设计说明

• 8250：IBM PC 及兼容机使用的第一种串口芯片。这是一种相对来说很慢的芯片，有时候装载到它的寄存器速度太快，它来不及处理，就会出现数据丢失现象。8250 有 7 个寄存器，支持的最大波特率为 56kb。
• 16450：8250A 的快速版。加快了处理器存取它的速度，但最大速度还是 56kb。有些人实际用得比这高也可以。
• 16550/16550A：第一种带先进先出（FIFO）功能的 8250 系列串口芯片。

  AIC UART 模块是一 16550A UART，属于标准的 8250 系，而 Linux 对 8250 系串口有通用的驱动，我们采取在该驱动上添加 AIC 私有的代码的方式实现我们的驱动。

• 标准寄存器：0x7C 之前，为 8250 标准寄存器，在 include/uapi/linux/serial_reg.h 中定义，AIC 对如下 3 个寄存器值有修改

  #define UART_IER   1    /*Interrupt Enable: Shifter_Reg_Empty_EN*/
  #define UART_IIR   2    /*Interrupt Identity：Shifter_Reg_Empty_INT*/
  #define UART_MCR   4    /*Modem Control：UART_FUNCTION*/

• 扩展寄存器：0x7C 之后，为 AIC 新扩展，需要额外的逻辑代码，譬如 RS485，在 8250_artinchip.h 中定义

  #define AIC_REG_UART_USR   0x1f        /* UART Status Register */
  #define AIC_REG_UART_TFL   0x20        /* transmit FIFO level */
  #define AIC_REG_UART_RFL   0x21        /* Receive FIFO Level */
  #define AIC_REG_UART_HSK   0x22        /* DMA Handshake Configuration */
  #define AIC_REG_UART_HALT  0x29        /* Halt tx register */
  #define AIC_REG_UART_DLL   0x2C        /* DBG DLL */
  #define AIC_REG_UART_DLH   0x2D        /* DBG DLH */
  #define AIC_REG_UART_RS485 0x30        /* RS485 control status register */

• 8250_core：8250 标准寄存器/逻辑的初始化入口，三方驱动大都借助 8250_core 完成其工作，文件：8250_core.c。

  module_init(serial8250_init);
  module_exit(serial8250_exit);

• aic-uart：aic8250 是 artinchip 的 uart 驱动的入口，声明驱动和初始化私有寄存器/逻辑，文件：8250_artinchip.c

  static const struct of_device_id aic8250_of_match[] = {
     { .compatible = "artinchip,aic-uart-v1.0" },
     { /* Sentinel */ }
  };
  MODULE_DEVICE_TABLE(of, aic8250_of_match);
  
  static struct platform_driver aic8250_platform_driver = {
     .driver = {
        .name          = AICUART_DRIVER_NAME,
        .pm            = &aic8250_pm_ops,
        .of_match_table        = aic8250_of_match,
     },
     .probe                    = aic8250_probe,
     .remove           = aic8250_remove,
  };
  module_platform_driver(aic8250_platform_driver);

• uart_8250_port
  声明在 include/linux/serial_8250.h 中，驱动中以变量名：up 变量存在，artinchip 驱动中未进行任何设置，只 overlay 了 AIC 平台的 rs485 设置函数， 其他完全使用 8250_core.c 中参数。uart_8250_port 的初始化在 8250_core.c：serial8250_register_8250_port 中完成。

  struct uart_8250_port {
     struct uart_port          port;
     …
     struct uart_8250_dma      *dma;
     const struct uart_8250_ops        *ops;
     /* 8250 specific callbacks */
     int                       (*dl_read)(struct uart_8250_port *);
     void                      (*dl_write)(struct uart_8250_port *, int);
     struct uart_8250_em485 *em485;
     void                      (*rs485_start_tx)(struct uart_8250_port *);
     void                      (*rs485_stop_tx)(struct uart_8250_port *);
  
     .dl_read          = default_serial_dl_read
     .dl_write         = default_serial_dl_write
     .rs485_config = aic8250_rs485_config;
     .rs485            = NULL;
     .rs485_start_tx = NULL;
     .rs485_stop_tx = NULL;
  

• uart_port：UART 驱动的关键数据结构，驱动中以变量名：p 存在，声明 include/linux/serial_core.h，包含变量和关键操作函数的 overlay 入口。

  struct uart_port {
     spinlock_t     lock;                      /* port lock */
     unsigned long  iobase;            /* in/out */
     unsigned char __iomem     *membase;               /* read/write */
     unsigned int   (*serial_in)(struct uart_port *, int);
     void           (*serial_out)(struct uart_port *, int, int);
     ... ...

• aic8250_data

  struct aic8250_data {
          struct aic8250_port_data     data;
  
          int                  msr_mask_on;
          int                  msr_mask_off;
          struct clk           *clk;
          struct reset_control *rst;
  
          unsigned int         uart_16550_compatible:1;
          unsigned int         tx_empty;
          unsigned int         rs485simple;      //compact-io mode
  };

• Operations：uart_port 各操作接口设置和操作的寄存器。

  蓝色接口为可以在用户的驱动中定制，否则使用 core 中标准接口。

  .handle_irq  = aic8250_handle_irq;
  .pm          = aic8250_do_pm;
  .serial_in   = aic8250_serial_in32;
  .serial_out  = aic8250_serial_out32;
  .set_ldisc   = aic8250_set_ldisc;
  .set_termios = aic8250_set_termios;
  .set_mctrl   = serial8250_set_mctrl, //set modem control, 包括 termios  和 modem 的转换，Modem Control Reg： MCR
  .get_mctrl   = serial8250_get_mctrl, //get modem control
  .startup     = serial8250_startup,   //寄存器初始化
  .shutdown    = serial8250_shutdown,  //
  .get_divisor   = serial8250_do_get_divisor
  .set_divisor    = serial8250_do_set_divisor
  .handle_break =
  .tx_empty       = serial8250_tx_empty    //Line Status: Transmitter Empty & TX Holding Register Empty
  .stop_tx     = serial8250_stop_tx,   //serial8250_clear_THRI，Interrupt Enable Reg，Enable Transmitter：10，Enable Receive：01
  .start_tx    = serial8250_start_tx,  //serial8250_set_THRI，Interrupt Enable Reg，Enable Transmitter：10，Enable Receive：01
  .throttle    = serial8250_throttle,  //synclink_gt.c，
  .unthrottle  = serial8250_unthrottle,
  .stop_rx     = serial8250_stop_rx,   //Interrupt Enable Reg，Enable Receive：01，Enable receiver line status interrupt： 04
  .enable_ms   = serial8250_enable_ms, //Interrupt Enable Reg，Enable Modem status interrupt：08
  .break_ctl   = serial8250_break_ctl, //Line Control Reg，Break Control Bit：
  .type                = serial8250_type,              //8250 or 16550 or TI16750
  .release_port        = serial8250_release_port,      //release_mem_region
  .request_port= serial8250_request_port,//request_mem_region
  .config_port = serial8250_config_port,       //
  .verify_port = serial8250_verify_port,
  

• serial8250_init

  serial8250_init
     |-->serial8250_isa_init_ports
       |-->UART_NR                        //8 个
       |-->serial8250_init_port
           |-->port->ops = &serial8250_pops;    //标准 ops
       |-->serial8250_set_defaults     //io，dma，fifosize，标准 DMA 接口
       |-->serial8250_isa_config
     |-->uart_register_driver
     |-->serial8250_pnp_init
     |-->platform_device_add
     |-->serial8250_register_ports
     |-->platform_driver_register
  

• aic8250_probe

  aic8250_probe
     |-->regs = platform_get_resource
     |-->platform_get_irq
     |-->p->handle_irq = aic8250_handle_irq;
     |-->p->pm         = aic8250_do_pm;
     |-->p->type               = PORT_16550
     |-->p->serial_in  = aic8250_serial_in32;
     |-->p->serial_out         = aic8250_serial_out32;
     |-->p->set_ldisc            = aic8250_set_ldisc;
     |-->p->set_termios        = aic8250_set_termios;
     |-->p->regshift            = dts:reg-shift, reg 32bit
     |-->Prepare clk
     |-->prepare reset
     |-->aic8250_apply_quirks  : 处理 aic  私有逻辑，dcd-override，dsr-override，cts-override，ri-override
        |-->aic8250_init_special_reg
     |-->data->data.line = serial8250_register_8250_port： return port number
     |-->platform_set_drvdata
  

• serial8250_register_8250_port

  serial8250_register_8250_port
     |-->return port number
     |-->serial8250_find_match_or_unused
     |-->copy aic uart_8250_port to local uart_8250_port
     |-->uart_get_rs485_mode：
       |-->rs485-rts-delay，rs485-rx-during-tx，linux,rs485-enabled-at-boot-time，rs485-rts-active-low，rs485-term
     |-->mctrl_gpio_init:    //null
     |-->serial8250_set_defaults //io,dma,fifosize setting
     |-->serial8250_apply_quirks
       |-->uart_add_one_port
  

p->serial_out(p, AIC_REG_UART_HSK, AIC_HSK_HAND_SHAKE);

• 驱动接口

  • 添加 AIC 私有接口，8250_artinchip.c,8250_artinchip.h

  • 从 board.dst 中读取并配置 uartclk

  • 配合 SOC 功能简化代码

  • 移除 autoconfig 功能，因为有些 try 会导致输出乱码

  • DMA 策略添加和私有逻辑接口