绕过tty层并复制给用户

Question

我想将数据从内核模块复制到用户空间，该内核模块从串口接收数据并将其传输到 DMA，然后将数据转发到 tty 层，最后到用户空间。

当前流量是 串口驱动FIFO--> DMA-->TTY层-->用户空间（到tty层的数据在定时器到期时从DMA清空）

我想要达到的是

串行驱动FIFO-->DMA-->用户空间。 （我可以使用计时器将数据发送到用户空间，如果有更好的方法请告诉我）

处理serialFIFO->DMA的内核模块也不是字符设备。 我想完全绕过 tty 层。实现这一目标的最佳方法是什么？

任何指针/代码 sn-p 将不胜感激。

Answer 1

在 >=3.10.5 中，您所指的“串行 FIFO”称为uart_port。这些在drivers/tty/serial 中定义。

我假设您想要做的是将 UART 的驱动程序复制到一个新文件中，然后不是使用 uart_insert_char 从 UART RX FIFO 插入字符，而是要将字符插入到缓冲区中您可以从用户空间访问。

这样做的方法是创建第二个驱动程序，一个具有文件操作的misc类设备驱动程序，包括mmap，并分配驱动程序的mmap文件操作函数与用户空间相关联的内核内存映射内存。 Maxime Ripard为此编写了good example的代码。此示例是为 FIQ 处理的设备编写的，但您可以仅使用探测例程的 dma_zalloc_coherent 调用和 mmap 例程，以及它对 remap_pfn_range 的调用，来实现这一目的，即将用户空间 mmap 关联到分配内存的misc 设备文件。

如果您的 misc 驱动程序，您需要使用全局 void 指针或使用导出符号将您在 misc 驱动程序中分配的内存连接到您在 UART 驱动程序中写入的缓冲区是一个模块。在 UART 驱动程序中初始化指向一个已知无效值的指针并对其进行测试，以确保 misc 驱动程序已分配它，然后再尝试将字符插入它指向的地址。

请注意，您不能直接将mmap 函数添加到UART 驱动程序，因为UART 驱动程序类不支持mmap 文件操作。它只支持include/linux/serial_core.hstruct uart_ops中定义的操作。

诚然，这是一个麻烦的解决方案 - 两个 设备驱动程序，但另一种方法是编写一个新的设备类，一个具有mmap 操作的 UART 设备，这将是很多与上述解决方案相比，虽然它会很优雅。迄今为止没有人这样做，因为正如 Jonathan Corbet 所说的 "...not every device lends itself to the mmap abstraction; it makes no sense, for instance, for serial ports and other stream-oriented devices"，尽管这正是您所要求的。

我根据mxs-auart.c 代码和Maxime 的示例为轮询模式UART 驱动程序实现了这个解决方案。这不是微不足道的努力，但主要是因为我正在为轮询计时器使用 FIQ 处理程序。您应该留出两到三周的时间来让整个系统启动并运行起来。

您问题的 DMA 方面取决于 UART 是否支持 DMA 传输模式。如果是这样，那么您应该可以使用序列号flags 进行设置。 i.MX28 的 PrimeCell auarts 支持 DMA 传输，但对于我的应用程序而言，直接从 UART RX FIFO 读取字节并没有优势。