linux驱动子系统--TTY

 

 

tty目录下的8250指的是intel的8250系列串口芯片驱动目录；8250系列包括8250,16450,16450A等。

 

 

【struct uart_port解析】

flag 串口属性标志，以下是解释

#define UPF_FOURPORT                       4端口串口卡，8250系列

#define UPF_SAK                                      当串口接收到break信号时终止在当前虚拟终端上运行的所有进程（包括X窗口）。这个组合键被称为“安全访问键“(SAK). 

#define UPF_SPD_MASK                        波特率掩码

#define UPF_SPD_HI                               当设置波特率的参数非法时，默认其为57600

#define UPF_SPD_VHI                             当设置波特率的参数非法时，默认其为115200

#define UPF_SPD_CUST                       当期望波特率为38400时，如果UPF_SPD_HI和UPF_SPD_VHI同时被指定，则波特率除数由port->custom_divisor指定，这个用不到

#define UPF_SPD_SHI                            当设置波特率的参数非法时，默认其为230400

#define UPF_SPD_WARP                       当设置波特率的参数非法时，默认其为460800

#define UPF_SKIP_TEST                        调过检测串口是否存在，当前只有8250系列驱动在用

#define UPF_AUTO_IRQ                         串口中断号由port->ops->config_port()自动探测

#define UPF_HARDPPS_CD                  支持硬件秒脉冲检测

#define UPF_LOW_LATENCY                串口接收到数据后是否立即传递到line discipline处理

#define UPF_BUGGY_UART                  古怪的串口？？？一般不用

#define UPF_NO_TXEN_TEST              不进行传输使能检测

#define UPF_MAGIC_MULTIPLIER       波特率除数计算时不通过uart_get_divisor（）来获得，而是直接指定

#define UPF_CONS_FLOW                    具有流控功能

#define UPF_SHARE_IRQ                      与其他设备共享中断号，未用到

#define UPF_EXAR_EFR                        串口为8250系列XR17D15x芯片，它的Extended Features Register位置和普通8250系列不一样

#define UPF_BUG_THRE                       8250系列串口，存在THRE的bug

#define UPF_FIXED_TYPE                     串口类型是固定的，否则由port->ops->config_port（）来探测

#define UPF_BOOT_AUTOCONF         是否在串口注册时自动配置（调用port->ops->config_port()）

#define UPF_FIXED_PORT                    串口类型属性注册后就不可以改变

#define UPF_DEAD                                  置位表示串口已通过uart_remove_one_port()移除，uart_add_one_port()时该位清除

#define UPF_IOREMAP                           串口访问资源需要进行IOREMAP操作

#define UPF_CHANGE_MASK              串口属性类型变更时flag标志需变更的比特位掩码

#define UPF_USR_MASK                      用户可以修改的比特位掩码

 

mctrl                              当前串口控制状态，主要由串口驱动核心在使用，他的标志位如下

TIOCM_LE         ？？？

TIOCM_DTR      终端设备已准备好

TIOCM_RTS      终端设备请求发送数据

TIOCM_ST        

TIOCM_SR       

TIOCM_CTS      允许终端设备发送数据过来

TIOCM_CAR / TIOCM_CD      线路上已检测到载波

TIOCM_RNG / TIOCM_RI     通知终端设备，modem已被呼叫

TIOCM_DSR      modem已准备好

TIOCM_OUT1 / TIOCM_OUT2       这个啥用？？？

TIOCM_LOOP    modem处于回环模式

 

timeout                         关断串口时等待数据发送完成的时间

type                               串口类型，serial_core.h中定义，比如PORT_ATMEL系列为49

ops                                实现硬件操作的驱动方法，写串口驱动大部分代码在此处

custom_divisor           计算波特率除数时如果指定的波特率非法则直接使用custom_divisor， 具体参见uart_get_divisor()

line                                串口序号，跟打印信息，设备号等相关

mapbase                     ioremap映射的地址参数，物理地址

membase                    ioremap之后的虚拟地址，所有对串口资源的访问都是用改地址，使用readw()/writew()

iobase                          直接IO指令访问时传递的地址参数，intel X86系列有此功能，但是ARM架构都是通过内存映射访问

serial_in                       传统的串口资源访问方法，调用serial_port_in()访问，驱动可以自己使用

serial_out                     传统的串口资源访问方法，调用serial_port_out()访问，驱动可以自己使用

set_termios                 设置串口的属性，现在只有8250系列芯片还在使用，该功能现在由struct uart_ops的set_termios实现

handle_irq                   串口中断处理函数，现在只有8250系列芯片还在使用，在该函数外面再包一层注册中断函数，多此一举，所以最好的方法是不用此方法。

pm                                8250系列芯片独享，其他驱动在struct uart_ops的pm方法里实现

irq                                  中断号，既可以指定，也可以动态探测得到，取决于系统架构

irqflags                         中断函数的标志位，注册中断时使用

uartclk                           串口输入时钟频率

fifosize                          fifo大小，一般串口都带有fifo吧。。

x_char                          保存需要发送的XON/XOFF字符时，一般上层调用port->ops->send_xchar，如果没提供该方法则调用port->ops->start_tx()，这样一来就基本上是在中断函数中查询是否需要发送XON/XOFF字符

regshift                        寄存器序号之间的地址偏移，一般设为4，但是这个用处不大

iotype                           串口资源的类别，有UPIO_PORT、UPIO_HUB6、UPIO_MEM、UPIO_MEM32、UPIO_AU、UPIO_TSI，  UPIO_PORT和UPIO_HUB6都是IO访问型，UPIO_MEM、UPIO_MEM32是需要内存映射的，后三个坑爹吧，应该也是内存映射的，为啥要独立出来？？？

unused1                     确实没用到，那么驱动可以用来干自己的小九九

read_status_mask        串口工作状态读取掩码，掩码外的状态不处理，因此显然这个成员是驱动用的

ignore_status_mask        uart_insert_char()读取数据时需要忽略哪些状态位

state                           指向struct uart_state，uart_state用于汇总上下层的数据结构

icount                         串口统计计数，驱动要用到的

cons                           当串口需要作为Printk系统打印控制台时用到

sysrq                          执行sysrq操作时的timeout时间，串口驱动核心自己使用，当前确定为5s，底层驱动不要赋值

dev                             设备驱动模型表示

hub6                          8250系列6端口串口卡，指定其端口序号

suspended              串口是否处于休眠状态，驱动别去碰他

irq_wake                  串口是否处于中断待唤醒状态，没怎么用

unused                     这个驱动可以用，但是不推荐

private_data             驱动特定的数据结构，貌似大家都没用

lock                            自旋锁，驱动和串口核心都用，注意互斥访问

struct uart_ops驱动操作方法：

tx_empty                  传输缓冲区是否为空

set_mctrl                 设置串口控制状态

get_mctrl                 获取串口控制状态

stop_tx                     停止传输数据

start_tx                     启动传输数据

send_xchar            发送XON/XOFF字符

stop_rx                    停止接收数据

enable_ms             允许modem状态中断

break_ctl                break信号控制

startup                    启动串口所需的软件资源，比如定时器、中断注册等

shutdown               关断串口，与startup相反

flush_buffer           清空传输缓冲区

set_termios           设置串口工作模式

set_ldisc                 进行线路规程相关设置

pm                            电源管理操作

set_wake               ？？？

type                          查询串口类别，返回字符串

release_port          释放串口注册的软件资源

request_port         申请串口使用的软件资源

config_port             端口配置

verify_port               验证用户层的设置是否正确

ioctl                         用户ioctl操作，一般底层驱动不需要实现了，因为uart层已经实现了大部分的命令

poll_put_char       以查询方式发送数据

poll_get_char       以查询方式接收数据

uart接口API

uart_add_one_port       

1、通过struct uart_state和struct tty_port挂接；

2、配置端口硬件port->ops->config_port、port->ops->set_mctrl；

3、向设备驱动核心注册；

uart_register_driver

1、创建并初始化struct uart_driver的上层代表struct tty_driver；

2、注册设备号（后续用户操作时根据设备号就能找到对应的驱动）；

3、链接到tty驱动的单链表中；

struct ktermios的标志位说明

struct ktermios {

          tcflag_t  c_iflag;                  /*input mode flags */

          tcflag_t c_oflag;                 /*output mode flags */

          tcflag_t c_cflag;                 /*control mode flags */

          tcflag_t c_lflag;                  /*local mode flags */

          cc_t    c_line;          /* line discipline */

          cc_t    c_cc[NCCS];           /* control characters */

          speed_t c_ispeed;     /* input speed */

          speed_t c_ospeed;    /* output speed */

}

c_iflag：输入模式标志，控制终端输入方式，具体参数如表1所示。

表1 c_iflag参数表

键   值	说   明
IGNBRK	忽略BREAK键输入
BRKINT	如果设置了IGNBRK，BREAK键输入将被忽略
IGNPAR	忽略奇偶校验错误
PARMRK	标识奇偶校验错误
INPCK	允许输入奇偶校验
ISTRIP	去除字符的第8个比特
INLCR	将输入的NL（换行）转换成CR（回车）
IGNCR	忽略输入的回车
ICRNL	将输入的回车转化成换行（如果IGNCR未设置的情况下）
IUCLC	将输入的大写字符转换成小写字符（非POSIX）
IXON	允许输入时对XON/XOFF流进行控制
IXANY	输入任何字符将重启停止的输出
IXOFF	允许输入时对XON/XOFF流进行控制
IMAXBEL	当输入队列满的时候开始响铃

c_oflag：输出模式标志，控制终端输出方式，具体参数如表2所示。

表2 c_oflag参数

键   值	说   明
OPOST	处理后输出
OLCUC	将输入的小写字符转换成大写字符（非POSIX）
ONLCR	将输入的NL（换行）转换成CR（回车）及NL（换行）
OCRNL	将输入的CR（回车）转换成NL（换行）
ONOCR	第一行不输出回车符
ONLRET	不输出回车符
OFILL	发送填充字符以延迟终端输出
OFDEL	以ASCII码的DEL作为填充字符，如果未设置该参数，填充字符为NUL
NLDLY	换行输出延时，可以取NL0（不延迟）或NL1（延迟0.1s）
CRDLY	回车延迟，取值范围为：CR0、CR1、CR2和 CR3
TABDLY	水平制表符输出延迟，取值范围为：TAB0、TAB1、TAB2和TAB3
BSDLY	空格输出延迟，可以取BS0或BS1
VTDLY	垂直制表符输出延迟，可以取VT0或VT1
FFDLY	换页延迟，可以取FF0或FF1

c_cflag：控制模式标志，指定终端硬件控制信息，具体参数如表3所示。

表3 c_cflag参数

键   值	说   明
CBAUD	波特率（4+1位）（非POSIX）
CBAUDEX	附加波特率（1位）（非POSIX）
CSIZE	字符长度，取值范围为CS5、CS6、CS7或CS8
CSTOPB	设置两个停止位
CREAD	使用接收器
PARENB	使能校验
PARODD	置1使用奇校验，置0使用偶校验
HUPCL	关闭设备时挂起
CLOCAL	忽略调制解调器线路状态
CRTSCTS	使用RTS/CTS流控制

CMSPAR

使用MARK/SPACE校验方式

c_lflag：本地模式标志，控制终端编辑功能，具体参数如表4所示。

表4 c_lflag参数

键   值	说   明
ISIG	当输入INTR、QUIT、SUSP或DSUSP时，产生相应的信号
ICANON	使用标准输入模式
XCASE	在ICANON和XCASE同时设置的情况下，终端只使用大写。
ECHO	显示输入字符
ECHOE	如果ICANON同时设置，ERASE将删除输入的字符
ECHOK	如果ICANON同时设置，KILL将删除当前行
ECHONL	如果ICANON同时设置，即使ECHO没有设置依然显示换行符
ECHOPRT	如果ECHO和ICANON同时设置，将删除打印出的字符（非POSIX）
TOSTOP	向后台输出发送SIGTTOU信号

c_cc[NCCS]：控制字符，用于保存终端驱动程序中的特殊字符，如输入结束符等。c_cc中定义了如表5所示的控制字符。

表5 c_cc支持的控制字符

宏	说   明	宏	说   明
VINTR	Interrupt字符	VEOL	附加的End-of-file字符
VQUIT	Quit字符	VTIME	非规范模式读取时的超时时间
VERASE	Erase字符	VSTOP	Stop字符
VKILL	Kill字符	VSTART	Start字符
VEOF	End-of-file字符	VSUSP	Suspend字符
VMIN	非规范模式读取时的最小字符数