解读linux3.4内核文件serial_core.c的代码

serial_core.c是Linux内核中的一个串口驱动核心文件，主要负责串口设备的初始化、读写和中断处理等操作。以下是该文件的代码解读：

1. 头文件包含

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/serial.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/tty_flip.h>
#include <linux/console.h>
#include <linux/console_struct.h>
#include <linux/serial_core.h>
#include <linux/serial_reg.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/dmaengine.h>
#include <linux/dma-mapping.h>

该文件包含了一些常用的头文件，如内核头文件、串口头文件、中断头文件等。

2. 宏定义

#define serial_outp(port, value)	writeb((value), (port))
#define serial_inp(port)		readb(port)
#define serial_outw(port, value)	writew((value), (port))
#define serial_inw(port)		readw(port)
#define serial_outl(port, value)	writel((value), (port))
#define serial_inl(port)		readl(port)

这些宏定义了读写串口寄存器的操作，通过调用内核提供的读写函数实现。

3. 结构体定义

struct uart_port {
    spinlock_t          lock;           /* 锁 */
    void __iomem        *membase;       /* MMIO基地址 */
    unsigned char       *mapbase;       /* 端口映射基地址 */
    unsigned char       *membase_addr;  /* MMIO地址 */
    unsigned char       *mapbase_addr;  /* 端口映射地址 */
    unsigned int        iotype:2;       /* 端口类型 */
    unsigned int        irq;            /* 中断号 */
    unsigned int        uartclk;        /* 时钟 */
    unsigned int        fifosize;       /* FIFO大小 */
    unsigned int        flags;          /* 标志 */
    unsigned int        regshift;       /* 寄存器位移 */
    unsigned int        iobase;         /* 端口基地址 */
    unsigned int        iolen;          /* 端口长度 */
    unsigned int        regtype:2;      /* 寄存器类型 */
    unsigned int        uartclk_high;   /* 高位时钟 */
    struct uart_state   *state;         /* 串口状态 */
    struct uart_ops     *ops;           /* 串口操作 */
    struct uart_driver  *uartclk_reg;   /* 时钟寄存器 */
    struct console      *cons;          /* 控制台 */
    struct device       *dev;           /* 设备 */
    struct dma_chan     *dma;           /* DMA通道 */
    struct dma_async_tx_descriptor *tx_dma; /* DMA传输描述符 */
    struct dma_async_tx_descriptor *rx_dma; /* DMA传输描述符 */
    unsigned int        capabilities;   /* 串口功能 */
    unsigned int        type;           /* 串口类型 */
    unsigned int        line;           /* 串口线路 */
    unsigned int        uartclk_rate;   /* 时钟频率 */
    struct ktermios     *termios;       /* 终端参数 */
    struct ktermios     *gpios;         /* GPIO配置 */
    struct delayed_work work;           /* 延迟工作队列 */
};

该结构体定义了串口端口的各种信息，如锁、基地址、中断号、时钟、标志等。

4. 函数定义

该文件包含了众多函数定义，具体解读如下：

(1) uart_get_baud_rate()函数

unsigned int uart_get_baud_rate(struct uart_port *port, struct ktermios *termios, struct ktermios *old, unsigned int min, unsigned int max)

该函数用于获取波特率，根据终端参数计算波特率并返回。

(2) uart_update_timeout()函数

void uart_update_timeout(struct uart_port *port, unsigned int cflag)

该函数用于更新串口超时时间，根据终端参数计算超时时间并更新。

(3) uart_register_driver()函数

int uart_register_driver(struct uart_driver *uart_drv)

该函数用于注册串口驱动，将驱动加入到内核串口驱动链表中。

(4) uart_unregister_driver()函数

void uart_unregister_driver(struct uart_driver *uart_drv)

该函数用于注销串口驱动，从内核串口驱动链表中移除。

(5) uart_add_one_port()函数

int uart_add_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

该函数用于添加一个串口端口，将其加入到驱动的端口列表中。

(6) uart_remove_one_port()函数

void uart_remove_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

该函数用于移除一个串口端口，从驱动的端口列表中删除。

(7) uart_suspend_port()函数

int uart_suspend_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

该函数用于挂起一个串口端口，暂停其读写操作。

(8) uart_resume_port()函数

int uart_resume_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port)

该函数用于恢复一个串口端口，重新开始读写操作。

(9) uart_change_speed()函数

void uart_change_speed(struct uart_port *port, unsigned int new_speed)

该函数用于改变串口的波特率，重新计算超时时间。

(10) uart_handle_sysrq_char()函数

int uart_handle_sysrq_char(struct uart_port *port, unsigned int ch)

该函数用于处理系统请求字符，将其发送到串口设备中。

(11) uart_insert_char()函数

void uart_insert_char(struct uart_port *port, unsigned int status, unsigned int overrun, unsigned int ch, unsigned int flag)

该函数用于向串口设备中插入一个字符，处理溢出和错误等情况。

(12) uart_write_wakeup()函数

void uart_write_wakeup(struct uart_port *port)

该函数用于唤醒串口设备的写操作，将等待的进程唤醒。

(13) uart_flush_buffer()函数

void uart_flush_buffer(struct uart_port *port)

该函数用于刷新串口设备的缓冲区，清空缓冲区中的数据。

(14) uart_start()函数

void uart_start(struct uart_port *port)

该函数用于启动串口设备的读操作，开始接收数据。

(15) uart_stop()函数

void uart_stop(struct uart_port *port)

该函数用于停止串口设备的读操作，停止接收数据。

(16) uart_shutdown()函数

void uart_shutdown(struct uart_port *port)

该函数用于关闭串口设备，释放资源。

(17) uart_handle_cts_change()函数

void uart_handle_cts_change(struct uart_port *port, unsigned int status)

该函数用于处理CTS(清除发送)信号的变化，控制发送操作。

(18) uart_handle_dcd_change()函数

void uart_handle_dcd_change(struct uart_port *port, unsigned int status)

该函数用于处理DCD(数据载波检测)信号的变化，控制读操作。

(19) uart_handle_dsr_change()函数

void uart_handle_dsr_change(struct uart_port *port, unsigned int status)

该函数用于处理DSR(数据终端就绪)信号的变化，控制读操作。

(20) uart_get_stats()函数

void uart_get_stats(struct uart_port *port, struct uart_icount *icount)

该函数用于获取串口设备的统计信息，包括接收、发送、错误等信息。

5. 总结

serial_core.c是Linux内核中的一个串口驱动核心文件，包含了众多的函数和结构体定义，实现了串口设备的初始化、读写、中断处理等操作。对于Linux内核开发人员来说，了解该文件的代码实现，对于理解串口驱动的原理和实现具有重要意义。