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在Linux系統(tǒng)中，終端設備非常重要,，沒有終端設備，系統(tǒng)將無法向用戶反饋信息,，Linux中包含控制臺,、串口和偽終端3類終端設備。 14.1節(jié)闡述了終端設備的概念及分類,，14.2節(jié)給出了Linux終端設備驅動的框架結構,，重點描述tty_driver結構體及其成員。 14.3~14.5節(jié)在14.2節(jié)的基礎上,，分別給出了Linux終端設備驅動模塊加載/卸載函數(shù)和open(),、close()函數(shù)，數(shù)據(jù)讀寫流程及 tty設備線路設置的編程方法,。在Linux中,，串口驅動完全遵循tty驅動的框架結構，但是進行了底層操作的再次封裝,，14.6節(jié)描述了Linux針對 串口tty驅動的這一封裝,，14.7節(jié)則具體給出了串口tty驅動的實現(xiàn)方法。14.8節(jié)基于14.6和14.7節(jié)的講解給出了串口tty驅動的設計實 例,，即S3C2410集成UART的驅動,。 14.1終端設備 在Linux系統(tǒng)中，終端是一種字符型設備,，它有多種類型,，通常使用tty來簡稱各種類型的終端設備。tty是Teletype的縮寫,，Teletype是最早出現(xiàn)的一種終端設備,，很像電傳打字機，是由Teletype公司生產的,。Linux中包含如下幾類終端設備： 1,、串行端口終端（/dev/ttySn） 串行端口終端（Serial Port Terminal）是使用計算機串行端口連接的終端設備。計算機把每個串行端口都看作是一個字符設備,。這些串行端口所對應的設備名稱是 /dev/ttyS0（或/dev/tts/0）,、/dev/ttyS1（或/dev/tts/1）等，設備號分別是（4,0）,、（4,1）等,。 在命令行上把標準輸出重定向到端口對應的設備文件名上就可以通過該端口發(fā)送數(shù)據(jù)，例如,，在命令行提示符下鍵入： echo test > /dev/ttyS1會把單詞“test”發(fā)送到連接在ttyS1端口的設備上,。 2.偽終端（/dev/pty/） 偽終端（Pseudo Terminal）是成對的邏輯終端設備,，并存在成對的設備文件，如/dev/ptyp3和/dev/ttyp3,，它們與實際物理設備并不直接相關,。如果 一個程序把ttyp3看作是一個串行端口設備，則它對該端口的讀/寫操作會反映在該邏輯終端設備對應的ptyp3上,，而ptyp3則是另一個程序用于讀寫 操作的邏輯設備,。這樣，兩個程序就可以通過這種邏輯設備進行互相交流,，使用ttyp3的程序會認為自己正在與一個串行端口進行通信,。 以telnet 為例，如果某人在使用telnet程序連接到Linux系統(tǒng),，則telnet程序就可能會開始連接到設備ptyp2上,，而此時一個getty程序會運行在 對應的ttyp2端口上。當telnet從遠端獲取了一個字符時,，該字符就會通過ptyp2,、ttyp2傳遞給 getty程序，而getty程序則會通過ttyp2,、ptyp2和telnet程序返回“login:”字符串信息,。這樣，登錄程序與telnet程序 就通過偽終端進行通信,。通過使用適當?shù)能浖?，可以?個或多個偽終端設備連接到同一個物理串行端口上。 3.控制臺終端（/dev/ttyn, /dev/console） 如果 當前進程有控制終端（Controlling Terminal）的話,，那么/dev/tty就是當前進程的控制終端的設備特殊文件,。可以使用命令“ps –ax”來查看進程與哪個控制終端相連使用命令“tty”可以查看它具體對應哪個實際終端設備,。/dev/tty有些類似于到實際所使用終端設備的一個聯(lián) 接,。 在UNIX系統(tǒng)中，計算機顯示器通常被稱為控制臺終端（Console）,。它仿真了類型為Linux的一種終端（TERM=Linux）,，并且有一些設備 特殊文件與之相關聯(lián)：tty0、tty1,、tty2等,。當用戶在控制臺上登錄時，使用的是tty1,。使用Alt+[F1—F6]組合鍵時,，我們就可以切換 到tty2、tty3等上面去。tty1–tty6等稱為虛擬終端,，而tty0則是當前所使用虛擬終端的一個別名,，系統(tǒng)所產生的信息會發(fā)送到該終端上。因 此不管當前正在使用哪個虛擬終端,，系統(tǒng)信息都會發(fā)送到控制臺終端上,。用戶可以登錄到不同的虛擬終端上去，因而可以讓系統(tǒng)同時有幾個不同的會話期存在,。只有 系統(tǒng)或超級用戶root可以向/dev/tty0進行寫操作,。 在Linux 中，可以在系統(tǒng)啟動命令行里指定當前的輸出終端,，格式如下： console=device, options device指代的是終端設備，可以是tty0（前臺的虛擬終端）,、ttyX（第X個虛擬終端）,、ttySX（第X個串口）、lp0（第一個并口）等,。 options指代對device進行的設置,，它取決于具體的設備驅動。對于串口設備,，參數(shù)用來定義為：波特率,、校驗位、位數(shù),，格式為BBBBPN,，其中 BBBB表示波特率，P表示校驗（n/o/e）,，N表示位數(shù),，默認options是9600n8。 用戶可以在內核命令行中同時設定多個終端,，這樣輸出將會在所有的終端上顯示,，而當用戶調用open()打開/dev/console時，最后一個終端將會返回作為當前值,。例如： console=ttyS1, 9600 console=tty0 定義了2個終端,，而調用open()打開/dev/console時，將使用虛擬終端tty0,。但是內核消息會在tty0 VGA虛擬終端和串口ttyS1上同時顯示,。 通過查看/proc/tty/drivers文件可以獲知什么類型的tty設備存在以及什么驅動被加載到內核，這個文件包括一個當前存在的不同 tty 驅動的列表,，包括驅動名,、缺省的節(jié)點名、驅動的主編號、這個驅動使用的次編號范圍,，以及 tty 驅動的類型,。例如，下面給出了一個/proc/tty/drivers文件的例子： 14.2終端設備驅動結構 Linux內核中 tty的層次結構如圖14.1所示,，包含tty核心,、tty線路規(guī)程和tty驅動，tty 線路規(guī)程的工作是以特殊的方式格式化從一個用戶或者硬件收到的數(shù)據(jù),，這種格式化常常采用一個協(xié)議轉換的形式,，例如 PPP 和 Bluetooth。tty設備發(fā)送數(shù)據(jù)的流程為：tty核心從一個用戶獲取將要發(fā)送給一個 tty設備的數(shù)據(jù),，tty核心將數(shù)據(jù)傳遞給tty線路規(guī)程驅動,，接著數(shù)據(jù)被傳遞到tty驅動，tty驅動將數(shù)據(jù)轉換為可以發(fā)送給硬件的格式,。接收數(shù)據(jù)的流程為： 從tty硬件接收到的數(shù)據(jù)向上交給tty驅動,，進入tty線路規(guī)程驅動，再進入 tty 核心,，在這里它被一個用戶獲取,。盡管大多數(shù)時候tty核心和tty之間的數(shù)據(jù)傳輸會經(jīng)歷tty線路規(guī)程的轉換，但是tty驅動與tty核心之間也可以直接傳輸數(shù)據(jù),。 圖14.1 tty分層結構 圖14.2顯示了與tty相關的主要源文件及數(shù)據(jù)的流向,。tty_io.c定義了tty 設備通用的file_operations結構體并實現(xiàn)了接口函數(shù)tty_register_driver()用于注冊tty設備，它會利用 fs/char_dev.c提供的接口函數(shù)注冊字符設備,，與具體設備對應的tty驅動將實現(xiàn)tty_driver結構體中的成員函數(shù),。同時 tty_io.c也提供了tty_register_ldisc()接口函數(shù)用于注冊線路規(guī)程，n_tty.c文件則實現(xiàn)了tty_disc結構體中的成 員,。 圖14.2 tty主要源文件關系及數(shù)據(jù)流向 從圖14.2可以看出,，特定tty設備驅動的主體工作是填充tty_driver結構體中的成員，實現(xiàn)其中的成員函數(shù),，tty_driver結構體的定義如代碼清單14.1,。 代碼清單14.1 tty_driver結構體 1 struct tty_driver 2 { 3 int magic; 4 struct cdev cdev; /* 對應的字符設備cdev */ 5 struct module *owner; /*這個驅動的模塊擁有者 */ 6 const char *driver_name; 7 const char *devfs_name; 8 const char *name; /* 設備名 */ 9 int name_base; /* offset of printed name */ 10 int major; /* 主設備號 */ 11 int minor_start; /* 開始次設備號 */ 12 int minor_num; /* 設備數(shù)量 */ 13 int num; /* 被分配的設備數(shù)量 */ 14 short type; /* tty驅動的類型 */ 15 short subtype; /* tty驅動的子類型 */ 16 struct termios init_termios; /* 初始線路設置 */ 17 int flags; /* tty驅動標志 */ 18 int refcount; /*引用計數(shù)（針對可加載的tty驅動） */ 19 struct proc_dir_entry *proc_entry; /* /proc文件系統(tǒng)入口 */ 20 struct tty_driver *other; /* 僅對PTY驅動有意義 */ &nb |
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