结合源码，详细讲解一下struct uart_driver控制uart口的全过程

在 Linux 内核中，`struct uart_driver` 结构体是用来描述串口驱动的。它定义了一组函数指针，这些函数指针需要由串口驱动程序实现，以便与 Linux 内核进行交互。

下面是 `struct uart_driver` 结构体的定义：

struct uart_driver {
    struct module *owner;
    const char *driver_name;
    struct uart_ops *ops;
    int minor;
    bool nr;
    struct uart_state *state;
    struct uart_port *ports[UART_NR]; /* MAX number of ports */
    ...
};

其中，`owner` 指向拥有此驱动程序的内核模块。`driver_name` 是驱动程序的名称。`ops` 是一个指向 `struct uart_ops` 结构体的指针，它包含了一组函数指针，这些指针定义了串口驱动程序需要实现的函数。`minor` 是指定驱动程序使用的最小设备号。`nr` 表示此驱动程序支持的串口数量。`state` 是一个指向保存驱动程序状态的结构体的指针。`ports` 数组包含了此驱动程序所支持的所有串口设备的 `struct uart_port` 结构体指针。

下面是 `struct uart_ops` 结构体的定义：

struct uart_ops {
    unsigned int (*tx_empty)(struct uart_port *port);
    void (*set_mctrl)(struct uart_port *port, unsigned int mctrl);
    unsigned int (*get_mctrl)(struct uart_port *port);
    void (*stop_tx)(struct uart_port *port);
    void (*start_tx)(struct uart_port *port);
    void (*stop_rx)(struct uart_port *port);
    void (*enable_ms)(struct uart_port *port);
    void (*break_ctl)(struct uart_port *port, int break_state);
    int (*startup)(struct uart_port *port);
    void (*shutdown)(struct uart_port *port);
    void (*flush_buffer)(struct uart_port *port);
    void (*set_termios)(struct uart_port *port, struct ktermios *termios, struct ktermios *old);
    void (*pm)(struct uart_port *port, unsigned int state, unsigned int oldstate);
    ...
};

这些函数指针定义了串口驱动程序需要实现的函数，以便与 Linux 内核进行交互，包括数据的发送和接收、控制信号的设置和读取，以及串口设备的启动和关闭等操作。

在驱动程序初始化时，需要完成以下几个步骤：

1. 分配并初始化 `struct uart_driver` 结构体。

2. 注册驱动程序，调用 `uart_register_driver()` 函数完成注册。

3. 分配并初始化 `struct uart_port` 结构体，用于描述每个串口设备。

4. 注册串口设备，调用 `uart_add_one_port()` 函数完成注册。

5. 启动串口设备，调用 `startup()` 函数完成启动。

6. 在驱动程序退出时，需要调用 `shutdown()` 函数关闭串口设备。

下面是一个示例代码，展示了如何使用 `struct uart_driver` 结构体控制串口设备：

#include <linux/module.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/serial.h>

static struct uart_driver my_uart_driver = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .driver_name = "my_uart_driver",
    .nr = 1,
    .ops = &my_uart_ops,
};

static struct uart_port my_uart_port = {
    .type = PORT_UART,
    .iotype = UPIO_MEM,
    .mapbase = 0x3f8,
    .irq = 4,
    .flags = UPF_BOOT_AUTOCONF,
    .uartclk = 1843200,
};

static int __init my_uart_init(void)
{
    int ret;

    ret = uart_register_driver(&my_uart_driver);
    if (ret)
        return ret;

    my_uart_port.uartclk = clk_get_rate(my_uart_port.uartclk);
    ret = uart_add_one_port(&my_uart_driver, &my_uart_port);
    if (ret)
        uart_unregister_driver(&my_uart_driver);

    return ret;
}

static void __exit my_uart_exit(void)
{
    uart_remove_one_port(&my_uart_driver, &my_uart_port);
    uart_unregister_driver(&my_uart_driver);
}

module_init(my_uart_init);
module_exit(my_uart_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Author");
MODULE_DESCRIPTION("My UART Driver");

在上面的示例代码中，我们定义了一个名为 `my_uart_driver` 的 `struct uart_driver` 结构体，用于描述串口驱动程序。我们还定义了一个名为 `my_uart_port` 的 `struct uart_port` 结构体，用于描述串口设备。我们在 `my_uart_init()` 函数中，首先调用 `uart_register_driver()` 函数注册驱动程序。然后，我们设置了 `my_uart_port` 结构体中的一些字段，包括串口设备的基地址、中断号等信息。最后，我们调用 `uart_add_one_port()` 函数将此串口设备注册到内核中。

在驱动程序退出时，我们首先调用 `uart_remove_one_port()` 函数将此串口设备从内核中删除，然后调用 `uart_unregister_driver()` 函数注销驱动程序。