TTY驱动及串口驱动分析
TTY线路规程的作用就是对准备发送的数据进行一些处理,或者对接收到的数据进行处理后提交上层程序。在TTY驱动程序之上就是线路规程了,他负责把从tty核心层或者tty驱动层接收的数据进行特殊的按着某个协议的格式化,就像是ppp或者蓝牙协议,然后在分发出去的。 TTY驱动在Linux操作系统中扮演着重要的角色,它主要负责与串行端口设备(如COM口)或虚拟终端进行通信。TTY驱动的核心在于其分层结构,这使得它能够高效地处理输入输出数据,并与其他系统组件协同工作。下面将详细阐述TTY驱动的主要组成部分及其功能。 1. TTY核心层: TTY核心层是整个驱动的基础,它负责管理和调度各个TTY设备。当用户空间通过设备文件(通常是/dev/tty*或/dev/pts/*)进行读写操作时,这些请求会被传递给TTY核心层。核心层根据操作类型来决定是与线路规程(line discipline)还是TTY驱动(tty_driver)交互。例如,ioctl指令用于设置硬件特性,直接由tty_driver处理;而read和write操作则由线路规程处理。 2. TTY线路规程: 线路规程是位于TTY驱动程序之上的一个关键层,它的主要任务是对数据进行预处理,按照特定的协议(如PPP或蓝牙协议)格式化数据,然后将处理后的数据传递给上层。线路规程可以理解为控制输入输出规范的设置,确保数据在传输过程中的正确性。它有一个输入缓存区,终端设备通过调用receive_buf()接口函数将数据写入缓存,以便后续处理。 3. TTY驱动: TTY驱动是直接与硬件交互的部分,它负责将字符转换为硬件可以理解和处理的字串。例如,对于串口驱动,它会处理串行端口的配置,如波特率、奇偶校验等,并负责数据的发送和接收。需要注意的是,TTY驱动并不直接提供read操作,因为其对应的硬件可能只负责输出(如显示器)或输入(如键盘)。因此,输入数据通常由线路规程的输入缓存区处理。 注册TTY驱动的过程是通过调用tty_register_driver()函数完成。该函数定义了一个struct tty_driver结构体,其中包含了驱动的相关信息,如驱动名、设备号、方法等。此外,还有一个面向底层驱动的接口struct tty_operations,包含诸如open、close、write等方法,供驱动程序实现具体功能。 4. 设备注册与分配: 当注册一个TTY驱动时,比如串口驱动或键盘驱动,需要指定驱动的主设备号和次设备号范围。系统会根据这些信息动态地为每个实例分配设备号。此外,TTY驱动还维护一个tty_struct指针数组,用于存储与每个设备关联的状态信息。 总结,TTY驱动在Linux中是一个复杂的系统,它通过分层结构实现了对不同类型的终端设备的支持。TTY核心层、线路规程和驱动程序共同协作,保证了数据的正确传输和处理,同时提供了灵活的接口供用户空间应用程序使用。理解TTY驱动的工作原理对于进行低级I/O操作、设备驱动开发以及系统调试具有重要意义。
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