Linux串口驱动(8250)的编写与调试

串口控制器都是大同小异,用3条地址线就可以完全对串口控制器进行控制。针对ST554芯片来说,控制寄存器主要有THR(发送保持寄存器),RHR(接收保持寄存器),IER(中断使能寄存器),FCR(缓冲控制寄存器),LCR(控制寄存器),LSR(状态寄存器),MCR(模式控制寄存器),MSR(模式状态寄存器),DLL,DLM和测试寄存器等。

代码演示为linux-2.6.18。一般情况下,我们只要修改结构体uart_8250_port的赋值和中断处理函数。在uart_8250_port中的uart_port结构是比较重要的,有些变量需要根据自己的需求进行修改,如下所示。

up->port.iobase = old_serial_port[i].port;


                 up->port.irq      = irq_canonicalize(old_serial_port[i].irq);
                 up->port.uartclk  = old_serial_port[i].baud_base * 16;
                 up->port.flags    = old_serial_port[i].flags;
                 up->port.hub6     = old_serial_port[i].hub6;
                 up->port.membase  = old_serial_port[i].iomem_base;
                 up->port.iotype   = old_serial_port[i].io_type;
                 up->port.regshift = old_serial_port[i].iomem_reg_shift;   

其中包括串口设备在虚拟地址中的地址映射起始地址,物理起始地址,中断号,始终频率等参数。注意如果需要申请多个同样的串口时,只要修改nr_uarts变量和UART_NR就可以了。

struct uart_8250_port {
         struct uart_port        port;
         struct timer_list       timer;          /* "no irq" timer */
         struct list_head        list;           /* ports on this IRQ */
         unsigned short          capabilities;   /* port capabilities */
         unsigned short          bugs;           /* port bugs */
         unsigned int            tx_loadsz;      /* transmit fifo load size */
         unsigned char           acr;
         unsigned char           ier;
         unsigned char           lcr;
         unsigned char           mcr;
         unsigned char           mcr_mask;       /* mask of user bits */
         unsigned char           mcr_force;      /* mask of forced bits */
         unsigned char           lsr_break_flag;
 
         /*
          * We provide a per-port pm hook.
          */
         void                    (*pm)(struct uart_port *port,
                                       unsigned int state, unsigned int old);

 };

串口中的驱动分两层,首先是基于控制台的驱动,即下面的SERIAL8250_CONSOLE,还有一个就是基于UART的驱动,也就是我们在实际使用串口时,使用的驱动代码,如串口的设置set_termios,读写stop_tx,start_tx,stop_rx等函数。

 static struct uart_ops serial8250_pops = {
         .tx_empty       = serial8250_tx_empty,
         .set_mctrl      = serial8250_set_mctrl,
         .get_mctrl      = serial8250_get_mctrl,
         .stop_tx        = serial8250_stop_tx,
         .start_tx       = serial8250_start_tx,
         .stop_rx        = serial8250_stop_rx,
         .enable_ms      = serial8250_enable_ms,
         .break_ctl      = serial8250_break_ctl,
         .startup        = serial8250_startup,
         .shutdown       = serial8250_shutdown,
         .set_termios    = serial8250_set_termios,
         .pm             = serial8250_pm,
         .type           = serial8250_type,
         .release_port   = serial8250_release_port,
         .request_port   = serial8250_request_port,
         .config_port    = serial8250_config_port,
         .verify_port    = serial8250_verify_port,
 };

 static struct uart_driver serial8250_reg = {
         .owner                  = THIS_MODULE,
         .driver_name            = "serial",
         .dev_name               = "ttyS",
         .major                  = TTY_MAJOR,
         .minor                  = 64,
         .nr                     = UART_NR,
         .cons                   = SERIAL8250_CONSOLE,
 };

在串口的操作中,除了一些初始化的操作外,最重要的就是串口的读和写了。串口的写有两种方式,一种是查询方式,另外一种是中断

方式,当上层发送写的请求时,串口驱动先检查(看LSR中TE和THE)是否符合串口的写,如果符合写的条件,开始写入串口控制器的FIFO,

写完一次等待发送中断,表示上一次的数据已经发送成功,可以继续送入发送的数据。

而在串口的读操作中,是通过中断方式实现,如果有数据接收到,串口控制器会发送接收中断,驱动在中断处理函数中接收到数据,返回上层。

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