linuxカーネルにおけるシリアルポート駆動登録プロセス(tty駆動)
原文転入先:http://m.blog.csdn.net/blog/lushengchu2003/9368031
最近暇で、以前のプロジェクトでシリアルポートハードウェアフロー制御の問題に遭遇したこと、ブルートゥースシリアルポート制御の戻りエラー、上層読み書きシリアルポートbufferオーバーフローの問題などを考えて、しばらく振り回されて、最終的にシリアルポート駆動とは関係ないことを証明したが、問題を調べるときにシリアルポート駆動の関連コードを確認することは間違いないので、シリアルポート駆動の流れを一度過ぎた.後で使ってもいいです.解析したのはフルログコードA 20である.コード分析を直接始めましょう.
シリアルドライバコードlinux-3.3/drivers/tty/serialディレクトリの下で、全志は自分のプラットフォームに関するコードを1つのファイルに集中して、sw_と言いますuart.c、それではその__からInitが始まりました:
sw_uart_get_devinfoは全志を解析するsys構成スクリプトのシリアルポート構成で、全部で8つのシリアルポートがあり、それを使って直接sysスクリプトに1を設定すればいいのですが、これは全志プラットフォームを使ったことがあるのはすべて知っています.
続いてsw_uart_driver構造体は以下のように定義されています.
ここSW_UART_NRは8で、ttySは/dev/ディレクトリの下に表示される名前で、0～7から
次にuart登録関数を見て、その名の通り全志自身のプラットフォームのシリアルポートをシリアルコアserialに登録します.coreの中へ:
まず、NR個のstateを作成し、各stateの初期化を行いますが、これらのstateはまだポート(uart_port)に対応していません.ポートポートポートを初期化したらtty_を呼び出すregister_driver:
ここにいるよchrdev_regionは、プライマリスレーブデバイス番号を動的に割り当て、cdev_init、file_operations構造はそれに関連付けられており、open/dev/ttySノードでopen関数が呼び出されます.まず、この構造体を見てみましょう.
続いてcdev_addはfileをoperationsはデバイス番号に関連付けられています.デバイスノードはまだ作成されていませんが、driver->major、driver->minorがあります.startが割り当てたもので、後でノードを作成すると、この2つのプライマリスレーブデバイス番号が使用されます.続いてlist_addこれをdriverはチェーンテーブルに追加され、後続の検索が便利になります.
続いてif文判定TTY_DRIVER_DYNAMIC_DEVマークは、前に付与されています.
normal->flags = TTY_DRIVER_REAL_RAW | TTY_DRIVER_DYNAMIC_DEV;
だからここのif条件が成立しないで、最後にprocの下のノードを作成して、返しました.私の理解では、tty_register_driverはttyのドライバを登録しており、このドライバには論理能力があるが、このときこのドライバはまだデバイスに対応していないため、その後、対応するポート(つまりチップの物理シリアルポート)を追加し、/dev/下のデバイスノードを作成し、上位層はtty_driverが駆動する論理は、対応するポートを操作する.
swに戻るuart.cで、続行_init関数、platform_device_register関数は、sysプロファイルのシリアルポートが1を構成している場合、対応するプラットフォームデバイスを登録します.
続いてplatform_driver_register probe関数を見てみましょう
sw_uart_request_ResourceはGPIOの構成を申請し、uart_add_one_port:
この関数は名前を見るとuartと推測されます.driverはポートを追加し、stateの状態はまだuart_と話していません.port対応だと、ここでstate->uart_port=uportは対応して、portの配置はそれに関心を持っていないで、このようにuart_driverはportによるops構造体の操作関数により下位層を制御し、最後にtty_を呼び出すことができる.register_device:
ここのtty_line_name関数は次のように定義されます.
前にも言ったような名前のttyS 0～ttyS 7が見えます.
これにより、上位openノードが呼び出されると、前のfile_operations構造体関数tty_Open、ttyコアレイヤの呼び出しです.
まずtty_を検索しますdriverチェーンテーブル、前に追加したtty_を見つけます.driver、それから彼のops->open関数を呼び出して、このopsは前のuart_に値を割り当てますregister_driver関数:
だからuart_に入りますops構造体のopen関数です.ここではttyコアからserialコアに移動し、次のレベルに進みます.
uart_startup:
uart_port_startup:
最終的に呼び出されたことがわかります uport->ops->startupは、sericalコア層からプラットフォームのシリアルポート駆動層、すなわち最下層の駆動に移行します.この関数はsw_に定義されています.uart.cのsw_uart_port構造体:
彼の.startup関数を見てください.
ここでは最終的にARMチップを初期化するレジスタ操作であり,割り込み関数が申請されたことがわかり,後続の読み書き操作は割り込みサービス関数と密接に関連している.
次にopenの後、上位レベルのwrite関数呼び出しプロセスを見て、まずttyコア層のwriteを呼び出します.
ここを見てtty_write関数:
copy_from_userは書くデータをカーネル空間のwrite_にコピーしますbufではwriteが関数ポインタでありld->ops->writeを指す.
ここのld->opsはn_を指していますtty.c中構造体:
呼び出しは回線規程のwriteです
回線規程からtty駆動層のwriteに移行する:
データmemcpyをループキューに格納すると、ポートに対応するstateのxmitのbufにデータが保存され、ループキューであることがわかります.次にuart_を呼び出すstart:
データの転送が始まるようですので、この操作にロックをかけました.
最終的に駆動層の操作関数、すなわちポートに対応する転送関数を呼び出してデータ送信をトリガーします.
serial_out関数は最下位のレジスタ操作に対応しています.ここではdefine SW_UART_IER (0x04),SW_UART_IER_THRIは割り込み可能に対応しており、具体的には全志のA 20 CPUマニュアルを参照してください.
構成をレジスタに書き、割り込み可能にした後、割り込みサービス関数は自動的にbufのデータを送信し、前の分析ではmemcpyがこのポートに対応するstateのcirc_buf構造体の中にあるので、前のopenで分析した割り込みサービス関数に入ります.
私たちがしなければならないのは送信操作なので、swに入ります.uart_handle_tx:
見ましたserialoutはやっぱりcircを取り出してbufのbufデータは、do{}while文で送信を完了します.
これで送信したデータを対応するレジスタに書き込むと、ハードウェアは自動的にデータ送信操作を完了します.
上層readの操作時に呼び出しとwriteの差は多くなく、異なる点はreadがリングbufのデータを読み取ることであり、データが到着すると中断が発生し、サービス関数を中断して自動的にデータを受信し、bufに格納することである.前に書いたときはbufに自発的にデータを書きますので、まず割り込みサービス関数から入力をどのように受信するかを見てみましょう.
レジスタから文字を読み出してchに割り当て、uart_insert_charはこの文字を処理します.実はこのデータをuart層に置きます.
現在のtty_bufferスペースが足りない場合にtty_を呼び出すinsert_flip_string_flags、この関数で次のttyを探します.buffer、次のtty_にデータを配置bufferのchar_buf_ptrの中.ここでbuf_ptrのデータはどのように線路規程のread_に置かれますか?bufの中のは?それはtty open操作の時、tty_init_dev -> initialize_tty_struct -> initialize_tty_struct -> tty_buffer_init:
ワークキューが初期化されていることがわかりますが、ワークキューを呼び出すタイミングは、ここで操作が完了した後、sw_を続行します.uart_handle_rx関数のtty_flip_buffer_Push時:
ここでは、リンク・ルール・レイヤにデータを報告する2つの方法がありますが、実際にはほとんど差がありません.これにより、データはリンク・ルールに報告され、このワークキュー関数を見てみましょう.
リンク規程のreceive_buf関数:
明らかにmemcpyがread_にデータをコピーしたbufにあります.
次に、read関数がどのようにデータを読み出すかを上層部から振り返ってみましょう.プロセスもttyコア->リンク規程です.
copyが見えましたto_user関数はread_をbufのデータはユーザ空間にコピーされた.ここまで来ると、シリアルの読み書きの流れがはっきりしていて、一目瞭然です.
最近暇で、以前のプロジェクトでシリアルポートハードウェアフロー制御の問題に遭遇したこと、ブルートゥースシリアルポート制御の戻りエラー、上層読み書きシリアルポートbufferオーバーフローの問題などを考えて、しばらく振り回されて、最終的にシリアルポート駆動とは関係ないことを証明したが、問題を調べるときにシリアルポート駆動の関連コードを確認することは間違いないので、シリアルポート駆動の流れを一度過ぎた.後で使ってもいいです.解析したのはフルログコードA 20である.コード分析を直接始めましょう.
シリアルドライバコードlinux-3.3/drivers/tty/serialディレクトリの下で、全志は自分のプラットフォームに関するコードを1つのファイルに集中して、sw_と言いますuart.c、それではその__からInitが始まりました:
static int __init sw_uart_init(void)
{
int ret;
u32 i;
struct sw_uart_pdata *pdata;
SERIAL_MSG("driver initializied
");
ret = sw_uart_get_devinfo();
if (unlikely(ret))
return ret;
ret = uart_register_driver(&sw_uart_driver);
if (unlikely(ret)) {
SERIAL_MSG("driver initializied
");
return ret;
}
for (i=0; iused)
platform_device_register(&sw_uport_device[i]);
}
return platform_driver_register(&sw_uport_platform_driver);
}
sw_uart_get_devinfoは全志を解析するsys構成スクリプトのシリアルポート構成で、全部で8つのシリアルポートがあり、それを使って直接sysスクリプトに1を設定すればいいのですが、これは全志プラットフォームを使ったことがあるのはすべて知っています.
続いてsw_uart_driver構造体は以下のように定義されています.
static struct uart_driver sw_uart_driver = {
.owner = THIS_MODULE,
.driver_name = "sw_serial",
.dev_name = "ttyS",
.nr = SW_UART_NR,
.cons = SW_CONSOLE,
};
ここSW_UART_NRは8で、ttySは/dev/ディレクトリの下に表示される名前で、0～7から
次にuart登録関数を見て、その名の通り全志自身のプラットフォームのシリアルポートをシリアルコアserialに登録します.coreの中へ:
int uart_register_driver(struct uart_driver *drv)
{
struct tty_driver *normal;
int i, retval;
BUG_ON(drv->state);
/*
* Maybe we should be using a slab cache for this, especially if
* we have a large number of ports to handle.
*/
drv->state = kzalloc(sizeof(struct uart_state) * drv->nr, GFP_KERNEL);
if (!drv->state)
goto out;
normal = alloc_tty_driver(drv->nr);
if (!normal)
goto out_kfree;
drv->tty_driver = normal;
normal->owner = drv->owner;
normal->driver_name = drv->driver_name;
normal->name = drv->dev_name;// ttyS
normal->major = drv->major;
normal->minor_start = drv->minor;
normal->type = TTY_DRIVER_TYPE_SERIAL;
normal->subtype = SERIAL_TYPE_NORMAL;
normal->init_termios = tty_std_termios;
normal->init_termios.c_cflag = B9600 | CS8 | CREAD | HUPCL | CLOCAL;
normal->init_termios.c_ispeed = normal->init_termios.c_ospeed = 9600;
normal->flags = TTY_DRIVER_REAL_RAW | TTY_DRIVER_DYNAMIC_DEV;
normal->driver_state = drv;
tty_set_operations(normal, &uart_ops);
/*
* Initialise the UART state(s).
*/
for (i = 0; i < drv->nr; i++) {
struct uart_state *state = drv->state + i;
struct tty_port *port = &state->port;
tty_port_init(port);
port->ops = &uart_port_ops;
port->close_delay = HZ / 2; /* .5 seconds */
port->closing_wait = 30 * HZ;/* 30 seconds */
}
retval = tty_register_driver(normal);
if (retval >= 0)
return retval;
put_tty_driver(normal);
out_kfree:
kfree(drv->state);
out:
return -ENOMEM;
}
まず、NR個のstateを作成し、各stateの初期化を行いますが、これらのstateはまだポート(uart_port)に対応していません.ポートポートポートを初期化したらtty_を呼び出すregister_driver:
int tty_register_driver(struct tty_driver *driver)
{
int error;
int i;
dev_t dev;
void **p = NULL;
struct device *d;
if (!(driver->flags & TTY_DRIVER_DEVPTS_MEM) && driver->num) {
p = kzalloc(driver->num * 2 * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
if (!p)
return -ENOMEM;
}
if (!driver->major) {
error = alloc_chrdev_region(&dev, driver->minor_start,
driver->num, driver->name);
if (!error) {
driver->major = MAJOR(dev);
driver->minor_start = MINOR(dev);
}
} else {
dev = MKDEV(driver->major, driver->minor_start);
error = register_chrdev_region(dev, driver->num, driver->name);
}
if (error < 0) {
kfree(p);
return error;
}
if (p) {
driver->ttys = (struct tty_struct **)p;
driver->termios = (struct ktermios **)(p + driver->num);
} else {
driver->ttys = NULL;
driver->termios = NULL;
}
cdev_init(&driver->cdev, &tty_fops);
driver->cdev.owner = driver->owner;
error = cdev_add(&driver->cdev, dev, driver->num);
if (error) {
unregister_chrdev_region(dev, driver->num);
driver->ttys = NULL;
driver->termios = NULL;
kfree(p);
return error;
}
mutex_lock(&tty_mutex);
list_add(&driver->tty_drivers, &tty_drivers);
mutex_unlock(&tty_mutex);
if (!(driver->flags & TTY_DRIVER_DYNAMIC_DEV)) {
for (i = 0; i < driver->num; i++) {
d = tty_register_device(driver, i, NULL);
if (IS_ERR(d)) {
error = PTR_ERR(d);
goto err;
}
}
}
proc_tty_register_driver(driver);
driver->flags |= TTY_DRIVER_INSTALLED;
return 0;
ここにいるよchrdev_regionは、プライマリスレーブデバイス番号を動的に割り当て、cdev_init、file_operations構造はそれに関連付けられており、open/dev/ttySノードでopen関数が呼び出されます.まず、この構造体を見てみましょう.
static const struct file_operations tty_fops = {
.llseek = no_llseek,
.read = tty_read,
.write = tty_write,
.poll = tty_poll,
.unlocked_ioctl = tty_ioctl,
.compat_ioctl = tty_compat_ioctl,
.open = tty_open,
.release = tty_release,
.fasync = tty_fasync,
};続いてcdev_addはfileをoperationsはデバイス番号に関連付けられています.デバイスノードはまだ作成されていませんが、driver->major、driver->minorがあります.startが割り当てたもので、後でノードを作成すると、この2つのプライマリスレーブデバイス番号が使用されます.続いてlist_addこれをdriverはチェーンテーブルに追加され、後続の検索が便利になります.
続いてif文判定TTY_DRIVER_DYNAMIC_DEVマークは、前に付与されています.
normal->flags = TTY_DRIVER_REAL_RAW | TTY_DRIVER_DYNAMIC_DEV;
だからここのif条件が成立しないで、最後にprocの下のノードを作成して、返しました.私の理解では、tty_register_driverはttyのドライバを登録しており、このドライバには論理能力があるが、このときこのドライバはまだデバイスに対応していないため、その後、対応するポート(つまりチップの物理シリアルポート)を追加し、/dev/下のデバイスノードを作成し、上位層はtty_driverが駆動する論理は、対応するポートを操作する.
swに戻るuart.cで、続行_init関数、platform_device_register関数は、sysプロファイルのシリアルポートが1を構成している場合、対応するプラットフォームデバイスを登録します.
続いてplatform_driver_register probe関数を見てみましょう
static int __devinit sw_uart_probe(struct platform_device *pdev)
{
u32 id = pdev->id;
struct uart_port *port;
struct sw_uart_port *sw_uport;
struct clk *apbclk;
int ret = -1;
if (unlikely(pdev->id < 0 || pdev->id >= SW_UART_NR))
return -ENXIO;
port = &sw_uart_port[id].port;
port->dev = &pdev->dev;
sw_uport = UART_TO_SPORT(port);
sw_uport->id = id;
sw_uport->ier = 0;
sw_uport->lcr = 0;
sw_uport->mcr = 0;
sw_uport->fcr = 0;
sw_uport->dll = 0;
sw_uport->dlh = 0;
/* request system resource and init them */
ret = sw_uart_request_resource(sw_uport);
if (unlikely(ret)) {
SERIAL_MSG("uart%d error to get resource
", id);
return -ENXIO;
}
apbclk = clk_get(&pdev->dev, CLK_SYS_APB1);
if (IS_ERR(apbclk)) {
SERIAL_MSG("uart%d error to get source clock
", id);
return -ENXIO;
}
ret = clk_set_parent(sw_uport->mclk, apbclk);
if (ret) {
SERIAL_MSG("uart%d set mclk parent error
", id);
clk_put(apbclk);
return -ENXIO;
}
port->uartclk = clk_get_rate(apbclk);
clk_put(apbclk);
port->type = PORT_SW;
port->flags = UPF_BOOT_AUTOCONF;
port->mapbase = sw_uport->pdata->base;
port->irq = sw_uport->pdata->irq;
platform_set_drvdata(pdev, port);
#ifdef CONFIG_PROC_FS
sw_uart_procfs_attach(sw_uport);
#endif
SERIAL_DBG("add uart%d port, port_type %d, uartclk %d
",
id, port->type, port->uartclk);
return uart_add_one_port(&sw_uart_driver, port);
}
sw_uart_request_ResourceはGPIOの構成を申請し、uart_add_one_port:
int uart_add_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *uport)
{
struct uart_state *state;
struct tty_port *port;
int ret = 0;
struct device *tty_dev;
BUG_ON(in_interrupt());
if (uport->line >= drv->nr)
return -EINVAL;
state = drv->state + uport->line;//state uart_register_driver kmalloc
port = &state->port;
mutex_lock(&port_mutex);
mutex_lock(&port->mutex);
if (state->uart_port) {
ret = -EINVAL;
goto out;
}
state->uart_port = uport;
state->pm_state = -1;
uport->cons = drv->cons;
uport->state = state;
/*
* If this port is a console, then the spinlock is already
* initialised.
*/
if (!(uart_console(uport) && (uport->cons->flags & CON_ENABLED))) {
spin_lock_init(&uport->lock);
lockdep_set_class(&uport->lock, &port_lock_key);
}
uart_configure_port(drv, state, uport);
/*
* Register the port whether it's detected or not. This allows
* setserial to be used to alter this ports parameters.
*/
tty_dev = tty_register_device(drv->tty_driver, uport->line, uport->dev);
if (likely(!IS_ERR(tty_dev))) {
device_set_wakeup_capable(tty_dev, 1);
} else {
printk(KERN_ERR "Cannot register tty device on line %d
",
uport->line);
}
/*
* Ensure UPF_DEAD is not set.
*/
uport->flags &= ~UPF_DEAD;
out:
mutex_unlock(&port->mutex);
mutex_unlock(&port_mutex);
return ret;
}
この関数は名前を見るとuartと推測されます.driverはポートを追加し、stateの状態はまだuart_と話していません.port対応だと、ここでstate->uart_port=uportは対応して、portの配置はそれに関心を持っていないで、このようにuart_driverはportによるops構造体の操作関数により下位層を制御し、最後にtty_を呼び出すことができる.register_device:
struct device *tty_register_device(struct tty_driver *driver, unsigned index,
struct device *device)
{
char name[64];
dev_t dev = MKDEV(driver->major, driver->minor_start) + index;
if (index >= driver->num) {
printk(KERN_ERR "Attempt to register invalid tty line number "
" (%d).
", index);
return ERR_PTR(-EINVAL);
}
if (driver->type == TTY_DRIVER_TYPE_PTY)
pty_line_name(driver, index, name);
else
tty_line_name(driver, index, name);
return device_create(tty_class, device, dev, NULL, name);
}
ここのtty_line_name関数は次のように定義されます.
static void tty_line_name(struct tty_driver *driver, int index, char *p)
{
sprintf(p, "%s%d", driver->name, index + driver->name_base);// uart_register_driver
}
前にも言ったような名前のttyS 0～ttyS 7が見えます.
これにより、上位openノードが呼び出されると、前のfile_operations構造体関数tty_Open、ttyコアレイヤの呼び出しです.
static int tty_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct tty_struct *tty;
int noctty, retval;
struct tty_driver *driver = NULL;
int index;
dev_t device = inode->i_rdev;
unsigned saved_flags = filp->f_flags;
nonseekable_open(inode, filp);
retry_open:
retval = tty_alloc_file(filp);
if (retval)
return -ENOMEM;
noctty = filp->f_flags & O_NOCTTY;
index = -1;
retval = 0;
mutex_lock(&tty_mutex);
tty_lock();
tty = tty_open_current_tty(device, filp);
...................................
if (tty->ops->open)
retval = tty->ops->open(tty, filp);
else
........................................
return retval;
schedule();
/*
* Need to reset f_op in case a hangup happened.
*/
tty_lock();
if (filp->f_op == &hung_up_tty_fops)
filp->f_op = &tty_fops;
tty_unlock();
goto retry_open;
.................................
まずtty_を検索しますdriverチェーンテーブル、前に追加したtty_を見つけます.driver、それから彼のops->open関数を呼び出して、このopsは前のuart_に値を割り当てますregister_driver関数:
tty_set_operations(normal, &uart_ops);だからuart_に入りますops構造体のopen関数です.ここではttyコアからserialコアに移動し、次のレベルに進みます.
static int uart_open(struct tty_struct *tty, struct file *filp)
{
struct uart_driver *drv = (struct uart_driver *)tty->driver->driver_state;
int retval, line = tty->index;
struct uart_state *state = drv->state + line;
struct tty_port *port = &state->port;
................................
/*
* Start up the serial port.
*/
retval = uart_startup(tty, state, 0);
.....................................
uart_startup:
static int uart_startup(struct tty_struct *tty, struct uart_state *state,
int init_hw)
{
struct tty_port *port = &state->port;
int retval;
if (port->flags & ASYNC_INITIALIZED)
return 0;
/*
* Set the TTY IO error marker - we will only clear this
* once we have successfully opened the port.
*/
set_bit(TTY_IO_ERROR, &tty->flags);
retval = uart_port_startup(tty, state, init_hw);
if (!retval) {
set_bit(ASYNCB_INITIALIZED, &port->flags);
clear_bit(TTY_IO_ERROR, &tty->flags);
} else if (retval > 0)
retval = 0;
return retval;
}
uart_port_startup:
static int uart_port_startup(struct tty_struct *tty, struct uart_state *state,
int init_hw)
{
struct uart_port *uport = state->uart_port;
struct tty_port *port = &state->port;
unsigned long page;
int retval = 0;
retval = uport->ops->startup(uport);
if (retval == 0) {
if (uart_console(uport) && uport->cons->cflag) {
tty->termios->c_cflag = uport->cons->cflag;
uport->cons->cflag = 0;
}
/*
* Initialise the hardware port settings.
*/
uart_change_speed(tty, state, NULL);
if (init_hw) {
/*
* Setup the RTS and DTR signals once the
* port is open and ready to respond.
*/
if (tty->termios->c_cflag & CBAUD)
uart_set_mctrl(uport, TIOCM_RTS | TIOCM_DTR);
}
if (port->flags & ASYNC_CTS_FLOW) {
spin_lock_irq(&uport->lock);
if (!(uport->ops->get_mctrl(uport) & TIOCM_CTS))
tty->hw_stopped = 1;
spin_unlock_irq(&uport->lock);
}
}
最終的に呼び出されたことがわかります uport->ops->startupは、sericalコア層からプラットフォームのシリアルポート駆動層、すなわち最下層の駆動に移行します.この関数はsw_に定義されています.uart.cのsw_uart_port構造体:
static struct sw_uart_port sw_uart_port[] = {
{ .port = { .iotype = UPIO_MEM, .ops = &sw_uart_ops, .fifosize = 64, .line = 0, },
.pdata = &sw_uport_pdata[0], },
{ .port = { .iotype = UPIO_MEM, .ops = &sw_uart_ops, .fifosize = 64, .line = 1, },
.pdata = &sw_uport_pdata[1], },
{ .port = { .iotype = UPIO_MEM, .ops = &sw_uart_ops, .fifosize = 64, .line = 2, },
.pdata = &sw_uport_pdata[2], },
{ .port = { .iotype = UPIO_MEM, .ops = &sw_uart_ops, .fifosize = 64, .line = 3, },
.pdata = &sw_uport_pdata[3], },
{ .port = { .iotype = UPIO_MEM, .ops = &sw_uart_ops, .fifosize = 64, .line = 4, },
.pdata = &sw_uport_pdata[4], },
{ .port = { .iotype = UPIO_MEM, .ops = &sw_uart_ops, .fifosize = 64, .line = 5, },
.pdata = &sw_uport_pdata[5], },
{ .port = { .iotype = UPIO_MEM, .ops = &sw_uart_ops, .fifosize = 64, .line = 6, },
.pdata = &sw_uport_pdata[6], },
{ .port = { .iotype = UPIO_MEM, .ops = &sw_uart_ops, .fifosize = 64, .line = 7, },
.pdata = &sw_uport_pdata[7], },
};
彼の.startup関数を見てください.
static int sw_uart_startup(struct uart_port *port)
{
struct sw_uart_port *sw_uport = UART_TO_SPORT(port);
int ret;
SERIAL_DBG("start up ...
");
snprintf(sw_uport->name, sizeof(sw_uport->name),
"sw_serial%d", port->line);
ret = request_irq(port->irq, sw_uart_irq, 0, sw_uport->name, port);
if (unlikely(ret)) {
SERIAL_MSG("uart%d cannot get irq %d
", sw_uport->id, port->irq);
return ret;
}
sw_uport->msr_saved_flags = 0;
/*
* PTIME mode to select the THRE trigger condition:
* if PTIME=1(IER[7]), the THRE interrupt will be generated when the
* the water level of the TX FIFO is lower than the threshold of the
* TX FIFO. and if PTIME=0, the THRE interrupt will be generated when
* the TX FIFO is empty.
* In addition, when PTIME=1, the THRE bit of the LSR register will not
* be set when the THRE interrupt is generated. You must check the
* interrupt id of the IIR register to decide whether some data need to
* send.
*/
sw_uport->ier = SW_UART_IER_RLSI | SW_UART_IER_RDI;
#ifdef CONFIG_SW_UART_PTIME_MODE
sw_uport->ier |= SW_UART_IER_PTIME;
#endif
return 0;
}
ここでは最終的にARMチップを初期化するレジスタ操作であり,割り込み関数が申請されたことがわかり,後続の読み書き操作は割り込みサービス関数と密接に関連している.
次にopenの後、上位レベルのwrite関数呼び出しプロセスを見て、まずttyコア層のwriteを呼び出します.
static ssize_t tty_write(struct file *file, const char __user *buf,
size_t count, loff_t *ppos)
{
struct inode *inode = file->f_path.dentry->d_inode;
struct tty_struct *tty = file_tty(file);
struct tty_ldisc *ld;
ssize_t ret;
if (tty_paranoia_check(tty, inode, "tty_write"))
return -EIO;
if (!tty || !tty->ops->write ||
(test_bit(TTY_IO_ERROR, &tty->flags)))
return -EIO;
/* Short term debug to catch buggy drivers */
if (tty->ops->write_room == NULL)
printk(KERN_ERR "tty driver %s lacks a write_room method.
",
tty->driver->name);
ld = tty_ldisc_ref_wait(tty);
if (!ld->ops->write)
ret = -EIO;
else
ret = do_tty_write(ld->ops->write, tty, file, buf, count);
tty_ldisc_deref(ld);
return ret;
}
ここを見てtty_write関数:
static inline ssize_t do_tty_write(
ssize_t (*write)(struct tty_struct *, struct file *, const unsigned char *, size_t),
struct tty_struct *tty,
struct file *file,
const char __user *buf,
size_t count)
{
............................
for (;;) {
size_t size = count;
if (size > chunk)
size = chunk;
ret = -EFAULT;
if (copy_from_user(tty->write_buf, buf, size))
break;
ret = write(tty, file, tty->write_buf, size);
if (ret <= 0)
break;
...............................
copy_from_userは書くデータをカーネル空間のwrite_にコピーしますbufではwriteが関数ポインタでありld->ops->writeを指す.
ここのld->opsはn_を指していますtty.c中構造体:
struct tty_ldisc_ops tty_ldisc_N_TTY = {
.magic = TTY_LDISC_MAGIC,
.name = "n_tty",
.open = n_tty_open,
.close = n_tty_close,
.flush_buffer = n_tty_flush_buffer,
.chars_in_buffer = n_tty_chars_in_buffer,
.read = n_tty_read,
.write = n_tty_write,
.ioctl = n_tty_ioctl,
.set_termios = n_tty_set_termios,
.poll = n_tty_poll,
.receive_buf = n_tty_receive_buf,
.write_wakeup = n_tty_write_wakeup
};呼び出しは回線規程のwriteです
static ssize_t n_tty_write(struct tty_struct *tty, struct file *file,
const unsigned char *buf, size_t nr)
{
..........................
b++; nr--;
}
if (tty->ops->flush_chars)
tty->ops->flush_chars(tty);
} else {
while (nr > 0) {
c = tty->ops->write(tty, b, nr);
if (c < 0) {
retval = c;
goto break_out;
}
if (!c)
break;
b += c;
nr -= c;
}
}
............................回線規程からtty駆動層のwriteに移行する:
static int uart_write(struct tty_struct *tty,
const unsigned char *buf, int count)
{
......................
if (!circ->buf)
return 0;
spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);
while (1) {
c = CIRC_SPACE_TO_END(circ->head, circ->tail, UART_XMIT_SIZE);
if (count < c)
c = count;
if (c <= 0)
break;
memcpy(circ->buf + circ->head, buf, c);
circ->head = (circ->head + c) & (UART_XMIT_SIZE - 1);
buf += c;
count -= c;
ret += c;
}
spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);
uart_start(tty);
return ret;
}
データmemcpyをループキューに格納すると、ポートに対応するstateのxmitのbufにデータが保存され、ループキューであることがわかります.次にuart_を呼び出すstart:
static void uart_start(struct tty_struct *tty)
{
struct uart_state *state = tty->driver_data;
struct uart_port *port = state->uart_port;
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);
__uart_start(tty);
spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);
}
データの転送が始まるようですので、この操作にロックをかけました.
static void __uart_start(struct tty_struct *tty)
{
struct uart_state *state = tty->driver_data;
struct uart_port *port = state->uart_port;
if (port->ops->wake_peer)
port->ops->wake_peer(port);
if (!uart_circ_empty(&state->xmit) && state->xmit.buf &&
!tty->stopped && !tty->hw_stopped)
port->ops->start_tx(port);
}
最終的に駆動層の操作関数、すなわちポートに対応する転送関数を呼び出してデータ送信をトリガーします.
static void sw_uart_start_tx(struct uart_port *port)
{
struct sw_uart_port *sw_uport = UART_TO_SPORT(port);
if (!(sw_uport->ier & SW_UART_IER_THRI)) {
sw_uport->ier |= SW_UART_IER_THRI;
SERIAL_DBG("start tx, ier %x
", sw_uport->ier);
serial_out(port, sw_uport->ier, SW_UART_IER);
}
}
serial_out関数は最下位のレジスタ操作に対応しています.ここではdefine SW_UART_IER (0x04),SW_UART_IER_THRIは割り込み可能に対応しており、具体的には全志のA 20 CPUマニュアルを参照してください.
static inline void serial_out(struct uart_port *port, unsigned char value, int offs)
{
__raw_writeb(value, port->membase + offs);
}
構成をレジスタに書き、割り込み可能にした後、割り込みサービス関数は自動的にbufのデータを送信し、前の分析ではmemcpyがこのポートに対応するstateのcirc_buf構造体の中にあるので、前のopenで分析した割り込みサービス関数に入ります.
static irqreturn_t sw_uart_irq(int irq, void *dev_id)
{
struct uart_port *port = dev_id;
struct sw_uart_port *sw_uport = UART_TO_SPORT(port);
unsigned int iir = 0, lsr = 0;
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);
iir = serial_in(port, SW_UART_IIR) & SW_UART_IIR_IID_MASK;
lsr = serial_in(port, SW_UART_LSR);
SERIAL_DBG("irq: iir %x lsr %x
", iir, lsr);
if (iir == SW_UART_IIR_IID_BUSBSY) {
/* handle busy */
// SERIAL_MSG("uart%d busy...
", sw_uport->id);
serial_in(port, SW_UART_USR);
#ifdef CONFIG_SW_UART_FORCE_LCR
sw_uart_force_lcr(sw_uport, 10);
#else
serial_out(port, sw_uport->lcr, SW_UART_LCR);
#endif
} else {
if (lsr & (SW_UART_LSR_DR | SW_UART_LSR_BI))
lsr = sw_uart_handle_rx(sw_uport, lsr);
sw_uart_modem_status(sw_uport);
#ifdef CONFIG_SW_UART_PTIME_MODE
if (iir == SW_UART_IIR_IID_THREMP)
#else
if (lsr & SW_UART_LSR_THRE)
#endif
sw_uart_handle_tx(sw_uport);
}
spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);
return IRQ_HANDLED;
}
私たちがしなければならないのは送信操作なので、swに入ります.uart_handle_tx:
static void sw_uart_handle_tx(struct sw_uart_port *sw_uport)
{
struct circ_buf *xmit = &sw_uport->port.state->xmit;
int count;
if (sw_uport->port.x_char) {
serial_out(&sw_uport->port, sw_uport->port.x_char, SW_UART_THR);
sw_uport->port.icount.tx++;
sw_uport->port.x_char = 0;
#ifdef CONFIG_SW_UART_DUMP_DATA
sw_uport->dump_buff[sw_uport->dump_len++] = sw_uport->port.x_char;
SERIAL_DUMP(sw_uport, "Tx");
#endif
return;
}
if (uart_circ_empty(xmit) || uart_tx_stopped(&sw_uport->port)) {
sw_uart_stop_tx(&sw_uport->port);
return;
}
count = sw_uport->port.fifosize / 2;
do {
#ifdef CONFIG_SW_UART_DUMP_DATA
sw_uport->dump_buff[sw_uport->dump_len++] = xmit->buf[xmit->tail];
#endif
serial_out(&sw_uport->port, xmit->buf[xmit->tail], SW_UART_THR);
xmit->tail = (xmit->tail + 1) & (UART_XMIT_SIZE - 1);
sw_uport->port.icount.tx++;
if (uart_circ_empty(xmit)) {
break;
}
} while (--count > 0);
SERIAL_DUMP(sw_uport, "Tx");
if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS) {
spin_unlock(&sw_uport->port.lock);
uart_write_wakeup(&sw_uport->port);
spin_lock(&sw_uport->port.lock);
}
..........................
見ましたserialoutはやっぱりcircを取り出してbufのbufデータは、do{}while文で送信を完了します.
static inline void serial_out(struct uart_port *port, unsigned char value, int offs)
{
__raw_writeb(value, port->membase + offs);
}
これで送信したデータを対応するレジスタに書き込むと、ハードウェアは自動的にデータ送信操作を完了します.
上層readの操作時に呼び出しとwriteの差は多くなく、異なる点はreadがリングbufのデータを読み取ることであり、データが到着すると中断が発生し、サービス関数を中断して自動的にデータを受信し、bufに格納することである.前に書いたときはbufに自発的にデータを書きますので、まず割り込みサービス関数から入力をどのように受信するかを見てみましょう.
static unsigned int sw_uart_handle_rx(struct sw_uart_port *sw_uport, unsigned int lsr)
{
struct tty_struct *tty = sw_uport->port.state->port.tty;
unsigned char ch = 0;
int max_count = 256;
char flag;
do {
if (likely(lsr & SW_UART_LSR_DR)) {
ch = serial_in(&sw_uport->port, SW_UART_RBR);
..........................
if (uart_handle_sysrq_char(&sw_uport->port, ch))
goto ignore_char;
uart_insert_char(&sw_uport->port, lsr, SW_UART_LSR_OE, ch, flag);
............................
レジスタから文字を読み出してchに割り当て、uart_insert_charはこの文字を処理します.実はこのデータをuart層に置きます.
void uart_insert_char(struct uart_port *port, unsigned int status,
unsigned int overrun, unsigned int ch, unsigned int flag)
{
struct tty_struct *tty = port->state->port.tty;
if ((status & port->ignore_status_mask & ~overrun) == 0)
tty_insert_flip_char(tty, ch, flag);
/*
* Overrun is special. Since it's reported immediately,
* it doesn't affect the current character.
*/
if (status & ~port->ignore_status_mask & overrun)
tty_insert_flip_char(tty, 0, TTY_OVERRUN);
}
static inline int tty_insert_flip_char(struct tty_struct *tty,
unsigned char ch, char flag)
{
struct tty_buffer *tb = tty->buf.tail;
if (tb && tb->used < tb->size) {
tb->flag_buf_ptr[tb->used] = flag;
tb->char_buf_ptr[tb->used++] = ch;
return 1;
}
return tty_insert_flip_string_flags(tty, &ch, &flag, 1);
}
現在のtty_bufferスペースが足りない場合にtty_を呼び出すinsert_flip_string_flags、この関数で次のttyを探します.buffer、次のtty_にデータを配置bufferのchar_buf_ptrの中.ここでbuf_ptrのデータはどのように線路規程のread_に置かれますか?bufの中のは?それはtty open操作の時、tty_init_dev -> initialize_tty_struct -> initialize_tty_struct -> tty_buffer_init:
void tty_buffer_init(struct tty_struct *tty)
{
spin_lock_init(&tty->buf.lock);
tty->buf.head = NULL;
tty->buf.tail = NULL;
tty->buf.free = NULL;
tty->buf.memory_used = 0;
INIT_WORK(&tty->buf.work, flush_to_ldisc);
}
ワークキューが初期化されていることがわかりますが、ワークキューを呼び出すタイミングは、ここで操作が完了した後、sw_を続行します.uart_handle_rx関数のtty_flip_buffer_Push時:
void tty_flip_buffer_push(struct tty_struct *tty)
{
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave(&tty->buf.lock, flags);
if (tty->buf.tail != NULL)
tty->buf.tail->commit = tty->buf.tail->used;
spin_unlock_irqrestore(&tty->buf.lock, flags);
if (tty->low_latency)
flush_to_ldisc(&tty->buf.work);
else
schedule_work(&tty->buf.work);
}
EXPORT_SYMBOL(tty_flip_buffer_push); ここでは、リンク・ルール・レイヤにデータを報告する2つの方法がありますが、実際にはほとんど差がありません.これにより、データはリンク・ルールに報告され、このワークキュー関数を見てみましょう.
static void flush_to_ldisc(struct work_struct *work)
{
..........................
count = tty->receive_room;
char_buf = head->char_buf_ptr + head->read;
flag_buf = head->flag_buf_ptr + head->read;
head->read += count;
spin_unlock_irqrestore(&tty->buf.lock, flags);
disc->ops->receive_buf(tty, char_buf,
flag_buf, count);
............................
リンク規程のreceive_buf関数:
static void n_tty_receive_buf(struct tty_struct *tty, const unsigned char *cp,
char *fp, int count)
{
const unsigned char *p;
char *f, flags = TTY_NORMAL;
int i;
char buf[64];
unsigned long cpuflags;
if (!tty->read_buf)
return;
................................
memcpy(tty->read_buf + tty->read_head, cp, i);
tty->read_head = (tty->read_head + i) & (N_TTY_BUF_SIZE-1);
tty->read_cnt += i;
...........................
}
if (tty->ops->flush_chars)
tty->ops->flush_chars(tty);
}
n_tty_set_room(tty);
明らかにmemcpyがread_にデータをコピーしたbufにあります.
次に、read関数がどのようにデータを読み出すかを上層部から振り返ってみましょう.プロセスもttyコア->リンク規程です.
static ssize_t n_tty_read(struct tty_struct *tty, struct file *file,
unsigned char __user *buf, size_t nr)
{
unsigned char __user *b = buf;
.......................................
c = tty->read_buf[tty->read_tail];
...............................
uncopied = copy_from_read_buf(tty, &b, &nr);
uncopied += copy_from_read_buf(tty, &b, &nr);
..............................
static int copy_from_read_buf(struct tty_struct *tty,
unsigned char __user **b,
size_t *nr)
{
int retval;
size_t n;
unsigned long flags;
retval = 0;
spin_lock_irqsave(&tty->read_lock, flags);
n = min(tty->read_cnt, N_TTY_BUF_SIZE - tty->read_tail);
n = min(*nr, n);
spin_unlock_irqrestore(&tty->read_lock, flags);
if (n) {
retval = copy_to_user(*b, &tty->read_buf[tty->read_tail], n);
n -= retval;
tty_audit_add_data(tty, &tty->read_buf[tty->read_tail], n);
spin_lock_irqsave(&tty->read_lock, flags);
tty->read_tail = (tty->read_tail + n) & (N_TTY_BUF_SIZE-1);
tty->read_cnt -= n;
/* Turn single EOF into zero-length read */
if (L_EXTPROC(tty) && tty->icanon && n == 1) {
if (!tty->read_cnt && (*b)[n-1] == EOF_CHAR(tty))
n--;
}
spin_unlock_irqrestore(&tty->read_lock, flags);
*b += n;
*nr -= n;
}
return retval;
} copyが見えましたto_user関数はread_をbufのデータはユーザ空間にコピーされた.ここまで来ると、シリアルの読み書きの流れがはっきりしていて、一目瞭然です.