Linux串口源码解析：深入了解内核级串口通信机
随着计算机技术的不断发展，嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用。而在嵌入式系统中，串口通信因其低成本、易实现等优势，成为了设备间数据交换的重要手段。Linux作为嵌入式系统开发中常用的操作系统，其串口通信机制尤为重要。本文将深入解析Linux串口源码，帮助读者全面了解内核级串口通信的原理。
一、Linux串口概述
在Linux操作系统中，串口通信主要依赖于内核模块进行管理。Linux内核提供了丰富的串口驱动程序，支持多种串口设备。这些串口设备可以是硬件串口（如UART、RS-232等），也可以是软件串口（如USB-to-Serial等）。以下是Linux内核中常用的几个串口驱动程序：
1.serial.c：通用的串口驱动程序，支持大部分的硬件串口。 2.ttyS.c：支持8250系列串口芯片的驱动程序。 3.ttyAMA.c：支持基于ARM架构的串口驱动程序。 4.usbserial.c：支持USB串口设备的驱动程序。
二、Linux串口源码解析
1.串口初始化
在Linux内核中，串口初始化主要通过以下步骤完成：
（1）调用串口驱动程序的probe函数，注册串口设备。 （2）在probe函数中，根据硬件类型配置串口参数，如波特率、数据位、停止位、校验位等。 （3）调用ttyinitdevice函数，初始化tty设备，为串口创建控制台和文件系统节点。
以下是一个简单的串口初始化代码示例：
c
static int __init serial_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct uart_port *port;
port = uart_get_port(pdev->id);
if (!port)
return -ENODEV;
// 初始化串口参数
uart_set波特率(port);
uart_set_data_bits(port);
uart_set_stop_bits(port);
uart_set_parity(port);
// 初始化tty设备
tty_init_device(port->port);
return 0;
}
2.串口发送和接收
Linux内核中，串口发送和接收主要通过以下步骤完成：
（1）发送：调用uarttransmitringbuffer函数，将数据写入到发送缓冲区，并通过硬件控制发送出去。 （2）接收：硬件接收到数据后，通过中断信号通知内核，内核调用uarthandle_int中断处理函数，读取接收缓冲区中的数据。
以下是一个简单的串口发送和接收代码示例：
`c
// 串口发送函数
static void uarttransmit(struct uartport port, const unsigned char buf, int len)
{
uart_transmitringbuffer(port, buf, len);
}
// 串口接收函数
static void uartreceive(struct uartport port, unsigned char buf, int len)
{
int bytes = uartreadport(port, buf, len);
// 处理接收到的数据
}
`
3.串口中断处理
在Linux内核中，串口中断处理主要通过以下步骤完成：
（1）硬件接收到数据或发送完成时，触发中断信号。 （2）内核调用uarthandleint中断处理函数，处理中断事件。 （3）在中断处理函数中，读取接收缓冲区或发送缓冲区，并根据需要调用相关函数处理数据。
以下是一个简单的串口中断处理代码示例：
c
static void uart_handle_int(struct uart_port *port)
{
// 判断中断类型
if (uart_is_rx_int(port))
{
// 处理接收中断
uart_receive(port, buffer, sizeof(buffer));
}
else if (uart_is_tx_int(port))
{
// 处理发送中断
uart_transmit(port, buffer, sizeof(buffer));
}
}
三、总结
本文通过对Linux串口源码的解析，详细介绍了Linux内核级串口通信机制的原理。读者可以结合实际项目，根据需要修改和优化串口驱动程序，以满足各种嵌入式系统的通信需求。同时，深入研究Linux串口源码有助于提升嵌入式系统开发者的技术水平，为后续项目开发提供有力支持。