linux UART驱动_应用程序例程
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了linux UART驱动_应用程序例程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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串口驱动没有什么主机端和设备端之分，就只有一个串口驱动，而且这个驱动也已经由 NXP 官方已经编写好了，我们真正要做的就是在设备树中添加所要使用的串口节点信息。当系统启动以后串口驱动和设备匹配成功，相应的串口就会被驱动起来，生成/dev/ttymxcX(X=0….n)文件。
数据结构 uart_driver、uart_port、uart_ops
struct uart_driver {
struct module *owner;
const char *driver_name;
const char *dev_name;
int major;
int minor;
int nr;
struct console *cons;
struct uart_state *state;
struct tty_driver *tty_driver;
};
uart_driver 注册与注销
int uart_register_driver(struct uart_driver *drv)
void uart_unregister_driver(struct uart_driver *drv)
uart_port
struct uart_port {
spinlock_t lock; /* port lock */
unsigned long iobase; /* in/out[bwl] */
unsigned char __iomem *membase; /* read/write[bwl] */
unsigned int (*serial_in)(struct uart_port *, int);
void (*serial_out)(struct uart_port *, int, int);
void (*set_termios)(struct uart_port *,
struct ktermios *new,
struct ktermios *old);
void (*set_mctrl)(struct uart_port *, unsigned int);
int (*startup)(struct uart_port *port);
void (*shutdown)(struct uart_port *port);
void (*throttle)(struct uart_port *port);
void (*unthrottle)(struct uart_port *port);
int (*handle_irq)(struct uart_port *);
void (*pm)(struct uart_port *, unsigned int state,
unsigned int old);
void (*handle_break)(struct uart_port *);
int (*rs485_config)(struct uart_port *,
struct serial_rs485 *rs485);
const struct uart_ops *ops;
...
uart_port 的添加与移除
int uart_add_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *uport)
int uart_remove_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *uport)
uart_ops （包含对UART具体收发数据等驱动函数）
struct uart_ops {
unsigned int (*tx_empty)(struct uart_port *);
void (*set_mctrl)(struct uart_port *, unsigned int mctrl);
unsigned int (*get_mctrl)(struct uart_port *);
void (*stop_tx)(struct uart_port *);
void (*start_tx)(struct uart_port *);
void (*throttle)(struct uart_port *);
void (*unthrottle)(struct uart_port *);
void (*send_xchar)(struct uart_port *, char ch);
void (*stop_rx)(struct uart_port *);
void (*enable_ms)(struct uart_port *);
void (*break_ctl)(struct uart_port *, int ctl);
int (*startup)(struct uart_port *);
void (*shutdown)(struct uart_port *);
void (*flush_buffer)(struct uart_port *);
void (*set_termios)(struct uart_port *, struct ktermios *new,
struct ktermios *old);
void (*set_ldisc)(struct uart_port *, struct ktermios *);
void (*pm)(struct uart_port *, unsigned int state,
unsigned int oldstate);
UART 驱动分析
分析UART 的platform 驱动框架，在文件imx6ull.dtsi文件中，uart3对应节点
uart3: serial@021ec000 {
compatible = "fsl,imx6ul-uart",
"fsl,imx6q-uart", "fsl,imx21-uart";
reg = <0x021ec000 0x4000>;
interrupts = <GIC_SPI 28 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
clocks = <&clks IMX6UL_CLK_UART3_IPG>,
<&clks IMX6UL_CLK_UART3_SERIAL>;
clock-names = "ipg", "per";
dmas = <&sdma 29 4 0>, <&sdma 30 4 0>;
dma-names = "rx", "tx";
status = "disabled";
};
通过compatible “fsl,imx6q-uart” 查找驱动文件
static struct platform_device_id imx_uart_devtype[] = {
{
.name = "imx1-uart",
.driver_data = (kernel_ulong_t) &imx_uart_devdata[IMX1_UART],
}, {
.name = "imx21-uart",
.driver_data = (kernel_ulong_t) &imx_uart_devdata[IMX21_UART],
}, {
.name = "imx6q-uart",
.driver_data = (kernel_ulong_t) &imx_uart_devdata[IMX6Q_UART],
}, {
/* sentinel */
}
};
static const struct of_device_id imx_uart_dt_ids[] = {
{ .compatible = "fsl,imx6q-uart", .data = &imx_uart_devdata[IMX6Q_UART], },
{ .compatible = "fsl,imx1-uart", .data = &imx_uart_devdata[IMX1_UART], },
{ .compatible = "fsl,imx21-uart", .data = &imx_uart_devdata[IMX21_UART], },
{ /* sentinel */ }
};
static struct platform_driver serial_imx_driver = {
.probe = serial_imx_probe,
.remove = serial_imx_remove,
.suspend = serial_imx_suspend,
.resume = serial_imx_resume,
.id_table = imx_uart_devtype,
.driver = {
.name = "imx-uart",
.of_match_table = imx_uart_dt_ids,
},
};
static int __init imx_serial_init(void)
{
int ret = uart_register_driver(&imx_reg);
if (ret)
return ret;
ret = platform_driver_register(&serial_imx_driver);
if (ret != 0)
uart_unregister_driver(&imx_reg);
return ret;
}
static void __exit imx_serial_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&serial_imx_driver);
uart_unregister_driver(&imx_reg);
}
module_init(imx_serial_init);
module_exit(imx_serial_exit);
1）uart本质上是platform驱动
2）设备树匹配，compatible属性值“fsl,imx6q-uart”
3) platform驱动架构 serial_imx_driver
4）uart_register_driver向内核注册uart_driver
5) uart_unregister_driver注销uart_driver
uart_driver 初始化
imx_serial_init 函数中向 Linux 内核注册了 imx_reg，imx_reg 就是 uart_driver 类型的结
构体变量，imx_reg 定义如下
static struct uart_driver imx_reg = {
.owner = THIS_MODULE,
.driver_name = DRIVER_NAME,
.dev_name = DEV_NAME,
.major = SERIAL_IMX_MAJOR,
.minor = MINOR_START,
.nr = ARRAY_SIZE(imx_ports),
.cons = IMX_CONSOLE,
};
uart_port 初始化与添加
当 UART 设备和驱动匹配成功以后 serial_imx_probe 函数就会执行，此函数的重点工作就
是初始化 uart_port，然后将其添加到对应的 uart_driver 中。
struct imx_port {
struct uart_port port;
...
}
imx_pops 结构体变量
static struct uart_ops imx_pops = {
.tx_empty = imx_tx_empty,
.set_mctrl = imx_set_mctrl,
.get_mctrl = imx_get_mctrl,
.stop_tx = imx_stop_tx,
.start_tx = imx_start_tx,
.stop_rx = imx_stop_rx,
.enable_ms = imx_enable_ms,
.break_ctl = imx_break_ctl,
.startup = imx_startup,
.shutdown = imx_shutdown,
.flush_buffer = imx_flush_buffer,
.set_termios = imx_set_termios,
.type = imx_type,
.config_port = imx_config_port,
.verify_port = imx_verify_port,
};
static int serial_imx_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct imx_port *sport;
sport = devm_kzalloc(&pdev->dev,sizeof(*sport),GFP_KERNEL);
...
sport->port.ops = &imx_pops;
...
return uart_add_one_port(&imx_reg, &sport->port);
}
使用 uart_add_one_port 向 uart_driver 添加 uart_port，在这里就是向 imx_reg 添加 sport->port。
imx_pops 中的函数基本都是和 I.MX6ULL 的 UART 寄存器打交道的
RS232原理图
RS232 驱动编写
在设备树中添加 UART3 对应的设备节点
1，IO 节点创建，UART3 用到了 UART3_TXD 和 UART3_RXD 这两个 IO，因此要先在 iomuxc 中创建 UART3对应的 pinctrl 子节点（电气属性），并检查IO有没有被其他引脚使用
pinctrl_uart3: uart3grp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_UART3_RX_DATA__UART3_DCE_RX 0x1b0b1
MX6UL_PAD_UART3_TX_DATA__UART3_DCE_TX 0x1b0b1
>;
};
2、添加 uart3 节点 imx6ull-alientek-emmc.dts
&uart3 {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_uart3>;
status = "okay";
};
重新编译设备树文件，系统启动以后就会生成一个名为“/dev/ttymxc2”的设备文件，ttymxc2 就是 UART3 对应的设备文件。
/dev/ttymxc2 后面的名字是如果得到的？
1）mxc，是uart_driver的dev_name来确定的。源码中 #define DEV_NAME “ttymxc”
2）2具体数字怎么得到，系统给的排序，说明0 ，1 已经被用掉。如果不知道具体数字是多少，可以在驱动加载之前看一下编号是多少，驱动加载成功后新出现的节点就是驱动对应的编号。
应用层编程
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <stdio.h>
#define MODULE_NAME "uart_lib"
int speed_arr[] = { B115200, B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300,
B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, };
int name_arr[] = {115200, 38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, 38400,
19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, };
void set_speed(int fd, int speed){
int i;
int status;
struct termios Opt;
tcgetattr(fd, &Opt);
for ( i= 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int); i++) {
if (speed == name_arr[i]) {
tcflush(fd, TCIOFLUSH);
cfsetispeed(&Opt, speed_arr[i]);
cfsetospeed(&Opt, speed_arr[i]);
status = tcsetattr(fd, TCSANOW, &Opt);
if (status != 0) {
perror("tcsetattr fd1");
return;
}
tcflush(fd,TCIOFLUSH);
}
}
}
/**
*@brief 设置串口数据位，停止位和效验位
*@param fd 类型 int 打开的串口文件句柄
*@param databits 类型 int 数据位 取值 为 7 或者8
*@param stopbits 类型 int 停止位 取值为 1 或者2
*@param parity 类型 int 效验类型 取值为N,E,O,,S
*/
int set_Parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity)
{
struct termios options;
if ( tcgetattr( fd,&options) != 0) {
perror("SetupSerial ");
SYS_LOG("setup serial failurer\\n");
return(-1);
}
options.c_cflag &= ~CSIZE;
switch (databits) /*设置数据位数*/
{
case 7:
options.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
options.c_cflag |= CS8;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported data size\\n");
return (-1);
}
switch (parity)
{
case 'n':
case 'N':
options.c_cflag &= ~PARENB; /* Clear parity enable */
options.c_iflag &= ~INPCK; /* Enable parity checking */
break;
case 'o':
case 'O':
options.c_cflag |= (PARODD | PARENB); /* 设置为奇效验*/
options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */
break;
case 'e':
case 'E':
options.c_cflag |= PARENB; /* Enable parity */
options.c_cflag &= ~PARODD; /* 转换为偶效验*/
options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */
break;
case 'S':
case 's': /*as no parity*/
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported parity\\n");
return (-1);
}
/* 设置停止位*/
switch (stopbits)
{
case 1:
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
case 2:
options.c_cflag |= CSTOPB;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\\n");
return (-1);
}
/* Set input parity option */
if (parity != 'n' && parity != 'N')
options.c_iflag |= INPCK;
tcflush(fd,TCIFLUSH);
options.c_cc[VTIME] = 150; /* 设置超时15 seconds*/
options.c_cc[VMIN] = 0; /* Update the options and do it NOW */
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/
options.c_oflag &= ~(OPOST|ONLCR|OCRNL); /*Output*/
options.c_iflag &= ~(BRKINT | ICRNL | INPCK | ISTRIP | IXON | INLCR|IGNCR);
if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)
{
perror("SetupSerial 3");
return (-1);
}
return (0);
}
int set_serial_port(int fd, speed_t speed, int databits,int stopbits,int parity)
{
int ret;
set_speed(fd, speed);
ret = set_Parity(fd, databits, stopbits, parity);
return ret;
}
int open_serial_port(char *dev_path)
{
int fd;
if (dev_path == NULL)
return -1;
fd=open(dev_path,O_RDWR | O_NOCTTY);
if(fd==-1)
{
SYS_LOG("open serialport failed [%s]\\n", dev_path);
perror("open serialport failed\\n");
return(-1);
}
fcntl(fd, F_SETFL, 0);
return fd;
}
int init_uart(char * device_name, speed_t speed, int databits,int stopbits,int parity)
{
int ret;
int uart_fd = 0;
uart_fd = open_serial_port(device_name);
if(uart_fd<0)
{
SYS_LOG("open serial port failed\\n");
return -1;
}
ret=set_serial_port(uart_fd, speed, databits, stopbits, parity);
if(ret==-1)
{
SYS_LOG("set serial port failed\\n");
return -1;
}
return uart_fd;
}
int close_uart(int uart_fd)
{
if (uart_fd > 0)
close(uart_fd);
return 0;
}
unsigned char buf[5]={'A','B','C','D','\\n'};
void main()
{
int gblUartFd = -1;
int ret;
gblUartFd = init_uart("/dev/ttymxc2”, 115200, 8, 1, 'N');
while(1)
{
ret = read(gblUartFd , buf,sizeof(char)*5);
printf("buf=%s",buf);
sleep(1);
}
}
交叉编译
arm-linux-gnueabihf-gcc uart.c -o uart
在串口下运行
./uart
将外接RS232连接好，并用securecrt串口软件打开，显示ABCD
测试二：使用外接 securecrt 发送，使用cat /dev/ttymxc2 读出
以上是关于linux UART驱动_应用程序例程的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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