Linux串口驱动程序(1)-tty驱动程序架构

最新推荐文章于 2025-04-02 08:53:00 发布

少侠好走位

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分类专栏： Linux 文章标签： linux

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本文深入解析Linux系统中的tty架构，包括tty核心、线路规程和驱动的交互机制，以及串口数据发送的底层函数调用流程，揭示了从用户空间到硬件设备的数据传输路径。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.tty概念分析

在Linux系统中，终端是一类字符型设备，它包括多种类型，通常使用tty来简称各种类型的终端设备。由于串口也是一种终端，因此这里引入终端这个概念

串口终端（/dev/ttyS*）

	<ul><li>串口终端是使用计算机串口连接的终端设备。Linux把每个串行端口都看作是一个字符设备。这些串行端口所对应的设备名称是<strong> /dev/ttySAC0;/dev/ttySAC1……</strong></li>
	</ul></li>
	<li>控制台终端（<strong>/dev/console</strong>）
	<ul><li>在Linux系统中，计算机的输出设备通常被称为<strong>控制台终端(Console)</strong>，这里特指printk信息输出到的设备。<strong>/dev/console</strong>是一个虚拟的设备，它需要映射到真正的tty(物理终端)上，比如通过内核启动参数” <strong>console=ttySAC0</strong>”就把console映射到了串口0。</li>
	</ul></li>
	<li>虚拟终端（<strong>/dev/tty*</strong>）
	<ul><li>当用户登录时，使用的是虚拟终端。使用Ctcl+Alt+[F1—F6]组合键时，我们就可以切换到tty1、tty2、tty3等上面去。tty1–tty6等称为虚拟终端，而tty0则是当前所使用虚拟终端的一个别名。</li>
	</ul></li>
</ul></li>
<li>在Linux内核中printk函数处理是交给控制台终端的，控制台终端又把它映射到串口终端或者屏幕终端上。而虚拟终端更多是在应用程序中使用。</li>

2.tty架构解析

Linux tty子系统包含：tty核心，tty线路规程和tty驱动。tty核心是对整个tty设备的抽象，对用户提供统一的接口，tty线路规程是对传输数据的格式化，tty驱动则是面向tty设备的硬件驱动。它们的关系如下图。

表现在代码实现中，流程就是下面图片描述的。

3.回溯串口数据发送

ttty最底层的发送函数：


 
 
   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     static void s3c24xx_serial_start_tx(struct uart_port *port)
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     {
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
        
     
     struct s3c24xx_uart_port *ourport = to_ourport(port);
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
     
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
         dump_stack();  
     
     // 回溯函数的调用关系
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
        
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
        
     
     if (!tx_enabled(port)) {
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
            
     
     if (port->flags & UPF_CONS_FLOW)
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     	        s3c24xx_serial_rx_disable(port);
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
     
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
             enable_irq(ourport->tx_irq);
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
             tx_enabled(port) = 
     
     1;
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
         }
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     }

在源码中加入dump_stack()，回溯函数的调用关系。
对内核代码重新编译，下载到开发板，终端打印回溯信息：


 
 
   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     [<c018dddc>] (s3c24xx_serial_start_tx+
     
     0x0/
     
     0x64) from [<c018a114>] (uart_start+
     
     0x68/
     
     0x6c)
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
      r5:c38c5800 r4:
     
     60000013
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
     
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     [<c018a0ac>] (uart_start+
     
     0x0/
     
     0x6c) from [<c018b9ec>] (uart_write+
     
     0xc0/
     
     0xe0)
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
      r5:c38c5800 r4:
     
     00000000
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     [<c018b92c>] (uart_write+
     
     0x0/
     
     0xe0) from [<c0176c0c>] (n_tty_write+
     
     0x1d8/
     
     0x448)
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     [<c0176a34>] (n_tty_write+
     
     0x0/
     
     0x448) from [<c0174258>] (tty_write+
     
     0x14c/
     
     0x244)
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
     
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     [<c017410c>] (tty_write+
     
     0x0/
     
     0x244) from [<c01743d8>] (redirected_tty_write+
     
     0x88/
     
     0x98)
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     [<c0174350>] (redirected_tty_write+
     
     0x0/
     
     0x98) from [<c009ca6c>] (vfs_write+
     
     0xb4/
     
     0xe8)
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
      r9:c397e000 r8:c00300c8 r7:
     
     00000004 r6:c397ff78 r5:
     
     40000000
    
    
   
   

   
   
    
    
   
   
   
   
    
    
     
     r4:c3960100

去掉系统调用接口和内核服务例程相关函数。
redirected_tty_write()函数调用tty核心tty_write()，tty_write()调用线路规程里面的ldisc.write()，然后调用n_tty_write()、uart_start()，最后调用tty驱动函数s3c24xx_serial_start_tx()。

原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_22847457/article/details/91477264 原文：小虾米_2018