Linux下的串口总线驱动（一）

PC机南桥的LPC总线（Low Pin Count并行总线，代替以前的ISA总线）上挂接了一个超级I/O模块，而UART是这个超级模块芯片组的一部分，这个UART通过RS232线程转换与串行端口相连。与RS232不同，RS485并不是标准的PC接口，但在嵌入式领域，会为了可靠通信而使用RS485，RS485使用差分信号，因此其传输距离可以达到数百米，而RS232传输距离仅数几米，在处理器一端，RS485接口是半双工的UART操作。

Linux包含如下几种终端设备：串行端口终端（/dev/ttySn）、伪终端（/dev/pty）、控制终端(/dev/tty)、控制台终端(/dev/ttyn，/dev/conslole)。串行端口终端使用的设备名为/dev/ttyS0，/dev/ttyS1等，对应的设备号为(4,0)，（4,1）。通过查看/proc/tty/drivers文件可以知道什么类型的tty设备存在以及什么驱动被加载到内核，这个文件包括一个当前存在的不同tty驱动的列表，包括驱动名，缺省的节点名，驱动的主编号，驱动的次编号范围，以及tty驱动的类型。

I/O系统调用是从带有线路规程的TTY I/O核心开始，然后通过TTY层，最后到达UART驱动层。主要涉及串口内核配置、UART层内核代码、TTY层内核代码、线路规程内核代码、串口测试代码五个部分。

二．串口内核配置

对于Mini2440串口驱动，我想从配置开始讲起。在内核中Kconfig必须完成一层层调用，如果没有在上一个Kconfig中调用该层Kconfig，那么该层Kconfig中的内容不会在此出现。这种情况下，只有当该层的Kconfig被其他层调用，该层Kconfig中的内容才会被显示。所以我们找找drivers/serial/Kconfig在哪里被调用的呢？

在/drivers/char/kconfig中可以看到一行代码source "drivers/serial/Kconfig"，那我们就到drivers/serial/Kconfig下看看

Samsung SoC serial support对应于samsung.o serial_core.o

config SERIAL_SAMSUNG

tristate "Samsung SoC serial support"

depends on ARM && PLAT_S3C

select SERIAL_CORE

Support for console on Samsung SoC serial port对应于控制台驱动

Samsung S3C2440/S3C2442 Serial port support对应于s3c2440.o

在/drivers/char/Makefile中可以看到

obj-y += mem.o random.o tty_io.o n_tty.o tty_ioctl.o tty_ldisc.o tty_buffer.o tty_port.o

我们知道tty_io.o n_tty.o tty_ioctl.o tty_ldisc.o tty_buffer.o tty_port.o已编入内核

自此，我们知道关于串口驱动，我们内核中被编译了s3c2440.o samsung.o serial_core.o tty_io.o n_tty.o tty_ioctl.o tty_ldisc.o tty_buffer.o tty_port.o

我们对此进行分类，属于UART层的是s3c2440.o samsung.o；属于TTY层的是serial_core.o；属于线路规程的是tty_io.o n_tty.o tty_ioctl.o tty_ldisc.o tty_buffer.o tty_port.o 。

好了，对于串口的地图我们已经分析好了，那我们就按照UART层，TTY层，线路规程一个个的逛逛吧。

三．UART层内核代码

我们先看看samsung.o的init代码吧，这里面完成了uart_driver的注册

static int __init s3c24xx_serial_modinit(void)

{

int ret;

ret = uart_register_driver(&s3c24xx_uart_drv); //注册uart_driver

if (ret < 0) {

printk(KERN_ERR "failed to register UART driver\n");

return -1;

}

return 0;

}

static struct uart_driver s3c24xx_uart_drv = {

.owner = THIS_MODULE,

.dev_name = "s3c2410_serial", //设备名

.nr = CONFIG_SERIAL_SAMSUNG_UARTS, //UART端口个数

.cons = S3C24XX_SERIAL_CONSOLE, //指向控制台结构

.driver_name = S3C24XX_SERIAL_NAME, //驱动的名字

.major = S3C24XX_SERIAL_MAJOR, //串口主设备号

.minor = S3C24XX_SERIAL_MINOR, //串口次设备号

};

我们关注下上面这个结构体中一个成员S3C24XX_SERIAL_CONSOLE

#define S3C24XX_SERIAL_CONSOLE &s3c24xx_serial_console

static struct console s3c24xx_serial_console = {

.name = S3C24XX_SERIAL_NAME,

.device = uart_console_device,

.flags = CON_PRINTBUFFER,

.index = -1,

.write = s3c24xx_serial_console_write,

.setup = s3c24xx_serial_console_setup

};

上面是控制台的结构体成员。

对于UART驱动，我们除了需要注册uart_driver外，还需要注册端口，我们看看s3c2440.o。

这个文件里面注册了一个平台设备，其中平台设备的探测函数最终调用了samsung.o中的s3c24xx_serial_probe函数。

int s3c24xx_serial_probe(struct platform_device *dev,

struct s3c24xx_uart_info *info)

{

struct s3c24xx_uart_port *ourport;

int ret;

dbg("s3c24xx_serial_probe(%p, %p) %d\n", dev, info, probe_index);