w83697/w83977 super i/o串口驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)

　　內(nèi)容簡(jiǎn)介: 介紹了linux下的串口驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)層次及接口, 并指出串口與tty終端之間的關(guān)聯(lián)層次(串口可作tty終端使用), 以及l(fā)inux下的中斷處理機(jī)制/中斷共享機(jī)制, 還有串口緩沖機(jī)制當(dāng)中涉及的軟中斷機(jī)制; 其中有關(guān)w83697/w83977 ic方面的知識(shí), 具體參考相關(guān)手冊(cè), 對(duì)串口的配置寄存器有詳細(xì)介紹, 本文不再進(jìn)行說(shuō)明.

　　目錄索引:

　　一. linux的串口接口及層次.

　　二. linux的中斷機(jī)制及中斷共享機(jī)制.

　　三. linux的軟中斷機(jī)制.

　　四. tty與串口的具體關(guān)聯(lián).

　　一. linux的串口接口及層次.

　　串口是使用已經(jīng)非常廣的設(shè)備了, 因此在linux下面的支持已經(jīng)很完善了, 具有統(tǒng)一的編程接口, 驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)者所要完整的工作就是針對(duì)不同的串口ic來(lái)做完成相應(yīng)的配置宏, 這此配置宏包括讀與寫(xiě), 中斷打開(kāi)與關(guān)閉(如傳送與接收中斷), 接收狀態(tài)處理, 有fifo時(shí)還要處理fifo的狀態(tài). 如下我們就首先切入這一部分, 具體了解一下與硬件串口ic相關(guān)的部分在驅(qū)動(dòng)中的處理, 這一部分可以說(shuō)是串口驅(qū)動(dòng)中的最基礎(chǔ)部分, 直接與硬件打交道, 完成最底層具體的串口數(shù)據(jù)傳輸.

　　1. 串口硬件資源的處理.

　　w83697及w83977在ep93xx板子上的映射的硬件物理空間如下:

　　w83697: 0x20000000起1k空間.

　　w83977: 0x30000000起1k空間.

　　因?yàn)榇谠O(shè)備的特殊性, 可以當(dāng)作終端使用, 但是終端的使用在內(nèi)核還未完全初始化之前(關(guān)于串口與終端的關(guān)聯(lián)及層次在第四節(jié)中詳細(xì)), 此時(shí)還沒(méi)有通過(guò)mem_init()建立內(nèi)核的虛存管理機(jī)制, 所以不能通過(guò)ioreamp來(lái)進(jìn)行物理內(nèi)存到虛存的映射(物理內(nèi)存必須由內(nèi)核映射成系統(tǒng)管理的虛擬內(nèi)存后才能進(jìn)行讀寫(xiě)訪問(wèn)), 這與先前所講的framebuffer的物理內(nèi)存映射是不同的, 具體原因如下:

　　√終端在注冊(cè)并使用的調(diào)用路徑如下:

　　start_kernel→console_init→uart_console_init→ep93xxuart_console_init→register_console→csambuart_console_write.

　　√framebuffer顯卡驅(qū)動(dòng)中的物理內(nèi)存映射調(diào)用路徑如下:

　　start_kernel→ rest_init→init(內(nèi)核初始線程)→ do_basic_setup→ do_initcalls→fbmem_init→lanrryfb_init

　　(linux下用__setup啟動(dòng)初期初始機(jī)制與__initcall系統(tǒng)初始化完成后的調(diào)用機(jī)制， 這兩個(gè)機(jī)制本質(zhì)沒(méi)有什么差別，主要是執(zhí)行時(shí)所處的系統(tǒng)時(shí)段)

　　√串口物理內(nèi)存映射到虛存的時(shí)機(jī):

　　依據(jù)上面所介紹的兩條執(zhí)行路徑，再看內(nèi)核的內(nèi)存初始化的調(diào)用時(shí)期，只有完成這個(gè)初始化后才能進(jìn)行物理內(nèi)存到虛存的映射，內(nèi)存的初始化主要是在start_kernel中調(diào)用的mem_init，這個(gè)調(diào)用明顯在uart_console_init之后，在fbmem_init之后，到此就全部說(shuō)明了為何不能在對(duì)串口使用ioremap進(jìn)行物理內(nèi)存的映射了。那么究竟要在什么時(shí)機(jī)用什么方法進(jìn)行串口物理內(nèi)存的映射呢？

　　√串口物理內(nèi)存的映射方式:

　　參考ep93xx的板載i/o的映射處理，它的處理方式是一次性將所有的物理i/o所在的內(nèi)存空間映射到虛存空間，映射的基址是io_base_virt，大小是io_size.

　　/* where in virtual memory the io devices (timers, system controllers

　　* and so on). this gets used in arch/arm/mach-ep93xx/mm.c.*/

　　#define io_base_virt 0xff000000 // virtual address of io

　　#define io_base_phys 0x80000000 // physical address of io

　　#define io_size 0x00a00000 // how much?

　　完成映射的函數(shù)是ep93xx_map_io, 所有要進(jìn)行映射內(nèi)存都在ep93xx_io_desc結(jié)構(gòu)當(dāng)中描述，我們的串口映射也加在這個(gè)地方，基址分別如下:

　　文件: linux-2.4.21/include/asm-arm/arch-ep93xx/regmap.h

　　#define io_w83697_uart_base 0x20000000

　　#define io_w83697_uart_size 0x1000

　　#define io_w83977_uart_base 0x30000000

　　#define io_w83977_uart_size 0x1000

　　#define io_size_2 (io_size+0x100000)

　　#define io_base83697_virt io_base_virt+io_size

　　#define io_base83977_virt io_base_virt+io_size_2

　　ep93xx_map_io完成是在arch初始化中賦值給struct machine_desc mdesc這個(gè)機(jī)器描述結(jié)構(gòu)體,主要由位于mach-ep93xxarch.c文件中如下宏完成此結(jié)構(gòu)的初始化:

　　machine_start(edb9302, "edb9302")

　　…..

　　mapio(ep93xx_map_io) //初始化. map_io= ep93xx_map_io….

　　machine_end

　　最終這個(gè)函數(shù)在調(diào)用路徑如下:

　　start_kernel→setup_arch→paging_init→(mdesc->map_io())

　　至此完成串口物理內(nèi)存的映射，這個(gè)過(guò)程在console