如何深入理解并解析Linux串口源码？

Linux串口源码分析

Linux 串口源码是指在 Linux 操作系统中用于控制串口通信的代码，串口通信在计算机领域中占有重要地位，它能够实现计算机与其他外部设备之间的数据传输，而 Linux 操作系统作为一种开源的操作系统，在实现串口通信方面也有着许多优秀的源码。

Linux 串口通信基本原理

串行通信是一种通过串行通信接口进行的一种数据传输方式，在计算机中，串口是一种用于以串行形式传输数据的通信接口，它通常包括数据线、控制线以及接地等。

在 Linux 操作系统中，串口的驱动程序涉及到串口硬件的初始化、中断处理程序等，而这些源码文件通常位于 Linux 内核的驱动目录中，例如在/kernel/drivers/serial/ 目录下，与串口操作相关的主要源码文件有serial_core.c、serial_suncore.c 等。

在这些源码文件中，我们可以看到与串口通信相关的函数定义，例如uart_startup()、uart_shutdown() 等，这些函数负责初始化串口并进行相关的配置，使得串口可以正常工作。

Linux 操作系统还提供了一些用于串口通信的系统调用接口，这些系统调用包括open()、read()、write() 等函数，可以通过对这些函数的调用来实现对串口的打开、读取和写入操作。

使用 Linux 串口源码的方法

要使用 Linux 串口源码，我们需要明确自己的目标，想要在 Linux 系统下进行串口通信，首先需要确定要通信的目标设备，以及该设备所使用的串口参数，例如波特率、数据位数、停止位等。

我们可以通过编写一个简单的应用程序来调用系统提供的串口函数，下面以 C 语言为例，展示一个简单的串口通信程序。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <termios.h>
int main() {
    int fd;
    char buf[100];
    struct termios options;
    // 打开串口设备
    fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if (fd < 0) {
        perror("Open Serial Port Error!");
        return -1;
    }
    // 配置串口参数
    tcgetattr(fd, &options);
    cfsetispeed(&options, B9600);
    cfsetospeed(&options, B9600);
    options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
    options.c_cflag &= ~PARENB;
    options.c_cflag &= ~CSTOPB;
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    options.c_cflag |= CS8;
    tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
    // 读取串口数据
    read(fd, buf, sizeof(buf));
    printf("Data: %s
", buf);
    // 向串口写入数据
    write(fd, "Hello", 5);
    // 关闭串口设备
    close(fd);
    return 0;
}

上述程序首先通过open() 函数打开了/dev/ttyS0 设备，该设备表示 Linux 系统中的第一个串口设备，通过tcgetattr() 和tcsetattr() 函数配置了串口的波特率、数据位数、停止位等参数，使用read() 函数从串口读取数据，并使用write() 函数向串口写入数据，通过close() 函数关闭了串口设备。

通过以上的简单示例，我们可以看到 Linux 串口源码的重要性和使用方法，熟悉和理解这些源码可以帮助我们更好地掌握串口通信的原理和实现，对于需要进行串口通信的开发者来说，掌握 Linux 串口源码无疑是一个必备技能。

Linux 串口源码结构解析

为了更好地理解 Linux 串口源码的结构，我们可以从以下几个方面进行分析：

头文件：Linux 串口源码中包含了多个头文件，用于定义常量、宏、数据结构以及函数声明，常见的头文件包括<linux/serial.h>、<linux/serial_core.h> 等。

数据结构：在 Linux 串口源码中，使用了一些重要的数据结构来描述串口的状态和配置信息。struct serial_struct 用于描述串口设备的基本信息，struct uart_port 用于描述 UART 端口的信息。

初始化函数：Linux 串口源码中的初始化函数主要用于初始化串口硬件和软件资源。uart_startup() 函数负责启动 UART 端口，serial_core_init() 函数负责初始化串口核心模块。

中断处理函数：在 Linux 串口源码中，中断处理函数用于处理串口通信过程中产生的中断事件。uart_interrupt_handler() 函数用于处理 UART 端口的中断请求。

读写函数：Linux 串口源码中的读写函数用于实现对串口的数据读写操作。serial_in() 函数用于从串口读取数据，serial_out() 函数用于向串口写入数据。

Linux 串口源码应用实例

实验简介（实验目的）

本实验的目的是使用 STM32F1 的串口来发送和接收数据，STM32F1 通过串口和上位机的对话，STM32F1 在收到上位机发过来的字符串后，原原本本的返回给上位机。

实验设备（实验设备及用到的模块）

电脑：window10及以上

开发板名称：正点原子战舰 V3 STM32F103 开发板

模块名称：KEY 模块，LED 模块

数据通信方式及设备：USB 转串口模块

实验步骤

获取串口设备路径：使用数组或者宏定义在相关文件前面定义默认串口路径，方便修改，源码段如下：

  /* 不同的设备，不同的路径 */
  const char def_uart_path[] = "/dev/ttymxc2"; // 默认串口路径（备用）
  char *path;
  if (argc > 1) {
      path = argv[1];
  } else {
      path = (char *)def_uart_path;
  }

打开设备文件：获取设备句柄，如果获取失败就结束，源码段如下：

  int fd = open(path, O_RDWR);
  if (fd < 0) {
      printf("[%s] open err!
", path);
      return 0;
  }

配置串口：定义一个结构体 termios 用于获取、设置终端设备的参数，包括波特率、数据位数、校验位等，源码段如下：

  struct termios options;
  tcgetattr(fd, &options);
  cfsetispeed(&options, B9600);
  cfsetospeed(&options, B9600);
  options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
  options.c_cflag &= ~PARENB;
  options.c_cflag &= ~CSTOPB;
  options.c_cflag &= ~CSIZE;
  options.c_cflag |= CS8;
  tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);

串口收发测试：对该设备文件进行读写，相当于对该串口设备进行读写，即通信，源码段如下：

  char recv_buf[1024];
  int retval = read(fd, recv_buf, sizeof(recv_buf));
  if (retval < 0) {
      perror("Read error!");
      return -1;
  } else {
      recv_buf[retval] = '