1. 介绍

本文介绍了TTY打开、TTY读和TTY写操作的函数跟踪过程

2. 示例

下面是一个简单的Linux TTY打开和读写过程

#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> int main()
{
struct termios toptions;
int fd, falgs; flags = O_RDWR | O_NOCTTY | O_SYNC | O_NDELAY;
fd = open("/dev/ttyS0", flags); tcflush(fd, TCIOFLUSH);
memset(&toptions, , sizeof(toptions));
tcgetattr(fd, &toptions);
cfmakeraw(&toptions);

tcgetattr(fd, &toptions);
cfsetospeed(&toptions, B115200);
cfsetispeed(&toptions, B115200); tcgetattr(fd, &toptions);
toptions.c_cflag = B115200 | CRTSCTS | CS8 | CLOCAL | CREAD | INPCK;
toptions.c_cc[VMIN] = ;
toptions.c_cc[VTIME] = ; tcflush(fd, TCIOFLUSH);
tcsetattr(fd, TCSANOW, &toptions); uint8_t data[] = { 0x01, 0x09, 0x10, 0x00 };
write(fd, data, ); memset(read_data, , );
read(fd, data, ); return ;
}

3. 打开

open会调用tty_open, 其分析如下:

tty_open
tty_alloc_file
/* 分配tty_file_private并赋值给file::private_data */
tty_open_current_tty
/* 如果当前设备是/dev/tty则尝试重新打开, 通常返回NULL */
tty_open_by_driver
/* 如果上面的函数返回NULL通过查找tty驱动打开tty设备 */
tty_lookup_driver
/* 根据设备号查找对应的tty驱动 */
tty_driver_lookup_tty
/* 根据tty_driver::tty_operations::lookup/tty_driver::tty_struct查找tty_struct是否存在 */
tty_reopen
/* 如果tty_struct已分配, 则打开该tty */
tty_ldisc_reinit
/* 初始化tty设备的线路规程 */
tty_ldisc_get
/* 根据类别(默认为N_TTY)获取注册的对应线路规程, 并分配对应tty_ldisc实例 */
tty_set_termios_ldisc
/* 设置该tty的线路规程 */
tty_ldisc_open
/* 调用tty_ldisc::tty_ldisc_ops::open, 对于N_TTY为n_tty_open */
tty_init_dev
/* 如果tty_struct没有分配则进行分配(!!!uart就是如此!!!) */
alloc_tty_struct
/* 分配和初始化一个tty_struct, 包括driver, ops, index等 */
tty_ldisc_init
/* 初始化tty_struct的线路规程 */
tty_ldisc_get
/* 获取N_TTY对应线路规程, 并分配对应tty_ldisc实例 */
tty_struct::tty_operations = tty_driver::tty_operations
/* 设置tty_struct的函数操作集 */
tty_driver_install_tty
/* 通过tty_driver::tty_operations::install或者tty_standard_install为tty设备安装入口 */
tty_ldisc_setup
/* 打开线路规程 */
tty_ldisc_open
/* 调用tty_ldisc::tty_ldisc_ops::open, 对于N_TTY为n_tty_open */
tty_add_file
/* 关联文件到tty_struce */
tty_struct::tty_operations::open
/* 同tty_driver::tty_operations::open, 对于串口即uart_open */

uar_open分析如下

uart_open
tty_port_open
uart_port_activate
/* 即tty_port::tty_port_operations::activate */
uart_startup
uart_port_startup
uart_change_pm
/* 调用uart_port::uart_ops::pm */
get_zeroed_page
/* 分配一页并分配给uart_state.xmit.buf */
uart_circ_clear
/* 初始化TX环形缓冲区头和尾指针 */
uart_port::uart_ops::startup
uart_change_speed

4. 写入

write会调用tty_write, 其分析如下:

tty_write
file_tty
/* 通过file::tty_file_private::tty_struct获取对应的tty_struct */
do_tty_write
/* 调用tty_struct::tty_ldisc::tty_ldisc_ops::write */
n_tty_write
/* 对于类型N_TTY的线路规程, write为n_tty_write */
process_echoes
/* 处理所有待处理的echoed字符 */
__process_echoes
/* 写入待处理的echo字符 */
tty_write_room
/* 调用tty_struct::tty_operations::write_room */
echo_buf
tty_put_char
/*
* 调用tty_struct::tty_operations::put_char
* 或调用tty_struct::tty_operations::write
*/
do_output_char
/* 调用tty_struct::tty_operations::write */
tty_struct::tty_operations::flush_chars
/* 对于uart为uart_flush_buffer */
process_output_block
process_output
tty_struct::tty_operations::flush_chars
tty_struct::tty_operations::write
/* 对于uart为uart_write */

uart_write分析如下

uart_write
uart_state::circ_buf
/* 获取环形缓冲区 */
memcpy
/* 将待写数据拷贝至环形缓冲区 */
__uart_start
uart_port::uart_ops::wake_peer
uart_port::uart_ops::start_tx

5. 读取

read会调用tty_read, 其分析如下:

tty_read
tty_struct::tty_ldisc::tty_ldisc_ops::read
/* 对于类型N_TTY的线路规程, 为n_tty_read */
n_tty_read
tty_buffer_flush_work
flush_work
flush_to_ldisc
/* 将数据从tty缓冲区刷新到线路规程 */
receive_buf
tty_ldisc_receive_buf
/* 调用tty_struct::tty_ldisc::tty_ldisc_ops::receive_buf2 */
n_tty_receive_buf2
n_tty_receive_buf_common
__receive_buf
n_tty_receive_buf_real_raw
canon_copy_from_read_buf
/* ICANON ON */
copy_from_read_buf
/* ICANON OFF */
copy_to_user
/* 将数据拷贝至用户空间 */

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