Linux设备驱动之UART驱动结构

Linux设备驱动之UART驱动结构

一、对于串口驱动Linux系统中UART驱动属于终端设备驱动，应该说是实现串口驱动和终端驱动来实现串口终端设备的驱动。要了解串口终端的驱动在Linux系统的结构就先要了解终端设备驱动在Linux系统中的结构体系，一方面自己了解的不够，另一发面关于终端设备的体系结构网上有很多很好很详细的资料参考，这里我主要是鉴于终端设备体系的复杂性，我大概总结一下自己了解到的一些方面和一个整体的框架。

二、终端设备的结构

 Linux内核中 tty的层次结构图所示，包含tty核心、tty线路规程和tty驱动。tty核心是对整个tty设备的抽象，对用户提供统一的接口，tty线路规程是对传输数据的格式化，tty驱动则是面向tty设备的驱动，这是对设备的驱动，应该要我们来实现的，但是后面我们可以看到，对于串口驱动Linux还要进行抽象把共性提取出来封装，使得整个驱动层次化简单化。使得驱动的修改只要设计设备硬件的差异来，但是这样使得设备驱动的结构体系比较复杂，过程层次太多，难于理解。

tty设备发送数据的流程为：tty核心从一个用户获取将要发送给一个 tty设备的数据，tty核心将数据传递给tty线路规程驱动，接着数据被传递到tty驱动，tty驱动将数据转换为可以发送给硬件的格式。

接收数据的流程为： 从tty硬件接收到的数据向上交给tty驱动，进入tty线路规程驱动，再进入 tty 核心，在这里它被一个用户获取。尽管大多数时候tty核心和tty之间的数据传输会经历tty线路规程的转换，但是tty驱动与tty核心之间也可以直接传输数据。

三、tty设备驱动结构

图显示了与tty相关的主要源文件及数据的流向。tty_io.c定义了tty 设备通用的file_operations结构体并实现了接口函数tty_register_driver()用于注册tty设备，它会利fs/char_dev.c提供的接口函数注册字符设备，与具体设备对应的tty驱动将实现tty_driver结构体中的成员函数。同时 tty_io.c也提供了tty_register_ldisc()接口函数用于注册线路规程，n_tty.c文件则实现了tty_disc结构体中的成员。特定tty设备驱动的主体工作是填充tty_driver结构体中的成员，实现其中的成员函数。

四、串口驱动核心层

上图的数据流向应该和上面tty设备驱动一样，同样需要经过tty线路规则层，不过上图箭头标的不是很准确，说明一下，因为图是从网上下的。

很明显的看得到由tty设备驱动到串口驱动中间经过了一层serial_core ，从tty设备驱动中需要填充的是tty_driver结构，经过串口核心层后就转变成了实现xxx_uart.c 。到现在Linux系统已经封装了终端设备（tty）的驱动，www.bkjia.com而我们只需要实现串口驱动就能实现整个串口终端驱动。

五、主要结构与关系

对于tty驱动层主要有几个重要的结构

serial_core实现了UART设备的通用TTY驱动层（称为串口核心层），这样UART驱动的主要任务演变成了实现serial_core中定义的一组uart_xxx接口而非tty_xxx接口，见如下的对应关系

----------------设备方法-----------------------------设备注册------------------------设备信息

 ------------tty_operations------------------------tty_driver---------------------------tty-struct          // tty核心层定义，serial_core（串口核心层实现的结构体）

                        +                                                     +                                                    +

                        +                                                     +                                                     +

--------------uart_ops-----------------------------uart_driver---------------------------uart_port     // 串口核心层定义，需要我们实现，但是Linuxs3c2410支持很好，我们只有去修改一下

----------s3c24xx_serial-ops-----------------s3c24xx_uart_drv-----------------s3c24xx_uart_port

对于s3c2410支持很好，一般只需要修改一些设备的硬件的一些寄存器设置的差异部分，所以看s3c2440的uart驱动代码的时候发现好少，一开始我都懵了，怎么其他的驱动代码这么多，怎么2440的代码这么少，下一篇文章我将分析一下s3c2440的代码。那么这样一来主要修改的地方时s3c24xx_uart_port的一些设置

s3c24xx_uart_port主要包含一下几个结构

uart_port

s3c24xx_uart_info        ——>主要是UART中的FIFO信息，需要修改

s3c34xx_uart_clksrc     ——>UART时钟、频率 ，需要修改

另外在加上一个结构体 s3c2410_uartcfg ——>硬件端口、寄存器 ，这个需要修改

归纳起来，对于支持完善的s3c2410的Linux来修改成s3c2440的驱动，需要修改的地方就是后面说明的三个结构体啦，所以工作就简单了很多啊。但是整个结构变的复杂了，上面是我自己总结的，图是网上下载的，有什么地方不对或者错误，希望广大网友指出，我好更正。