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。