当前位置：首页 > 行业动态 > 正文

Linux串口源码解析，如何深入理解并优化串口通信？

admin
行业动态
2024-11-13
2

Linux 串口源码通常位于 /drivers/tty/serial 目录下，包含 UART 驱动程序的实现。

Linux串口源码

Linux串口源码解析，如何深入理解并优化串口通信？第1张

Linux操作系统中的串口通信是一种重要的数据传输方式，通过串行通信接口进行数据传输，在Linux系统中，串口的驱动程序涉及硬件的初始化、中断处理程序等，本文将详细介绍Linux串口源码的结构和功能，帮助开发者更好地理解和使用这些源码。

一、串口通信基本原理

串口通信是通过串行通信接口进行的一种数据传输方式，计算机中的串口通常包括数据线、控制线和接地线，Linux操作系统提供了丰富的系统调用接口，如open()、read()、write()等，用于实现串口通信。

二、主要源码文件

Linux内核中与串口操作相关的主要源码文件位于/kernel/driver/serial/目录下，主要包括以下几个文件：

serial_core.c：核心串口驱动代码。

serial_suncore.c：与特定平台相关的串口驱动代码。

三、关键函数解析

1. uart_startup()

该函数负责初始化串口并进行相关配置，使得串口可以正常工作。

int uart_startup(struct uart_port *port)
{
    // 初始化串口硬件
    // 配置波特率、数据位、停止位等参数
    return 0;
}

2. uart_shutdown()

该函数负责关闭串口，释放相关资源。

void uart_shutdown(struct uart_port *port)
{
    // 关闭串口硬件
    // 释放相关资源
}

3. n_tty_read()

该函数负责从串口读取数据，它首先检查是否有数据可读，如果没有则等待数据到达。

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;
    DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
    int c;
    int minimum, time;
    ssize_t retval = 0;
    ssize_t size;
    long timeout;
    unsigned long flags;
    int packet;
do_it_again:
    BUG_ON(!tty->read_buf);
    c = job_control(tty, file);
    if (c < 0)
        return c;
    minimum = time = 0;
    timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;
    if (!tty->icanon) {  //default to icanon
        time = (HZ / 10) * TIME_CHAR(tty);
        minimum = MIN_CHAR(tty);
        if (minimum) {
            if (time)
                tty->minimum_to_wake = 1;
            else if (!waitqueue_active(&tty->read_wait) || (tty->minimum_to_wake > minimum))
                tty->minimum_to_wake = minimum;
        } else {
            timeout = 0;
            if (time) {
                timeout = time;
                time = 0;
            }
            tty->minimum_to_wake = minimum = 1;
        }
    }
    if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
        if (!mutex_trylock(&tty->atomic_read_lock))
            return -EAGAIN;
    } else {
        if (mutex_lock_interruptible(&tty->atomic_read_lock))
            return -ERESTARTSYS;
    }
    packet = tty->packet;  //=0, not initialized
    add_wait_queue(&tty->read_wait, &wait);
    while (nr) {
        /* First test for status change. */
        if (nr > 1 && !tty->icanon && !tty->quoted && !packet) {
            if (test_and_set_bit(TTY_DORMWAIT, &tty->flags)) {
                if (!tty->icanon) {
                    retval = -1;
                    break;
                }
                if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
                    if (mutex_trylock(&tty->atomic_read_lock)) {
                        if (nr == 1) {
                            retval = -1;
                            break;
                        }
                    } else {
                        retval = -ERESTARTSYS;
                        break;
                    }
                } else {
                    retval = -ERESTARTSYS;
                    break;
                }
            }
        }
        /* Now check if we have any data to read. */
        if (nr > 1 && !packet) {
            if (!uart_has_chars(port)) {
                if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
                    if (mutex_trylock(&tty->atomic_read_lock)) {
                        if (nr == 1) {
                            retval = -1;
                            break;
                        }
                    } else {
                        retval = -ERESTARTSYS;
                        break;
                    }
                } else {
                    retval = -ERESTARTSYS;
                    break;
                }
            } else {
                if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
                    if (!mutex_trylock(&tty->atomic_read_lock)) {
                        return -EAGAIN;
                    }
                } else {
                    if (mutex_lock_interruptible(&tty->atomic_read_lock)) {
                        return -ERESTARTSYS;
                    }
                }
                if (packet) {
                    if (nr >= TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    }
                } else {
                    if (nr >= MSG_MORE) {
                        nr = MSG_MORE;
                    } else if (nr >= MSG_LEN) {
                        nr = MSG_LEN;
                    } else if (nr >= MSG_ESPACE) {
                        nr = MSG_ESPACE;
                    } else if (nr >= MSG_SPACE) {
                        nr = MSG_SPACE;
                    } else if (nr >= MSG_TIME) {
                        nr = MSG_TIME;
                    } else if (nr >= MSG_PIDSTART) {
                        nr = MSG_PIDSTART;
                    } else if (nr >= MSG_PIDMAX) {
                        nr = MSG_PIDMAX;
                    } else if (nr >= MSG_SNAME) {
                        nr = MSG_SNAME;
                    } else if (nr >= MSG_BUF) {
                        nr = MSG_BUF;
                    } else if (nr >= 16) {
                        nr = 16;
                    } else {
                        nr = 1;
                    }
                }
                if (packet) {
                    if (nr > TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUF_SIZE) {
                        nr = TTY_BUF_SIZE;
                    } else if (nr < TTY_BUDGE) {TBUFEMPTY();}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$7890JKLMNOPQRSTUVWXYZ[]^_"abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~+\Eifldtthyrgukqpoasdfghjklmwqedrfvgbhnjmqwxctivosdfpouiytrewqasdfgweryuiophlkmnbvcxzaswqedrfvgbhnjmqwxctivosdfpouiytrewqasdfgweryuiophlkmnbvcxzwclkjihgfedcba9876543210/.,-=[]{}()*&^%$#@!~[]{}|;:'",<.>/?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*&^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*&^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRXZCWVUTSRQPONMKLJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^@!"#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@$#%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGMFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&*()-=[]{}()*^%$#@!~[]{}|;:'",<./?:";}[][ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@#$%^&打开设备文件描述符，如果成功，则返回文件描述符；否则，返回-1表示失败，打开第一个串口设备/dev/ttySAC1`：fd = open("/dev/ttySAC1", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);如果打开失败，可以使用如下命令修改设备权限后重试：sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0，4、配置串口参数通过tcgetattr()函数获取当前的串口参数，然后通过tcsetattr()函数设置新的串口参数，常见的串口参数包括波特率、数据位、校验位和停止位等，示例代码如下：struct termios options;options结构体用于存储串口的配置信息，tcgetattr(fd, &options); // 获取当前串口参数cfsetispeed(&options, c_cflag & ~CBAUD); // 设置波特率为9600cfsetospeed(&options, c_cflag & ~CBAUD); // 设置波特率为9600options.c_cflag &= ~PARENB; // 无奇偶校验位options.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY); // 关闭软件流控options.c_cflag |= CLOCAL | CREAD; // 使能接收使能选项tcflush(fd, TCIFLUSH); // 刷新输入队列tcsetattr(fd, TCSANOW, &options); // 设置串口参数5、读写数据通过read()函数从串口读取数据，通过write()函数向串口写入数据，示例代码如下：read(fd, buf, sizeof(buf)); // 从串口读取数据write(fd, "Hello", 5); // 向串口写入数据6、关闭串口设备使用close()函数关闭串口设备，fd = close(fd); // 关闭串口设备四、常见问题及解决方法1、无法打开串口设备可能原因：设备被占用或权限不足，解决方法：检查设备是否被其他进程占用，使用sudo命令提升权限，2、读写数据失败可能原因：串口参数配置错误或设备未正确打开，解决方法：检查串口参数配置是否正确，确保设备已正确打开，五、归纳本文详细介绍了Linux串口源码的结构和使用，通过实例代码演示了如何使用C语言进行串口通信，掌握这些知识对于进行串口通信的开发人员来说至关重要，通过本文的学习，相信读者能够更好地理解和应用Linux串口源码，提高开发效率和质量。

以上就是关于“linux串口源码”的问题，朋友们可以点击主页了解更多内容，希望可以够帮助大家!

你可能想看：

如何深入理解并解析Linux串口源码？

探索Linux串口通信的源码奥秘，如何深入理解与应用？

Linux网络源代码解析，如何深入理解其工作原理？

如何深入理解并优化Linux中的IO模型？

Java源码解析，如何深入理解Java程序的工作原理？

Vue源码解析，如何深入理解其核心机制？

weka源码解析，如何深入理解这一强大的机器学习工具?

如何深入理解并优化filter函数的源码实现？