打通linux的tty驱动的数据链路
一、首先把tty驱动在linux中的分层结构理清楚:
![](../img/eep/emb/emb-52132uprle4b0uze.jpg)
自上而下分为TTY核心层、TTY线路规程、TTY驱动。
二、TTY核心层与线路规程层分析
用户空间的程序直接对tty核心层进行读写等相关操作,在tty_io.c中:
int__init tty_init(void)
{
cdev_init(tty_cdev,tty_fops);
if(cdev_add(tty_cdev, MKDEV(TTYAUX_MAJOR, 0), 1) ||
register_chrdev_region(MKDEV(TTYAUX_MAJOR, 0), 1, /dev/tty) 0)
panic(Couldn'tregister /dev/tty driver\n);
device_create(tty_class,NULL, MKDEV(TTYAUX_MAJOR, 0), NULL, tty);
………
}
以上的一段初始化代码可以获取以下信息:
注册了一个字符驱动,用户空间操作对应到tty_fops结构体里的函数:
staticconst struct file_operations tty_fops = {
。llseek =no_llseek,
。read =tty_read,
。write =tty_write,
。poll =tty_poll,
。unlocked_ioctl =tty_ioctl,
。compat_ioctl =tty_compat_ioctl,
。open =tty_open,
。release =tty_release,
。fasync =tty_fasync,
};
对于字符设备驱动,我们知道,读写操作一一对应于fops.
tty_open:
static int tty_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
int index;
dev_tdevice = inode->i_rdev;
structtty_driver *driver;
……
driver= get_tty_driver(device, index);
……
tty= tty_init_dev(driver, index, 0);
……
retval= tty_add_file(tty, filp);
……
if(tty->ops->open)
retval= tty->ops->open(tty, filp);
}
get_tty_driver是根据设备号device,通过查找tty_drivers全局链表来查找tty_driver.
tty_init_dev是初始化一个tty结构体:
tty->driver= driver;
tty->ops= driver->ops;
并建立线路规程:
ldops= tty_ldiscs[N_TTY];
ld->ops= ldops;
tty->ldisc= ld;
其实tty_ldiscs[N_TTY]在console_init中确定,该函数在内核启动的时候调用。
tty_register_ldisc(N_TTY,tty_ldisc_N_TTY);
则:tty_ldiscs[N_TTY]=tty_ldisc_N_TTY;
struct tty_ldisc_ops tty_ldisc_N_TTY = {
。magic = TTY_LDISC_MAGIC,
。name = n_tty,
。open = n_tty_open,
。close = n_tty_close,
。flush_buffer = n_tty_flush_buffer,
。chars_in_buffer= n_tty_chars_in_buffer,
。read = n_tty_read,
。write = n_tty_write,
。ioctl = n_tty_ioctl,
。set_termios = n_tty_set_termios,
。poll = n_tty_poll,
。receive_buf = n_tty_receive_buf,
。write_wakeup = n_tty_write_wakeup
};
tty_add_file主要是将tty保存到file的私有变量private_data中。
tty->ops->open的调用,实则上就是应用driver->ops->open.这样,我们就从tty核心层到tty驱动层了。
tty_write:
static ssize_t tty_write(struct file *file, const char __user *buf,
size_t count, loff_t *ppos)
{
………
ld= tty_ldisc_ref_wait(tty);
if(!ld->ops->write)
ret= -EIO;
else
ret= do_tty_write(ld->ops->write, tty, file, buf, count);
………
}
从以上这个函数里,可以看到tty_write调用路线规程的write函数,所以,我们来看ldisc中的write函数是怎样的。经过一些操作后,最终调用:
tty->ops->flush_chars(tty);
tty->ops->write(tty,b, nr);
显然,这两个函数,都调用了tty_driver操作函数,因为在之前的tty_open函数中有了tty->ops=driver-> ops这样的操作。那么这个tty_driver是怎样的呢,在TTY系统中,tty_driver是需要在驱动层注册的。注册的时候就初始化了ops, 也就是说,接下来的事情要看tty_driver的了。
tty_read:
static ssize_t tty_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count,
loff_t *ppos)
{
………
ld= tty_ldisc_ref_wait(tty);
if(ld->ops->read)
i= (ld->ops->read)(tty, file, buf, count);
else
i= -EIO;
……
}
像tty_write的一样,在tty_read里,也调用了线路规程的对应read函数。不同的是,这个read没有调用tty_driver里ops的read,而是这样:
uncopied= copy_from_read_buf(tty, b, nr);
uncopied+= copy_from_read_buf(tty, b, nr);
从函数名来看copy_from_read_buf,就是从read_buf这个缓冲区拷贝数据。实际上是在tty->read_buf的末尾 tty->read_tail中读取数据。那么read_buf中的数
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