位 1 ： 2 个停止位 字长 [1:0] 00 ： 5 位 01 ： 6 位 10 ： 7 位 11 ： 8 位 UCONn （ UART Control Register ）寄存器用于从整体上控制 S3C2410 UART 的中断模式及工作模式（ DMA 、中断、轮询）等，如表 14.2 。 表 14.2 S3C2410 UART 的 UCONn 寄存器 UCONn 位 描述 时钟选择 [10] 为 UART 的波特率产生选择 PCLK 或 UCLK 时钟 Tx 中断 [9] 0 ：脉冲 1 ：电平 Rx 中断 [8] 0 ：脉冲 1 ：电平 Rx 超时使能 [7] 当 UART 被使能，使能 / 禁止 Rx 超时中断 0 ：禁止 1 ：使能 Rx 错误状态中断使能 [6] 使能接收异常中断（如 break 、帧错误、校验错、溢出等） loopback [5] 0 ：正常模式 1 ：回环 发送 break [4] 设置该位将造成 UART 在 1 帧的时间内发送 break ，当发送完 break 后，该位将自动被清除 发送模式 [3:2] 发送数据到 UART 的模式， 00 ：禁止 01 ：中断或轮询 10 ： DMA0 （仅针对 UART0 ）、 DMA3 （仅针对 UART3 ） 11 ： DMA1 （仅针对 UART1 ） 接收模式 [1:0] 从 UART 接收数据的模式， 00 ：禁止 01 ：中断或轮询 10 ： DMA0 （仅针对 UART0 ） UFCONn （ UART FIFO Conrtol Register ）寄存器用于 S3C2410 UART 的 FIFO 控制，用于控制 FIFO 中断的触发级别以及复位时是否清空 FIFO 中的内容，如表 14.3 。 表 14.3 S3C2410 UART 的 UFCONn 寄存器 UFCONn 位 描述 Tx FIFO 触发级别 [7:6] 决定发送 FIFO 的触发级别： 00 ：空 01 ： 4 字节 10 ： 8 字节 11 ： 12 字节 Rx FIFO 触发级别 [5:4] 决定接收 FIFO 的触发级别： 00 ： 4 字节 01 ： 8 字节 10 ： 12 字节 11 ： 16 字节 Tx FIFO 复位 [2] 复位 FIFO 后自动清除 FIFO 0 ：正常 1 ： Tx FIFO 复位 Rx FIFO 复位 [1] 复位 FIFO 后自动清除 FIFO 0 ：正常 1 ： Tx FIFO 复位 FIFO 使能 [0] 0 ：禁止 1 ：使能 代码清单 14.19 给出了 UFCONn 寄存器的位掩码和默认设置（使能 FIFO 、 Tx FIFO 为空时触发中断、 Rx FIFO 中包含 8 个字节时触发中断）。 代码清单 14.19 S3C2410 UART UFCONn 寄存器的位掩码和默认设置 1 #define S3C2410_UFCON_FIFOMODE (1<<0) 2 #define S3C2410_UFCON_TXTRIG0 (0<<6) 3 #define S3C2410_UFCON_RXTRIG8 (1<<4) 4 #define S3C2410_UFCON_RXTRIG12 (2<<4) 5 6 #define S3C2410_UFCON_RESETBOTH (3<<1) 7 #define S3C2410_UFCON_RESETTX (1<<2) 8 #define S3C2410_UFCON_RESETRX (1<<1) 9 10 #define S3C2410_UFCON_DEFAULT (S3C2410_UFCON_FIFOMODE | \ 11 S3C2410_UFCON_TXTRIG0 | \ 12 S3C2410_UFCON_RXTRIG8 ) UFSTATn （ UART FIFO Status Register ）寄存器用于表征 UART FIFO 的状态，如表 14.4 。 表 14.4 S3C2410 UART 的 UFSTATn 寄存器 UFSTATn 位 描述 保留 [15:10] Tx FIFO 满 [9] 当 Tx FIFO 满后，将自动被设置为 1 0 ： 0 字节 ≤ Tx FIFO 数据数 ≤ 15 1 ： Tx FIFO 数据数 = 15 Rx FIFO 满 [8] 当 Rx FIFO 满后，将自动被设置为 1 0 ： 0 字节 ≤ Rx FIFO 数据数 ≤ 15 1 ： Tx FIFO 数据数 = 15 Tx FIFO 数据数 [7:4]Rx FIFO数据数 [3:0]
由于UFSTATn寄存器中的Tx FIFO数据数和Rx FIFO数据数分别占据[7:4]和[3:0]位，因此定义S3C2410_UFSTAT_TXSHIFT和S3C2410_UFSTAT_RXSHIFT分别为4和0，代码清单14.20给出了UFSTATn寄存器的位掩码等信息。 代码清单14.20 S3C2410 UART UFSTATn寄存器的位掩码 1 #define S3C2410_UFSTAT_TXFULL (1<<9) 2 #define S3C2410_UFSTAT_RXFULL (1<<8) 3 #define S3C2410_UFSTAT_TXMASK (15<<4) 4 #define S3C2410_UFSTAT_TXSHIFT (4) 5 #define S3C2410_UFSTAT_RXMASK (15<<0) 6 #define S3C2410_UFSTAT_RXSHIFT (0) UTXHn（UART Transmit Buffer Register）和 URXHn（UART Receive Buffer Register）分别是UART发送和接收数据寄存器，这2个寄存器存放着发送和接收的数据。 UTRSTATn（UART TX/RX Status Register）寄存器反映了发送和接收的状态，通过这个寄存器，驱动程序可以判断URXHn中是否有数据接收到或UTXHn是否为空，这个寄存器主要在非FIFO模式时使用。 UMCONn（UART Modem Control Register）用于S3C2410 UART的modem控制，设置是否使用RTS流控，若采用流控，可选择自动流控（Auto Flow Control，AFC）或由软件控制RTS信号的“高”或“低”电平。 14.7.2 S3C2410串口驱动数据结构 S3C2410串口驱动中uart_driver结构体实例的定义如代码清单14.21，设备名为“s3c2410_serial”，驱动名为“ttySAC”。 代码清单14.21 S3C2410串口驱动uart_driver结构体 1 #define S3C24XX_SERIAL_NAME "ttySAC" 2 #define S3C24XX_SERIAL_DEVFS "tts/" 3 #define S3C24XX_SERIAL_MAJOR 204 4 #define S3C24XX_SERIAL_MINOR 64 5 6 static struct uart_driver s3c24xx_uart_drv = 7 { 8 .owner = THIS_MODULE, 9 .dev_name = "s3c2410_serial", 10 .nr = 3, 11 .cons = S3C24XX_SERIAL_CONSOLE, 12 .driver_name = S3C24XX_SERIAL_NAME, 13 .devfs_name = S3C24XX_SERIAL_DEVFS, 14 .major = S3C24XX_SERIAL_MAJOR, 15 .minor = S3C24XX_SERIAL_MINOR, 16 }; S3C2410 串口驱动中定义了结构体s3c24xx_uart_port，该结构体中封装了uart_port结构体及一些针对S3C2410 UART的附加信息，代码清单14.22给出了s3c24xx_uart_port结构体及其实例s3c24xx_serial_ports[]数组。 代码清单14.22 S3C2410串口驱动s3c24xx_uart_port结构体 1 struct s3c24xx_uart_port 2 { 3 unsigned char rx_claimed; 4 unsigned char tx_claimed; 5 6 struct s3c24xx_uart_info *info; 7 struct s3c24xx_uart_clksrc *clksrc; 8 struct clk *clk; 9 struct clk *baudclk; 10 struct uart_port port; 11 }; 12 13 static struct s3c24xx_uart_port s3c24xx_serial_ports[NR_PORTS] = { 14 [0] = { 15 .port = { 16 .lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED, 17 .iotype = UPIO_MEM, 18 .irq = IRQ_S3CUART_RX0, 19 .uartclk = 0, 20 .fifosize = 16, 21 .ops = &s3c24xx_serial_ops, 22 .flags = UPF_BOOT_AUTOCONF, 23 .line = 0,//端口索引：0 24 } 25 }, 26 [1] = { 27 .port = { 28 .lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED, 29 .iotype = UPIO_MEM, 30 .irq = IRQ_S3CUART_RX1, 31 .uartclk = 0, 32 .fifosize = 16, 33 .ops = &s3c24xx_serial_ops, 34 .flags = UPF_BOOT_AUTOCONF, 35 .line = 1, //端口索引：1 36 } 37 }, 38 #if NR_PORTS > 2 39 40 [2] = { 41 .port = { 42 .lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED, 43 .iotype = UPIO_MEM, 44 .irq = IRQ_S3CUART_RX2, 45 .uartclk = 0, 46 .fifosize = 16, 47 .ops = &s3c24xx_serial_ops, 48 .flags = UPF_BOOT_AUTOCONF, 49 .line = 2, //端口索引：2 50 } 51 } 52 #endif 53 }; S3C2410串口驱动中uart_ops结构体实例的定义如代码清单14.23，将一系列s3c24xx_serial_函数赋值给了uart_ops结构体的成员。 代码清单14.23 S3C2410串口驱动uart_ops结构体 1 static struct uart_ops s3c24xx_serial_ops = 2 { 3 .pm = s3c24xx_serial_pm, 4 .tx_empty = s3c24xx_serial_tx_empty,//发送缓冲区空 5 .get_mctrl = s3c24xx_serial_get_mctrl,//得到modem控制设置 6 .set_mctrl = s3c24xx_serial_set_mctrl, //设置modem控制（MCR） 7 .stop_tx = s3c24xx_serial_stop_tx, //停止接收字符 8 .start_tx = s3c24xx_serial_start_tx,//开始传输字符 9 .stop_rx = s3c24xx_serial_stop_rx, //停止接收字符 10 .enable_ms = s3c24xx_serial_enable_ms,// modem状态中断使能 11 .break_ctl = s3c24xx_serial_break_ctl,// 控制break信号的传输 12 .startup = s3c24xx_serial_startup,//启动端口 13 .shutdown = s3c24xx_serial_shutdown,// 禁用端口 14 .set_termios = s3c24xx_serial_set_termios,//改变端口参数 15 .type = s3c24xx_serial_type,//返回描述特定端口的常量字符串指针 16 .release_port = s3c24xx_serial_release_port,//释放端口占用的内存及IO资源 17 .request_port = s3c24xx_serial_request_port,//申请端口所需的内存和IO资源 18 .config_port = s3c24xx_serial_config_port,//执行端口所需的自动配置步骤 19 .verify_port = s3c24xx_serial_verify_port,//验证新的串行端口信息 20 }; set_mctrl()函数的原型为： void (*set_mctrl)(struct uart_port *port, u_int mctrl); 它将参数port所对应的调制解调器控制线的值设为参数mctrl的值。 get_mctrl()函数的原型为： unsigned int (*get_mctrl)(struct uart_port *port); 该函数返回调制解调器控制输入的现有状态，这些状态信息包括：TIOCM_CD（CD 信号状态）、TIOCM_CTS（CTS信号状态）、TIOCM_DSR（DSR信号状态）、TIOCM_RI（RI信号状态）等。如果信号被置为有效，则对应位将被置位。 端口启动函数startup()的原型为： int (*startup)(struct uart_port *port, struct uart_info *info); 该函数申请所有中断资源，初始化底层驱动状态，并开启端口为可接收数据的状态。 shutdown()函数完成与startup()函数的作用相反，其原型： void (*shutdown)(struct uart_port *port, struct uart_info *info); 这个函数禁用端口，释放所有的中断资源。 回过头来看s3c24xx_uart_port结构体，其中的s3c24xx_uart_info成员（代码清单14.22第6行）是一些针对S3C2410 UART的信息，其定义如代码清单14.24。 代码清单14.24 S3C2410串口驱动s3c24xx_uart_info结构体 1 static struct s3c24xx_uart_info s3c2410_uart_inf = 2 { 3 .name = "Samsung S3C2410 UART", 4 .type = PORT_S3C2410, 5 .fifosize = 16, 6 .rx_fifomask = S3C2410_UFSTAT_RXMASK, 7 .rx_fifoshift = S3C2410_UFSTAT_RXSHIFT, 8 .rx_fifofull = S3C2410_UFSTAT_RXFULL, 9 .tx_fifofull = S3C2410_UFSTAT_TXFULL, 10 .tx_fifomask = S3C2410_UFSTAT_TXMASK, 11 .tx_fifoshift = S3C2410_UFSTAT_TXSHIFT, 12 .get_clksrc = s3c2410_serial_getsource, 13 .set_clksrc = s3c2410_serial_setsource, 14 .reset_port = s3c2410_serial_resetport, 15 }; 在S3C2410串口驱动中，针对UART的设置（UCONn、ULCONn、UFCONn寄存器等）被封装到s3c2410_uartcfg结构体中，其定义如代码清单14.25。 代码清单14.25 S3C2410串口驱动s3c2410_uartcfg结构体 1 struct s3c2410_uartcfg 2 { 3 unsigned char hwport; /* 硬件端口号 */ 4 unsigned char unused; 5 unsigned short flags; 6 unsigned long uart_flags; /* 缺省的uart标志 */ 7 8 unsigned long ucon; /* 端口的ucon值 */ 9 unsigned long ulcon; /* 端口的ulcon值 */ 10 unsigned long ufcon; /* 端口的ufcon值 */ 11 12 struct s3c24xx_uart_clksrc *clocks; 13 unsigned int clocks_size; 14 }; 14.7.3 S3C2410串口驱动初始化与释放 在S3C2410 串口驱动的模块加载函数中会调用uart_register_driver()注册s3c24xx_uart_drv这个uart_driver，同时经过s3c2410_serial_init()→s3c24xx_serial_init()→platform_driver_register()的调用导致s3c24xx_serial_probe()被执行，而s3c24xx_serial_probe()函数中会调用 s3c24xx_serial_init_port()初始化UART端口并调用uart_add_one_port()添加端口，整个过程的对应代码如 清单14.26。 代码清单14.26 S3C2410串口驱动初始化过程 1 static int __init s3c24xx_serial_modinit(void) 2 { 3 int ret; 4 //注册uart_driver 5 ret = uart_register_driver(&s3c24xx_uart_drv); 6 if (ret < 0) { 7 printk(KERN_ERR "failed to register UART driver\n"); 8 return -1; 9 } 10 //初始化s3c2410的串口 11 s3c2410_serial_init(); 12 13 return 0; 14 } 15 16 static inline int s3c2410_serial_init(void) 17 { 18 return s3c24xx_serial_init(&s3c2410_serial_drv, &s3c2410_uart_inf); 19 } 20 21 static int s3c24xx_serial_init(struct platform_driver *drv, 22 struct s3c24xx_uart_info *info) 23 { 24 dbg("s3c24xx_serial_init(%p,%p)\n", drv, info); 25 return platform_driver_register(drv);//注册平台驱动 26 } 27 28 //平台驱动probe()函数 29 static int s3c24xx_serial_probe(struct platform_device *dev, 30 struct s3c24xx_uart_info *info) 31 { 32 struct s3c24xx_uart_port *ourport; 33 int ret; 34 35 dbg("s3c24xx_serial_probe(%p, %p) %d\n", dev, info, probe_index); 36 37 ourport = &s3c24xx_serial_ports[probe_index]; 38 probe_index++; 39 40 dbg("%s: initialising port %p...\n", __FUNCTION__, ourport); 41 //初始化uart端口 42 ret = s3c24xx_serial_init_port(ourport, info, dev); 43 if (ret < 0) 44 goto probe_err; 45 46 dbg("%s: adding port\n", __FUNCTION__); 47 //添加uart_port 48 uart_add_one_port(&s3c24xx_uart_drv, &ourport->port); 49 platform_set_drvdata(dev, &ourport->port); 50 51 return 0; 52 53 probe_err: 54 return ret; 55 } 56 //42行调用的s3c24xx_serial_init_port()函数 57 static int s3c24xx_serial_init_port(struct s3c24xx_uart_port *ourport, 58 struct s3c24xx_uart_info *info, 59 struct platform_device *platdev) 60 { 61 struct uart_port *port = &ourport->port; 62 struct s3c2410_uartcfg *cfg; 63 struct resource *res; 64 65 dbg("s3c24xx_serial_init_port: port=%p, platdev=%p\n", port, platdev); 66 67 if (platdev == NULL) 68 return -ENODEV; 69 70 cfg = s3c24xx_dev_to_cfg(&platdev->dev); 71 72 if (port->mapbase != 0) 73 return 0; 74 75 if (cfg->hwport > 3) 76 return -EINVAL; 77 78 /* 为端口设置info成员 */ 79 port->dev = &platdev->dev; 80 ourport->info = info; 81 82 /* 初始化fifosize */ 83 ourport->port.fifosize = info->fifosize; 84 85 dbg("s3c24xx_serial_init_port: %p (hw %d)...\n", port, cfg->hwport); 86 87 port->uartclk = 1; 88 /* 如果使用流控 */ 89 if (cfg->uart_flags & UPF_CONS_FLOW) { 90 dbg("s3c24xx_serial_init_port: enabling flow control\n"); 91 port->flags |= UPF_CONS_FLOW; 92 } 93 94 /* 利用平台资源中记录的信息初始化uart端口的基地址、中断号 */ 95 res = platform_get_resource(platdev, IORESOURCE_MEM, 0); 96 if (res == NULL) { 97 printk(KERN_ERR "failed to find memory resource for uart\n"); 98 return -EINVAL; 99 } 100 101 dbg("resource %p (%lx..%lx)\n", res, res->start, res->end); 102 103 port->mapbase = res->start; 104 port->membase = S3C24XX_VA_UART+(res->start - S3C24XX_PA_UART); 105 port->irq = platform_get_irq(platdev, 0); 106 107 ourport->clk = clk_get(&platdev->dev, "uart"); 108 109 dbg("port: map=%08x, mem=%08x, irq=%d, clock=%ld\n", 110 port->mapbase, port->membase, port->irq, port->uartclk); 111 112 /* 复位fifo并设置uart */ 113 s3c24xx_serial_resetport(port, cfg); 114 return 0; 115 } 116 //113行调用的s3c24xx_serial_resetport()函数 117 static inline int s3c24xx_serial_resetport(struct uart_port * port, 118 struct s3c2410_uartcfg *cfg) 119 { 120 struct s3c24xx_uart_info *info = s3c24xx_port_to_info(port); 121 122 return (info->reset_port)(port, cfg); 123 } 124 //122行调用的info->reset_port()函数 125 static int s3c2410_serial_resetport(struct uart_port *port, 126 struct s3c2410_uartcfg *cfg) 127 { 128 dbg("s3c2410_serial_resetport: port=%p (%08lx), cfg=%p\n", 129 port, port->mapbase, cfg); 130 131 wr_regl(port, S3C2410_UCON, cfg->ucon); 132 wr_regl(port, S3C2410_ULCON, cfg->ulcon); 133 134 /* 复位2个fifo */ 135 wr_regl(port, S3C2410_UFCON, cfg->ufcon | S3C2410_UFCON_RESETBOTH); 136 wr_regl(port, S3C2410_UFCON, cfg->ufcon); 137 138 return 0; 139 } 在S3C2410串口驱动模块被卸载时，它会最终调用uart_remove_one_port()释放uart_port并调用uart_unregister_driver()注销uart_driver，如代码清单14.27所示。 代码清单14.27 S3C2410串口驱动释放过程 1 static void __exit s3c24xx_serial_modexit(void) 2 { 3 s3c2410_serial_exit(); 4 //注销uart_driver 5 uart_unregister_driver(&s3c24xx_uart_drv); 6 } 7 8 static inline void s3c2410_serial_exit(void) 9 { 10 //注销平台驱动 11 platform_driver_unregister(&s3c2410_serial_drv); 12 } 13 14 static int s3c24xx_serial_remove(struct platform_device *dev) 15 { 16 struct uart_port *port = s3c24xx_dev_to_port(&dev->dev); 17 18 //移除uart端口 19 if (port) 20 uart_remove_one_port(&s3c24xx_uart_drv, port); 21 22 return 0; 23 } 上述代码中对S3C24xx_serial_remove()的调用发生在platform_driver_unregister()之后，由于S3C2410的UART是集成于SoC芯片内部的一个独立的硬件单元，因此也被作为1个平台设备而定义。 14.7.4 S3C2410串口数据收发 S3C2410串口驱动uart_ops结构体的startup ()成员函数s3c24xx_serial_startup()用于启动端口，申请端口的发送、接收中断，使能端口的发送和接收，其实现如代码清单14.28。 代码清单14.28 S3C2410串口驱动startup ()函数 1 static int s3c24xx_serial_startup(struct uart_port *port) 2 { 3 struct s3c24xx_uart_port *ourport = to_ourport(port); 4 int ret; 5 6 dbg("s3c24xx_serial_startup: port=%p (%08lx,%p)\n", 7 port->mapbase, port->membase); 8 9 rx_enabled(port) = 1;//置接收使能状态为1 10 //申请接收中断 11 ret = request_irq(RX_IRQ(port), 12 s3c24xx_serial_rx_chars, 0, 13 s3c24xx_serial_portname(port), ourport); 14 15 if (ret != 0) { 16 printk(KERN_ERR "cannot get irq %d\n", RX_IRQ(port)); 17 return ret; 18 } 19 20 ourport->rx_claimed = 1; 21 22 dbg("requesting tx irq...\n"); 23 24 tx_enabled(port) = 1;//置发送使能状态为1 25 //申请发送中断 26 ret = request_irq(TX_IRQ(port), 27 s3c24xx_serial_tx_chars, 0, 28 s3c24xx_serial_portname(port), ourport); 29 30 if (ret) { 31 printk(KERN_ERR "cannot get irq %d\n", TX_IRQ(port)); 32 goto err; 33 } 34 35 ourport->tx_claimed = 1; 36 37 dbg("s3c24xx_serial_startup ok\n"); 38 39 /* 端口复位代码应该已经为端口控制设置了正确的寄存器 */ 40 41 return ret; 42 43 err: 44 s3c24xx_serial_shutdown(port); 45 return ret; 46 } s3c24xx_serial_startup()的“反函数”为s3c24xx_serial_shutdown()，其释放中断，禁止发送和接收，实现如代码清单14.29。 代码清单14.29 S3C2410串口驱动shutdown ()函数 1 static void s3c24xx_serial_shutdown(struct uart_port *port) 2 { 3 struct s3c24xx_uart_port *ourport = to_ourport(port); 4 5 if (ourport->tx_claimed) { 6 free_irq(TX_IRQ(port), ourport); 7 tx_enabled(port) = 0; //置发送使能状态为0 8 ourport->tx_claimed = 0; 9 } 10 11 if (ourport->rx_claimed) { 12 free_irq(RX_IRQ(port), ourport); 13 ourport->rx_claimed = 0; 14 rx_enabled(port) = 0; //置接收使能状态为1 15 } 16 } S3C2410 串口驱动uart_ops结构体的tx_empty()成员函数s3c24xx_serial_tx_empty()用于判断发送缓冲区是否为空，其实现 如代码清单14.30，当使能FIFO模式的时候，判断UFSTATn寄存器，否则判断UTRSTATn寄存器的相应位。 代码清单14.30 S3C2410串口驱动tx_empty()函数 1 /* 检查发送缓冲区/FIFO是否为空 */ 2 static unsigned int s3c24xx_serial_tx_empty(struct uart_port *port) 3 { 4 //fifo模式，检查UFSTATn寄存器 5 struct s3c24xx_uart_info *info = s3c24xx_port_to_info(port); 6 unsigned long ufstat = rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT); 7 unsigned long ufcon = rd_regl(port, S3C2410_UFCON); 8 9 if (ufcon &S3C2410_UFCON_FIFOMODE) 10 { 11 if ((ufstat &info->tx_fifomask) != 0 || //Tx fifo数据数非0 12 (ufstat &info->tx_fifofull)) // Tx fifo满 13 return 0; //0：非空 14 15 return 1; //1：空 16 } 17 18 return s3c24xx_serial_txempty_nofifo(port); 19 } 20 21 static int s3c24xx_serial_txempty_nofifo(struct uart_port *port) 22 { 23 //非fifo模式，检查UTRSTATn寄存器 24 return (rd_regl(port, S3C2410_UTRSTAT) &S3C2410_UTRSTAT_TXE); 25 } S3C2410 串口驱动uart_ops结构体的start_tx ()成员函数s3c24xx_serial_start_tx()用于启动发送，而stop_rx()成员函数s3c24xx_serial_stop_rx()用于停止发送，代码清单14.31给出了这2个函数的实现。 代码清单14.31 S3C2410串口驱动start_tx ()、stop_rx()函数 1 static void s3c24xx_serial_start_tx(struct uart_port *port) 2 { 3 if (!tx_enabled(port)) {//如果端口发送未使能 4 if (port->flags & UPF_CONS_FLOW) 5 s3c24xx_serial_rx_disable(port); 6 7 enable_irq(TX_IRQ(port));//使能发送中断 8 tx_enabled(port) = 1;//置端口发送使能状态为1 9 } 10 } 11 12 static void s3c24xx_serial_stop_tx(struct uart_port *port) 13 { 14 if (tx_enabled(port)) {//如果端口发送已使能 15 disable_irq(TX_IRQ(port));//禁止发送中断 16 tx_enabled(port) = 0;//置端口发送使能状态为0 17 if (port->flags & UPF_CONS_FLOW) 18 s3c24xx_serial_rx_enable(port); 19 } 20 } S3C2410 串口驱动uart_ops结构体的stop_rx ()成员函数s3c24xx_serial_stop_rx ()用于停止接收，代码清单14.32给出了这个函数的实现。注意uart_ops中没有start_rx()成员，因为接收并不是由“我方”启动，而是 由“它方”的发送触发“我方”的接收中断，“我方”再被动响应。 代码清单14.32 S3C2410串口驱动stop_rx ()函数 1 static void s3c24xx_serial_stop_rx(struct uart_port *port) 2 { 3 if (rx_enabled(port)) {//如果接收为使能 4 dbg("s3c24xx_serial_stop_rx: port=%p\n", port); 5 disable_irq(RX_IRQ(port));//禁止接收中断 6 rx_enabled(port) = 0;//置接收使能状态为0 7 } 8 } 在S3C2410 串口驱动中，与数据收发关系最密切的函数不是上述uart_ops成员函数，而是s3c24xx_serial_startup()为发送和接收中断注册 的中断处理函数s3c24xx_serial_rx_chars()和s3c24xx_serial_tx_chars()。s3c24xx_serial_rx_chars ()读取URXHn寄存器以获得接收到的字符，并调用uart_insert_char()将该字符添加了tty设备的flip缓冲区中，当接收到64个 字符或者不再能接受到字符后，调用tty_flip_buffer_push()函数向上层“推”tty设备的flip缓冲，其实现如代码清单 14.33。 代码清单14.33 S3C2410串口驱动接收中断处理函数 1 static irqreturn_t s3c24xx_serial_rx_chars(int irq, void *dev_id, struct 2 pt_regs *regs) 3 { 4 struct s3c24xx_uart_port *ourport = dev_id; 5 struct uart_port *port = &ourport->port; //获得uart_port 6 struct tty_struct *tty = port->info->tty; //获得tty_struct 7 unsigned int ufcon, ch, flag, ufstat, uerstat; 8 int max_count = 64; 9 10 while (max_count-- > 0) 11 { 12 ufcon = rd_regl(port, S3C2410_UFCON); 13 ufstat = rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT); 14 //如果接收到0个字符 15 if (s3c24xx_serial_rx_fifocnt(ourport, ufstat) == 0) 16 break; 17 18 uerstat = rd_regl(port, S3C2410_UERSTAT); 19 ch = rd_regb(port, S3C2410_URXH); //读出字符 20 21 if (port->flags &UPF_CONS_FLOW) 22 { 23 int txe = s3c24xx_serial_txempty_nofifo(port); 24 25 if (rx_enabled(port)) //如果端口为使能接收状态 26 { 27 if (!txe) //如果发送缓冲区为空 28 { 29 rx_enabled(port) = 0; //置端口为使能接收状态为0 30 continue; 31 } 32 } 33 else //端口为禁止接收状态 34 { 35 if (txe) //如果发送缓冲区非空 36 { 37 ufcon |= S3C2410_UFCON_RESETRX; 38 wr_regl(port, S3C2410_UFCON, ufcon); 39 rx_enabled(port) = 1;//置端口为使能接收状态为1 40 goto out; 41 } 42 continue; 43 } 44 } 45 46 /* 将接收到的字符写入buffer */ 47 flag = TTY_NORMAL; 48 port->icount.rx++; 49 50 if (unlikely(uerstat &S3C2410_UERSTAT_ANY)) 51 { 52 dbg("rxerr: port ch=0x%02x, rxs=0x%08x\n", ch, uerstat); 53 54 if (uerstat &S3C2410_UERSTAT_BREAK) 55 { 56 dbg("break!\n"); 57 port->icount.brk++; 58 if (uart_handle_break(port)) 59 goto ignore_char; 60 } 61 62 if (uerstat &S3C2410_UERSTAT_FRAME) 63 port->icount.frame++; 64 if (uerstat &S3C2410_UERSTAT_OVERRUN) 65 port->icount.overrun++; 66 67 uerstat &= port->read_status_mask; 68 69 if (uerstat &S3C2410_UERSTAT_BREAK) 70 flag = TTY_BREAK; 71 else if (uerstat &S3C2410_UERSTAT_PARITY) 72 flag = TTY_PARITY; 73 else if (uerstat &(S3C2410_UERSTAT_FRAME | S3C2410_UERSTAT_OVERRUN)) 74 flag = TTY_FRAME; 75 } 76 77 if (uart_handle_sysrq_char(port, ch, regs)) //处理sysrq字符 78 goto ignore_char; 79 //插入字符到tty设备的flip 缓冲 80 uart_insert_char(port, uerstat, S3C2410_UERSTAT_OVERRUN, ch, flag); 81 82 ignore_char: continue; 83 } 84 tty_flip_buffer_push(tty); //刷新tty设备的flip 缓冲 85 86 out: return IRQ_HANDLED; 87 } 上述代码第80行的uart_insert_char()函数是串口核心层对tty_insert_flip_char()的封装，它作为内联函数被定义于serial_core.h文件中。 如代码清单14.34，s3c24xx_serial_tx_chars()读取uart_info中环形缓冲区中的字符，写入调用UTXHn寄存器。 代码清单14.34 S3C2410串口驱动发送中断处理函数 1 static irqreturn_t s3c24xx_serial_tx_chars(int irq, void *id, struct pt_regs 2 *regs) 3 { 4 struct s3c24xx_uart_port *ourport = id; 5 struct uart_port *port = &ourport->port; 6 struct circ_buf *xmit = &port->info->xmit; //得到环形缓冲区 7 int count = 256; //最多1次发256个字符 8 9 if (port->x_char) //如果定义了xchar，发送 10 { 11 wr_regb(port, S3C2410_UTXH, port->x_char); 12 port->icount.tx++; 13 port->x_char = 0; 14 goto out; 15 } 16 17 /* 如果没有更多的字符需要发送，或者uart Tx停止，则停止uart并退出 */ 18 if (uart_circ_empty(xmit) || uart_tx_stopped(port)) 19 { 20 s3c24xx_serial_stop_tx(port); 21 goto out; 22 } 23 24 /* 尝试把环行buffer中的数据发空 */ 25 while (!uart_circ_empty(xmit) && count-- > 0) 26 { 27 if (rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT) &ourport->info->tx_fifofull) 28 break; 29 30 wr_regb(port, S3C2410_UTXH, xmit->buf[xmit->tail]); 31 xmit->tail = (xmit->tail + 1) &(UART_XMIT_SIZE - 1); 32 port->icount.tx++; 33 } 34 /* 如果环形缓冲区中剩余的字符少于WAKEUP_CHARS，唤醒上层 */ 35 if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS) 36 uart_write_wakeup(port); 37 38 if (uart_circ_empty(xmit)) //如果发送环形buffer为空 39 s3c24xx_serial_stop_tx(port); //停止发送 40 41 out: return IRQ_HANDLED; 42 } 上述代码第35行的宏WAKEUP_CHARS的含义为：当发送环形缓冲区中的字符数小于该数时，驱动将请求上层向下传递更多的数据，uart_write_wakeup()完成此目的。 uart_circ_chars_pending()、uart_circ_empty()是定义于serial_core.h中的宏，分别返回环形缓冲区剩余的字符数以及判断缓冲区是否为空。 14.7.5 S3C2410串口线路设置 S3C2410 串口驱动uart_ops结构体的set_termios()成员函数用于改变端口的参数设置，包括波特率、字长、停止位、奇偶校验等，它会根据传递给它 的port、termios参数成员的值设置S3C2410 UART的ULCONn、UCONn、UMCONn等寄存器，其实现如代码清单14.35。 代码清单14.35 S3C2410串口驱动set_termios()函数 1 static void s3c24xx_serial_set_termios(struct uart_port *port, 2 struct termios *termios, 3 struct termios *old) 4 { 5 struct s3c2410_uartcfg *cfg = s3c24xx_port_to_cfg(port); 6 struct s3c24xx_uart_port *ourport = to_ourport(port); 7 struct s3c24xx_uart_clksrc *clksrc = NULL; 8 struct clk *clk = NULL; 9 unsigned long flags; 10 unsigned int baud, quot; 11 unsigned int ulcon; 12 unsigned int umcon; 13 14 /* 不支持modem控制信号线 */ 15 termios->c_cflag &= ~(HUPCL | CMSPAR); 16 termios->c_cflag |= CLOCAL; 17 18 /* 请求内核计算分频以便产生对应的波特率 */ 19 baud = uart_get_baud_rate(port, termios, old, 0, 115200*8); 20 21 if (baud == 38400 && (port->flags & UPF_SPD_MASK) == UPF_SPD_CUST) 22 quot = port->custom_divisor; 23 else 24 quot = s3c24xx_serial_getclk(port, &clksrc, &clk, baud); 25 26 /* 检查以确定是否需要改变时钟源 */ 27 if (ourport->clksrc != clksrc || ourport->baudclk != clk) { 28 s3c24xx_serial_setsource(port, clksrc); 29 30 if (ourport->baudclk != NULL && !IS_ERR(ourport->baudclk)) { 31 clk_disable(ourport->baudclk); 32 ourport->baudclk = NULL; 33 } 34 35 clk_enable(clk); 36 37 ourport->clksrc = clksrc; 38 ourport->baudclk = clk; 39 } 40 41 /* 设置字长 */ 42 switch (termios->c_cflag & CSIZE) { 43 case CS5: 44 dbg("config: 5bits/char\n"); 45 ulcon = S3C2410_LCON_CS5; 46 break; 47 case CS6: 48 dbg("config: 6bits/char\n"); 49 ulcon = S3C2410_LCON_CS6; 50 break; 51 case CS7: 52 dbg("config: 7bits/char\n"); 53 ulcon = S3C2410_LCON_CS7; 54 break; 55 case CS8: 56 default: 57 dbg("config: 8bits/char\n"); 58 ulcon = S3C2410_LCON_CS8; 59 break; 60 } 61 62 /* 保留以前的lcon IR设置 */ 63 ulcon |= (cfg->ulcon & S3C2410_LCON_IRM); 64 65 if (termios->c_cflag & CSTOPB) 66 ulcon |= S3C2410_LCON_STOPB; 67 /* 设置是否采用RTS、CTS自动流空 */ 68 umcon = (termios->c_cflag & CRTSCTS) ? S3C2410_UMCOM_AFC : 0; 69 70 if (termios->c_cflag & PARENB) { 71 if (termios->c_cflag & PARODD) 72 ulcon |= S3C2410_LCON_PODD;//计校验 73 else 74 ulcon |= S3C2410_LCON_PEVEN;//偶校验 75 } else { 76 ulcon |= S3C2410_LCON_PNONE;//无校验 77 } 78 79 spin_lock_irqsave(&port->lock, flags); 80 81 dbg("setting ulcon to %08x, brddiv to %d\n", ulcon, quot); 82 83 wr_regl(port, S3C2410_ULCON, ulcon); 84 wr_regl(port, S3C2410_UBRDIV, quot); 85 wr_regl(port, S3C2410_UMCON, umcon); 86 87 dbg("uart: ulcon = 0x%08x, ucon = 0x%08x, ufcon = 0x%08x\n", 88 rd_regl(port, S3C2410_ULCON), 89 rd_regl(port, S3C2410_UCON), 90 rd_regl(port, S3C2410_UFCON)); 91 92 /* 更新端口的超时 */ 93 uart_update_timeout(port, termios->c_cflag, baud); 94 95 /* 我们对什么字符状态状态标志感兴趣？*/ 96 port->read_status_mask = S3C2410_UERSTAT_OVERRUN; 97 if (termios->c_iflag & INPCK) 98 port->read_status_mask |= S3C2410_UERSTAT_FRAME | S3C2410_UERSTAT_PARITY; 99 100 /* 我们要忽略什么字符状态标志？*/ 101 port->ignore_status_mask = 0; 102 if (termios->c_iflag & IGNPAR) 103 port->ignore_status_mask |= S3C2410_UERSTAT_OVERRUN; 104 if (termios->c_iflag & IGNBRK && termios->c_iflag & IGNPAR) 105 port->ignore_status_mask |= S3C2410_UERSTAT_FRAME; 106 107 /* 如果CREAD未设置，忽略所用字符 */ 108 if ((termios->c_cflag & CREAD) == 0) 109 port->ignore_status_mask |= RXSTAT_DUMMY_READ; 110 111 spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags); 112 } 由于S3C2410集成UART并不包含完整的Modem控制信号线，因此其uart_ops结构体的get_mctrl()、set_mctrl()成员 函数的实现非常简单，如代码清单14.36，get_mctrl()返回DSR一直有效，而CTS则根据UMSTATn寄存器的内容获得， set_mctrl()目前为空。 代码清单14.36 S3C2410串口驱动get_mctrl()和set_mctrl()函数 1 static unsigned int s3c24xx_serial_get_mctrl(struct uart_port *port) 2 { 3 unsigned int umstat = rd_regb(port,S3C2410_UMSTAT); 4 5 if (umstat & S3C2410_UMSTAT_CTS)//CTS信号有效（低电平） 6 return TIOCM_CAR | TIOCM_DSR | TIOCM_CTS; 7 else 8 return TIOCM_CAR | TIOCM_DSR; 9 } 10 11 static void s3c24xx_serial_set_mctrl(struct uart_port *port, unsigned int mctrl) 12 { 13 /* todo：可能移除AFC，并手工进行CTS */ 14 } 14.8总结 TTY设备驱动的主体工作围绕tty_driver这个结构体的成员函数展开，主要应实现其中的数据发送和接收流程以及tty设备线路设置接口函数。 针对串口，内核实现了串口核心层，这个层实现了串口设备通用的tty_driver。因此，串口设备驱动的主体工作从tty_driver转移到了uart_driver。
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