1. 介绍
嵌入式系统开发是当今科技领域中一个非常重要的领域。Linux是一种常用的嵌入式操作系统，被广泛应用于各种嵌入式设备中。学习Linux串口源代码是学习嵌入式系统开发的第一步。本文将深入探究Linux串口源代码，帮助读者了解串口的工作原理和嵌入式系统开发的基本知识。
2. 串口工作原理
串口是计算机与外部设备通信的一种常见方式。串口通过发送和接收数据信号来实现数据的传输。串口通信的基本特点是使用两条信号线进行数据传输：一条用于发送数据的信号线，一条用于接收数据的信号线。
串口通信的数据传输过程是：发送端将数据发送到接收端，接收端接收到数据后进行处理。在Linux中，串口通信是通过串口驱动程序实现的。串口驱动程序负责控制串口硬件，将数据从内核缓冲区发送到串口设备并接收从串口设备传回的数据。
3. Linux串口源代码解析
3.1 串口设备的注册
在Linux中，串口设备会被注册到系统中，以便操作系统能够识别和使用该设备。串口设备的注册是通过调用相应的函数实现的。以下是串口设备注册的部分源代码：
struct uart_driver {
struct list_head list;
...... // 其他成员变量
};
static struct uart_driver serial_uart_driver = {
.driver = {
.name = "serial",
.bus = &uart_bus_type,
.of_match_table = uart_dt_ids,
.pm = NULL,
},
.id_table = serial_ids,
.probe = serial_probe,
....... // 其他成员变量的初始化
};
static int __init serial_init(void)
{
....... // 其他初始化操作
uart_register_driver(&serial_uart_driver);
....... // 其他操作
}
在以上代码中，uart_driver结构体表示一个串口驱动程序。这个结构体包含了串口驱动程序的相关信息，比如驱动名称、总线类型等。通过调用uart_register_driver()函数，将uart_driver结构体中的信息注册到系统中。
3.2 串口通信的配置
在进行串口通信之前，需要对串口进行配置，包括波特率、数据位、停止位等参数的设置。以下是串口通信配置的部分源代码：
static struct uart_ops serial_ops = {
.tx_empty = serial_tx_empty,
.set_mctrl = serial_set_mctrl,
.get_mctrl = serial_get_mctrl,
.stop_tx = serial_stop_tx,
.start_tx = serial_start_tx,
.stop_rx = serial_stop_rx,
.enable_ms = serial_enable_ms,
.break_ctl = serial_break_ctl,
....... // 其他函数指针的初始化
};
static int serial_probe(struct device *dev)
{
....... // 其他初始化操作
uart->ops = &serial_ops;
....... // 其他操作
}
在以上代码中，uart_ops结构体包含了操作串口的各个函数指针。通过将uart_ops结构体中的函数指针初始化，并将其赋值给uart->ops，实现对串口的操作。
值得注意的是，在串口通信的配置过程中，要根据实际需求进行相应的设置。比如，通过设置波特率可以控制数据传输的速度，设置数据位和停止位可以确定数据的格式。
3.3 数据的发送和接收
在串口通信过程中，数据的发送和接收是非常重要的。以下是串口数据发送和接收的部分源代码：
static void serial_start_tx(struct uart_port *port)
{
....... // 准备要发送的数据
while (len > 0) {
wait_for_xmitr(port);
serial_out(port, UART_TX, ch);
........ // 其他操作
}
}
static void receive_chars(struct uart_port *port, unsigned int *status)
{
while ((ch = serial_in(port, UART_RX)) && bufsize) {
*buf++ = ch;
bufsize--;
}
}
以上代码中的serial_start_tx()函数是用于发送数据的，receive_chars()函数是用于接收数据的。在发送数据时，通过serial_out()函数将数据发送到串口设备；在接收数据时，通过serial_in()函数从串口设备接收数据。这里要注意的是，数据的发送和接收是通过读写串口设备的寄存器来实现的。
在进行数据的发送和接收时，需要注意处理一些特殊情况，比如判断发送缓冲区是否已满或接收缓冲区是否为空。
4. 总结
通过深入探究Linux串口源代码，我们了解了串口的工作原理和嵌入式系统开发的基本知识。在Linux中，串口通信是通过串口驱动程序实现的。通过注册串口设备、配置串口通信参数以及发送和接收数据，我们可以实现对串口的控制和数据的传输。通过学习和理解Linux串口源代码，我们可以更好地应用嵌入式系统开发。