打通linux的tty驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)鏈路

一、首先把tty驅(qū)動(dòng)在linux中的分層結(jié)構(gòu)理清楚：

自上而下分為T(mén)TY核心層、TTY線(xiàn)路規(guī)程、TTY驅(qū)動(dòng)。

二、TTY核心層與線(xiàn)路規(guī)程層分析

用戶(hù)空間的程序直接對(duì)tty核心層進(jìn)行讀寫(xiě)等相關(guān)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 drivern);

device_create(tty_class，NULL， MKDEV(TTYAUX_MAJOR， 0)， NULL， tty);

………

｝

以上的一段初始化代碼可以獲取以下信息：

注冊(cè)了一個(gè)字符驅(qū)動(dòng)，用戶(hù)空間操作對(duì)應(yīng)到tty_fops結(jié)構(gòu)體里的函數(shù)：

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，

};

對(duì)于字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)，我們知道，讀寫(xiě)操作一一對(duì)應(yīng)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是根據(jù)設(shè)備號(hào)device，通過(guò)查找tty_drivers全局鏈表來(lái)查找tty_driver.

tty_init_dev是初始化一個(gè)tty結(jié)構(gòu)體：

tty->driver= driver;

tty->ops= driver->ops;

并建立線(xiàn)路規(guī)程：

ldops= tty_ldiscs[N_TTY];

ld->ops= ldops;

tty->ldisc= ld;

其實(shí)tty_ldiscs[N_TTY]在console_init中確定，該函數(shù)在內(nèi)核啟動(dòng)的時(shí)候調(diào)用。

tty_register_ldisc(N_TTY，tty_ldisc_N_TTY);

則：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主要是將tty保存到file的私有變量private_data中。

tty->ops->open的調(diào)用，實(shí)則上就是應(yīng)用driver->ops->open.這樣，我們就從tty核心層到tty驅(qū)動(dòng)層了。

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);

………

}

從以上這個(gè)函數(shù)里，可以看到tty_write調(diào)用路線(xiàn)規(guī)程的write函數(shù)，所以，我們來(lái)看ldisc中的write函數(shù)是怎樣的。經(jīng)過(guò)一些操作后，最終調(diào)用：

tty->ops->flush_chars(tty);

tty->ops->write(tty，b， nr);

顯然，這兩個(gè)函數(shù)，都調(diào)用了tty_driver操作函數(shù)，因?yàn)樵谥暗膖ty_open函數(shù)中有了tty->ops=driver-> ops這樣的操作。那么這個(gè)tty_driver是怎樣的呢，在TTY系統(tǒng)中，tty_driver是需要在驅(qū)動(dòng)層注冊(cè)的。注冊(cè)的時(shí)候就初始化了ops， 也就是說(shuō)，接下來(lái)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的一樣，在tty_read里，也調(diào)用了線(xiàn)路規(guī)程的對(duì)應(yīng)read函數(shù)。不同的是，這個(gè)read沒(méi)有調(diào)用tty_driver里ops的read，而是這樣：

uncopied= copy_from_read_buf(tty， b， nr);

uncopied+= copy_from_read_buf(tty， b， nr);

從函數(shù)名來(lái)看copy_from_read_buf，就是從read_buf這個(gè)緩沖區(qū)拷貝數(shù)據(jù)。實(shí)際上是在tty->read_buf的末尾 tty->read_tail中讀取數(shù)據(jù)。那么read_buf中的數(shù)據(jù)是怎么來(lái)的呢?猜想，那肯定是tty_driver干的事了。

tty_ioctl：

long tty_ioctl(struct file *file， unsigned int cmd， unsigned long arg)

{

……

switch(cmd) {

case… …… ：