基于瑞芯微RV1109 Linux串口驱动调试心得(给正点原子DS100示波器点赞！)

Posted 2021-09-12 Engineer-Bruce_Yang

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在调试的时候发现板厂供应商调整了RK原厂的原理图设计，然后他们把串口5原来的M0的连接换成了另一路IO M1，也就是说他们并没有按照原厂的原理图去设计，所以UART5根本动不起来，由于好久没搞驱动了，对驱动也不熟，所以只能硬着头皮追代码、上示波器、上逻辑分析仪调试等等，走了很多弯路，最后终于把问题给找出来了，在此记录一下调试过程。

1、关于uart5节点pinctrl配置的描述

uart5 {
  /omit-if-no-ref/
  uart5m0_xfer: uart5m0-xfer {
   rockchip,pins =
    /* uart5_rx_m0 */
    <3 RK_PA7 4 &pcfg_pull_up>,
    /* uart5_tx_m0 */
    <3 RK_PA6 4 &pcfg_pull_up>;
  };
  /omit-if-no-ref/
  uart5m0_ctsn: uart5m0-ctsn {
   rockchip,pins =
    <3 RK_PB1 4 &pcfg_pull_none>;
  };
  /omit-if-no-ref/
  uart5m0_rtsn: uart5m0-rtsn {
   rockchip,pins =
    <3 RK_PB0 4 &pcfg_pull_none>;
  };
  /omit-if-no-ref/
  uart5m1_xfer: uart5m1-xfer {
   rockchip,pins =
    /* uart5_rx_m1 */
    <2 RK_PB1 4 &pcfg_pull_up>,
    /* uart5_tx_m1 */
    <2 RK_PB0 4 &pcfg_pull_up>;
  };
  /omit-if-no-ref/
  uart5m1_ctsn: uart5m1-ctsn {
   rockchip,pins =
    <2 RK_PB3 4 &pcfg_pull_none>;
  };
  /omit-if-no-ref/
  uart5m1_rtsn: uart5m1-rtsn {
   rockchip,pins =
    <2 RK_PB2 4 &pcfg_pull_none>;
  };
  /omit-if-no-ref/
  uart5m2_xfer: uart5m2-xfer {
   rockchip,pins =
    /* uart5_rx_m2 */
    <2 RK_PA1 3 &pcfg_pull_up>,
    /* uart5_tx_m2 */
    <2 RK_PA0 3 &pcfg_pull_up>;
  };
  /omit-if-no-ref/
  uart5m2_ctsn: uart5m2-ctsn {
   rockchip,pins =
    <2 RK_PA3 3 &pcfg_pull_none>;
  };
  /omit-if-no-ref/
  uart5m2_rtsn: uart5m2-rtsn {
   rockchip,pins =
    <2 RK_PA2 3 &pcfg_pull_none>;
  };
};

我的电路原理图是这样的：

看到如上原理图的标识，我们很容易就知道pinctrl配置的IO是什么：

uart5m1_xfer: uart5m1-xfer {
 rockchip,pins =
 /* uart5_rx_m1 */
 <2 RK_PB1 4 &pcfg_pull_up>,
 /* uart5_tx_m1 */
 <2 RK_PB0 4 &pcfg_pull_up>;
};

也就是上面定义的这个节点。

2、原厂默认配置的uart5节点的配置描述

原厂dtsi：rv1126.dtsi

关于aliases的配置：

aliases {
  i2c0 = &i2c0;
  i2c1 = &i2c1;
  i2c2 = &i2c2;
  i2c3 = &i2c3;
  i2c4 = &i2c4;
  i2c5 = &i2c5;
  mmc0 = &emmc;
  mmc1 = &sdio;
  mmc2 = &sdmmc;
  serial0 = &uart0;
  serial1 = &uart1;
  serial2 = &uart2;
  serial3 = &uart3;
  serial4 = &uart4;
  serial5 = &uart5;
  spi0 = &spi0;
  spi1 = &spi1;
  dphy0 = &csi_dphy0;
  dphy1 = &csi_dphy1;
};

驱动会根据以下的aliase，来对应串口编号，比如serial0最后会在/dev/目录下生成ttyS0，其它以此类推：

关于uart5的dts配置：

uart5: serial@ff5a0000 {
  compatible = "rockchip,rv1126-uart", "snps,dw-apb-uart";
  reg = <0xff5a0000 0x100>;
  interrupts = <GIC_SPI 17 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
  reg-shift = <2>;
  reg-io-width = <4>;
  dmas = <&dmac 15>, <&dmac 14>;
  clock-frequency = <24000000>;
  clocks = <&cru SCLK_UART5>, <&cru PCLK_UART5>;
  clock-names = "baudclk", "apb_pclk";
  pinctrl-names = "default";
  pinctrl-0 = <&uart5m0_xfer &uart5m0_ctsn &uart5m0_rtsn>;
  status = "disabled";
};

这个配置一般来说是原厂的一个默认的参数配置，然后我们只需要找到板厂的dts将节点的状态设置为okay，那么这个驱动一般来说就可以使用了。

3、板厂端开启串口功能

3.1、基于中断收发的串口配置

默认情况下，配置的串口是基于中断方式的。

在xxx.dts(你自己板子的dts配置)中添加你的端口使能：

&uart5 {
 pinctrl-0 = <&uart5m1_xfer &uart5m1_ctsn &uart5m1_rtsn>;
 status = "okay";
};

一般情况下，串口不需要硬件流控来进行控制，所以可以将上面的这个节点简化为如下：

&uart5 {
 pinctrl-0 = <&uart5m1_xfer>;
 status = "okay";
};

其中uart5m1_xfer在pinctrl中已经有所体现：

uart5m1_xfer: uart5m1-xfer {
 rockchip,pins =
 /* uart5_rx_m1 */
 <2 RK_PB1 4 &pcfg_pull_up>,
 /* uart5_tx_m1 */
 <2 RK_PB0 4 &pcfg_pull_up>;
};

这部分一定要和硬件原理图对应好，确保配置正确，否则串口很可能工作不正常，配置完毕后如果串口没有开DMA的时候，在使用这个串口驱动的时候可能会看到如下信息：

但并不影响正常使用，报这个错的原因是因为没有配置dma的端口。

3.2、基于dma方式配置

这部分参考原厂的UART文档的：关于DMA的使用 有非常清晰的描述：

如果要配置成DMA的方式，那么DTS要做如下的修改：

&uart5 {
 pinctrl-0 = <&uart5m1_xfer>;
 //使能DMA发送和接收
 dma-names = "tx", "rx"; 
 //配置DMAC连接的通道号
 dmas = <&dmac 15>, <&dmac 14>;
 status = "okay";
};

这里的DMAC通道号需要通过手册来查找Req number，如下图：

4、串口驱动调试

4.1、查看开机是否有串口驱动加载信息

调试指令如下：

dmesg | grep "serial"

可以看到：

4.2、查看串口pinctrl的占用情况

调试指令如下：

cat /sys/kernel/debug/pinctrl/pinctrl-rockchip-pinctrl/pinmux-pins | grep ff5a0000

如上，这里的ff5a0000指的是设备树节点的标识：

可以看到：

打出来的信息会告诉你，当前你的串口的发送、接收以及硬件流控的引脚接在CPU管脚的哪个位置，如上所示，我的串口收发引脚分别接在gpio2-8以及gpio2-9的位置，即是第二组GPIO的第8和第9这两个管脚，我们来查一下GPIO管脚的序号：

4.3、查看串口时钟

调试指令如下：

cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary | grep uart

可以看到：

这个时钟频率就是设备树里配置的时钟频率，如下：

波特率 = 时钟源 / 16 / DIV，DIV是分频系数。

我这边的时钟默认分频系数为1，所以DIV为1，根据以上计算公式，可计算得到波特率为：

波特率 = 24000000 / 16 / 1 = 1500000

4.4、测试串口是否收发正常

我们可以借助busybox的stty工具来进行设置，接下来我们将串口波特率为115200：

接下来用串口调试助手进行收发测试：

测试双向发送和接收成功！驱动调试完成！下班鸟！秀一下调试过程中用正点原子DS100示波器打出来的时序图，此处一定要推荐下正点原子的DS100示波器，要是没有它，估计我不能下午6点半按时下班了吧！

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