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日志

[转载]基于Linux2.6.22和s3c2440的串口驱动简析---(2)

已有 822 次阅读2018-8-2 20:07 |系统分类:Linux| Linux, Serial, 串口, 驱动


上文说的是串口的platform部分，自然这次说的就是串口的tty部分。

现在就要追溯到上文s3c24xx_serial_modinit函数中的uart_register_driver(&s3c24xx_uart_drv)函数：

  1. static struct uart_driver s3c24xx_uart_drv = {
  2.     .owner        = THIS_MODULE,
  3.     .dev_name    = "s3c2410_serial",
  4.     .nr        = 3,
  5.     .cons        = S3C24XX_SERIAL_CONSOLE,
  6.     .driver_name    = S3C24XX_SERIAL_NAME,  //#define S3C24XX_SERIAL_NAME "ttySAC"
  7.     .major        = S3C24XX_SERIAL_MAJOR,   //#define S3C24XX_SERIAL_MAJOR 204
  8.     .minor        = S3C24XX_SERIAL_MINOR,   //#define S3C24XX_SERIAL_MINOR 64
  9. };


  1. int uart_register_driver(struct uart_driver *drv)
  2. {
  3.     struct tty_driver *normal = NULL;
  4.     int i, retval;

  6.     BUG_ON(drv->state);

  8.     /*
  9.      * Maybe we should be using a slab cache for this, especially if
  10.      * we have a large number of ports to handle.
  11.      */
  12.     drv->state = kzalloc(sizeof(struct uart_state) * drv->nr, GFP_KERNEL);
  13.     retval = -ENOMEM;
  14.     if (!drv->state)
  15.         goto out;

  17.     normal = alloc_tty_driver(drv->nr);  //分配tty_driver
  18.     if (!normal)
  19.         goto out;

  21.     drv->tty_driver = normal;

  23.     normal->owner        = drv->owner;  //将uart_driver中的相关信息赋值给tty_driver
  24.     normal->driver_name    = drv->driver_name;
  25.     normal->name        = drv->dev_name;
  26.     normal->major        = drv->major;
  27.     normal->minor_start    = drv->minor;
  28.     normal->type        = TTY_DRIVER_TYPE_SERIAL;
  29.     normal->subtype        = SERIAL_TYPE_NORMAL;
  30.     normal->init_termios    = tty_std_termios;  //给tty_driver设置默认的线路设置 tty_std_termios，并在后续进行赋值修改
  31.     normal->init_termios.c_cflag = B9600 | CS8 | CREAD | HUPCL | CLOCAL;
  32.     normal->init_termios.c_ispeed = normal->init_termios.c_ospeed = 9600;
  33.     normal->flags        = TTY_DRIVER_REAL_RAW | TTY_DRIVER_DYNAMIC_DEV;
  34.     normal->driver_state = drv;
  35.     tty_set_operations(normal, &uart_ops);  //给tty_driver设置默认的操作函数uart_ops,这是由内核为我们实现的一个tty_operations结构体实例。

  37.     /*
  38.      * Initialise the UART state(s).
  39.      */
  40.     for (i = 0; i < drv->nr; i++) {
  41.         struct uart_state *state = drv->state + i;

  43.         state->close_delay = 500;    /* .5 seconds */
  44.         state->closing_wait = 30000;    /* 30 seconds */

  46.         mutex_init(&state->mutex);
  47.     }

  49.     retval = tty_register_driver(normal);  //调用tty_register_driver
  50.  out:
  51.     if (retval < 0) {
  52.         put_tty_driver(normal);
  53.         kfree(drv->state);
  54.     }
  55.     return retval;
  56. }


那么我们就继续分析下tty_register_driver，整个函数的作用是分配字符设备，并进行初始化和注册。

  1. int tty_register_driver(struct tty_driver *driver)
  2. {
  3. 　　…… …… ……
  4.     /*driver->minor_start=*/
  5.     if (!driver->major) {

  7.         error = alloc_chrdev_region(&dev, driver->minor_start, driver->num,
  8.                         driver->name);  
  9.         if (!error) {
  10.             driver->major = MAJOR(dev);
  11.             driver->minor_start = MINOR(dev);
  12.         }
  13.     } else {
  14.         dev = MKDEV(driver->major, driver->minor_start);
  15.         error = register_chrdev_region(dev, driver->num, driver->name);
  16.     }
  17. 　　…… …… ……
  18.     cdev_init(&driver->cdev, &tty_fops);  //设备绑定了tty_fops这个file_operations结构体实例
  19.     driver->cdev.owner = driver->owner;
  20.     error = cdev_add(&driver->cdev, dev, driver->num);
  21. 　　…… …… ……
  22. }

这样，以后在用户层对串口设备进行读写等操作时，就会执行tty_fops中的相关函数，即：

  1. static const struct file_operations tty_fops = {
  2.     .llseek        = no_llseek,
  3.     .read        = tty_read,
  4.     .write        = tty_write,
  5.     .poll        = tty_poll,
  6.     .ioctl        = tty_ioctl,
  7.     .compat_ioctl    = tty_compat_ioctl,
  8.     .open        = tty_open,
  9.     .release    = tty_release,
  10.     .fasync        = tty_fasync,
  11. };


例如其中的tty_open函数：

  1. static int tty_open(struct inode * inode, struct file * filp)
  2. {
  3.     ………… ………… …………
  4.         retval = tty->driver->open(tty, filp);  //这个就是在调用tty_driver中的open函数，即uart_ops实例中的uart_open
  5.     ………… ………… …………
  6. }

uart_ops实例的定义如下：

  1. static const struct tty_operations uart_ops = {
  2.     .open        = uart_open,
  3.     .close        = uart_close,
  4.     .write        = uart_write,
  5.     .put_char    = uart_put_char,
  6.     .flush_chars    = uart_flush_chars,
  7.     .write_room    = uart_write_room,
  8.     .chars_in_buffer= uart_chars_in_buffer,
  9.     .flush_buffer    = uart_flush_buffer,
  10.     .ioctl        = uart_ioctl,
  11.     .throttle    = uart_throttle,
  12.     .unthrottle    = uart_unthrottle,
  13.     .send_xchar    = uart_send_xchar,
  14.     .set_termios    = uart_set_termios,
  15.     .stop        = uart_stop,
  16.     .start        = uart_start,
  17.     .hangup        = uart_hangup,
  18.     .break_ctl    = uart_break_ctl,
  19.     .wait_until_sent= uart_wait_until_sent,
  20. #ifdef CONFIG_PROC_FS
  21.     .read_proc    = uart_read_proc,
  22. #endif
  23.     .tiocmget    = uart_tiocmget,
  24.     .tiocmset    = uart_tiocmset,
  25. };


对uart_ops中的uart_oepn进行分析，发现如下调用关系：
  1. uart_open
  2.         uart_startup(state, 0);
  3.                 port->ops->startup(port); //uart_ops结构体中的startup函数 (通tty_operations的uart_ops实例不同)

而s3c2440的uart_ops结构体定义如下：
  1. static struct uart_ops s3c24xx_serial_ops = {
  2.     .pm        = s3c24xx_serial_pm,
  3.     .tx_empty    = s3c24xx_serial_tx_empty,
  4.     .get_mctrl    = s3c24xx_serial_get_mctrl,
  5.     .set_mctrl    = s3c24xx_serial_set_mctrl,
  6.     .stop_tx    = s3c24xx_serial_stop_tx,
  7.     .start_tx    = s3c24xx_serial_start_tx,
  8.     .stop_rx    = s3c24xx_serial_stop_rx,
  9.     .enable_ms    = s3c24xx_serial_enable_ms,
  10.     .break_ctl    = s3c24xx_serial_break_ctl,
  11.     .startup    = s3c24xx_serial_startup,
  12.     .shutdown    = s3c24xx_serial_shutdown,
  13.     .set_termios    = s3c24xx_serial_set_termios,
  14.     .type        = s3c24xx_serial_type,
  15.     .release_port    = s3c24xx_serial_release_port,
  16.     .request_port    = s3c24xx_serial_request_port,
  17.     .config_port    = s3c24xx_serial_config_port,
  18.     .verify_port    = s3c24xx_serial_verify_port,
  19. };

其被赋值于：
  1. static struct s3c24xx_uart_port s3c24xx_serial_ports[NR_PORTS] = {
  2.     [0] = {
  3.         .port = {
  4.             .lock        = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[0].port.lock),
  5.             .iotype        = UPIO_MEM,
  6.             .irq        = IRQ_S3CUART_RX0,
  7.             .uartclk    = 0,
  8.             .fifosize    = 16,
  9.             .ops        = &s3c24xx_serial_ops,  //见这里
  10.             .flags        = UPF_BOOT_AUTOCONF,
  11.             .line        = 0,
  12.         }
  13.     },
  14.     [1] = {
  15.         .port = {
  16.             .lock        = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[1].port.lock),
  17.             .iotype        = UPIO_MEM,
  18.             .irq        = IRQ_S3CUART_RX1,
  19.             .uartclk    = 0,
  20.             .fifosize    = 16,
  21.             .ops        = &s3c24xx_serial_ops,
  22.             .flags        = UPF_BOOT_AUTOCONF,
  23.             .line        = 1,
  24.         }
  25.     },
  26. #if NR_PORTS > 2

  28.     [2] = {
  29.         .port = {
  30.             .lock        = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[2].port.lock),
  31.             .iotype        = UPIO_MEM,
  32.             .irq        = IRQ_S3CUART_RX2,
  33.             .uartclk    = 0,
  34.             .fifosize    = 16,
  35.             .ops        = &s3c24xx_serial_ops,
  36.             .flags        = UPF_BOOT_AUTOCONF,
  37.             .line        = 2,
  38.         }
  39.     }
  40. #endif
  41. };

到这个时候，我们就需要分析下，在上文 基于Linux2.6.22和s3c2440的串口驱动简析---(1) 最后说到 s3c2440_serial_probe，那么这个函数的功能是什么呢？对其分析会发现如下的调用关系：

  1. s3c2410_serial_probe
  2.         s3c24xx_serial_probe(dev, &s3c2410_uart_inf);
  3.                 ourport = &s3c24xx_serial_ports[probe_index];  //此处引用了上面的s3c24xx_serial_ports
  4.                 s3c24xx_serial_init_port(ourport, info, dev); //完成硬件寄存器初始化
  5.                         s3c24xx_serial_resetport(port, cfg);
  6.                                 (info->reset_port)(port, cfg); ---> s3c2410_serial_resetport
  7.                 uart_add_one_port(&s3c24xx_uart_drv, &ourport->port);
  8.                         state = drv->state + port->line;  //将s3c24xx_serial_ports中的uart_port赋给了uart_driver中的uart_state->port
  9.                         state->port = port;
  10.                         uart_configure_port(drv, state, port);
  11.                                 port->ops->config_port(port, flags); //port->flags & UPF_BOOT_AUTOCONF
  12.                         tty_register_device(drv->tty_driver, port->line, port->dev);  //这个是关键， tty_register_device
  13.                                 device_create(tty_class, device, dev, name);
  14.                                         device_register(dev);
  15.                                                 device_add(dev);

tty部分总结：
    当用户对tty驱动所分配的设备节点进行系统调用时，tty_driver所拥有的tty_operations中的成员函数会被tty核心调用，之后串口核心层的uart_ops中的成员函数会被tty_operations中的成员函数再次调用。

    这样，由于内核已经将tty核心层和tty驱动层实现了，那么我们需要做的就是对具体的设备，实现串口核心层的uart_ops、uart_ports、uart_driver等结构体实例。


至此，tty_register_driver和tty_register_device都被调用了。整个过程还是比较繁琐的，不知道有没有写清楚~~

转载自http://blog.chinaunix.net/uid-27041925-id-3999817.html


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