串口驱动框架剖析及性能提升
前言：苦串口驱动久矣!
现状
串口驱动三种工作模式：轮询、中断、dma。
轮询模式占用 cpu 最高，但是实现也是最简单的;dma 占用 cpu 最少，实现也是最麻烦的;中断模式居中。
原串口驱动有以下几个问题：
1、中断模式，接收有缓存，发送没缓存
2、中断模式，读操作是非阻塞的，没有阻塞读;写操作因为没有缓存，只能阻塞写，没有非阻塞写。
3、中断接收过程，每往发送寄存器填充一个字符，就使用完成量等待发送完成中断，通过完成量进行进程调度次数和发送数据量同样多!
4、dma 模式比较复杂，在实现上更复杂。
a.首先，接收有两种缓存方案，一种没有缓存，借用应用层的内存直接做 dma 接收缓存;一种有缓存，用的和中断模式下相同的 fifo 数据结构。发送只有一种缓存方式，把应用层内存放到数据队列里做发送缓存。
b.无论哪种缓存方案，都没有考虑阻塞的问题。而是抛给串口驱动一个内存地址，就返回到应用层了。应用层要么动用 rt_device_set_rx_indicate rt_device_set_tx_complete 做同步——退化成 poll 模式，失去了 dma 的优势;要么继续干其它工作——抛给串口驱动的内存可能引入隐患。
c.为了防止 dma 工作的时候又有新的读写需求。
对串口驱动的期望
轮询模式不在今天讨论计划内。下面所有的讨论都只涉及中断和 dma 两种模式。
无论哪种工作模式，都应该有至少一级缓存机制。
无论哪种工作模式，都应该可以设置成阻塞或者非阻塞。
默认是阻塞 io 模式;如果想用非阻塞工作模式，可以通过 open 或者 control 修改。
读写阻塞特性是同步的，不存在阻塞写非阻塞读或者非阻塞写阻塞读两种模式。
阻塞读的过程是，没有数据永久阻塞;有数据无论多少(小于等于期望数据量)，返回读取的数据量。
阻塞写的过程是，缓存空间为 0 阻塞等待缓存被释放;缓存空间不足先填满缓存，继续等待缓存被释放;缓存空间足够，把应用层数据拷贝到驱动缓存。最后返回搬到缓存的数据量。
非阻塞读的过程是，没有数据返回 0;有数据，从 fifo 拷贝数据到应用层提供的内存，返回拷贝的数据量。
非阻塞写的过程是，缓存为 0 ，返回 0;缓存不足返回写成功了多少数据;缓存足够，把数据搬移完，返回写成功的数据量。
无论是轮询、中断、dma 哪种模式，都应该可以实现 stream 特性。
中断模式下的理论实践
注：以下实现是在 nuc970 上完成的，有些特性可能不是通用的。例如，串口外设自带硬件 fifo ，uart1 是高速 uart 设备，fifo 有 64 字节。uart3 的 fifo 就只有 16 字节。
定义缓存数据结构
为实现上述需求，接收和发送都需要有如下一个 fifo
1struct rt_serial_fifo 2{ 3 rt_uint32_t buf_sz; 4 /* software fifo buffer */ 5 rt_uint8_t *buffer; 6 7 rt_uint16_t put_index, get_index; 8 9 rt_bool_t is_full;10}; 注：别问我为啥不用 ringbuffer
大部分还是借用 struct rt_serial_rx_fifo 的实现的。增加了个 buf_sz 由 fifo 自己维护自己的缓存容量
针对 fifo 特意定义了三个函数，
rt_forceinline rt_size_t _serial_fifo_calc_data_len(struct rt_serial_fifo *fifo)计算 fifo 中写入的数据量
rt_forceinline void _serial_fifo_push_data(struct rt_serial_fifo *fifo, rt_uint8_t ch) 压入一个数据(不完整实现，具体见下文)
rt_forceinline rt_uint8_t _serial_fifo_pop_data(struct rt_serial_fifo *fifo) 弹出一个数据(不完整实现，具体见下文)
读设备过程
读设备对应中断接收。
1rt_inline int _serial_int_rx(struct rt_serial_device *serial, rt_uint8_t *data, int length) 2{ 3 rt_size_t len, size; 4 struct rt_serial_fifo* rx_fifo; 5 rt_base_t level; 6 7 rt_assert(serial != rt_null); 8 9 rx_fifo = (struct rt_serial_fifo*) serial->serial_rx;10 rt_assert(rx_fifo != rt_null);1112 /* disable interrupt */13 level = rt_hw_interrupt_disable();1415 len = _serial_fifo_calc_data_len(rx_fifo);1617 if ((len == 0) && // non-blocking io mode18 (serial->parent.open_flag & rt_device_oflag_nonblocking) == rt_device_oflag_nonblocking) {19 /* enable interrupt */20 rt_hw_interrupt_enable(level);21 return 0;22 }23 if ((len == 0) && // blocking io mode24 (serial->parent.open_flag & rt_device_oflag_nonblocking) != rt_device_oflag_nonblocking) {25 do {26 /* enable interrupt */27 rt_hw_interrupt_enable(level);2829 rt_completion_wait(&(serial->completion_rx), rt_waiting_forever);3031 /* disable interrupt */32 level = rt_hw_interrupt_disable();3334 len = _serial_fifo_calc_data_len(rx_fifo);35 } while(len == 0);36 }3738 if (len > length) {39 len = length;40 }4142 /* read from software fifo */43 for (size = 0; size is_full = rt_false;5152 /* enable interrupt */53 rt_hw_interrupt_enable(level);5455 return size;56} 简单说明就是：关中断，计算缓存数据量，如果为空判断是否需要阻塞。拷贝完数据，开中断。
这里需要注意的是，拷贝完数据后 fifo 必然不会是 full 的，rx_fifo->is_full = rt_false 这句没有加在 _serial_fifo_pop_data 函数，所以上面说它的实现是不完整的。
写设备过程
写设备对应中断发送
1rt_inline int _serial_int_tx(struct rt_serial_device *serial, const rt_uint8_t *data, int length) 2{ 3 rt_size_t len, length_t, size; 4 struct rt_serial_fifo *tx_fifo; 5 rt_base_t level; 6 rt_uint8_t last_char = 0; 7 8 rt_assert(serial != rt_null); 910 tx_fifo = (struct rt_serial_fifo*) serial->serial_tx;11 rt_assert(tx_fifo != rt_null);1213 size = 0;14 do {15 length_t = length - size;16 /* disable interrupt */17 level = rt_hw_interrupt_disable();1819 len = tx_fifo->buf_sz - _serial_fifo_calc_data_len(tx_fifo);2021 if ((len == 0) && // non-blocking io mode22 (serial->parent.open_flag & rt_device_oflag_nonblocking) == rt_device_oflag_nonblocking) {23 /* enable interrupt */24 rt_hw_interrupt_enable(level);25 break;26 }2728 if ((len == 0) && // blocking io mode29 (serial->parent.open_flag & rt_device_oflag_nonblocking) != rt_device_oflag_nonblocking) {30 /* enable interrupt */31 rt_hw_interrupt_enable(level);3233 rt_completion_wait(&(serial->completion_tx), rt_waiting_forever);3435 continue;36 }3738 if (len > length_t) {39 len = length_t;40 }41 /* copy to software fifo */42 while (len > 0)43 {44 /*45 * to be polite with serial console add a line feed46 * to the carriage return character47 */48 if (*data == '' &&49 (serial->parent.open_flag & rt_device_flag_stream) == rt_device_flag_stream &&50 last_char != '')51 {52 _serial_fifo_push_data(tx_fifo, '');5354 len--;55 if (len == 0) break;56 last_char = 0;57 } else if (*data == '') {58 last_char = '';59 } else {60 last_char = 0;61 }6263 _serial_fifo_push_data(tx_fifo, *data);6465 data++; len--; size++;66 }6768 /* if the next position is read index, discard this 'read char' */69 if (tx_fifo->put_index == tx_fifo->get_index)70 {71 tx_fifo->is_full = rt_true;72 }7374 // todo: start tx75 serial->ops->start_tx(serial);7677 /* enable interrupt */78 rt_hw_interrupt_enable(level);79 } while(size ops->start_tx(serial) 用于开启发送过程(这个的实现可能在不同芯片上略有差异)。
中断接收
1 while (1) { 2 ch = serial->ops->getc(serial); 3 if (ch == -1) break; 4 5 /* if fifo is full, discard one byte first */ 6 if (rx_fifo->is_full == rt_true) { 7 rx_fifo->get_index += 1; 8 if (rx_fifo->get_index >= rx_fifo->buf_sz) rx_fifo->get_index = 0; 9 }10 /* push a new data */11 _serial_fifo_push_data(rx_fifo, ch);1213 /* if put index equal to read index, fifo is full */14 if (rx_fifo->put_index == rx_fifo->get_index)15 {16 rx_fifo->is_full = rt_true;17 }18 }1920 rt_completion_done(&(serial->completion_rx)); 先计算是否还有数据要发送，如果没有，调用 serial->ops->stop_tx(serial) 对应上面的 serial->ops->start_tx(serial) 。
因为硬件自带 fifo ，这里最多可以连续写 64 个字节。
因为发送 fifo 是往外弹出数据的，最后肯定是非满的。
未说明的问题
对于串口设备来讲，接收是非预期的，所以串口接收中断必须一直开着。发送就不一样了，没有发送数据的时候是可以不开发送中断的。
上文中提到的两个 ops start_tx stop_tx 正是开发送中断使能，关发送中断使能。另外，它俩还有更重要的作用。
在 nuc970 的设计上，只要发送寄存器为空就会有发送完成中断，并不是发送完最后一个字节才产生。正因为这个特性，当开发送中断使能的时候会立马进入中断。在中断里判断是否有数据要发送，刚好可以作为“启动发送”。
对于其它芯片，如果发送中断的含义是“发送完最后一个字节”，仅仅使能发送中断还不够，还需要软件触发发送中断。这是发送不同于接收的最重要的地方。
dma 模式下的实现探讨
为什么上一节叫实践，这一节变成探讨了?
第一，笔者还没时间在 nuc970 上完成 dma 的部分。
第二，有了上面中断模式的铺垫，dma 模式也是轻车熟路。不觉得 nuc970 的硬件 fifo 就是 dma 的翻版吗?
dma 模式需要二级缓存机制。第一级缓存和中断模式用的 fifo 一样。这样 read write 两个函数的实现可以是一样的。
在此基础上，增加一个数组。如下是完整串口设备定义：
1struct rt_serial_device 2{ 3 struct rt_device parent; 4 5 const struct rt_uart_ops *ops; 6 struct serial_configure config; 7 8 void *serial_rx; 9 void *serial_tx;1011 rt_uint8_t serial_dma_rx[64];12 rt_uint8_t serial_dma_tx[64];1314 cb_serial_tx _cb_tx;15 cb_serial_rx _cb_rx;1617 struct rt_completion completion_tx;18 struct rt_completion completion_rx;19};20typedef struct rt_serial_device rt_serial_t; 这两个数组作为 dma 收发过程的缓存。
发送数据时，从 serial_tx 的 fifo 拷贝数据到 serial_dma_tx ，启动 dma。发送完成后判断 serial_tx 的 fifo 是否还有数据，有数据继续拷贝，直到 fifo 为空关闭 dma 发送。
接收数据时，在 dma 中断里拷贝 serial_dma_rx 所有数据到 serial_rx 的 fifo 。如果 dma 中断分完成一半中断和全部传输完成两种中断。可以分成两次中断，每次只处理一半数据，这样每次往 fifo 倒腾数据的时候，还有一半缓冲区可用，也不至于会担心仓促。
我们需要做的工作只有“怎么安全有效启动 dma 发送。
底层驱动
以上都是串口设备驱动框架部分，下面说说和芯片操作紧密相关的部分
init 函数，负责注册设备到设备树。
configure 函数，负责串口外设初始化，包括波特率、数据位、流控等等。还有个重要的工作就是调用引脚复用配置函数。
control 函数，使能禁用收发等中断。
putc 函数，负责写发送寄存器，写寄存器前一定先判断发送寄存器是否可写是否为空，阻塞等。
getc 函数，负责读接收寄存器，读寄存器前一定先判断是否有有效数据，如果没有返回 -1。
start_tx 函数，使能发送中断，如果发送寄存器为空，触发发送中断。(如果芯片没有这个特性，需要想办法触发发送完成中断)
stop_tx 函数，禁用发送中断。
中断回调函数，负责处理中断，根据中断状态调用 rt_hw_serial_isr 函数。
实机验证
中断模式在 nuc970 芯片下经过千万级数据收发测试的考验。测试环境有如下两种：
1、非阻塞 io;波特率 9600;串口调试工具：usr-tcp232 ，usr 出的调试工具。
串口调试工具定时 50ms 发送 30 个字符。nuc970 接收到数据后返回接收到的数据。
2、阻塞 io;波特率 115200;串口调试工具：usr-tcp232 ，usr 出的调试工具。
串口调试工具定时 10ms 发送 30 个字符。nuc970 接收到数据后返回接收到的数据。(串口调试助手发送了 200w 字节数据，接收到了相同个数字符!)
结论
因为 nuc970 芯片的特殊性，上面虽说使用的是中断模式，其实和 dma 有点儿类似了。假如是没收发一个字节数据各对应一次中断，中断次数会比较多。
但是，在应用层来看，无论是中断还是 dma 都是一样的——要么阻塞，要么非阻塞。
原文标题：rt-thread驱动篇之串口驱动框架剖析及性能提升
文章出处：【微信公众号：rtthread物联网操作系统】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
苹果13新品发布时间什么时候
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时钟发生器是导致电磁辐射发射的主要原因
关于人工智能研究报告：发现的问题比能解决的多
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中经合注资台晶测电子：加大LED芯片测试服务
2021年中国的VR技术和应用与国际的差距逐步缩小，市场规模也在快速增长
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为让海外投资者回归，韩国济州岛式要求设立区块链和加密货币特区
现状
串口驱动三种工作模式：轮询、中断、dma。
轮询模式占用 cpu 最高，但是实现也是最简单的;dma 占用 cpu 最少，实现也是最麻烦的;中断模式居中。
原串口驱动有以下几个问题：
1、中断模式，接收有缓存，发送没缓存
2、中断模式，读操作是非阻塞的，没有阻塞读;写操作因为没有缓存，只能阻塞写，没有非阻塞写。
3、中断接收过程，每往发送寄存器填充一个字符，就使用完成量等待发送完成中断，通过完成量进行进程调度次数和发送数据量同样多!
4、dma 模式比较复杂，在实现上更复杂。
a.首先，接收有两种缓存方案，一种没有缓存，借用应用层的内存直接做 dma 接收缓存;一种有缓存，用的和中断模式下相同的 fifo 数据结构。发送只有一种缓存方式，把应用层内存放到数据队列里做发送缓存。
b.无论哪种缓存方案，都没有考虑阻塞的问题。而是抛给串口驱动一个内存地址，就返回到应用层了。应用层要么动用 rt_device_set_rx_indicate rt_device_set_tx_complete 做同步——退化成 poll 模式，失去了 dma 的优势;要么继续干其它工作——抛给串口驱动的内存可能引入隐患。
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轮询模式不在今天讨论计划内。下面所有的讨论都只涉及中断和 dma 两种模式。
无论哪种工作模式，都应该有至少一级缓存机制。
无论哪种工作模式，都应该可以设置成阻塞或者非阻塞。
默认是阻塞 io 模式;如果想用非阻塞工作模式，可以通过 open 或者 control 修改。
读写阻塞特性是同步的，不存在阻塞写非阻塞读或者非阻塞写阻塞读两种模式。
阻塞读的过程是，没有数据永久阻塞;有数据无论多少(小于等于期望数据量)，返回读取的数据量。
阻塞写的过程是，缓存空间为 0 阻塞等待缓存被释放;缓存空间不足先填满缓存，继续等待缓存被释放;缓存空间足够，把应用层数据拷贝到驱动缓存。最后返回搬到缓存的数据量。
非阻塞读的过程是，没有数据返回 0;有数据，从 fifo 拷贝数据到应用层提供的内存，返回拷贝的数据量。
非阻塞写的过程是，缓存为 0 ，返回 0;缓存不足返回写成功了多少数据;缓存足够，把数据搬移完，返回写成功的数据量。
无论是轮询、中断、dma 哪种模式，都应该可以实现 stream 特性。
中断模式下的理论实践
注：以下实现是在 nuc970 上完成的，有些特性可能不是通用的。例如，串口外设自带硬件 fifo ，uart1 是高速 uart 设备，fifo 有 64 字节。uart3 的 fifo 就只有 16 字节。
定义缓存数据结构
为实现上述需求，接收和发送都需要有如下一个 fifo
1struct rt_serial_fifo 2{ 3 rt_uint32_t buf_sz; 4 /* software fifo buffer */ 5 rt_uint8_t *buffer; 6 7 rt_uint16_t put_index, get_index; 8 9 rt_bool_t is_full;10}; 注：别问我为啥不用 ringbuffer
大部分还是借用 struct rt_serial_rx_fifo 的实现的。增加了个 buf_sz 由 fifo 自己维护自己的缓存容量
针对 fifo 特意定义了三个函数，
rt_forceinline rt_size_t _serial_fifo_calc_data_len(struct rt_serial_fifo *fifo)计算 fifo 中写入的数据量
rt_forceinline void _serial_fifo_push_data(struct rt_serial_fifo *fifo, rt_uint8_t ch) 压入一个数据(不完整实现，具体见下文)
rt_forceinline rt_uint8_t _serial_fifo_pop_data(struct rt_serial_fifo *fifo) 弹出一个数据(不完整实现，具体见下文)
读设备过程
读设备对应中断接收。
1rt_inline int _serial_int_rx(struct rt_serial_device *serial, rt_uint8_t *data, int length) 2{ 3 rt_size_t len, size; 4 struct rt_serial_fifo* rx_fifo; 5 rt_base_t level; 6 7 rt_assert(serial != rt_null); 8 9 rx_fifo = (struct rt_serial_fifo*) serial->serial_rx;10 rt_assert(rx_fifo != rt_null);1112 /* disable interrupt */13 level = rt_hw_interrupt_disable();1415 len = _serial_fifo_calc_data_len(rx_fifo);1617 if ((len == 0) && // non-blocking io mode18 (serial->parent.open_flag & rt_device_oflag_nonblocking) == rt_device_oflag_nonblocking) {19 /* enable interrupt */20 rt_hw_interrupt_enable(level);21 return 0;22 }23 if ((len == 0) && // blocking io mode24 (serial->parent.open_flag & rt_device_oflag_nonblocking) != rt_device_oflag_nonblocking) {25 do {26 /* enable interrupt */27 rt_hw_interrupt_enable(level);2829 rt_completion_wait(&(serial->completion_rx), rt_waiting_forever);3031 /* disable interrupt */32 level = rt_hw_interrupt_disable();3334 len = _serial_fifo_calc_data_len(rx_fifo);35 } while(len == 0);36 }3738 if (len > length) {39 len = length;40 }4142 /* read from software fifo */43 for (size = 0; size is_full = rt_false;5152 /* enable interrupt */53 rt_hw_interrupt_enable(level);5455 return size;56} 简单说明就是：关中断，计算缓存数据量，如果为空判断是否需要阻塞。拷贝完数据，开中断。
这里需要注意的是，拷贝完数据后 fifo 必然不会是 full 的，rx_fifo->is_full = rt_false 这句没有加在 _serial_fifo_pop_data 函数，所以上面说它的实现是不完整的。
写设备过程
写设备对应中断发送
1rt_inline int _serial_int_tx(struct rt_serial_device *serial, const rt_uint8_t *data, int length) 2{ 3 rt_size_t len, length_t, size; 4 struct rt_serial_fifo *tx_fifo; 5 rt_base_t level; 6 rt_uint8_t last_char = 0; 7 8 rt_assert(serial != rt_null); 910 tx_fifo = (struct rt_serial_fifo*) serial->serial_tx;11 rt_assert(tx_fifo != rt_null);1213 size = 0;14 do {15 length_t = length - size;16 /* disable interrupt */17 level = rt_hw_interrupt_disable();1819 len = tx_fifo->buf_sz - _serial_fifo_calc_data_len(tx_fifo);2021 if ((len == 0) && // non-blocking io mode22 (serial->parent.open_flag & rt_device_oflag_nonblocking) == rt_device_oflag_nonblocking) {23 /* enable interrupt */24 rt_hw_interrupt_enable(level);25 break;26 }2728 if ((len == 0) && // blocking io mode29 (serial->parent.open_flag & rt_device_oflag_nonblocking) != rt_device_oflag_nonblocking) {30 /* enable interrupt */31 rt_hw_interrupt_enable(level);3233 rt_completion_wait(&(serial->completion_tx), rt_waiting_forever);3435 continue;36 }3738 if (len > length_t) {39 len = length_t;40 }41 /* copy to software fifo */42 while (len > 0)43 {44 /*45 * to be polite with serial console add a line feed46 * to the carriage return character47 */48 if (*data == '' &&49 (serial->parent.open_flag & rt_device_flag_stream) == rt_device_flag_stream &&50 last_char != '')51 {52 _serial_fifo_push_data(tx_fifo, '');5354 len--;55 if (len == 0) break;56 last_char = 0;57 } else if (*data == '') {58 last_char = '';59 } else {60 last_char = 0;61 }6263 _serial_fifo_push_data(tx_fifo, *data);6465 data++; len--; size++;66 }6768 /* if the next position is read index, discard this 'read char' */69 if (tx_fifo->put_index == tx_fifo->get_index)70 {71 tx_fifo->is_full = rt_true;72 }7374 // todo: start tx75 serial->ops->start_tx(serial);7677 /* enable interrupt */78 rt_hw_interrupt_enable(level);79 } while(size ops->start_tx(serial) 用于开启发送过程(这个的实现可能在不同芯片上略有差异)。
中断接收
1 while (1) { 2 ch = serial->ops->getc(serial); 3 if (ch == -1) break; 4 5 /* if fifo is full, discard one byte first */ 6 if (rx_fifo->is_full == rt_true) { 7 rx_fifo->get_index += 1; 8 if (rx_fifo->get_index >= rx_fifo->buf_sz) rx_fifo->get_index = 0; 9 }10 /* push a new data */11 _serial_fifo_push_data(rx_fifo, ch);1213 /* if put index equal to read index, fifo is full */14 if (rx_fifo->put_index == rx_fifo->get_index)15 {16 rx_fifo->is_full = rt_true;17 }18 }1920 rt_completion_done(&(serial->completion_rx)); 先计算是否还有数据要发送，如果没有，调用 serial->ops->stop_tx(serial) 对应上面的 serial->ops->start_tx(serial) 。
因为硬件自带 fifo ，这里最多可以连续写 64 个字节。
因为发送 fifo 是往外弹出数据的，最后肯定是非满的。
未说明的问题
对于串口设备来讲，接收是非预期的，所以串口接收中断必须一直开着。发送就不一样了，没有发送数据的时候是可以不开发送中断的。
上文中提到的两个 ops start_tx stop_tx 正是开发送中断使能，关发送中断使能。另外，它俩还有更重要的作用。
在 nuc970 的设计上，只要发送寄存器为空就会有发送完成中断，并不是发送完最后一个字节才产生。正因为这个特性，当开发送中断使能的时候会立马进入中断。在中断里判断是否有数据要发送，刚好可以作为“启动发送”。
对于其它芯片，如果发送中断的含义是“发送完最后一个字节”，仅仅使能发送中断还不够，还需要软件触发发送中断。这是发送不同于接收的最重要的地方。
dma 模式下的实现探讨
为什么上一节叫实践，这一节变成探讨了?
第一，笔者还没时间在 nuc970 上完成 dma 的部分。
第二，有了上面中断模式的铺垫，dma 模式也是轻车熟路。不觉得 nuc970 的硬件 fifo 就是 dma 的翻版吗?
dma 模式需要二级缓存机制。第一级缓存和中断模式用的 fifo 一样。这样 read write 两个函数的实现可以是一样的。
在此基础上，增加一个数组。如下是完整串口设备定义：
1struct rt_serial_device 2{ 3 struct rt_device parent; 4 5 const struct rt_uart_ops *ops; 6 struct serial_configure config; 7 8 void *serial_rx; 9 void *serial_tx;1011 rt_uint8_t serial_dma_rx[64];12 rt_uint8_t serial_dma_tx[64];1314 cb_serial_tx _cb_tx;15 cb_serial_rx _cb_rx;1617 struct rt_completion completion_tx;18 struct rt_completion completion_rx;19};20typedef struct rt_serial_device rt_serial_t; 这两个数组作为 dma 收发过程的缓存。
发送数据时，从 serial_tx 的 fifo 拷贝数据到 serial_dma_tx ，启动 dma。发送完成后判断 serial_tx 的 fifo 是否还有数据，有数据继续拷贝，直到 fifo 为空关闭 dma 发送。
接收数据时，在 dma 中断里拷贝 serial_dma_rx 所有数据到 serial_rx 的 fifo 。如果 dma 中断分完成一半中断和全部传输完成两种中断。可以分成两次中断，每次只处理一半数据，这样每次往 fifo 倒腾数据的时候，还有一半缓冲区可用，也不至于会担心仓促。
我们需要做的工作只有“怎么安全有效启动 dma 发送。
底层驱动
以上都是串口设备驱动框架部分，下面说说和芯片操作紧密相关的部分
init 函数，负责注册设备到设备树。
configure 函数，负责串口外设初始化，包括波特率、数据位、流控等等。还有个重要的工作就是调用引脚复用配置函数。
control 函数，使能禁用收发等中断。
putc 函数，负责写发送寄存器，写寄存器前一定先判断发送寄存器是否可写是否为空，阻塞等。
getc 函数，负责读接收寄存器，读寄存器前一定先判断是否有有效数据，如果没有返回 -1。
start_tx 函数，使能发送中断，如果发送寄存器为空，触发发送中断。(如果芯片没有这个特性，需要想办法触发发送完成中断)
stop_tx 函数，禁用发送中断。
中断回调函数，负责处理中断，根据中断状态调用 rt_hw_serial_isr 函数。
实机验证
中断模式在 nuc970 芯片下经过千万级数据收发测试的考验。测试环境有如下两种：
1、非阻塞 io;波特率 9600;串口调试工具：usr-tcp232 ，usr 出的调试工具。
串口调试工具定时 50ms 发送 30 个字符。nuc970 接收到数据后返回接收到的数据。
2、阻塞 io;波特率 115200;串口调试工具：usr-tcp232 ，usr 出的调试工具。
串口调试工具定时 10ms 发送 30 个字符。nuc970 接收到数据后返回接收到的数据。(串口调试助手发送了 200w 字节数据，接收到了相同个数字符!)
结论
因为 nuc970 芯片的特殊性，上面虽说使用的是中断模式，其实和 dma 有点儿类似了。假如是没收发一个字节数据各对应一次中断，中断次数会比较多。
但是，在应用层来看，无论是中断还是 dma 都是一样的——要么阻塞，要么非阻塞。
原文标题：rt-thread驱动篇之串口驱动框架剖析及性能提升
文章出处：【微信公众号：rtthread物联网操作系统】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
苹果13新品发布时间什么时候
如何正确地选购笔记本电脑
木林森主营业务变为以照明品牌与照明渠道业务为主
时钟发生器是导致电磁辐射发射的主要原因
关于人工智能研究报告：发现的问题比能解决的多
串口驱动框架剖析及性能提升
vivo手机用什么充电宝最好，支持vivo快充的充电宝
2020年有哪些优秀的降噪耳机？蓝牙耳机前十排行榜推荐
基于以太网的SIMATIC NET服务器与S7-1200通信
基于ROS的机器人建图与导航仿真全过程
证券公司如何跨入智能化时代
黑莓9900奢华施华洛世奇水晶壳发布
HOLTEK新推出BS24系列Touch A/D OTP MCU
简述EMC分析时需考虑的5个重要属性及PCB的布局问题
从数据结构到Python实现：如何使用深度学习分析医学影像
智能家电组的创新方案
中经合注资台晶测电子：加大LED芯片测试服务
2021年中国的VR技术和应用与国际的差距逐步缩小，市场规模也在快速增长
全金属超薄淡香槟色千元平板，把玩儿高性价比小米平板3
为让海外投资者回归，韩国济州岛式要求设立区块链和加密货币特区