Linux操作系統，以其開源、靈活和強大的特性，為串口通信提供了豐富的支持和高效的實現
本文將深入探討Linux串口源碼，揭示其背后的工作原理，并展示如何高效利用這些源碼進行開發與應用
一、Linux串口通信概述 串口通信，即串行通信，是一種將數據按位順序傳輸的通信方式
它最早應用于電報和電話系統中，隨后在計算機領域得到廣泛應用，特別是在需要長距離傳輸或低成本連接的場景下
Linux系統通過設備文件（如`/dev/ttyS0`,`/dev/ttyUSB0`等）來管理串口設備，這些設備文件是用戶空間程序與內核中串口驅動交互的橋梁
Linux串口通信的實現依賴于一套完善的驅動程序框架，該框架不僅支持標準的RS-232/RS-485接口，還能適配USB轉串口、PCIe轉串口等多種硬件形態
這些驅動程序位于Linux內核的`drivers/tty`目錄下，主要包括串口核心（tty core）、具體硬件驅動（如8250 UART驅動）以及線路規程（termios）等組成部分
二、Linux串口源碼深度剖析 2.1 串口核心（tty core） 串口核心是Linux串口通信機制的基礎，它提供了統一的接口和數據處理流程，使得不同類型的串口硬件驅動能夠共享一套代碼邏輯
核心代碼位于`drivers/tty/tty_core.c`等文件中，主要包括以下幾個關鍵部分： - tty_driver結構體：定義了串口驅動的基本屬性，如設備名稱、設備數量、打開/關閉/讀寫操作函數等
- tty_struct結構體：代表一個打開的串口設備實例，保存了與該設備相關的狀態信息和配置參數
- tty_open/close/read/write函數：實現了串口設備的打開、關閉、讀寫等基本操作，這些操作最終會調用具體硬件驅動提供的對應函數
2.2 硬件驅動（如8250 UART驅動） 硬件驅動是連接串口核心與具體硬件設備的橋梁，它們根據硬件規范實現了對硬件寄存器的訪問和數據的收發
以廣泛使用的8250 UART驅動為例，其源碼位于`drivers/tty/serial/8250.c`中，主要特點包括： - 探測與初始化：通過PCI、平臺數據等方式識別并初始化UART硬件
- 中斷處理：配置UART中斷，當接收到數據或發送緩沖區為空時觸發中斷，以高效處理數據收發
- DMA支持：部分驅動支持直接內存訪問（DMA），以提高數據傳輸效率
2.3 線路規程（termios） termios是Linux下用于配置串口參數的重要接口，它允許用戶設置波特率、字符大小、停止位、校驗位等通信參數
termios的實現位于`include/uapi/asm-generi
