开发一个RISC-V上的操作系统（三）—— 串口驱动程序（UART）

**开发一个RISC-V上的操作系统（三）——串口驱动程序（UART）**

在前两篇文章中，我们已经完成了基本的内存管理、进程管理和文件系统等功能。然而，一个完整的操作系统还需要支持各种设备驱动程序，以便用户能够与外部世界进行交互。在本文中，我们将重点介绍如何开发一个RISC-V上的串口驱动程序（UART）。

**1.串口驱动程序概述**

串口驱动程序是用于控制计算机与外部设备之间的通信的驱动程序。它负责管理数据的传输、接收和缓冲等功能。在RISC-V上，我们使用的是一个名为"uart"的库来实现串口驱动程序。

**2.串口驱动程序的结构**

串口驱动程序的结构如下：

* **uart_driver.c**:这是串口驱动程序的主文件，包含了所有的函数定义和实现。
* **uart.h**:这是串口驱动程序的头文件，包含了所有的函数声明和宏定义。

**3.串口驱动程序的功能**

串口驱动程序支持以下功能：

* **初始化**:在系统启动时，串口驱动程序会被初始化，以便它能够正常工作。
* **读取数据**:用户可以通过串口驱动程序读取来自外部设备的数据。
* **写入数据**:用户可以通过串口驱动程序向外部设备写入数据。
* **配置**:用户可以通过串口驱动程序配置串口的参数，例如波特率、停止位等。

**4.串口驱动程序的实现**

下面是串口驱动程序的实现代码：

c// uart_driver.c#include "uart.h"
#include <stdint.h>

// UART寄存器地址#define UART_REG_TXD0x00#define UART_REG_RXD0x01#define UART_REG_CTL0x02// UART控制寄存器位定义#define UART_CTL_TXEN1 << 0#define UART_CTL_RXEN1 << 1#define UART_CTL_RST1 << 2// UART状态寄存器位定义#define UART_STA_TXRDY1 << 0#define UART_STA_RXRDY1 << 1// UART数据缓冲区大小#define UART_BUF_SIZE1024// UART数据缓冲区uint8_t uart_buf[UART_BUF_SIZE];

// UART状态寄存器volatile uint16_t *uart_sta = (volatile uint16_t *)0x10000000;

// UART控制寄存器volatile uint16_t *uart_ctl = (volatile uint16_t *)0x10000002;

void uart_init(void) {
 // 初始化UART寄存器 *uart_ctl =0;
}

int uart_read(uint8_t *buf, int len) {
 int i;
 for (i =0; i < len; i++) {
 while (!(*uart_sta & UART_STA_RXRDY)) {}
 buf[i] = *uart_buf++;
 }
 return len;
}

int uart_write(const uint8_t *buf, int len) {
 int i;
 for (i =0; i < len; i++) {
 *uart_buf++ = buf[i];
 while (!(*uart_sta & UART_STA_TXRDY)) {}
 }
 return len;
}

void uart_config(uint16_t baudrate, uint8_t stopbits) {
 // 配置UART寄存器 *uart_ctl = (baudrate << 8) | stopbits;
}

c// uart.h#ifndef UART_H_
#define UART_H_

#include <stdint.h>

// UART寄存器地址定义extern uint16_t *uart_reg_txd;
extern uint16_t *uart_reg_rxd;
extern uint16_t *uart_reg_ctl;

// UART控制寄存器位定义#define UART_CTL_TXEN1 << 0#define UART_CTL_RXEN1 << 1#define UART_CTL_RST1 << 2// UART状态寄存器位定义#define UART_STA_TXRDY1 << 0#define UART_STA_RXRDY1 << 1// UART数据缓冲区大小定义#define UART_BUF_SIZE1024// UART数据缓冲区定义extern uint8_t uart_buf[UART_BUF_SIZE];

// UART状态寄存器定义extern volatile uint16_t *uart_sta;

// UART控制寄存器定义extern volatile uint16_t *uart_ctl;

void uart_init(void);
int uart_read(uint8_t *buf, int len);
int uart_write(const uint8_t *buf, int len);
void uart_config(uint16_t baudrate, uint8_t stopbits);

#endif // UART_H_

c// test_uart.c#include "uart.h"
#include <stdint.h>

int main(void) {
 uart_init();
 uart_config(9600,1);
 uint8_t buf[10];
 int len = uart_read(buf,10);
 if (len >0) {
 printf("Received data: ");
 for (int i =0; i < len; i++) {
 printf("%02x ", buf[i]);
 }
 printf("
");
 } else {
 printf("No data received.
");
 }

 return0;
}