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??【linux內(nèi)核系列文章】

??對(duì)一些文章內(nèi)容進(jìn)行了勘誤，本系列文章長(zhǎng)期不定時(shí)更新，希望能分享出優(yōu)質(zhì)的文章！

• 1、《linux內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析之哈希表》
• 2、《一文總結(jié)linux內(nèi)核通知鏈》
• 3、《linux內(nèi)核中的debugfs》
• 4、《linux內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析之鏈表》
• 5、《linux media子系統(tǒng)分析之media控制器設(shè)備》
• 6、《V4L2-PCI驅(qū)動(dòng)程序樣例分析（上）》
• 7、《v4l2框架分析之v4l2_fh》
• 8、《 v4l2框架分析之v4l2_subdev》
• 9、《 v4l2框架分析之v4l2_device》
• 10、《v4l2框架分析之video_device》
• 11、《linux內(nèi)核重要函數(shù) | do_initcalls》
• 12、《Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型 | bus》
• 13、《linux內(nèi)核裁剪隨想》
• 14、《基于ARM64分析linux內(nèi)核的鏈接腳本vmlinux.lds.S》
• 15、《linux內(nèi)核start_kernel函數(shù)的早期操作》
• 16、《start_kernel函數(shù)詳解系列之proc_caches_init》
• 17、《start_kernel函數(shù)詳解系列之fork_init》
• 18、《start_kernel函數(shù)詳解系列之rcu_init》
• 19、《start_kernel函數(shù)詳解系列之proc_root_init》
• 20、《start_kernel詳解系列之【setup_arch】》
• 21、《linux內(nèi)核如何啟動(dòng)用戶空間進(jìn)程（上）》
• 22、《linux內(nèi)核如何啟動(dòng)用戶空間進(jìn)程（下）》
• 23、《一文總結(jié)linux內(nèi)核的完成量機(jī)制》
• 24、《一文總結(jié)linux內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)和卸載》
• 25、《linux內(nèi)核的啟動(dòng)加載程序的總結(jié)》
• 26、《linux內(nèi)核入口：head.o》
• 27、《掛載根文件系統(tǒng)之rootfs》
• 28、《mount系統(tǒng)調(diào)用剖析》
• 29、《devtmpfs文件系統(tǒng)分析》
• 30、《linux內(nèi)核的kthreadd線程》
• 31、《linux內(nèi)核的進(jìn)程調(diào)度—調(diào)度策略》
• 32、《linux系統(tǒng)調(diào)用實(shí)踐（Arm架構(gòu)）》
• 33、《對(duì)linux內(nèi)核__init機(jī)制的實(shí)踐》
• 34、《linux 內(nèi)核中EXPORT_SYMBOL（）分析與實(shí)踐》
• 35、《linux內(nèi)核如何掛載根文件系統(tǒng)》
• 36、《linux內(nèi)核如何喚醒線程》
• 37、《linux內(nèi)核的init線程》
• 38、《linux內(nèi)核偽文件系統(tǒng)—sysfs分析》
• 39、《linux 內(nèi)核設(shè)備模型的初始化（上）》
• 40、《linux 內(nèi)核設(shè)備模型的初始化（下）》
• 41、《linux內(nèi)核偽文件系統(tǒng)—proc分析》
• 42、《linux中斷管理—workqueue工作隊(duì)列》
• 43、《linux中斷管理—軟中斷》
• 44、《linux中斷管理 | tasklet》
• 45、《linux中斷管理 | 中斷管理框架（01）》
• 46、《linux內(nèi)存管理 | 分配物理內(nèi)存頁(yè)面》
• 47、《linux內(nèi)存管理 | 釋放內(nèi)存頁(yè)面》
• 48、《對(duì)linux內(nèi)核設(shè)備的注冊(cè)機(jī)制和查找機(jī)制分析》
• 49、《linux內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)機(jī)制》

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linux源碼相關(guān)文件：

• serial-core.c
• include/linux/serial_core.h

一、底層串行硬件驅(qū)動(dòng)程序

底層串行硬件的驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向serial核心驅(qū)動(dòng)程序提供由struct uart_port定義的端口信息和一組由struct uart_ops定義的控制方法，底層驅(qū)動(dòng)程序還負(fù)責(zé)處理端口的中斷，并提供對(duì)控制臺(tái)的支持。

二、Console支持

serial核心提供了一些助手函數(shù)：

• uart_get_console()識(shí)別正確的端口結(jié)構(gòu)。
• uart_parse_options()解析命令行參數(shù)。
• uart_console_write()用于執(zhí)行逐字符寫入，將換行符轉(zhuǎn)換為CRLF序列。在驅(qū)動(dòng)程序編寫的時(shí)候建議使用此函數(shù)，而不是實(shí)現(xiàn)新的寫入接口。

三、鎖支持

底層硬件驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)使用port->lock執(zhí)行必要的鎖定。支持兩把鎖：一個(gè)是端口自旋鎖，另一個(gè)是overall信號(hào)量。從uart核心驅(qū)動(dòng)程序的角度來(lái)看，port->lock用于鎖定以下的數(shù)據(jù)：

port->mctrl
port->icount
port->state->xmit.head (circ_buf->head)
port->state->xmit.tail (circ_buf->tail)

底層驅(qū)動(dòng)程序可以自由地使用該鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)額外的鎖定，port_mutex互斥量用于防止在不適當(dāng)?shù)臅r(shí)間添加、刪除或重新配置端口。

四、核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1、struct uart_driver

struct uart_driver結(jié)構(gòu)表示具體UART驅(qū)動(dòng)。該結(jié)構(gòu)定義如下（/include/linux/serial_core.h）：

struct uart_driver {struct module		*owner;   //驅(qū)動(dòng)模塊的擁有者const char		*driver_name; //驅(qū)動(dòng)名稱const char		*dev_name;    //設(shè)備名稱int			 major;           //主設(shè)備號(hào)int			 minor;           //從設(shè)備號(hào)int			 nr;struct console		*cons;    //console/** these are private; the low level driver should not* touch these; they should be initialised to NULL*/struct uart_state	*state;      //uart狀態(tài)struct tty_driver	*tty_driver; //描述ttydriver
};

2、struct uart_port

struct uart_port表示一個(gè)具體的port，該結(jié)構(gòu)定義如下（include/linux/serial_core.h）：

struct uart_port {spinlock_t		lock;			    /* port 鎖 */unsigned long		iobase;			/* 輸入/輸出地址 */unsigned char __iomem	*membase;	/* read/write[bwl] */unsigned int		(*serial_in)(struct uart_port *, int);void			(*serial_out)(struct uart_port *, int, int);void			(*set_termios)(struct uart_port *,struct ktermios *new,struct ktermios *old);void			(*set_mctrl)(struct uart_port *, unsigned int);int			(*startup)(struct uart_port *port);void			(*shutdown)(struct uart_port *port);void			(*throttle)(struct uart_port *port);void			(*unthrottle)(struct uart_port *port);int			(*handle_irq)(struct uart_port *);void			(*pm)(struct uart_port *, unsigned int state,unsigned int old);void			(*handle_break)(struct uart_port *);int			(*rs485_config)(struct uart_port *,struct serial_rs485 *rs485);unsigned int		irq;			/* irq number */unsigned long		irqflags;		/* irq flags  */unsigned int		uartclk;		/* base uart clock */unsigned int		fifosize;		/* tx fifo size */unsigned char		x_char;			/* xon/xoff char */unsigned char		regshift;		/* reg offset shift */unsigned char		iotype;			/* io access style */unsigned char		unused1;unsigned int		read_status_mask;	/* driver specific */unsigned int		ignore_status_mask;	/* driver specific */struct uart_state	*state;			/* 指向父狀態(tài)的指針 */struct uart_icount	icount;			/* 通信信息 */struct console		*cons;			/* struct console, if any */
#if defined(CONFIG_SERIAL_CORE_CONSOLE) || defined(SUPPORT_SYSRQ)unsigned long		sysrq;			/* sysrq timeout */
#endif/* flags must be updated while holding port mutex */upf_t			flags;#if __UPF_CHANGE_MASK > ASYNC_FLAGS
#error Change mask not equivalent to userspace-visible bit defines
#endif/** Must hold termios_rwsem, port mutex and port lock to change;* can hold any one lock to read.*/upstat_t		status;int			hw_stopped;		/* sw-assisted CTS flow state */unsigned int		mctrl;			/* 當(dāng)前調(diào)制解調(diào)器CTRL設(shè)置 */