nuttx串口驱动框架设计

以STM32为例，来说明nuttx串口驱动框架设计：
先看通用串口驱动定义:

struct uart_buffer_s
{mutex_t          lock;   /* Used to control exclusive access to the buffer */volatile int16_t head;   /* Index to the head [IN] index in the buffer */volatile int16_t tail;   /* Index to the tail [OUT] index in the buffer */int16_t          size;   /* The allocated size of the buffer */FAR char        *buffer; /* Pointer to the allocated buffer memory */
};
struct uart_dev_s
{...struct uart_buffer_s recv; 
...
}

其中recv的的buffer初始化的时候，被初始化一块内存：

static char g_usart1rxbuffer[CONFIG_USART1_RXBUFSIZE];
static char g_usart1rxfifo[RXDMA_BUFFER_SIZE];
static struct up_dev_s g_usart1priv ={....recv        ={.size      = sizeof(g_usart1rxbuffer),.buffer    = g_usart1rxbuffer,},.rxfifo        = g_usart1rxfifo,...
}

接下里你是不是会想，如果芯片有DMA的话，把buffer内存给到DMA，如果没有DMA的话，每次读取寄存器复制到buffer中？
不好意思，不是。stm32的芯片驱动中又搞了一个FIFO，此FIFO是软件FIFO不是硬件FIFO，芯片是这么初始化的：

static int up_dma_setup(struct uart_dev_s *dev)
{
....rxdmacfg.paddr  = priv->usartbase + STM32_USART_RDR_OFFSET;rxdmacfg.maddr  = (uint32_t)priv->rxfifo;rxdmacfg.ndata  = RXDMA_BUFFER_SIZE;rxdmacfg.cfg1   = SERIAL_RXDMA_CONTROL_WORD;rxdmacfg.cfg2   = 0;stm32_dmasetup(priv->rxdma, &rxdmacfg);
.....
}

就是说把FIFO的地址给到了DMA，先接收到FIFO中

接收中断回调
static void up_dma_rxcallback(DMA_HANDLE handle, uint8_t status, void *arg)
{...uart_recvchars(&priv->dev);...
}
void uart_recvchars(FAR uart_dev_t *dev)
{...while（底层有数据？）{ch = uart_receive(dev, &status);dev->recv->buffer[索引++]=ch;注意这句话}...
}

其中uart_receive 是芯片驱动实现的：

static int up_dma_receive(struct uart_dev_s *dev, unsigned int *status)
{...返回FIFO[索引++];...
}

看到这里大家就明白了，FIFO作为DMA接收内存，然后复制给buffer。那么buffer到时候还会复制到user buffer中，数据复制了两次。

我看了nuttx对于STM32的芯片驱动实现，用了IDLE+DMA空闲中断实现不定长数据，但是仍然存在FIFO ->BUFFER->UserBuffer的场景。此实现包括所有的STM32芯片。

其他芯片的实现没有用IDLE，比如AT32，GD32这种（这些芯片都带IDLE）。

read(...user buffer..)
{while(等待信号量或者有数据){memcpy user buffer,串口驱动buffer，长度;}
}

对的。就是这么实现的。几乎所有的nuttx的串口驱动都是这么实现。包括GD32，AT32，RISCV架构的芯片。

我认为一个良好的设计：

read(...user buffer...)
{if（查询buffer是否可以作为串口的DMA（userbuffer）==是的，可以）{up_dma_set_up(user buffer);  如果这一步，不涉及复制}else{tempbuffer=串口alloc(len);up_dma_set_up(user buffer);memcpy userbuffer temp buffer len;拷贝一次}
}
串口alloc（len）
{当前可能有几块内存，某些内存可作为串口DMA。找一找，返回；
}
up_dma_set_up(buffer)
{将buffer给DMA
}串口中断()
{uart_recvchars_dma(...,接收到的数据长度)
}