## 第?18?章?TTY 驅動
一個 tty 設備得名于電傳打字機的很老的簡稱, 并且起初只和連接到一臺 UNIX 機器的物理或者虛擬終端有關聯. 長時間以來, 這個名子還逐漸表示任何串口類型的設備, 因為終端連接也能夠在這樣的一個連接上建立. 一些物理 tty 設備的例子是串口, USB-串口 轉換器, 以及某些類型的需要特殊處理來正確工作的調制解調器(例如傳統的 Win-Modem 類型設備). tty 虛擬設備支持虛擬控制臺以用來登錄到一臺計算機, 或者從鍵盤, 或者從網絡連接, 或者通過一個 xterm 會話.
Linux tty 驅動的核心正好位于標準字符驅動級別之下, 并且提供了一些特性集中在為使用終端類型設備提供一個接口. 這個核心負責控制跨越一個 tty 設備的數據流和數據格式. 這允許 tty 驅動以一種一致的方式集中于處理到硬件和出自硬件的數據, 而不必擔心如何控制對用戶空間的接口. 為控制數據流, 有幾個不同的線路規程可以虛擬地"插入"任何一個 tty 設備. 這由不同的 tty 線路規程驅動來完成.
如同圖[tty 核心概覽](# "圖?18.1.?tty 核心概覽")所示, tty 核心從一個用戶獲取將要發送給一個 tty 設備的數據. 它接著傳遞它到一個 tty 線路規程驅動, 接著傳遞它到一個 tty 驅動. 這個 tty 驅動轉換數據為可以發送給硬件的格式. 從 tty 硬件收到的數據向上回流通過 tty 驅動, 進入 tty 線路規程驅動, 再進入 tty 核心, 在這里它被一個用戶獲取. 有時 tty 驅動直接和 tty 核心通訊, 并且 tty 核心直接發送數據到 tty 驅動, 但是常常 tty 線路規程有機會修改在 2 者之間發送的數據.
**圖?18.1.?tty 核心概覽**

tty 驅動從未看見 tty 線路規程. 這個驅動不能直接和線路規程通訊, 它甚至也不知道它存在. 驅動的工作是以硬件能夠理解的方式格式化發送給它的數據, 并且從硬件接收數據. tty 線路規程的工作是以特殊的方式格式化從一個用戶或者硬件收到的數據. 這種格式化常常采用一個協議轉換的形式, 例如 PPP 和 Bluetooth.
有 3 種不同類型 tty 驅動: 控制臺, 串口, 和 pty. 控制臺和 pty 驅動硬件已經被編寫以及可能是唯一需要的 tty 驅動的類型. 這使得任何使用 tty 核心來與用戶和系統交互的新驅動作為串口驅動.
為知道什么類型的 tty 驅動當前被加載到內核以及什么 tty 設備當前存在, 查看 /proc/tty/drivers 文件. 這個文件包括一個當前存在的不同 tty 驅動的列表, 顯示驅動的名子, 缺省的節點名子, 驅動的主編號, 這個驅動使用的次編號范圍, 以及 tty 驅動的類型. 下面是一個這個文件的例子:
~~~
/dev/tty /dev/tty 5 0 system:/dev/tty
/dev/console /dev/console 5 1 system:console
/dev/ptmx /dev/ptmx 5 2 system
/dev/vc/0 /dev/vc/0 4 0 system:vtmaster
usbserial /dev/ttyUSB 188 0-254 serial
serial /dev/ttyS 4 64-67 serial
pty_slave /dev/pts 136 0-255 pty:slave
pty_master /dev/ptm 128 0-255 pty:master
pty_slave /dev/ttyp 3 0-255 pty:slave
pty_master /dev/pty 2 0-255 pty:master
unknown /dev/tty 4 1-63 console
~~~
/proc/tty/driver/ 目錄給一些 tty 驅動包含了單獨的文件, 如果它們實現這個功能. 缺省的串口驅動創建一個文件在這個目錄中來展示許多串口特定的硬件信息. 如何在這個目錄建立一個文件的信息后面描述.
所有的當前注冊的以及在內核中出現的 tty 設備有它們自己的子目錄在 /sys/class/tty 下面. 在那個子目錄下, 有一個 "dev" 文件包含有分配給那個 tty 設備的主次編號. 如果這個驅動告知內核物理設備和關聯到這個 tty 設備的驅動的所在, 它創建符號連接到它們. 這個樹的一個例子是:
~~~
/sys/class/tty/
|-- console
| `-- dev
|-- ptmx
| `-- dev
|-- tty
| `-- dev
|-- tty0
| `-- dev
...
|-- ttyS1
| `-- dev
|-- ttyS2
| `-- dev
|-- ttyS3
| `-- dev
...
|-- ttyUSB0
| |-- dev
| |-- device -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:09.0/usb3/3-1/3-1:1.0/ttyUSB0
| `-- driver -> ../../../bus/usb-serial/drivers/keyspan_4
|-- ttyUSB1
| |-- dev
| |-- device -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:09.0/usb3/3-1/3-1:1.0/ttyUSB1
| `-- driver -> ../../../bus/usb-serial/drivers/keyspan_4
|-- ttyUSB2
| |-- dev
| |-- device -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:09.0/usb3/3-1/3-1:1.0/ttyUSB2
| `-- driver -> ../../../bus/usb-serial/drivers/keyspan_4
`-- ttyUSB3
|-- dev
|-- device -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:09.0/usb3/3-1/3-1:1.0/ttyUSB3
`-- driver -> ../../../bus/usb-serial/drivers/keyspan_4
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- Linux設備驅動第三版
- 第 1 章 設備驅動簡介
- 1.1. 驅動程序的角色
- 1.2. 劃分內核
- 1.3. 設備和模塊的分類
- 1.4. 安全問題
- 1.5. 版本編號
- 1.6. 版權條款
- 1.7. 加入內核開發社團
- 1.8. 本書的內容
- 第 2 章 建立和運行模塊
- 2.1. 設置你的測試系統
- 2.2. Hello World 模塊
- 2.3. 內核模塊相比于應用程序
- 2.4. 編譯和加載
- 2.5. 內核符號表
- 2.6. 預備知識
- 2.7. 初始化和關停
- 2.8. 模塊參數
- 2.9. 在用戶空間做
- 2.10. 快速參考
- 第 3 章 字符驅動
- 3.1. scull 的設計
- 3.2. 主次編號
- 3.3. 一些重要數據結構
- 3.4. 字符設備注冊
- 3.5. open 和 release
- 3.6. scull 的內存使用
- 3.7. 讀和寫
- 3.8. 使用新設備
- 3.9. 快速參考
- 第 4 章 調試技術
- 4.1. 內核中的調試支持
- 4.2. 用打印調試
- 4.3. 用查詢來調試
- 4.4. 使用觀察來調試
- 4.5. 調試系統故障
- 4.6. 調試器和相關工具
- 第 5 章 并發和競爭情況
- 5.1. scull 中的缺陷
- 5.2. 并發和它的管理
- 5.3. 旗標和互斥體
- 5.4. Completions 機制
- 5.5. 自旋鎖
- 5.6. 鎖陷阱
- 5.7. 加鎖的各種選擇
- 5.8. 快速參考
- 第 6 章 高級字符驅動操作
- 6.1. ioctl 接口
- 6.2. 阻塞 I/O
- 6.3. poll 和 select
- 6.4. 異步通知
- 6.5. 移位一個設備
- 6.6. 在一個設備文件上的存取控制
- 6.7. 快速參考
- 第 7 章 時間, 延時, 和延后工作
- 7.1. 測量時間流失
- 7.2. 獲知當前時間
- 7.3. 延后執行
- 7.4. 內核定時器
- 7.5. Tasklets 機制
- 7.6. 工作隊列
- 7.7. 快速參考
- 第 8 章 分配內存
- 8.1. kmalloc 的真實故事
- 8.2. 后備緩存
- 8.3. get_free_page 和其友
- 8.4. 每-CPU 的變量
- 8.5. 獲得大量緩沖
- 8.6. 快速參考
- 第 9 章 與硬件通訊
- 9.1. I/O 端口和 I/O 內存
- 9.2. 使用 I/O 端口
- 9.3. 一個 I/O 端口例子
- 9.4. 使用 I/O 內存
- 9.5. 快速參考
- 第 10 章 中斷處理
- 10.1. 準備并口
- 10.2. 安裝一個中斷處理
- 10.3. 前和后半部
- 10.4. 中斷共享
- 10.5. 中斷驅動 I/O
- 10.6. 快速參考
- 第 11 章 內核中的數據類型
- 11.1. 標準 C 類型的使用
- 11.2. 安排一個明確大小給數據項
- 11.3. 接口特定的類型
- 11.4. 其他移植性問題
- 11.5. 鏈表
- 11.6. 快速參考
- 第 12 章 PCI 驅動
- 12.1. PCI 接口
- 12.2. 回顧: ISA
- 12.3. PC/104 和 PC/104+
- 12.4. 其他的 PC 總線
- 12.5. SBus
- 12.6. NuBus 總線
- 12.7. 外部總線
- 12.8. 快速參考
- 第 13 章 USB 驅動
- 13.1. USB 設備基礎知識
- 13.2. USB 和 sysfs
- 13.3. USB 的 Urbs
- 13.4. 編寫一個 USB 驅動
- 13.5. 無 urb 的 USB 傳送
- 13.6. 快速參考
- 第 14 章 Linux 設備模型
- 14.1. Kobjects, Ksets 和 Subsystems
- 14.2. 低級 sysfs 操作
- 14.3. 熱插拔事件產生
- 14.4. 總線, 設備, 和驅動
- 14.5. 類
- 14.6. 集成起來
- 14.7. 熱插拔
- 14.8. 處理固件
- 14.9. 快速參考
- 第 15 章 內存映射和 DMA
- 15.1. Linux 中的內存管理
- 15.2. mmap 設備操作
- 15.3. 進行直接 I/O
- 15.4. 直接內存存取
- 15.5. 快速參考
- 第 16 章 塊驅動
- 16.1. 注冊
- 16.2. 塊設備操作
- 16.3. 請求處理
- 16.4. 一些其他的細節
- 16.5. 快速參考
- 第 17 章 網絡驅動
- 17.1. snull 是如何設計的
- 17.2. 連接到內核
- 17.3. net_device 結構的詳情
- 17.4. 打開與關閉
- 17.5. 報文傳送
- 17.6. 報文接收
- 17.7. 中斷處理
- 17.8. 接收中斷緩解
- 17.9. 連接狀態的改變
- 17.10. Socket 緩存
- 17.11. MAC 地址解析
- 17.12. 定制 ioctl 命令
- 17.13. 統計信息
- 17.14. 多播
- 17.15. 幾個其他細節
- 17.16. 快速參考
- 第 18 章 TTY 驅動
- 18.1. 一個小 TTY 驅動
- 18.2. tty_driver 函數指針
- 18.3. TTY 線路設置
- 18.4. ioctls 函數
- 18.5. TTY 設備的 proc 和 sysfs 處理
- 18.6. tty_driver 結構的細節
- 18.7. tty_operaions 結構的細節
- 18.8. tty_struct 結構的細節
- 18.9. 快速參考