Linux驱动——uart子系统驱动注册分析

韦东山驱动大全uart子系统笔记自整理——08_UART驱动情景分析_注册由于韦东山老师uart子系统的08注册情景分析的笔记很简略所以在学完这节课后自己整理了一份详细笔记包含TTY驱动框架数据结构分析以及注册过程分析上传上来以供同样学习这节课的同学的需要参考资料参考代码硬件相关drivers/tty/serial/imx.cdrivers/tty/serial/stm32-usart.c串口核心层drivers/tty/serial/serial_core.cTTY层:drivers/tty/tty_io.c情景分析大纲 分为这几节来讲注册过程分析 驱动框架驱动程序注册过程open过程分析read过程分析write过程分析本节讲注册过程源码框架分析每个应用程序通过对应的设备节点/dev/tty访问对应这个设备节点的驱动程序结合前面的分析知道这些设备节点的驱动程序里有cdev(内含fileoperation结构体)和他对应这个cdev在哪里呢整个从上到下的结构是什么样的呢注册时不涉及行规程这层TTY驱动框架结构层次划分TTY驱动分为三层结构从下到上依次是硬件相关层分为驱动如imx.c、stm32-usart.c 和 设备树 包含硬件信息,中间层serial coreTTY I/O层tty_io.ccdev内含file_operation结构体是在TTY IO层驱动再下层是中间层驱动再下层是硬件相关层分为驱动如imx.c、stm32-usart.c和设备树硬件信息寄存器地址、中断号等注册过程分析关键数据结构关键结构体硬件相关层驱动部分关键结构体UART_driver结构体 一个uart_driver 管理多个串口基本成员没有功能函数管理多个UART_port关键结构体UART_port结构体 多个串口分别有自己的uart_port结构体包含具体硬件信息内含关键结构体uart_ops结构体里面是串口的功能函数多个串口分别有自己的uart_ops结构体多串⼝⽀持⼀个UART_driver可以管理多个UART_port如imx6ul的两个串⼝中间层驱动部分关键结构体tty_driver 由uart_driver构造出来了tty_driver注册过程分析层次划分TTY驱动分为三层结构从下到上依次是硬件相关层驱动如imx.c、stm32-usart.c 在其中分配设置注册uart_driver结构体获取设备树信息并分配设置注册uart_port结构体内含uart_ops结构体里面是串口功能函数到uart_deriver结构体设备树包含硬件信息如寄存器基地址如0x02020000中断信息如GIC_SPI 26和时钟配置ipg和per时钟等中间层serial core.cTTY I/O层tty_io.c1. 硬件相关层的驱动部分如imx.c和stm32-usart.cIMX6ULL和STM32是类似的 a.关键结构体uart_driver 不包含功能函数啥的只有一些基础信息如驱动名、设备名、主次设备号和nr ⽀持的串⼝的个数等基本信息 一个uart_driver 管理多个串口uart_port结构体内含成员和uart_ops结构体里面是串口的功能函数多个串口分别有自己的uart_port结构体uart_ops结构体 提供串口功能函数的结构体 多个串口分别有自己的uart_ops结构体b. 驱动代码流程在init函数中使用uart_register_driver函数注册uart_driver结构体注册一个平台设备驱动platform_driver在platform_driver的probe函数中获得设备树资源获得寄存器地址中断号等。设置uart_port结构体包含一个uart_ops结构体里面是功能函数硬件初始化注册中断等向uart_driver注册一个uart_port结构体 使用uart_add_one_port函数2. 中间层驱动的处理流程serial_core.c 内核框架做的只需要理解内核的处理流程关键结构体tty_driver 由uart_driver构造出来了tty_driver分配设置 tty_driver结构体把uart_driver的成员信息指给tty_driver使用tty_set_operations函数把uart_ops结构体含有串口功能函数设置给tty_driver注册 tty_driver结构体注册tty_driver结构体时内核的解析流程uart_driver结构体里nr表示支持的串口个数每一个串口都分配一个uart_state。上面那个uart_driver是我们写驱动时需要构建的uart_driver现在这个是我们构建好的那个uart_driver结构体注册到上面以后的样子多了这个uart_driver对应的tty_driver 以及为uart_driver的每个串口分配的statetty_driver也是为每个串口都分配一个cdev指针包含fops结构体tty指针tty_port指针 和 termios指针包含波特率设置数据位停止位校验位等信息。这个tty_port指针分别指向uart_driver中的state结构体里的port成员。上面说了tty_driver也是为每个串口都了分配一个cdev指针包含fops结构体只是分配了但还没设置和注册cdev那这个fops是什么时候设置给cdev并且cdev是什么时候注册的呢是在前面的硬件相关层驱动里给uart_driver注册uart_port时的uart_add_one_port函数里完成的只有在串口注册时才设置注册cdev从而出现/dev/xxx设备节点应用程序才能open/read/write..这个设备节点下面就是uart_add_one_port函数的内部调用流程最终调用到tty_cdev_add函数里面进行了分配设置注册cdev