SylixOS BSP开发(十)

实现串口SIO驱动(二)

在实现SIO驱动操作集之前，我们先来学习下SylixOS下标准输出、标准输入、标准出错时如何工作的：

• 标准输出：当程序中使用printf打印信息时，就是往系统标准输出上输出信息。但是这些信息并不是立马就输出到串口上，而是首先发送到系统缓冲区，然后当满足一定条件时再将系统缓冲区中保存的数据通过SIO驱动中的发送接口操作硬件发送出去。一般这个触发条件是发送的数据中有换行符或者发送缓冲区满了。
• 标准输入：类似于标准输出，当硬件收到数据时，先送到系统缓冲区，当满足一定条件时再将系统缓冲区的数据拷贝到程序的buffer中。这个触发条件一般是接收的数据中有回车符或者接收缓冲区满了。
• 标准出错：不同于标准输入和输出都有系统缓冲区，标准出错需要立即将出错信息输出出来，所以没有系统缓冲区，直接通过SIO驱动进行数据发送输出。

这下我们再来看看SIO驱动中的三个操作集接口如何实现：

static SIO_DRV_FUNCS  uartSioDrvFunc = {
    .ioctl = uartSioIoctl,
    .txStartup = uartStartup,
    .callbackInstall = uartSioCbInstall,
};

1. uartSioIoctl

这个函数需要实现SIO通道的打开、关闭、硬件参数设置、波特率设置等等，如下所示：

static INT  uartSioIoctl (SIO_CHAN  *pSioChan, INT  iCmd, PVOID  pArg)
{
    switch (iCmd) {
    case SIO_BAUD_SET:
        break;

    case SIO_BAUD_GET:
        *((LONG *)pArg) = 115200;
        break;

    case SIO_HW_OPTS_SET:
        break;

    case SIO_HW_OPTS_GET:
        *(LONG *)pArg = 0;
        break;

    case SIO_OPEN:
        break;

    case SIO_HUP:
        break;

    default:
        _ErrorHandle(ENOSYS);
        return  (ENOSYS);
    }

    return  (ERROR_NONE);
}

• SIO_BAUD_SET：波特率设置，需要根据应用层传入的波特率设置硬件。
• SIO_BAUD_GET：获取当前设置的波特率，由于调试串口是U-Boot初始化的，波特率是115200，这里就直接返回。
• SIO_HW_OPTS_SET：设置硬件参数，比如数据位数、奇偶校验位、停止位数等等。
• SIO_HW_OPTS_GET：获取当前硬件设置的参数。
• SIO_OPEN：打开SIO通道，一般这里会调用一些硬件的初始化代码。
• SIO_HUP：关闭SIO通道，一般这里回收一些资源。

之前的教程中说了，为了让大家关注框架而不是硬件寄存器设置，所以这里大部分的命令对应的实现都直接返回了，应该说来是比较简单的。

2. uartSioCbInstall

我们在上一篇文章中说了，SylixOS没有为BSP直接提供操作系统缓冲区的接口，而是在tty设备创建时将内核中的读写系统缓冲区的函数指针传入SIO驱动中的callbackInstall 接口，驱动需要自己保存这两个函数指针和其对应的参数，我们可以在驱动中定义全局变量用来保存：

static INT (*uartGetTxChar)(PVOID  pArg, PCHAR  pcChar);
static INT (*uartPutRcvChar)(PVOID  pArg, CHAR  cChar);
static PVOID  pTxArg;
static PVOID  pRxArg;

在callback回调函数被调用的时候，通过以下方法保存内核中的读写函数指针：

static INT  uartSioCbInstall (SIO_CHAN  *pSioChan,
                              INT  iCallbackType,
                              VX_SIO_CALLBACK  callbackRoute,
                              PVOID  pvCallbackArg)
{
    switch (iCallbackType) {
    case SIO_CALLBACK_GET_TX_CHAR:
        uartGetTxChar = (INT (*)(PVOID, PCHAR))callbackRoute;
        pTxArg = pvCallbackArg;

        break;

    case SIO_CALLBACK_PUT_RCV_CHAR:
        uartPutRcvChar = (INT (*)(PVOID, CHAR))callbackRoute;
        pRxArg = pvCallbackArg;

        break;

    default:
        _ErrorHandle(ENOSYS);
        return  (PX_ERROR);
    }

    return  (ERROR_NONE);
}

这样在驱动中要从系统缓冲区中读取数据发送就可以调用uartGetTxChar 这个函数指针，要上送数据到系统缓冲区时可以使用uartPutRcvChar 这个函数指针。

3. uartStartup

接下来我们就需要实现SIO驱动中的发送函数了。这个接口的逻辑很简单，就是从系统发送缓冲区中不停的取出数据，然后调用串口发送接口发送，直到系统发送缓冲区中没有要发送的数据了就返回：

static INT  uartStartup (SIO_CHAN  *pSioChan)
{
    CHAR  cChar;

    while (!uartGetTxChar(pTxArg, &cChar)) {
        uartPutChar(cChar);
    }

    return  (ERROR_NONE);
}

4. 数据接收

串口数据接收一般使用中断来实现，但是我们现在还没有编写好中断控制器的驱动代码，所以无法使用中断功能，串口的中断接收功能我们那就留到最后来实现。

到此为止我们就编写好了一个基本的串口SIO驱动，我们目前的实现时比较简单的，在实际的串口SIO驱动中我们还要考虑多通道、不同波特率和硬件参数设置、通过中断进行发送数据等等功能，这里为了快速地学习基础的框架，我们将上述功能狗省略了，这需要大家注意。

我们将编写好的sio.c同样放在uart目录下。

附源码：

sio.c源码：

#define  __SYLIXOS_KERNEL
#include <SylixOS.h>
#include <linux/compat.h>
#include "uart.h"

static SIO_CHAN  uartSioChan;
static INT (*uartGetTxChar)(PVOID  pArg, PCHAR  pcChar);
static INT (*uartPutRcvChar)(PVOID  pArg, CHAR  cChar);
static PVOID  pTxArg;
static PVOID  pRxArg;

static INT  uartSioIoctl (SIO_CHAN  *pSioChan, INT  iCmd, PVOID  pArg)
{
    switch (iCmd) {
    case SIO_BAUD_SET:
        break;

    case SIO_BAUD_GET:
        *((LONG *)pArg) = 115200;
        break;

    case SIO_HW_OPTS_SET:
        break;

    case SIO_HW_OPTS_GET:
        *(LONG *)pArg = 0;
        break;

    case SIO_OPEN:
        break;

    case SIO_HUP:
        break;

    default:
        _ErrorHandle(ENOSYS);
        return  (ENOSYS);
    }

    return  (ERROR_NONE);
}

static INT  uartStartup (SIO_CHAN  *pSioChan)
{
    CHAR  cChar;

    while (!uartGetTxChar(pTxArg, &cChar)) {
        uartPutChar(cChar);
    }

    return  (ERROR_NONE);
}

static INT  uartSioCbInstall (SIO_CHAN  *pSioChan,
                              INT  iCallbackType,
                              VX_SIO_CALLBACK  callbackRoute,
                              PVOID  pvCallbackArg)
{
    switch (iCallbackType) {
    case SIO_CALLBACK_GET_TX_CHAR:
        uartGetTxChar = (INT (*)(PVOID, PCHAR))callbackRoute;
        pTxArg = pvCallbackArg;

        break;

    case SIO_CALLBACK_PUT_RCV_CHAR:
        uartPutRcvChar = (INT (*)(PVOID, CHAR))callbackRoute;
        pRxArg = pvCallbackArg;

        break;

    default:
        _ErrorHandle(ENOSYS);
        return  (PX_ERROR);
    }

    return  (ERROR_NONE);
}

static SIO_DRV_FUNCS  uartSioDrvFunc = {
    .ioctl = uartSioIoctl,
    .txStartup = uartStartup,
    .callbackInstall = uartSioCbInstall,
};

SIO_CHAN  *uartSioChanCreate (VOID)
{
    uartSioChan.pDrvFuncs = &uartSioDrvFunc;

    return  &uartSioChan;
}