2012年(1008)
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2012-08-01 11:03:22
原文地址:终端控制台体系 作者:luozhiyong131
终端概述 在Linux中,TTY(终端)是一类字符设备的统称,包括了3种类型:控制台,串口和伪终端。 控制台 供内核使用的终端为控制台。控制台在Linux启动时,通过命令console=…指定,如果没有指定控制台,系统把第一个注册的终端(tty)作为控制台。 1. 控制台是一个虚拟的终端,它必须映射到真正的终端上。 2. 控制台可以简单的理解为printk输出的地方。 3. 控制台是个只输出的设备,功能很简单,只能在内核中访问。 伪终端 伪终端设备是一种特殊的终端设备, 由主-从两个成对的设备构成, 当打开主设备时, 对应的从设备随之打开, 形成连接状态。输入到主设备的数据成为从设备的输出,输入到从设备的数据成为主设备的输出, 形成双向管道。伪终端设备常用于远程登录服务器来建立网络和终端的关联。当通过telnet远程登录到另一台主机时,telnet进程与远程主机的telnet服务器相连接. telnet服务器使用某个主设备并通过对应的从设备与telnet进程相互通信。 终端体系 在Linux中,TTY体系分为:TTY核心,TTY线路规程,TTY驱动3部分。TTY核心从用户获取要发送给TTY设备的数据,然后把数据传递给TTY线路规程, 它对数据进行处理后,负责把数据传递到TTY驱动程序,TTY驱动程序负责格式化数据,并通过硬件发送出去。 从硬件收到的数据向上通过TTY驱动, 进入TTY线路规程, 再进入TTY核心, 最后被用户获取。TTY驱动可以直接和TTY核心通讯, 但是通常TTY线路规程会修改在两者之间传送的数据。TTY驱动不能直接和线路规程通信,甚至不知道它的存在,线路规程的工作是格式化从用户或者硬件收到的数据. 这种格式化常常实现为一个协议, 如PPP或Bluetooth。 读操作 TTY驱动从硬件收到数据后,负责把数据传递到TTY 核心,TTY核心将从TTY驱动收到的数据缓存到一个tty_flip_buffer 类型的结构中。该结构包含两个数据数组。从TTY设备接收到的数据被存储于第一个数组,当这个数组满, 等待数据的用户将被通知。当用户从这个数组读数据时, 任何从TTY驱动新来的数据将被存储在第2个数组。当第二个数组存满后,数据再次提交给用户, 并且驱动又开始填充第1个数组,以此交替。 驱动描述 Linux内核使用uart_driver描述串口驱动,它包含串口设备的驱动名、设备名、设备号等信息。 struct uart_driver { struct module *owner; const char *driver_name; //驱动名 const char *dev_name; //设备名 int major; //主设备号 int minor; //起始次设备号 int nr; //设备数 struct console *cons; struct uart_state *state; struct tty_driver *tty_driver; }; 注册驱动 Linux为串口驱动注册提供了如下接口: int uart_register_driver(struct uart_driver *drv) 端口描述 Uart_port用于描述一个UART端口(直接对应于一个串口)的I/O端口或I/O内存地址、FIFO大小、端口类型等信息 struct uart_port { spinlock_t lock; /* 端口锁*/ unsigned int iobase; /* IO端口基地址*/ unsigned char __iomem *membase; /* IO内存基地址*/ unsigned int irq; /* 中断号*/ unsigned int uartclk; /* UART时钟*/ unsigned char fifosize; /* 传输fifo大小*/ ………………………………………………………… } 添加端口 串口核心层提供如下函数来添加1个端口: int uart_add_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *port) 操作串口 uart_ops 定义了针对串口的一系列操作,包括发送、接收及线路设置等。 struct uart_ops { unsigned int(*tx_empty)(struct uart_port*); void(*set_mctrl)(struct uart_port *, unsigned int mctrl); unsigned int(*get_mctrl)(struct uart_port*); void(*stop_tx)(struct uart_port*); //停止发送 void(*start_tx)(struct uart_port*); //开始发送 void(*send_xchar)(struct uart_port *, char ch); //发送xchar void(*stop_rx)(struct uart_port*); //停止接收 。。。。。。。。。。。。。。。。。。 } 操作流程 1. 定义一个uart_driver的变量,并初始化; 2. 使用uart_register_driver来注册这个驱动; 3. 初始化uart_port和ops函数表; 4. 调用uart_add_one_port()添加初始化好的uart_port。