linux中serial driver理解【转】

转自：http://blog.csdn.net/laoliu_lcl/article/details/39967225

英文文档地址：myandroid/kernel_imx/Documentation/serialg/driver。译文如下：

底层串口API

本文件介绍新串口驱动某些方面的简要概述。介绍并不全，有任何问题可以访问<rmk@arm.linux.org.uk>。

参考实现包含在amba_pl011.c内。

底层串口硬件驱动

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底层串口硬件驱动向核心串口驱动程序提供端口信息（定义在uart_port）和一系列控制方法（定义在uart_ops）。底层驱动也可以处理中断的端口，并提供任何控制台支持。

控制台支持

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串口核心提供一些帮助函数，包括确定的正确端口结构（通过uart_get_console）和解码命令行参数（uart_parse_options）。

还有一个帮助函数（uart_write_console），执行每个字符写功能，换行符译成CRLF序列。驱动程序开发者建议使用此函数，而不是实现它们自己的版本。

锁

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底层硬件驱动程序使用port->lock来执行所需的锁定功能。有些情况例外（在下面列出的uart_ops中描述）。

有3个锁，每个端口自旋锁、每个端口tmpbuf信号和整体信号。

从核心驱动程序，port->lock锁定以下数据：

port->mctrl

port->icount

info->xmit.head(circ->head)

info->xmit.tail(circ->tail)

底层驱动程序可以随时使用该锁来提供任意额外的锁定。

核心驱动程序使用info->tmpbuf_sem锁，以防止多线程访问端口写入的使用info->tmpbuf回弹缓冲区。

port_sem信号用来防止在不恰当的时间添加/删除或重新配置端口。

uart_ops

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uart_ops结构是serial_core和硬件特定驱动程序之间重要接口。包含控制硬件的所有方法。

tx_empty(port)

此函数检查发送fifo和移位通过“端口”中描述的端口是否为空。如果为空，函数应返回TIOCSER_TEMT，否则返回0。如果端口不支持此操作，返回TIOCSER_TEMT。

锁：none

中断：取决于调用者；

此调用不休眠。

set_mctrl(port, mctrl)

此函数设置串口modem控制模式。mctrl相关的位是：

- TIOCM_RTS       RTS signal.

- TIOCM_DTR      DTR signal.

- TIOCM_OUT1    OUT1 signal.

- TIOCM_OUT2    OUT2 signal.

- TIOCM_LOOP    设置端口为回环模式

如果相应的位被置位，该信号应被驱动为有效；如果该位清空，该信号应被驱动为无效。

锁定：采用port->lock

中断：本地禁用

此调用不休眠。

get_mctrl(port)

返回modem控制输入的当前状态。不应返回输出状态，因为核心驱动追踪它们的状态。状态信息应包含：

-TIOCM_DCD      state of DCD signal

-TIOCM_CTS       state of CTS signal

-TIOCM_DSR      state of DSR signal

-TIOCM_RI   state of RI signal

如果信号当前是有效地，位被设置。如果端口不支持CTS、DCD 或DSR，驱动程序应指明该信号是持续有效的。如果RI不可用，该信号不应表示为有效。

锁定：采用port->lock

中断：本地禁用

此调用必须不休眠。

stop_tx(port)

停止发送字符。这可能由于CTS线路变为非活动状态，或tty层表明由于XOFF字符我们要停止传输。

驱动程序应尽快停止传输字符。

锁定：采用port->lock

中断：本地禁用

此调用不休眠。

start_tx(port)

开始传输字符。

锁定：采用port->lock

中断：本地禁用

此调用不休眠。

stop_rx(port)

停止接收字符。端口处于即将关闭进程中。

锁定：采用port->lock

中断：本地禁用

此调用不休眠。

enable_ms(port)

使能modem状态中断。

此方法可被多次调用，当调用shutdown方法时，modem状态中断禁用。

锁定：采用port->lock

中断：本地禁用

此调用不休眠。

break_ctl(port,ctl)

控制中断信号的传输。如果ctl非零，中断信号应被传输。当另一个调用作为零ctl时，此信号应终止。

锁定：none

中断：取决于调用者

此调用不休眠。

startup(port)

抓取任意中断资源，并初始化任一底层驱动状态。使能接收端口。不应该启用RTS和DTR；可通过一个单独的调用set_mctrl来完成。

此方法只有在端口最初打开时被调用。

锁定：采用port_sem

中断：全球禁用。

shutdown(port)

禁用端口，禁用任何可能有效地中断条件，以及释放任何中断资源。不应该禁用RTS和DTR；可通过一个单独的调用set_mctrl来完成。

一旦调用完成，驱动程序不能访问port->info。

此方法只有当没有更多的用户端口时才被调用。

锁定：采用port_sem

中断：取决于调用者

flush_buffer(port)

刷新任何写缓冲区，重置所有的DMA状态，并停止正在进行的DMA传输。

每当port->info->xmit循环缓冲区清零时都被调用。

锁定：采用port->lock

中断：本地禁用

此调用不能休眠。

set_termios(port,termios,oldtermios)

改变端口参数，包括：字长、奇偶校验、停止位。更新read_status_mask而忽略状态掩码，表示我们有兴趣接收的事件类型。相应的termios->c_cflag位是：

CSIZE    - word size

CSTOPB - 2 stop bits

PARENB - parity enable

PARODD- oddparity (when PARENB is in force)

CREAD  - enable reception of characters (if not set,

still receive characters from the port, but

throwthem away.

CRTSCTS       - if set, enable CTS status changereporting

CLOCAL - if not set, enable modem status change

reporting.

相应的termios->c_iflag位是：

INPCK    - enable frame and parity error events to be

passed to the TTY layer.

BRKINT

PARMRK       - both of these enable break events to be

passedto the TTY layer.

IGNPAR - ignore parity and framing errors

IGNBRK - ignore break errors,  If IGNPAR is also

set,ignore overrun errors as well.

iflag位的相互作用如下（奇偶校验错误为例）：

Parity error     INPCK    IGNPAR

n/a          0          n/a         character received, marked as

TTY_NORMAL

None       1          n/a         character received, marked as

TTY_NORMAL

Yes         1             0          character received,marked as

TTY_PARITY

Yes         1           1           character discarded

如果你的硬件支持硬件“软”流量控制，其他标志可以使用（例如，XON / XOFF字符）。

锁定：none

中断：取决于调用者

此调用不能休眠。

pm(port,state,oldstate)

在指定的端口上执行任何电源管理有关的活动。状态表示新状态（定义为ACPI D0-D3），旧状态表示以前状态。从本质上讲，D0表示完全供电，D3指断电。

此函数不应用于抓取任何资源。

当端口最初打开，最终关闭，除非该端口也是系统控制台时，这才被调用。即使CONFIG_PM没被设置，也会发生。

锁定：none

中断：取决于调用者。

type(port)

返回一个指向字符串常量、描述指定端口的指针，或返回NULL，在这种情况下，字符串“unknow”被替换。

锁定：none

中断：取决于调用者。

release_port(port)

释放目前在该端口使用的任何内存和IO区域资源。

锁定：none

中断：取决于调用者。

request_port(port)

请求端口所需任意内存和IO区域资源。如果有任何失败，当该函数返回时，没有注册资源，它应该返回-EBUSY失败。

锁定：none

中断：取决于调用者。

config_port(port,type)

执行所需端口的自动配置步骤。`type`包括所需配置的位掩码。UART_CONFIG_TYPE表示端口需要探测和识别。如果未检测到端口的类型，port->type应设置为已建立的类型或PORT_UNKNOWN。

UART_CONFIG_IRQ表示应采用标准内核自动探测技术探测的中断信号的自动配置。端口有中断的内部硬连接平台是内有必要的（例如，片上系统的实现）。

锁定：none

中断：取决于调用者。

verify_port(port,serinfo)

验证包含在serinfo新的串口信息适于此端口类型。

锁定：none

中断：取决于调用者。

ioctl(port,cmd,arg)

执行任何特定端口的IOCTLs。Ioctl命令使用标准编号系统定义，参见<asm/ioctl.h>。

锁定：none

中断：取决于调用者。

其他函数

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uart_update_timeout(port,cflag,baud)

更新的FIFO消耗超时，port->timeout，根据位数、奇偶校验位数、停止位和波特率。

锁定：调用者预计需要port->lock

中断：n/a。

uart_get_baud_rate(port,termios,old,min,max)

返回指定termios的波特率数值，考虑到特定38400波特率，B0波特率被映射为9600波特率。

如果波特率不在min..max，旧的波特率不为null，那么原来的波特率将受到影响。如果超出min..max约束，9600波特将被退回。Termios更新到正在使用的波特率。

注意：min..max必须始终允许9600波特被选中。

锁定：取决于调用者

中断：n/a。

uart_get_divisor(port,baud)

返回除数（baud_base/波特）为指定的波特率，适当地舍入。

如果38400和自定义的除数被选中，返回自定义的除数来代替。

锁定：取决于调用者

中断：n/a。

uart_match_port(port1,port2)

该实用程序可用于确定两个uart_port结构是否拥有相同的端口。

锁定：n/a

中断：n/a。

uart_write_wakeup(port)

当发送缓冲区中的字符数已降低到低于阀值时，驱动程序将调用此函数。

锁定：使用port->lock。

中断：n/a。

uart_register_driver(drv)

向核心驱动程序注册串口驱动。我们依次注册tty层，初始化核心驱动程序每个端口的状态。

drv->port应该是NULL，调用成功后，使用uart_add_one_port函数注册每个端口结构。

锁定：none

中断：禁用。

uart_unregister_driver()

从核心驱动中删除驱动所有的声明。如果注册时使用uart_add_one_port()函数，底层驱动程序必须使用uart_remove_one_port()函数删除所有的端口。

锁定：none

中断：禁用。

uart_suspend_port()

uart_resume_port()

uart_add_one_port()

uart_remove_one_port()

其他注意事项

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它的目的是有一天从uart_port删除“未使用”的条目，底层驱动程序向核心驱动注册自己的单独uart_port。这将允许驱动程序把uart_port作为一个指向包含uart_port条目与自己的扩展结构指针来使用：

structmy_port {

structuart_port      port;

int                 my_stuff;

};