vxworks嵌入式操作系统下串行设备驱动程序开发思路

1. 概 述

我们在基于vxworks嵌入式操作系统开发产品时，经常会根据自行设计的硬件电路开发专用的驱动程序。Vxworks下的驱动程序根据设备的不同特性,，大体可分为：char driver、serial driver、bLOCk driver、end driver、scsi driver等类型，其中以char driver最简单，最基础，以serial driver最常用。掌握驱动程序的基本工作流程，无论对我们开发上层的应用还是自己编写相应的驱动程序，都很有帮助。本文主要以i8250串口驱动程序为例，介绍一下串行驱动程序编写的基本思路。

驱动程序，简而言之就是对具体的硬件设备进行管理和服务的程序。为了提高代码的可移植性，vxworks将所有的输入/输出设备都看成是一个文件，我们对设备的输入/输出操作，都可以看作是对指定文件的读写操作。例如，我们用c 标准库函数open()打开一个文件，可以是打开一个传统意义上的文本文件，也可以是指定一个输入/输出设备，如指定对某一个串口的输入/输出操作。在vxworks操作系统中，驱动程序的主要作用是完成对相关设备的读、写、打开、建立、关闭及控制等功能中的一项或几项，具体情况视具体的设备及设计要求而定。

概括的说，驱动程序主要完成以下几项工作：

(1)相关设备的初始化。

(2)底层输入/输出函数与上层标准输入/输出函数的挂接。

(3)相关设备与对应驱动程序的挂接。

我们就按照这个思路，以I8250串口为例，分析一下串行设备驱动程序的编写及加载流程。首先，给出串行设备驱动的结构框图：

需要说明的是，ttyDrv是一个虚拟的设备驱动，与tylib一起，用于处理I/O系统与底层实际设备之间的通信。主要完成以下工作：

(1)处理I/O系统的各种需求，如在driver talbe 中添加相应的驱动条目、创建设备标识符(devise descriptor)。

(2)实现与上层标准I/O函数及实际驱动程序的无缝连接。其中，ttyDrv完成open和ioctl两项功能(ttyopen()和ttyioctl())。Tylib完成read和write两项功能(tyRead()和tyWrite())。

(3)管理输入/输出数据缓冲区。

下面，我们结合图(一)给出的框图，以i8250为例，开始分析串行设备驱动的设计流程。用户在编写自己的驱动程序时，可以不按照系统函数命名的方法命名，也可以不按照系统给定的方法进行函数功能的划分，但其初始化及实现流程却不能改变。

2. 驱动程序设计流程分析

⑴ i8250相关硬件设备的初始化。

编写驱动程序的第一步是完成相关硬件的初始化。与I8250相关的硬件初始化函数主要有以下三个：sysSerialHwInit()、i8250HrdInit()、i8250InitChannel()，其调用顺序是：sysSerialHwInit()ài8250HrdInit()ài8250InitChannel()，这条工作链的主要作用是，完成对I8250_CHAN数据结构的初始化。

下面对分别这几个函数的功能介绍一下：

l

sysSerialHwInit()

本函数完成的主要任务是初始化设备的中断向量、串口的通信模式及相关存贮器，在函数的最后调用i8250HrdInit()对I8250_CHAN结构进一步初始化。

void sysSerialHwInit (void)

{

int i;

for (i=0;i

{

i8250Chan[i].int_vec = devParas[i].vector; /*初始化中断向量*/

i8250Chan[i].channelMode = 0; /*初始化SIO_MODE 可以是INT或POLL*/

i8250Chan[i].lcr = UART_REG(UART_LCR,i); /*初始化line control register*/

………………………

i8250Chan[i].outByte = sysOutByte; /*挂接输出函数，此函数向指定的I/O地址写入1bye*/

i8250Chan[i].inByte = sysInByte; /*挂接输出函数，此函数从指定的I/O地址读出1byte*/

i8250HrdInit(i8250Chan[i]);/*调用i8250HrdInit()进一步完成初始化*/

}

}

l i8250HrdInit()

本函数完成的主要工作是挂接相应的入口函数，具体说明如下：

void i8250HrdInit

(

I8250_CHAN * pChan /* 指向相应设备的指针*/

)

{

if (i8250SioDrvFuncs.ioctl == NULL)

{

i8250SioDrvFuncs.ioctl = (int (*)())i8250Ioctl;/*挂接用于处理控制I8250相关输入

输出命令的函数*/

i8250SioDrvFuncs.txStartup = (int (*)())i8250Startup;/*如果设备工作于中断模式下，

启用此函数用于打开中断，使设备开始工作*/

i8250SioDrvFuncs.callbackInstall = i8250CallbackInstall;/*安装上层提供的回调函数，

本例中是安装的tyIRd()、tyITx()*/

i8250SioDrvFuncs.pollInput = (int (*)())i8250PRxChar;/*挂接输入轮询函数*/

i8250SioDrvFuncs.pollOutput = (int (*)(SIO_CHAN *,char))i8250PTxChar;/*挂接输出轮询函数*/

}

pChan->pDrvFuncs