Learn lumit Step 4 : 驱动你的串口

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Learn lumit Step 4 : 驱动你的串口 和寄存器打交道
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    系统完成进入 C 语言环境的初始化工作之后，第一个可以用 C 来写的就是串口
驱动。在 lumit 网站上提供的启动代码里面，串口驱动是用汇编写的( sysinit.s )。
这里我倒是觉得只要是能够用 C 来完成的工作，都尽量用 .h .c 的代码来实现。
一个是便于理解，一个是便于移植，这两样都很重要。

    串口的驱动在各种处理器上的实现都大同小异：大同体现在主要是初始化时候设置
波特率、停止位、奇偶校验、数据位等参数，这个过程就和在 PC 上打开超级终端进行
参数设置一样。另外一些设置也很重要，比如是否启用中断方式，包括收数据中断和发
数据中断，不过这同时也就需要实现中断处理函数来处理串口中断。

    小异主要就是在不同处理器的 UART 相关寄存器都或多或少存在不同，每个寄存器
设置的相关 BIT 位代表的含义也有所差异。这个只要认真对照处理器手册，直接到相关
UART 章节部分去找一下就知道了。

    在附件中 UART 驱动文件 uart.c 中，有一段代码还是比较有意思的，这里单独挑
出来，和大家分享一下。

/* UART primitives */
#define GET_STATUS(p)        (*(volatile unsigned  *)((p) + USTAT))
#define RX_DATA(s)             ((s) & USRRxData)
#define GET_CHAR(p)        (*(volatile unsigned  *)((p) + URXBUF))
#define TX_READY(s)            ((s) & USRTxHoldEmpty)
#define PUT_CHAR(p,c)          (*(unsigned  *)((p) + UTXBUF) = (unsigned )(c))
        
int uart_putchar( unsigned int UART_BASE, char ch )
{
        /* read tx ready flag, when =1 break */
        while ( TX_READY(GET_STATUS(UART_BASE))==0)
                ;
       
        PUT_CHAR(UART_BASE, ch);

        return ch;
}

int uart_getchar( unsigned int UART_BASE, char * ch )
{
        /* read rx data flag, when =1 break */
        while ( (RX_DATA(GET_STATUS(UART_BASE)))==0 )
                ;               

        *ch = GET_CHAR(UART_BASE);

        return *ch;
}

     第一部分是用宏定义了一组 UART 原语操作，主要是如下这5个：

GET_STATUS(p)        : 获得当前 UART 状态
RX_DATA(s)             : 接收数据到达标志
TX_READY(s)            : 发送数据就绪标志
GET_CHAR(p)        : 从缓冲获得一个数据
PUT_CHAR(p,c)          : 向缓冲发送一个数据

    通过这组原语，配合一定的串口数据收发逻辑，也就是先看标志位，标志位表示
许可操作的时候，才能进行收发，否则就是忙等待。这里实现了两个最底层的驱动接口：

int uart_putchar( unsigned int UART_BASE, char ch );

int uart_getchar( unsigned int UART_BASE, char * ch );

    附件里面还实现了一个最简单的 uart 驱动的测试函数 uart_test ，它的功能就是
从串口接收一个用户发送的字符，然后再发送回去，即带 echo 回显的 getchar() 。
有了底层的 UART 驱动接口，在上层就可以实现其他更多的数据收发接口了。