Linux串口源码解析：深入了解内核中的串口通信
在嵌入式系统和网络通信领域，串口通信是一种常见的通信方式。Linux内核作为嵌入式开发的重要平台，其串口通信的实现机制对于开发者来说至关重要。本文将深入解析Linux内核中的串口源码，帮助读者更好地理解串口通信的工作原理。
一、Linux串口通信概述
Linux串口通信主要依赖于内核中的字符设备驱动程序。串口设备在Linux系统中被抽象为字符设备，其文件操作接口与普通文件类似。用户空间的应用程序可以通过文件操作来发送和接收数据，而内核空间则负责处理具体的串口通信。
Linux内核中的串口通信主要分为以下几个部分：
1.串口驱动程序：负责处理串口硬件的控制和数据传输。 2.串口协议：定义了数据传输的格式和规则。 3.网络层：将串口数据转换为网络协议，如TCP/IP。 4.应用层：提供用户空间的应用程序，如终端仿真软件。
二、Linux串口源码结构
Linux内核中的串口源码主要位于/drivers/serial目录下。以下是对该目录下主要文件的简要介绍：
1.serial.c：串口驱动的核心文件，实现了串口设备的注册、初始化、打开、关闭、读写等操作。
2.serial_core.h：串口驱动的头文件，定义了串口设备的基本操作接口。
3.uart.c：通用异步接收/发送器（UART）的驱动程序，负责UART硬件的控制和数据传输。
4.serial_reg.h：串口硬件寄存器的定义，包括波特率、中断等参数。
5.serial_port.h：串口端口的定义，包括端口号、中断号、缓冲区等参数。
三、Linux串口源码解析
1.串口设备注册
在serial.c文件中，首先定义了一个全局数组serial_ports，用于存储系统中所有串口设备的信息。当系统启动时，会调用register_serial_ports()函数来注册串口设备。
c
struct serial_struct serial_ports[MAX_SERIAL_PORTS];
在register_serial_ports()函数中，会遍历serial_ports数组，调用register_one_serial()函数来注册单个串口设备。
c
static int register_one_serial(struct serial_struct *port)
{
// 注册串口设备
// ...
return 0;
}
2.串口初始化
在serial.c文件中，serial_init()函数负责初始化串口设备。该函数会调用register_one_serial()函数来注册串口设备，并设置串口参数，如波特率、中断等。
c
void serial_init(void)
{
// 初始化串口设备
// ...
register_one_serial(&serial_ports[0]);
// ...
}
3.串口读写操作
在serial.c文件中，serial_read()和serial_write()函数分别负责串口的读取和写入操作。这两个函数会调用底层的uart_read()和uart_write()函数来实现具体的数据传输。
`c
ssizet serialread(struct file filp, char __user buf, sizet len, lofft *offset)
{
// 读取串口数据
// ...
return uart_read(buf, len);
}
ssizet serialwrite(struct file filp, const char __user buf, sizet len, lofft *offset)
{
// 写入串口数据
// ...
return uart_write(buf, len);
}
`
4.串口中断处理
在uart.c文件中，uart_interrupt()函数负责处理串口中断。当串口硬件接收到数据或发送完成时，会触发中断，然后调用uart_interrupt()函数来处理中断。
c
void uart_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
// 处理串口中断
// ...
}
四、总结
通过对Linux内核中串口源码的解析，我们了解了Linux串口通信的工作原理。在实际开发过程中，开发者可以根据自己的需求修改和扩展串口驱动程序，以满足不同的应用场景。希望本文能够帮助读者更好地理解Linux串口通信机制。