本章主要介紹tty字符設(shè)備文件對(duì)應(yīng)的操作接口，從而說(shuō)明tty設(shè)備的數(shù)據(jù)打開(kāi)、關(guān)閉、讀、寫(xiě)等接口的實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容。

tyy file_operations定義

tty字符設(shè)備文件操作接口的定義如下，主要包括tty_fops、console_fops、hung_up_tty_fops，其中console_fops為控制臺(tái)設(shè)備的文件操作接口，hung_up_tty_fops為tty設(shè)備掛起后的文件操作接口，而tty_fops則為非控制臺(tái)設(shè)備的文件操作接口。

在之前幾章的介紹中，我們已經(jīng)說(shuō)明過(guò)，在tty字符設(shè)備文件的打開(kāi)操作后，完成tty_struct創(chuàng)‘建、tty_struct與tty_port、tty_struct與tty_ldisc等關(guān)聯(lián)，下面我們簡(jiǎn)要分析下這幾個(gè)函數(shù)。

tty_open接口

針對(duì)tty_open接口而言，主要實(shí)現(xiàn)如下幾個(gè)功能：

若打開(kāi)的tty設(shè)備為控制終端，則通過(guò)調(diào)用tty_open_current_tty湖區(qū)當(dāng)前進(jìn)程對(duì)應(yīng)控制終端所對(duì)應(yīng)的tty_struct指針；

若1中沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)tty_struct，則根據(jù)字符設(shè)備號(hào)從tty_drivers鏈表中查找已注冊(cè)的tty_driver,若該tty_driver與對(duì)應(yīng)tty端口的tty_struct已完成綁定，則獲取對(duì)應(yīng)的tty_struct指針；

若以上兩步均沒(méi)有獲取到tty端口對(duì)應(yīng)的tty_struct，則說(shuō)明該tty端口對(duì)應(yīng)的tty_struct還沒(méi)有創(chuàng)建，則調(diào)用tty_init_dev完成tty_struct的創(chuàng)建，并完成tty_struct與tty_driver的綁定、tty_struct與tty_port、tty_struct與ldisc、tty_struct與tty device的綁定操作， 并調(diào)用tty_ldisc_setup，進(jìn)行線路規(guī)程的打開(kāi)(如termios的設(shè)置，ldisc的使能、ldisc緩存的初始化等)等等

針對(duì)tty_open接口，主要涉及如下幾個(gè)函數(shù)的調(diào)用：tty_open_current_tty、tty_driver_lookup_tty、tty_init_dev、initialize_tty_struct、tty_driver_install_tty等接口，而針對(duì)tty_init_dev接口而言，則主要實(shí)現(xiàn)tty_struct的創(chuàng)建以及各數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)等信息。

tty_init_dev

1. 創(chuàng)建一個(gè)tty_struct類型的變量，用于完成一個(gè)tty_struct、tty_driver的綁定等操作

2.調(diào)用initialize_tty_struct，初始化tty_struct類型變量，包括根據(jù)tty端口的id、tty端口對(duì)應(yīng)的device

tty端口對(duì)應(yīng)tty_driver、線路規(guī)程等設(shè)置該tty_struct對(duì)應(yīng)的成員

3.調(diào)用tty_driver_install_tty，完成tty_driver與tty_struct的綁定，并初始化tty_struct的termios參數(shù)

4.調(diào)用tty_ldisc_setup，打開(kāi)線路規(guī)程的open接口(如設(shè)置termios、關(guān)閉流控、使能ldisc)等功能

5.完成tty_struct與tty_port的關(guān)聯(lián)

tty_read接口

當(dāng)執(zhí)行完成tty_open后，則完成了tty_driver、tty_port、tty device、tty_ldisc、tty_struct等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，則可以與tty端口進(jìn)行讀寫(xiě)操作了。下面說(shuō)明下tty_read的操作流程。

如下圖所示，針對(duì)應(yīng)用程序讀tty端口的操作，主要包括如下幾個(gè)步驟：

應(yīng)用程序read調(diào)用sys_read接口，由內(nèi)核的vfs_read接口繼續(xù)進(jìn)行讀操作；

vfs_read則根據(jù)tty字符設(shè)備文件inode，調(diào)用tty_read進(jìn)行讀操作；

而tty_read則通過(guò)tty_struct獲取其關(guān)聯(lián)的tty_ldisc，調(diào)用tty_ldisc的read接口；

在tty_ldisc的read接口中，從tty->ldisc_data中獲取已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，若存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)小于應(yīng)用程序所需要讀取的個(gè)數(shù)，則將該讀進(jìn)程加入到tty_struct->read_wait等待隊(duì)列中，等待數(shù)據(jù)可讀或者超時(shí)時(shí)間到期時(shí)，再次喚醒該讀進(jìn)程。

在tty_driver的驅(qū)動(dòng)中，在其接收中斷中，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)后，則將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到tty_port的緩存中(調(diào)用tty_insert_flip_char執(zhí)行寫(xiě)入操作)，最后調(diào)用tty_flip_buffer_push接口，從而執(zhí)行tty_port的buf對(duì)應(yīng)的工作隊(duì)列，從而調(diào)用其回調(diào)函數(shù)flush_to_ldisc，而在flush_to_ldisc中會(huì)調(diào)用tty_ldisc->ops->receive_buff接口，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到tty->ldisc_data的接收緩存中，并喚醒tty_struct->read_wait，喚醒該等待隊(duì)列上所有阻塞的讀進(jìn)程。

tty_write接口

針對(duì)tty_write的操作流程，與tty_read類似，下面說(shuō)明下tty_read的操作流程。

如下圖所示，針對(duì)應(yīng)用程序?qū)憈ty端口的操作，主要包括如下幾個(gè)步驟：

應(yīng)用程序write調(diào)用sys_write接口，由內(nèi)核的vfs_write接口繼續(xù)進(jìn)行讀操作；

vfs_write則根據(jù)tty字符設(shè)備文件inode，調(diào)用tty_write進(jìn)行讀操作；

而tty_write'則通過(guò)tty_struct獲取其關(guān)聯(lián)的tty_ldisc，調(diào)用tty_ldisc的write接口；

在tty_ldisc的write接口中，調(diào)用tty_driver->ops->write接口進(jìn)行寫(xiě)操作，若當(dāng)前需要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)沒(méi)有寫(xiě)完，則將該寫(xiě)進(jìn)程加入到tty_struct->write_wait等待隊(duì)列中，等待數(shù)據(jù)可寫(xiě)或者超時(shí)，再次喚醒該寫(xiě)進(jìn)程。

在tty_driver的驅(qū)動(dòng)中，在其發(fā)送中斷中，若該tty端口可繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫(xiě)操作，則調(diào)用tty_wakeup，并喚醒tty_struct->write_wait，喚醒該等待隊(duì)列上所有阻塞的寫(xiě)進(jìn)程。

tty_poll接口

該接口主要用于select、epoll機(jī)制，主要也是借助tty_struct->read_wait、tty_struct->write_wait等待隊(duì)列，完成tty_poll接口的實(shí)現(xiàn)，此處不再展開(kāi)。

tty_close接口

若當(dāng)前tty_struct上僅有一個(gè)文件描述符，則該tty_struct變量也可以釋放掉，因此需要等待該文件描述符上所有已等待的讀寫(xiě)隊(duì)列成員，并設(shè)置tty_struct是可釋放的；

調(diào)用tty_del_file，解除該文件描述符與tty_struct的關(guān)聯(lián)；

該接口主要調(diào)用release_tty、tty_ldisc_release、tty_ldisc_kill、tty_del_file等接口，用于解除tty_struct、tty_driver、tty_ldisc、tty_port、tty device之間的關(guān)聯(lián)。此處我們對(duì)release_tty進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明

release_tty接口

其實(shí)現(xiàn)的功能如下：

調(diào)用tty_driver->ops->shutdown,執(zhí)行tty端口的關(guān)閉操作(如關(guān)閉收發(fā)中斷、停止接收與發(fā)送等功能)；

調(diào)用tty_driver_remove_tty，去除tty_struct與tty_driver的關(guān)聯(lián)

調(diào)用tty_kref_put，tty_struct的引用計(jì)數(shù)減一，當(dāng)tty_struct的引用計(jì)數(shù)為0時(shí)，則調(diào)用queue_release_one_tty，釋放該tty_struct的空間(包括調(diào)用tty_struct->cleanup釋放tty端口的資源，并釋放該tty_struct所占用的空間)

本章主要介紹tty字符設(shè)備接口的文件操作接口，其open接口主要完成tty_struct創(chuàng)建、tty_driver、tty_port、tty_ldisc、tty device的關(guān)聯(lián)操作；而讀寫(xiě)接口則主要借助等待隊(duì)列、工作隊(duì)列完成對(duì)tty端口的讀寫(xiě)操作。下一章則根據(jù)tty__register_driver、tty_port_register_device創(chuàng)建一個(gè)虛擬的tty串口驅(qū)動(dòng)，以便我們不借助開(kāi)發(fā)板也可以進(jìn)行tty子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)工作。

總結(jié)

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