Linux终端设备驱动 ----UART的驱动

本文主要是介绍Linux终端设备驱动 ----UART的驱动，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

14.7实例：S3C2410 UART的驱动
14.7.1 S3C2410 串口硬件描述
    S3C2410 内部具有 3 个独立的 UART 控制器，每个控制器都可以工作在 Interrupt （中断）模式或 DMA （直接内存访问）模式，也就是说 UART 控制器可以在 CPU 与 UART 控制器传送资料的时候产生中断或 DMA 请求。 S3C2410 集成的每个 UART 均具有 16 字节的 FIFO ，支持的最高波特率可达到 230.4Kbps 。
ULCONn （ UART Line Control Register ）寄存器用于 S3C2410 UART 的线路控制，用于设置模式、每帧的数据位数、停止位数及奇偶校验，如表 14.1 。
表 14.1 S3C2410 UART 的 ULCONn 寄存器
ULCONn 位                描述
保留 [7]
红外模式 [6]           0 ：正常模式   1 ：红外模式
奇偶校验 [5:3]         0xx ：无校验 100 ：奇校验 101 ：偶校验 ...
停止位 [2]             0 ： 1 个停止位 1 ： 2 个停止位
字长 [1:0]             00 ： 5 位 01 ： 6 位 10 ： 7 位 11 ： 8 位
UCONn （ UART Control Register ）寄存器用于从整体上控制 S3C2410 UART 的中断模式及工作模式（ DMA 、中断、轮询）等，如表 14.2 。
表 14.2 S3C2410 UART 的 UCONn 寄存器
UCONn 位                 描述
时钟选择 [10]             为 UART 的波特率产生选择 PCLK 或 UCLK 时钟
Tx 中断 [9]               0 ：脉冲 1 ：电平
Rx 中断 [8]               0 ：脉冲 1 ：电平
Rx 超时使能 [7]           当 UART 被使能，使能 / 禁止 Rx 超时中断   0 ：禁止 1 ：使能
Rx 错误状态中断使能 [6]    使能接收异常中断（如 break 、帧错误、校验错、溢出等）
loopback [5]              0 ：正常模式 1 ：回环
发送 break [4]             设置该位将造成 UART 在 1 帧的时间内发送 break ，当发送完 break 后，该位将自动被清除
发送模式 [3:2]             发送数据到 UART 的模式， 00 ：禁止 01 ：中断或轮询 10 ： DMA0 （仅针对 UART0 ）、 DMA3 （仅针对 UART3 ） 11 ： DMA1 （仅针对 UART1 ）
接收模式 [1:0]             从 UART 接收数据的模式， 00 ：禁止 01 ：中断或轮询 10 ： DMA0 （仅针对 UART0 ）
     UFCONn （ UART FIFO Conrtol Register ）寄存器用于 S3C2410 UART 的 FIFO 控制，用于控制 FIFO 中断的触发级别以及复位时是否清空 FIFO 中的内容，如表 14.3 。
表 14.3 S3C2410 UART 的 UFCONn 寄存器
UFCONn 位                描述
Tx FIFO 触发级别 [7:6]     决定发送 FIFO 的触发级别： 00 ：空 01 ： 4 字节 10 ： 8 字节 11 ： 12 字节
Rx FIFO 触发级别 [5:4]     决定接收 FIFO 的触发级别： 00 ： 4 字节 01 ： 8 字节 10 ： 12 字节 11 ： 16 字节
Tx FIFO 复位 [2]           复位 FIFO 后自动清除 FIFO  0 ：正常 1 ： Tx FIFO 复位
Rx FIFO 复位 [1]           复位 FIFO 后自动清除 FIFO  0 ：正常 1 ： Tx FIFO 复位
FIFO 使能 [0]             0 ：禁止 1 ：使能
代码清单 14.19 给出了 UFCONn 寄存器的位掩码和默认设置（使能 FIFO 、 Tx FIFO 为空时触发中断、 Rx FIFO 中包含 8 个字节时触发中断）。
代码清单 14.19 S3C2410 UART UFCONn 寄存器的位掩码和默认设置
1 #define S3C2410_UFCON_FIFOMODE   (1<<0)
2 #define S3C2410_UFCON_TXTRIG0   (0<<6)
3 #define S3C2410_UFCON_RXTRIG8   (1<<4)
4 #define S3C2410_UFCON_RXTRIG12   (2<<4)
5
6 #define S3C2410_UFCON_RESETBOTH   (3<<1)
7 #define S3C2410_UFCON_RESETTX   (1<<2)
8 #define S3C2410_UFCON_RESETRX   (1<<1)
9
10 #define S3C2410_UFCON_DEFAULT   (S3C2410_UFCON_FIFOMODE | \
11        S3C2410_UFCON_TXTRIG0 | \
12        S3C2410_UFCON_RXTRIG8 )
UFSTATn （ UART FIFO Status Register ）寄存器用于表征 UART FIFO 的状态，如表 14.4 。
表 14.4 S3C2410 UART 的 UFSTATn 寄存器
UFSTATn 位                描述
保留 [15:10]
Tx FIFO 满 [9]             当 Tx FIFO 满后，将自动被设置为 1  0 ： 0 字节 ≤ Tx FIFO 数据数 ≤ 15  1 ： Tx FIFO 数据数 = 15
Rx FIFO 满 [8]             当 Rx FIFO 满后，将自动被设置为 1  0 ： 0 字节 ≤ Rx FIFO 数据数 ≤ 15  1 ： Tx FIFO 数据数 = 15
Tx FIFO 数据数 [7:4]

Rx FIFO数据数 [3:0]

由于UFSTATn寄存器中的Tx FIFO数据数和Rx FIFO数据数分别占据[7:4]和[3:0]位，因此定义S3C2410_UFSTAT_TXSHIFT和S3C2410_UFSTAT_RXSHIFT分别为4和0，代码清单14.20给出了UFSTATn寄存器的位掩码等信息。
代码清单14.20 S3C2410 UART UFSTATn寄存器的位掩码
1 #define S3C2410_UFSTAT_TXFULL   (1<<9)
2 #define S3C2410_UFSTAT_RXFULL   (1<<8)
3 #define S3C2410_UFSTAT_TXMASK   (15<<4)
4 #define S3C2410_UFSTAT_TXSHIFT   (4)
5 #define S3C2410_UFSTAT_RXMASK   (15<<0)
6 #define S3C2410_UFSTAT_RXSHIFT   (0)
UTXHn（UART Transmit Buffer Register）和 URXHn（UART Receive Buffer Register）分别是UART发送和接收数据寄存器，这2个寄存器存放着发送和接收的数据。
UTRSTATn（UART TX/RX Status Register）寄存器反映了发送和接收的状态，通过这个寄存器，驱动程序可以判断URXHn中是否有数据接收到或UTXHn是否为空，这个寄存器主要在非FIFO模式时使用。
UMCONn（UART Modem Control Register）用于S3C2410 UART的modem控制，设置是否使用RTS流控，若采用流控，可选择自动流控（Auto Flow Control，AFC）或由软件控制RTS信号的“高”或“低”电平。
14.7.2 S3C2410串口驱动数据结构
S3C2410串口驱动中uart_driver结构体实例的定义如代码清单14.21，设备名为“s3c2410_serial”，驱动名为“ttySAC”。
代码清单14.21 S3C2410串口驱动uart_driver结构体
1 #define S3C24XX_SERIAL_NAME "ttySAC"
2 #define S3C24XX_SERIAL_DEVFS    "tts/"
3 #define S3C24XX_SERIAL_MAJOR 204
4 #define S3C24XX_SERIAL_MINOR 64
5
6 static struct uart_driver s3c24xx_uart_drv =
7 {
8 .owner  = THIS_MODULE,
9 .dev_name = "s3c2410_serial",
10 .nr  = 3,
11 .cons  = S3C24XX_SERIAL_CONSOLE,
12 .driver_name = S3C24XX_SERIAL_NAME,
13 .devfs_name = S3C24XX_SERIAL_DEVFS,
14 .major  = S3C24XX_SERIAL_MAJOR,
15 .minor  = S3C24XX_SERIAL_MINOR,
16 };
S3C2410 串口驱动中定义了结构体s3c24xx_uart_port，该结构体中封装了uart_port结构体及一些针对S3C2410 UART的附加信息，代码清单14.22给出了s3c24xx_uart_port结构体及其实例s3c24xx_serial_ports[]数组。
代码清单14.22 S3C2410串口驱动s3c24xx_uart_port结构体
1 struct s3c24xx_uart_port
2 {
3 unsigned char   rx_claimed;
4 unsigned char   tx_claimed;
5
6 struct s3c24xx_uart_info *info;
7 struct s3c24xx_uart_clksrc *clksrc;
8 struct clk   *clk;
9 struct clk   *baudclk;
10 struct uart_port  port;
11 };
12
13 static struct s3c24xx_uart_port s3c24xx_serial_ports[NR_PORTS] = {
14 [0] = {
15   .port = {
16    .lock  = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
17    .iotype  = UPIO_MEM,
18    .irq  = IRQ_S3CUART_RX0,
19    .uartclk = 0,
20    .fifosize = 16,
21    .ops  = &s3c24xx_serial_ops,
22    .flags  = UPF_BOOT_AUTOCONF,
23    .line  = 0,//端口索引：0
24   }
25 },
26 [1] = {
27   .port = {
28    .lock  = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
29    .iotype  = UPIO_MEM,
30    .irq  = IRQ_S3CUART_RX1,
31    .uartclk = 0,
32    .fifosize = 16,
33    .ops  = &s3c24xx_serial_ops,
34    .flags  = UPF_BOOT_AUTOCONF,
35    .line  = 1, //端口索引：1
36   }
37 },
38 #if NR_PORTS > 2
39
40 [2] = {
41   .port = {
42    .lock  = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
43    .iotype  = UPIO_MEM,
44    .irq  = IRQ_S3CUART_RX2,
45    .uartclk = 0,
46    .fifosize = 16,
47    .ops  = &s3c24xx_serial_ops,
48    .flags  = UPF_BOOT_AUTOCONF,
49    .line  = 2, //端口索引：2
50   }
51 }
52 #endif
53 };
S3C2410串口驱动中uart_ops结构体实例的定义如代码清单14.23，将一系列s3c24xx_serial_函数赋值给了uart_ops结构体的成员。
代码清单14.23 S3C2410串口驱动uart_ops结构体
1 static struct uart_ops s3c24xx_serial_ops =
2 {
3 .pm  = s3c24xx_serial_pm,
4 .tx_empty = s3c24xx_serial_tx_empty,//发送缓冲区空
5 .get_mctrl = s3c24xx_serial_get_mctrl,//得到modem控制设置
6 .set_mctrl = s3c24xx_serial_set_mctrl, //设置modem控制（MCR）
7 .stop_tx = s3c24xx_serial_stop_tx, //停止接收字符
8 .start_tx = s3c24xx_serial_start_tx,//开始传输字符
9 .stop_rx = s3c24xx_serial_stop_rx, //停止接收字符
10 .enable_ms = s3c24xx_serial_enable_ms,// modem状态中断使能
11 .break_ctl = s3c24xx_serial_break_ctl,// 控制break信号的传输
12 .startup = s3c24xx_serial_startup,//启动端口
13 .shutdown = s3c24xx_serial_shutdown,// 禁用端口
14 .set_termios = s3c24xx_serial_set_termios,//改变端口参数
15 .type  = s3c24xx_serial_type,//返回描述特定端口的常量字符串指针
16 .release_port = s3c24xx_serial_release_port,//释放端口占用的内存及IO资源
17 .request_port = s3c24xx_serial_request_port,//申请端口所需的内存和IO资源
18 .config_port = s3c24xx_serial_config_port,//执行端口所需的自动配置步骤
19 .verify_port = s3c24xx_serial_verify_port,//验证新的串行端口信息
20 };
set_mctrl()函数的原型为：
void (*set_mctrl)(struct uart_port *port, u_int mctrl);
它将参数port所对应的调制解调器控制线的值设为参数mctrl的值。
get_mctrl()函数的原型为：
unsigned int (*get_mctrl)(struct uart_port *port);
该函数返回调制解调器控制输入的现有状态，这些状态信息包括：TIOCM_CD（CD 信号状态）、TIOCM_CTS（CTS信号状态）、TIOCM_DSR（DSR信号状态）、TIOCM_RI（RI信号状态）等。如果信号被置为有效，则对应位将被置位。
端口启动函数startup()的原型为：
int (*startup)(struct uart_port *port, struct uart_info *info);
该函数申请所有中断资源，初始化底层驱动状态，并开启端口为可接收数据的状态。
shutdown()函数完成与startup()函数的作用相反，其原型：
void (*shutdown)(struct uart_port *port, struct uart_info *info);
这个函数禁用端口，释放所有的中断资源。
回过头来看s3c24xx_uart_port结构体，其中的s3c24xx_uart_info成员（代码清单14.22第6行）是一些针对S3C2410 UART的信息，其定义如代码清单14.24。
代码清单14.24 S3C2410串口驱动s3c24xx_uart_info结构体
1 static struct s3c24xx_uart_info s3c2410_uart_inf =
2 {
3 .name  = "Samsung S3C2410 UART",
4 .type  = PORT_S3C2410,
5 .fifosize = 16,
6 .rx_fifomask = S3C2410_UFSTAT_RXMASK,
7 .rx_fifoshift = S3C2410_UFSTAT_RXSHIFT,
8 .rx_fifofull = S3C2410_UFSTAT_RXFULL,
9 .tx_fifofull = S3C2410_UFSTAT_TXFULL,
10 .tx_fifomask = S3C2410_UFSTAT_TXMASK,
11 .tx_fifoshift = S3C2410_UFSTAT_TXSHIFT,
12 .get_clksrc = s3c2410_serial_getsource,
13 .set_clksrc = s3c2410_serial_setsource,
14 .reset_port = s3c2410_serial_resetport,
15 };
在S3C2410串口驱动中，针对UART的设置（UCONn、ULCONn、UFCONn寄存器等）被封装到s3c2410_uartcfg结构体中，其定义如代码清单14.25。
代码清单14.25 S3C2410串口驱动s3c2410_uartcfg结构体
1 struct s3c2410_uartcfg
2 {
3    unsigned char hwport; /* 硬件端口号 */
4    unsigned char unused;
5    unsigned short flags;
6    unsigned long uart_flags; /* 缺省的uart标志 */
7
8    unsigned long ucon; /* 端口的ucon值 */
9    unsigned long ulcon; /* 端口的ulcon值 */
10   unsigned long ufcon; /* 端口的ufcon值 */
11
12   struct s3c24xx_uart_clksrc *clocks;
13   unsigned int clocks_size;
14 };
14.7.3 S3C2410串口驱动初始化与释放
    在S3C2410 串口驱动的模块加载函数中会调用uart_register_driver()注册s3c24xx_uart_drv这个uart_driver，同时经过s3c2410_serial_init()→s3c24xx_serial_init()→platform_driver_register()的调用导致s3c24xx_serial_probe()被执行，而s3c24xx_serial_probe()函数中会调用 s3c24xx_serial_init_port()初始化UART端口并调用uart_add_one_port()添加端口，整个过程的对应代码如清单14.26。
代码清单14.26 S3C2410串口驱动初始化过程
1   static int __init s3c24xx_serial_modinit(void)
2   {
3   int ret;
4     //注册uart_driver
5   ret = uart_register_driver(&s3c24xx_uart_drv);
6   if (ret < 0) {
7     printk(KERN_ERR "failed to register UART driver\n");
8     return -1;
9   }
10    //初始化s3c2410的串口
11 s3c2410_serial_init();
12
13 return 0;
14 }
15
16 static inline int s3c2410_serial_init(void)
17 {
18 return s3c24xx_serial_init(&s3c2410_serial_drv, &s3c2410_uart_inf);
19 }
20
21 static int s3c24xx_serial_init(struct platform_driver *drv,
22           struct s3c24xx_uart_info *info)
23 {
24 dbg("s3c24xx_serial_init(%p,%p)\n", drv, info);
25 return platform_driver_register(drv);//注册平台驱动
26 }
27
28 //平台驱动probe()函数
29 static int s3c24xx_serial_probe(struct platform_device *dev,
30     struct s3c24xx_uart_info *info)
31 {
32 struct s3c24xx_uart_port *ourport;
33 int ret;
34
35 dbg("s3c24xx_serial_probe(%p, %p) %d\n", dev, info, probe_index);
36
37 ourport = &s3c24xx_serial_ports[probe_index];
38 probe_index++;
39
40 dbg("%s: initialising port %p...\n", __FUNCTION__, ourport);
41    //初始化uart端口
42 ret = s3c24xx_serial_init_port(ourport, info, dev);
43 if (ret < 0)
44   goto probe_err;
45
46 dbg("%s: adding port\n", __FUNCTION__);
47 //添加uart_port
48 uart_add_one_port(&s3c24xx_uart_drv, &ourport->port);
49 platform_set_drvdata(dev, &ourport->port);
50
51 return 0;
52
53   probe_err:
54 return ret;
55 }
56 //42行调用的s3c24xx_serial_init_port()函数
57 static int s3c24xx_serial_init_port(struct s3c24xx_uart_port *ourport,
58         struct s3c24xx_uart_info *info,
59         struct platform_device *platdev)
60 {
61 struct uart_port *port = &ourport->port;
62 struct s3c2410_uartcfg *cfg;
63 struct resource *res;
64
65 dbg("s3c24xx_serial_init_port: port=%p, platdev=%p\n", port, platdev);
66
67 if (platdev == NULL)
68   return -ENODEV;
69
70 cfg = s3c24xx_dev_to_cfg(&platdev->dev);
71
72 if (port->mapbase != 0)
73   return 0;
74
75 if (cfg->hwport > 3)
76   return -EINVAL;
77
78 /* 为端口设置info成员 */
79 port->dev = &platdev->dev;
80 ourport->info = info;
81
82 /* 初始化fifosize */
83 ourport->port.fifosize = info->fifosize;
84
85 dbg("s3c24xx_serial_init_port: %p (hw %d)...\n", port, cfg->hwport);
86
87 port->uartclk = 1;
88    /* 如果使用流控 */
89 if (cfg->uart_flags & UPF_CONS_FLOW) {
90   dbg("s3c24xx_serial_init_port: enabling flow control\n");
91   port->flags |= UPF_CONS_FLOW;
92 }
93
94 /* 利用平台资源中记录的信息初始化uart端口的基地址、中断号 */
95 res = platform_get_resource(platdev, IORESOURCE_MEM, 0);
96 if (res == NULL) {
97   printk(KERN_ERR "failed to find memory resource for uart\n");
98   return -EINVAL;
99 }
100
101 dbg("resource %p (%lx..%lx)\n", res, res->start, res->end);
102
103 port->mapbase = res->start;
104 port->membase = S3C24XX_VA_UART+(res->start - S3C24XX_PA_UART);
105 port->irq = platform_get_irq(platdev, 0);
106
107 ourport->clk = clk_get(&platdev->dev, "uart");
108
109 dbg("port: map=%08x, mem=%08x, irq=%d, clock=%ld\n",
110      port->mapbase, port->membase, port->irq, port->uartclk);
111
112 /* 复位fifo并设置uart */
113 s3c24xx_serial_resetport(port, cfg);
114 return 0;
115 }
116 //113行调用的s3c24xx_serial_resetport()函数
117 static inline int s3c24xx_serial_resetport(struct uart_port * port,
118         struct s3c2410_uartcfg *cfg)
119 {
120 struct s3c24xx_uart_info *info = s3c24xx_port_to_info(port);
121
122 return (info->reset_port)(port, cfg);
123 }
124 //122行调用的info->reset_port()函数
125 static int s3c2410_serial_resetport(struct uart_port *port,
126         struct s3c2410_uartcfg *cfg)
127 {
128 dbg("s3c2410_serial_resetport: port=%p (%08lx), cfg=%p\n",
129      port, port->mapbase, cfg);
130
131 wr_regl(port, S3C2410_UCON, cfg->ucon);
132 wr_regl(port, S3C2410_ULCON, cfg->ulcon);
133
134 /* 复位2个fifo */
135 wr_regl(port, S3C2410_UFCON, cfg->ufcon | S3C2410_UFCON_RESETBOTH);
136 wr_regl(port, S3C2410_UFCON, cfg->ufcon);
137
138 return 0;
139 }
    在S3C2410串口驱动模块被卸载时，它会最终调用uart_remove_one_port()释放uart_port并调用uart_unregister_driver()注销uart_driver，如代码清单14.27所示。
代码清单14.27 S3C2410串口驱动释放过程
1 static void __exit s3c24xx_serial_modexit(void)
2 {
3 s3c2410_serial_exit();
4    //注销uart_driver
5 uart_unregister_driver(&s3c24xx_uart_drv);
6 }
7
8 static inline void s3c2410_serial_exit(void)
9 {
10 //注销平台驱动
11 platform_driver_unregister(&s3c2410_serial_drv);
12 }
13
14 static int s3c24xx_serial_remove(struct platform_device *dev)
15 {
16 struct uart_port *port = s3c24xx_dev_to_port(&dev->dev);
17
18 //移除uart端口
19 if (port)
20   uart_remove_one_port(&s3c24xx_uart_drv, port);
21
22 return 0;
23 }
     上述代码中对S3C24xx_serial_remove()的调用发生在platform_driver_unregister()之后，由于S3C2410的UART是集成于SoC芯片内部的一个独立的硬件单元，因此也被作为1个平台设备而定义。
14.7.4 S3C2410串口数据收发
     S3C2410串口驱动uart_ops结构体的startup ()成员函数s3c24xx_serial_startup()用于启动端口，申请端口的发送、接收中断，使能端口的发送和接收，其实现如代码清单14.28。
代码清单14.28 S3C2410串口驱动startup ()函数
1 static int s3c24xx_serial_startup(struct uart_port *port)
2 {
3 struct s3c24xx_uart_port *ourport = to_ourport(port);
4 int ret;
5
6 dbg("s3c24xx_serial_startup: port=%p (%08lx,%p)\n",
7      port->mapbase, port->membase);
8
9 rx_enabled(port) = 1;//置接收使能状态为1
10   //申请接收中断
11 ret = request_irq(RX_IRQ(port),
12      s3c24xx_serial_rx_chars, 0,
13      s3c24xx_serial_portname(port), ourport);
14
15 if (ret != 0) {
16   printk(KERN_ERR "cannot get irq %d\n", RX_IRQ(port));
17   return ret;
18 }
19
20 ourport->rx_claimed = 1;
21
22 dbg("requesting tx irq...\n");
23
24 tx_enabled(port) = 1;//置发送使能状态为1
25   //申请发送中断
26 ret = request_irq(TX_IRQ(port),
27      s3c24xx_serial_tx_chars, 0,
28      s3c24xx_serial_portname(port), ourport);
29
30 if (ret) {
31   printk(KERN_ERR "cannot get irq %d\n", TX_IRQ(port));
32   goto err;
33 }
34
35 ourport->tx_claimed = 1;
36
37 dbg("s3c24xx_serial_startup ok\n");
38
39 /* 端口复位代码应该已经为端口控制设置了正确的寄存器 */
40
41 return ret;
42
43 err:
44 s3c24xx_serial_shutdown(port);
45 return ret;
46 }
s3c24xx_serial_startup()的“反函数”为s3c24xx_serial_shutdown()，其释放中断，禁止发送和接收，实现如代码清单14.29。
代码清单14.29 S3C2410串口驱动shutdown ()函数
1 static void s3c24xx_serial_shutdown(struct uart_port *port)
2 {
3 struct s3c24xx_uart_port *ourport = to_ourport(port);
4
5 if (ourport->tx_claimed) {
6   free_irq(TX_IRQ(port), ourport);
7   tx_enabled(port) = 0; //置发送使能状态为0
8   ourport->tx_claimed = 0;
9 }
10
11 if (ourport->rx_claimed) {
12   free_irq(RX_IRQ(port), ourport);
13   ourport->rx_claimed = 0;
14   rx_enabled(port) = 0; //置接收使能状态为1
15 }
16 }
    S3C2410 串口驱动uart_ops结构体的tx_empty()成员函数s3c24xx_serial_tx_empty()用于判断发送缓冲区是否为空，其实现如代码清单14.30，当使能FIFO模式的时候，判断UFSTATn寄存器，否则判断UTRSTATn寄存器的相应位。
代码清单14.30 S3C2410串口驱动tx_empty()函数
1 /* 检查发送缓冲区/FIFO是否为空 */
2 static unsigned int s3c24xx_serial_tx_empty(struct uart_port *port)
3 {
4    //fifo模式，检查UFSTATn寄存器
5    struct s3c24xx_uart_info *info = s3c24xx_port_to_info(port);
6    unsigned long ufstat = rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT);
7    unsigned long ufcon = rd_regl(port, S3C2410_UFCON);
8
9    if (ufcon &S3C2410_UFCON_FIFOMODE)
10   {
11     if ((ufstat &info->tx_fifomask) != 0 || //Tx fifo数据数非0
12     (ufstat &info->tx_fifofull))   // Tx fifo满
13       return 0;   //0：非空
14
15     return 1; //1：空
16   }
17
18   return s3c24xx_serial_txempty_nofifo(port);
19 }
20
21 static int s3c24xx_serial_txempty_nofifo(struct uart_port *port)
22 {
23   //非fifo模式，检查UTRSTATn寄存器
24   return (rd_regl(port, S3C2410_UTRSTAT) &S3C2410_UTRSTAT_TXE);
25 }
    S3C2410 串口驱动uart_ops结构体的start_tx ()成员函数s3c24xx_serial_start_tx()用于启动发送，而stop_rx()成员函数s3c24xx_serial_stop_rx()用于停止发送，代码清单14.31给出了这2个函数的实现。
代码清单14.31 S3C2410串口驱动start_tx ()、stop_rx()函数
1 static void s3c24xx_serial_start_tx(struct uart_port *port)
2 {
3 if (!tx_enabled(port)) {//如果端口发送未使能
4   if (port->flags & UPF_CONS_FLOW)
5    s3c24xx_serial_rx_disable(port);
6
7   enable_irq(TX_IRQ(port));//使能发送中断
8   tx_enabled(port) = 1;//置端口发送使能状态为1
9 }
10 }
11
12 static void s3c24xx_serial_stop_tx(struct uart_port *port)
13 {
14 if (tx_enabled(port)) {//如果端口发送已使能
15   disable_irq(TX_IRQ(port));//禁止发送中断
16   tx_enabled(port) = 0;//置端口发送使能状态为0
17   if (port->flags & UPF_CONS_FLOW)
18    s3c24xx_serial_rx_enable(port);
19 }
20 }
     S3C2410 串口驱动uart_ops结构体的stop_rx ()成员函数s3c24xx_serial_stop_rx ()用于停止接收，代码清单14.32给出了这个函数的实现。注意uart_ops中没有start_rx()成员，因为接收并不是由“我方”启动，而是由“它方”的发送触发“我方”的接收中断，“我方”再被动响应。
代码清单14.32 S3C2410串口驱动stop_rx ()函数
1 static void s3c24xx_serial_stop_rx(struct uart_port *port)
2 {
3 if (rx_enabled(port)) {//如果接收为使能
4   dbg("s3c24xx_serial_stop_rx: port=%p\n", port);
5   disable_irq(RX_IRQ(port));//禁止接收中断
6   rx_enabled(port) = 0;//置接收使能状态为0
7 }
8 }
    在S3C2410 串口驱动中，与数据收发关系最密切的函数不是上述uart_ops成员函数，而是s3c24xx_serial_startup()为发送和接收中断注册的中断处理函数s3c24xx_serial_rx_chars()和s3c24xx_serial_tx_chars()。s3c24xx_serial_rx_chars ()读取URXHn寄存器以获得接收到的字符，并调用uart_insert_char()将该字符添加了tty设备的flip缓冲区中，当接收到64个字符或者不再能接受到字符后，调用tty_flip_buffer_push()函数向上层“推”tty设备的flip缓冲，其实现如代码清单 14.33。
代码清单14.33 S3C2410串口驱动接收中断处理函数
1 static irqreturn_t s3c24xx_serial_rx_chars(int irq, void *dev_id, struct
2    pt_regs *regs)
3 {
4    struct s3c24xx_uart_port *ourport = dev_id;
5    struct uart_port *port = &ourport->port; //获得uart_port
6    struct tty_struct *tty = port->info->tty; //获得tty_struct
7    unsigned int ufcon, ch, flag, ufstat, uerstat;
8    int max_count = 64;
9
10   while (max_count-- > 0)
11   {
12     ufcon = rd_regl(port, S3C2410_UFCON);
13     ufstat = rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT);
14     //如果接收到0个字符
15     if (s3c24xx_serial_rx_fifocnt(ourport, ufstat) == 0)
16       break;
17
18     uerstat = rd_regl(port, S3C2410_UERSTAT);
19     ch = rd_regb(port, S3C2410_URXH); //读出字符
20
21     if (port->flags &UPF_CONS_FLOW)
22     {
23       int txe = s3c24xx_serial_txempty_nofifo(port);
24
25       if (rx_enabled(port)) //如果端口为使能接收状态
26       {
27         if (!txe) //如果发送缓冲区为空
28         {
29           rx_enabled(port) = 0; //置端口为使能接收状态为0
30           continue;
31         }
32       }
33       else   //端口为禁止接收状态
34       {
35         if (txe) //如果发送缓冲区非空
36         {
37           ufcon |= S3C2410_UFCON_RESETRX;
38           wr_regl(port, S3C2410_UFCON, ufcon);
39           rx_enabled(port) = 1;//置端口为使能接收状态为1
40           goto out;
41         }
42         continue;
43       }
44     }
45
46     /* 将接收到的字符写入buffer */
47     flag = TTY_NORMAL;
48     port->icount.rx++;
49
50     if (unlikely(uerstat &S3C2410_UERSTAT_ANY))
51     {
52       dbg("rxerr: port ch=0x%02x, rxs=0x%08x\n", ch, uerstat);
53
54        if (uerstat &S3C2410_UERSTAT_BREAK)
55       {
56         dbg("break!\n");
57         port->icount.brk++;
58         if (uart_handle_break(port))
59           goto ignore_char;
60       }
61
62       if (uerstat &S3C2410_UERSTAT_FRAME)
63         port->icount.frame++;
64       if (uerstat &S3C2410_UERSTAT_OVERRUN)
65         port->icount.overrun++;
66
67       uerstat &= port->read_status_mask;
68
69       if (uerstat &S3C2410_UERSTAT_BREAK)
70         flag = TTY_BREAK;
71       else if (uerstat &S3C2410_UERSTAT_PARITY)
72         flag = TTY_PARITY;
73       else if (uerstat &(S3C2410_UERSTAT_FRAME | S3C2410_UERSTAT_OVERRUN))
74         flag = TTY_FRAME;
75     }
76
77     if (uart_handle_sysrq_char(port, ch, regs)) //处理sysrq字符
78       goto ignore_char;
79     //插入字符到tty设备的flip 缓冲
80     uart_insert_char(port, uerstat, S3C2410_UERSTAT_OVERRUN, ch, flag);
81
82     ignore_char: continue;
83   }
84   tty_flip_buffer_push(tty); //刷新tty设备的flip 缓冲
85
86   out: return IRQ_HANDLED;
87 }
    上述代码第80行的uart_insert_char()函数是串口核心层对tty_insert_flip_char()的封装，它作为内联函数被定义于serial_core.h文件中。
如代码清单14.34，s3c24xx_serial_tx_chars()读取uart_info中环形缓冲区中的字符，写入调用UTXHn寄存器。
代码清单14.34 S3C2410串口驱动发送中断处理函数
1 static irqreturn_t s3c24xx_serial_tx_chars(int irq, void *id, struct pt_regs
2    *regs)
3 {
4    struct s3c24xx_uart_port *ourport = id;
5    struct uart_port *port = &ourport->port;
6    struct circ_buf *xmit = &port->info->xmit; //得到环形缓冲区
7    int count = 256;   //最多1次发256个字符
8
9    if (port->x_char) //如果定义了xchar，发送
10   {
11     wr_regb(port, S3C2410_UTXH, port->x_char);
12     port->icount.tx++;
13     port->x_char = 0;
14     goto out;
15   }
16
17   /* 如果没有更多的字符需要发送，或者uart Tx停止，则停止uart并退出 */
18   if (uart_circ_empty(xmit) || uart_tx_stopped(port))
19   {
20     s3c24xx_serial_stop_tx(port);
21     goto out;
22   }
23
24   /* 尝试把环行buffer中的数据发空 */
25   while (!uart_circ_empty(xmit) && count-- > 0)
26   {
27     if (rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT) &ourport->info->tx_fifofull)
28       break;
29
30     wr_regb(port, S3C2410_UTXH, xmit->buf[xmit->tail]);
31     xmit->tail = (xmit->tail + 1) &(UART_XMIT_SIZE - 1);
32     port->icount.tx++;
33   }
34   /* 如果环形缓冲区中剩余的字符少于WAKEUP_CHARS，唤醒上层 */
35   if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS)
36     uart_write_wakeup(port);
37
38   if (uart_circ_empty(xmit)) //如果发送环形buffer为空
39     s3c24xx_serial_stop_tx(port); //停止发送
40
41   out: return IRQ_HANDLED;
42 }
    上述代码第35行的宏WAKEUP_CHARS的含义为：当发送环形缓冲区中的字符数小于该数时，驱动将请求上层向下传递更多的数据，uart_write_wakeup()完成此目的。
uart_circ_chars_pending()、uart_circ_empty()是定义于serial_core.h中的宏，分别返回环形缓冲区剩余的字符数以及判断缓冲区是否为空。
14.7.5 S3C2410串口线路设置
     S3C2410 串口驱动uart_ops结构体的set_termios()成员函数用于改变端口的参数设置，包括波特率、字长、停止位、奇偶校验等，它会根据传递给它的port、termios参数成员的值设置S3C2410 UART的ULCONn、UCONn、UMCONn等寄存器，其实现如代码清单14.35。
代码清单14.35 S3C2410串口驱动set_termios()函数
1   static void s3c24xx_serial_set_termios(struct uart_port *port,
2              struct termios *termios,
3              struct termios *old)
4   {
5   struct s3c2410_uartcfg *cfg = s3c24xx_port_to_cfg(port);
6   struct s3c24xx_uart_port *ourport = to_ourport(port);
7   struct s3c24xx_uart_clksrc *clksrc = NULL;
8   struct clk *clk = NULL;
9   unsigned long flags;
10 unsigned int baud, quot;
11 unsigned int ulcon;
12 unsigned int umcon;
13
14 /* 不支持modem控制信号线 */
15 termios->c_cflag &= ~(HUPCL | CMSPAR);
16 termios->c_cflag |= CLOCAL;
17
18 /* 请求内核计算分频以便产生对应的波特率 */
19 baud = uart_get_baud_rate(port, termios, old, 0, 115200*8);
20
21 if (baud == 38400 && (port->flags & UPF_SPD_MASK) == UPF_SPD_CUST)
22   quot = port->custom_divisor;
23 else
24   quot = s3c24xx_serial_getclk(port, &clksrc, &clk, baud);
25
26 /* 检查以确定是否需要改变时钟源 */
27 if (ourport->clksrc != clksrc || ourport->baudclk != clk) {
28   s3c24xx_serial_setsource(port, clksrc);
29
30   if (ourport->baudclk != NULL && !IS_ERR(ourport->baudclk)) {
31    clk_disable(ourport->baudclk);
32    ourport->baudclk = NULL;
33   }
34
35   clk_enable(clk);
36
37   ourport->clksrc = clksrc;
38   ourport->baudclk = clk;
39 }
40
41    /* 设置字长 */
42 switch (termios->c_cflag & CSIZE) {
43 case CS5:
44   dbg("config: 5bits/char\n");
45   ulcon = S3C2410_LCON_CS5;
46   break;
47 case CS6:
48   dbg("config: 6bits/char\n");
49   ulcon = S3C2410_LCON_CS6;
50   break;
51 case CS7:
52   dbg("config: 7bits/char\n");
53   ulcon = S3C2410_LCON_CS7;
54   break;
55 case CS8:
56 default:
57   dbg("config: 8bits/char\n");
58   ulcon = S3C2410_LCON_CS8;
59   break;
60 }
61
62 /* 保留以前的lcon IR设置 */
63 ulcon |= (cfg->ulcon & S3C2410_LCON_IRM);
64
65 if (termios->c_cflag & CSTOPB)
66   ulcon |= S3C2410_LCON_STOPB;
67   /* 设置是否采用RTS、CTS自动流空 */
68 umcon = (termios->c_cflag & CRTSCTS) ? S3C2410_UMCOM_AFC : 0;
69
70 if (termios->c_cflag & PARENB) {
71   if (termios->c_cflag & PARODD)
72    ulcon |= S3C2410_LCON_PODD;//计校验
73   else
74    ulcon |= S3C2410_LCON_PEVEN;//偶校验
75 } else {
76   ulcon |= S3C2410_LCON_PNONE;//无校验
77 }
78
79 spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);
80
81 dbg("setting ulcon to %08x, brddiv to %d\n", ulcon, quot);
82
83 wr_regl(port, S3C2410_ULCON, ulcon);
84 wr_regl(port, S3C2410_UBRDIV, quot);
85 wr_regl(port, S3C2410_UMCON, umcon);
86
87 dbg("uart: ulcon = 0x%08x, ucon = 0x%08x, ufcon = 0x%08x\n",
88      rd_regl(port, S3C2410_ULCON),
89      rd_regl(port, S3C2410_UCON),
90      rd_regl(port, S3C2410_UFCON));
91
92 /* 更新端口的超时 */
93 uart_update_timeout(port, termios->c_cflag, baud);
94
95 /* 我们对什么字符状态状态标志感兴趣？*/
96 port->read_status_mask = S3C2410_UERSTAT_OVERRUN;
97 if (termios->c_iflag & INPCK)
98   port->read_status_mask |= S3C2410_UERSTAT_FRAME | S3C2410_UERSTAT_PARITY;
99
100 /* 我们要忽略什么字符状态标志？*/
101 port->ignore_status_mask = 0;
102 if (termios->c_iflag & IGNPAR)
103   port->ignore_status_mask |= S3C2410_UERSTAT_OVERRUN;
104 if (termios->c_iflag & IGNBRK && termios->c_iflag & IGNPAR)
105   port->ignore_status_mask |= S3C2410_UERSTAT_FRAME;
106
107 /* 如果CREAD未设置，忽略所用字符 */
108 if ((termios->c_cflag & CREAD) == 0)
109   port->ignore_status_mask |= RXSTAT_DUMMY_READ;
110
111 spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);
112 }
    由于S3C2410集成UART并不包含完整的Modem控制信号线，因此其uart_ops结构体的get_mctrl()、set_mctrl()成员函数的实现非常简单，如代码清单14.36，get_mctrl()返回DSR一直有效，而CTS则根据UMSTATn寄存器的内容获得， set_mctrl()目前为空。
代码清单14.36 S3C2410串口驱动get_mctrl()和set_mctrl()函数
1 static unsigned int s3c24xx_serial_get_mctrl(struct uart_port *port)
2 {
3 unsigned int umstat = rd_regb(port,S3C2410_UMSTAT);
4
5 if (umstat & S3C2410_UMSTAT_CTS)//CTS信号有效（低电平）
6   return TIOCM_CAR | TIOCM_DSR | TIOCM_CTS;
7 else
8   return TIOCM_CAR | TIOCM_DSR;
9 }
10
11 static void s3c24xx_serial_set_mctrl(struct uart_port *port, unsigned int mctrl)
12 {
13 /* todo：可能移除AFC，并手工进行CTS */
14 }
14.8总结
    TTY设备驱动的主体工作围绕tty_driver这个结构体的成员函数展开，主要应实现其中的数据发送和接收流程以及tty设备线路设置接口函数。
针对串口，内核实现了串口核心层，这个层实现了串口设备通用的tty_driver。因此，串口设备驱动的主体工作从tty_driver转移到了uart_driver。