1. Liteos-a中串口的使用

1.1 内核里打印

内核打印函数是PRINT_RELEASE，它的内部调用关系如下：

PRINT_RELEASE
    LOS_LkPrint
        g_osLkHook
      OsLkDefaultFunc
        OsVprintf
        UartPuts
            UartPutsReg
          UartPutStr
            UartPutcReg

我们要实现UartPutcReg，用来输出单个字符。

1.2 APP控制台

我们编写的应用程序，调用printf时，那些信息从哪里打印出来？从控制台。在串口上运行程序，控制台就是串口。

远程登录板子后运行程序，控制台就是远程登录终端。

控制台的实现分为4层：

1.2.1 /dev/console

init进程打开的就是/dev/console，它会打开shell。

我们在shell里执行各种APP时，这些APP会继承父进程的3个设备：标准输入、标准输出、标准错误，都对应/dev/console。

我们编写的APP，一般不需要自己去打开/dev/console，它已经继承得到了。

在串口上运行程序，/dev/console就是串口。远程登录板子后运行程序，/dev/console就是远程登录终端。

所以/dev/console表示的是当前终端，它可能对应不同的设备，比如/dev/serial或/dev/telnet。

1.2.2 /dev/serial

在Liteos-a中，/dev/serial被称为virtual serial，虚拟串口。它只是起一个中转的作用，无论是APP还是内核，使用/dev/serial时，都是再次跳转去执行具体串口设备驱动程序的函数。比如：

那么，/dev/serial这个虚拟串口，怎么跟具体串口挂钩？也就是上图中，GetFileOps函数为何能得到具体串口的驱动程序？

方法如下图所示：

virtual_serial_init函数会找到/dev/uartdev-0的驱动程序(即它对应的struct inode，里面含有file_operations_vfs)。

1.2.3 /dev/uartddev-0

1. 总体介绍

这是真正操作硬件的驱动程序，它分为两部分：device_t、driver_t。

在device_t中设置资源，比如寄存器物理基地址、中断号等

在driver_t中提供函数，比如device_probe、device_attach函数

当内核发现有名字系统的device_t、driver_t时

就会调用driver_t中的device_probe、device_attach函数

在里面根据device_t得到资源、注册驱动register_driver

这种写驱动程序的方法，被称为分离：操作函数、资源分离。

以后想换一个硬件，只需要修改device_t就可以，driver_t保存不变。

2. device_t

示例代码：

3. drvier_t

先注册一个drvier_t结构体，它里面带有各类device_method_t：

当内核发现有同名的device_t和driver_t时，就会调用driver_t里面提供的device_probe、device_attach函数。

4. uartdev_fops

在device_attach函数里从device_t里获取硬件资源、注册驱动：

/dev/uartdev-0对应的驱动程序时uartdev_fops，它通过uart_ops来操作硬件。

1.2.4 uart_ops

在UART驱动程序里，我们只需要提供硬件操作部分：

uart_ops里有4个函数：

config：配置串口，比如波特率等

startup：启动串口，比如注册中断处理函数、启动串口

start_tx：发送字符串

shutdown：关闭串口

串口就两大功能：发送数据、接收数据。

在Liteos-a中，发送数据比较简单：没有使用中断，而是使用查询方式逐个发送，核心是UartPutcReg。

接收数据时使用中断，所以需要注册串口接收中断处理函数，它要做的事情是：

发生中断时，读取硬件获得字符，可能有多个字符

处理特殊字符：比如不`\r`换为`\n`

通知上层代码：udd->recv(udd, buf, count);

2. 串口移植

我们的目标是：让最小系统启动。那么对于串口，不需要考虑得很全面：

不需要初始化串口：u-boot已经初始化串口了

不需要动态配置串口：固定使用某个波特率等配置就可以(在u-boot里设置过了)

移植工作只需要实现这几点：

串口发送单个字符

注册串口接收中断函数：确定中断号、使能中断、在中断函数中读取数据

2.1 最终结果

本章节做的修改会制作为补丁文件：

03_openharmony_uart_imx6ull.patch

假设目录openharmony中是未修改的代码，从没打过补丁；

假设补丁文件放在openharmony的同级目录；打补丁方法如下：

$ cd openharmony
$ patch -p1 < ../openharmony_100ask_v1.2.patch
$ patch -p1 < ../01_openharmony_add_demo_board.patch
$ patch -p1 < ../02_openharmony_memmap_imx6ull.patch 
$ patch -p1 < ../03_openharmony_uart_imx6ull.patch

打上补丁后，可以如此编译：

$ cd kernel/liteos_a
$ cp tools/build/config/debug/demochip_clang.config .config
$ make clean
$ make

2.2 串口发送单个字符

2.3 在device_t中指定资源

需要确定2个资源：寄存器地址、中断号

2.4 实现uart_ops

在UART驱动程序里，uart_ops结构体封装了UART的硬件操作：

uart_ops里有4个函数：

config：配置串口，比如波特率等

startup：启动串口，比如注册中断处理函数、启动串口

start_tx：发送字符串

shutdown：关闭串口

我们只需要实现startup、start_tx，其他函数可以设为空：

startup：确定中断号、request_irq、使能中断、提供中断处理函数

start_tx：发送字符串

2.5 GIC

在kernel\liteos_a\platform\main.c中，调用OsSystemInfo打印系统信息时，代码如下：

PRINT_RELEASE("\n******************Welcome******************\n\n"
            "Processor   : %s"
#if (LOSCFG_KERNEL_SMP == YES)
            " * %d\n"
            "Run Mode    : SMP\n"
#else
            "\n"
            "Run Mode    : UP\n"
#endif
            "GIC Rev     : %s\n"
            "build time  : %s %s\n"
            "Kernel      : %s %d.%d.%d.%d/%s\n"
            "\n*******************************************\n",
            LOS_CpuInfo(),
#if (LOSCFG_KERNEL_SMP == YES)
            LOSCFG_KERNEL_SMP_CORE_NUM,
#endif
            HalIrqVersion(), __DATE__, __TIME__,\
            KERNEL_NAME, KERNEL_MAJOR, KERNEL_MINOR, KERNEL_PATCH, KERNEL_ITRE, buildType);