基于Linux内核，写一个使用中断方式发送和接收的UART驱动

好的，以下是一个基于Linux内核的使用中断方式发送和接收的UART驱动的示例代码。

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/serial_reg.h>
#include <linux/serial.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/tty_flip.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/delay.h>

// 定义串口寄存器地址
#define PORT_BASE 0x3f8
#define UART_RX 0
#define UART_TX 0
#define UART_IER 1
#define UART_IIR 2
#define UART_FCR 2
#define UART_LCR 3
#define UART_MCR 4
#define UART_LSR 5

// 定义串口中断号
#define UART_IRQ 4

// 定义读写缓冲区大小
#define BUFFER_SIZE 1024

// 定义串口设备结构体
struct uart_device {
    spinlock_t lock;            // 自旋锁
    struct platform_device *pdev;   // 平台设备指针
    struct tty_port port;           // tty端口
    unsigned char *rx_buffer;       // 接收缓冲区
    unsigned char *tx_buffer;       // 发送缓冲区
    int rx_buffer_size;             // 接收缓冲区大小
    int tx_buffer_size;             // 发送缓冲区大小
    int tx_head;                    // 发送缓冲区头指针
    int tx_tail;                    // 发送缓冲区尾指针
};

// 定义串口设备结构体全局变量
static struct uart_device *uart_dev;

// 定义串口中断处理函数
static irqreturn_t uart_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
    unsigned char status;
    unsigned char c;

    // 获取中断状态寄存器值
    status = inb(PORT_BASE + UART_IIR);

    // 如果是接收中断
    if ((status & UART_IIR_NO_INT) == 0) {
        // 不断读取接收寄存器中的数据，直到接收缓冲区满或没有数据为止
        while (inb(PORT_BASE + UART_LSR) & UART_LSR_DR) {
            c = inb(PORT_BASE + UART_RX);
            // 将接收到的字符存入接收缓冲区
            tty_insert_flip_char(&uart_dev->port, c, TTY_NORMAL);
        }
        // 告诉tty层有数据到来
        tty_flip_buffer_push(&uart_dev->port);
    }

    // 如果是发送中断
    if (status & UART_IIR_THRI) {
        // 不断将发送缓冲区中的数据写入发送寄存器，直到发送缓冲区为空或发送寄存器已满
        while (uart_dev->tx_head != uart_dev->tx_tail &&
               inb(PORT_BASE + UART_LSR) & UART_LSR_THRE) {
            c = uart_dev->tx_buffer[uart_dev->tx_tail];
            outb(c, PORT_BASE + UART_TX);
            uart_dev->tx_tail = (uart_dev->tx_tail + 1) % uart_dev->tx_buffer_size;
        }

        // 如果发送缓冲区已空，关闭发送中断
        if (uart_dev->tx_head == uart_dev->tx_tail) {
            outb(0x00, PORT_BASE + UART_IER);
        }
    }

    return IRQ_HANDLED;
}

// 定义串口设备文件操作函数
static int uart_open(struct tty_struct *tty, struct file *file)
{
    return 0;
}

static void uart_close(struct tty_struct *tty, struct file *file)
{
}

static int uart_write(struct tty_struct *tty, const unsigned char *buf, int count)
{
    int i;

    // 获取自旋锁
    spin_lock_irq(&uart_dev->lock);

    // 将要发送的数据存入发送缓冲区
    for (i = 0; i < count; i++) {
        uart_dev->tx_buffer[uart_dev->tx_head] = buf[i];
        uart_dev->tx_head = (uart_dev->tx_head + 1) % uart_dev->tx_buffer_size;
    }

    // 打开发送中断
    outb(UART_IER_THRI, PORT_BASE + UART_IER);

    // 释放自旋锁
    spin_unlock_irq(&uart_dev->lock);

    return count;
}

static int uart_write_room(struct tty_struct *tty)
{
    return uart_dev->tx_buffer_size;
}

static const struct tty_operations uart_ops = {
    .open = uart_open,
    .close = uart_close,
    .write = uart_write,
    .write_room = uart_write_room,
};

// 定义串口设备初始化函数
static int uart_probe(struct platform_device *pdev)
{
    int ret = 0;
    unsigned char lcr;

    // 初始化串口设备结构体
    uart_dev = kzalloc(sizeof(struct uart_device), GFP_KERNEL);
    if (!uart_dev) {
        return -ENOMEM;
    }

    // 初始化自旋锁
    spin_lock_init(&uart_dev->lock);

    // 初始化tty端口
    tty_port_init(&uart_dev->port);
    uart_dev->port.ops = &uart_ops;
    uart_dev->port.dev = &pdev->dev;

    // 初始化接收缓冲区和发送缓冲区
    uart_dev->rx_buffer = kzalloc(BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL);
    uart_dev->tx_buffer = kzalloc(BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL);
    uart_dev->rx_buffer_size = BUFFER_SIZE;
    uart_dev->tx_buffer_size = BUFFER_SIZE;
    uart_dev->tx_head = 0;
    uart_dev->tx_tail = 0;

    // 初始化串口
    lcr = inb(PORT_BASE + UART_LCR);
    outb(lcr | UART_LCR_DLAB, PORT_BASE + UART_LCR);
    outb(115200 / 9600, PORT_BASE + UART_DLL);
    outb(0x00, PORT_BASE + UART_DLM);
    outb(lcr, PORT_BASE + UART_LCR);
    outb(UART_FCR_ENABLE_FIFO, PORT_BASE + UART_FCR);

    // 注册串口中断处理函数
    ret = request_irq(UART_IRQ, uart_interrupt, IRQF_SHARED, "uart_interrupt", uart_dev);
    if (ret) {
        goto failed_irq;
    }

    // 注册tty设备
    tty_port_register_device(&uart_dev->port, tty_register_device(tty_driver, 0, &pdev->dev));

    // 保存平台设备指针
    uart_dev->pdev = pdev;

    return 0;

failed_irq:
    kfree(uart_dev->rx_buffer);
    kfree(uart_dev->tx_buffer);
    kfree(uart_dev);
    return ret;
}

static int uart_remove(struct platform_device *pdev)
{
    // 注销tty设备
    tty_unregister_device(tty_driver, 0);

    // 注销串口中断处理函数
    free_irq(UART_IRQ, uart_dev);

    // 释放接收缓冲区和发送缓冲区
    kfree(uart_dev->rx_buffer);
    kfree(uart_dev->tx_buffer);

    // 释放串口设备结构体
    kfree(uart_dev);

    return 0;
}

// 定义平台设备结构体
static struct platform_driver uart_platform_driver = {
    .probe = uart_probe,
    .remove = uart_remove,
    .driver = {
        .name = "uart",
        .owner = THIS_MODULE,
    },
};

// 初始化模块
static int __init uart_init(void)
{
    int ret = 0;

    // 注册平台设备
    ret = platform_driver_register(&uart_platform_driver);
    if (ret) {
        printk(KERN_ERR "uart: failed to register platform driver\n");
        return ret;
    }

    // 注册tty设备驱动
    tty_driver = alloc_tty_driver(1);
    if (!tty_driver) {
        printk(KERN_ERR "uart: failed to allocate tty driver\n");
        platform_driver_unregister(&uart_platform_driver);
        return -ENOMEM;
    }

    tty_driver->driver_name = "uart";
    tty_driver->name = "ttyUART";
    tty_driver->major = 0;
    tty_driver->minor_start = 0;
    tty_driver->type = TTY_DRIVER_TYPE_SERIAL;
    tty_driver->subtype = SERIAL_TYPE_NORMAL;
    tty_driver->flags = TTY_DRIVER_REAL_RAW | TTY_DRIVER_DYNAMIC_DEV;
    tty_driver->init_termios = tty_std_termios;
    tty_driver->init_termios.c_cflag = B9600 | CS8 | CREAD | HUPCL | CLOCAL;
    tty_driver->init_termios.c_lflag = 0;
    tty_driver->init_termios.c_iflag = 0;
    tty_driver->init_termios.c_oflag = 0;
    tty_driver->driver_state = NULL;
    tty_driver->chars_in_buffer = 0;
    tty_driver->port = &uart_dev->port;

    ret = tty_register_driver(tty_driver);
    if (ret) {
        printk(KERN_ERR "uart: failed to register tty driver\n");
        put_tty_driver(tty_driver);
        platform_driver_unregister(&uart_platform_driver);
        return ret;
    }

    return 0;
}

// 清理模块
static void __exit uart_exit(void)
{
    // 注销tty设备驱动
    tty_unregister_driver(tty_driver);
    put_tty_driver(tty_driver);

    // 注销平台设备
    platform_driver_unregister(&uart_platform_driver);
}

module_init(uart_init);
module_exit(uart_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple UART driver for Linux");

这段代码中，我们首先定义了串口寄存器地址和中断号，然后定义了一个表示串口设备的结构体，并在其中定义了接收缓冲区、发送缓冲区、缓冲区大小和指针等。接着，我们定义了一个串口中断处理函数，在其中处理接收和发送中断。然后，我们定义了一个表示tty设备的结构体，并在其中定义了打开、关闭和写操作函数。最后，我们定义了一个平台设备结构体和一个tty设备驱动结构体，并在模块初始化函数中注册平台设备和tty设备驱动。

这个驱动程序中的数据传输过程是通过中断来完成的，每当有数据到来或发送完毕时，就会触发中断处理函数。在中断处理函数中，我们不断读取或写入数据，直到接收缓冲区满或发送缓冲区空为止。在写操作函数中，我们将要发送的数据存入发送缓冲区，并开启发送中断。这样，当有数据到来或发送完毕时，就会触发中断处理函数，从而完成数据的传输。