linux设备驱动之UART驱动结构分析

一、对于串口驱动linux系统中UART驱动属于终端设备驱动，应该说是实现串口驱动和终端驱动来实现串口终端设备的驱动。要了解串口终端的驱动 在linux系统的结构就先要了解终端设备驱动在linux系统中的结构体系，一方面自己了解的不够，另一发面关于终端设备的体系结构网上有很多很好很详 细的资料参考，这里我主要是鉴于终端设备体系的复杂性，我大概总结一下自己了解到的一些方面和一个整体的框架。

二、终端设备的结构

 Linux内核中 tty的层次结构图所示，包含tty核心、tty线路规程和tty驱动。tty 核心是对整个tty设备的抽象，对用户提供统一的接口，tty线路规程是对传输数据的格式化，tty驱动则是面向tty设备的驱动，这是对设备的驱动，应 该要我们来实现的，但是后面我们可以看到，对于串口驱动linux还要进行抽象把共性提取出来封装，使得整个驱动层次化简单化。使得驱动的修改只要设计设 备硬件的差异来，但是这样使得设备驱动的结构体系比较复杂，过程层次太多，难于理解。

tty设备发送数据的流程为：tty核心从一个用户获取将要发送给一个 tty设备的数据，tty核心将数据传递给tty线路规程驱动，接着数据被传递到tty驱动，tty驱动将数据转换为可以发送给硬件的格式。

接收数据的流程为： 从tty硬件接收到的数据向上交给tty驱动，进入tty线路规程驱动，再进入 tty 核心，在这里它被一个用户获取。尽管大多数时候tty核心和tty之间的数据传输会经历tty线路规程的转换，但是tty驱动与tty核心之间也可以直接传输数据。

三、tty设备驱动结构

图显示了与tty相关的主要源文件及数据的流向。tty_io.c定义了tty 设备通用的file_operations结构体并 实现了接口函数tty_register_driver()用于注册tty设备，它会利fs/char_dev.c提供的接口函数注册字符设备，与具体设 备对应的tty驱动将实现tty_driver结构体中的成员函数。同时 tty_io.c也提供了tty_register_ldisc()接口函数用 于注册线路规程，n_tty.c文件则实现了tty_disc结构体中的成员。特定tty设备驱动的主体工作是填充tty_driver结构体中的成员，实现其中的成员函数。

四、串口驱动核心层

上图的数据流向应该和上面tty设备驱动一样，同样需要经过tty线路规则层，不过上图箭头标的不是很准确，说明一下，因为图是从网上下的。

很 明显的看得到由tty设备驱动到串口驱动中间经过了一层serial_core ，从tty设备驱动中需要填充的是tty_driver结构，经过串口核心层后就转变成了实现xxx_uart.c 。到现在linux系统已经封装了终端设备（tty）的驱动，而我们只需要实现串口驱动就能实现整个串口终端驱动。

五、主要结构与关系

对于tty驱动层主要有几个重要的结构

serial_core实现了UART设备的通用TTY驱动层（称为串口核心层），这样UART驱动的主要任务演变成了实现serial_core中定义的一组uart_xxx接口而非tty_xxx接口，见如下的对应关系

----------------设备方法-----------------------------设备注册------------------------设备信息

 ------------tty_operations------------------------tty_driver---------------------------tty-struct          // tty核心层定义，serial_core（串口核心层实现的结构体）

                        +                                                     +                                                    +

                        +                                                     +                                                     +

--------------uart_ops-----------------------------uart_driver---------------------------uart_port     // 串口核心层定义，需要我们实现，但是linuxs3c2410支持很好，我们只有去修改一下

----------s3c24xx_serial-ops-----------------s3c24xx_uart_drv-----------------s3c24xx_uart_port

对于s3c2410支持很好，一般只需要修改一些设备的硬件的一些寄存器设置的差异部分，所以看s3c2440的uart驱动代码的时候发现好少， 一开始我都懵了，怎么其他的驱动代码这么多，怎么2440的代码这么少，下一篇文章我将分析一下s3c2440的代码。那么这样一来主要修改的地方时 s3c24xx_uart_port的一些设置

s3c24xx_uart_port主要包含一下几个结构

uart_port

s3c24xx_uart_info        ——>主要是UART中的FIFO信息，需要修改

s3c34xx_uart_clksrc     ——>UART时钟、频率 ，需要修改

另外在加上一个结构体 s3c2410_uartcfg ——>硬件端口、寄存器 ，这个需要修改

归纳起来，对于支持完善的s3c2410的linux来修改成s3c2440的驱动，需要修改的地方就是后面说明的三个结构体啦，所以工作就简单了 很多啊。但是整个结构变的复杂了，上面是我自己总结的，图是网上下载的，有什么地方不对或者错误，希望广大网友指出，我好更正。今天教师节，祝愿所有教师 全家幸福！

2011-09-10 09:14