18.3. TTY 線路設置 · Linux 設備驅動 (第三版)

## 18.3.?TTY 線路設置當一個用戶要改變一個 tty 設備的線路設置或者獲取當前線路設置, 他調用一個許多的不同 termios 用戶空間庫函數或者直接對這個 tty 設備的節點調用 ioctl. tty 核心轉換這 2 種接口為許多不同的 tty 驅動函數回調和 ioctl 調用. ### 18.3.1.?set_termios 函數大部分 termios 用戶空間函數被庫轉換為一個對驅動節點的 ioctl 調用. 大量的不同的 tty ioctl 調用接著被 tty 核心轉換為一個對 tty 驅動的單個 set_termios 函數調用. set_termios 調用需要決定哪個線路設置它被請求來改變, 接著在 tty 設備中做這些改變. tty 驅動必須能夠解碼所有的在 termios 結構中的不同設置并且響應任何需要的改變. 這是一個復雜的任務, 因為所有的線路設置以很多的方式被包裝進 termios 結構. 一個 set_termios 函數應當做的第一件事情是決定任何事情是否真的需要改變. 這可使用下面的代碼完成: ~~~ unsigned int cflag; cflag = tty->termios->c_cflag; /* check that they really want us to change something */ if (old_termios) { if ((cflag == old_termios->c_cflag) && (RELEVANT_IFLAG(tty->termios->c_iflag) == RELEVANT_IFLAG(old_termios->c_iflag))) { printk(KERN_DEBUG " - nothing to change...\n"); return; } } ~~~ RELEVANT_IFLAG 宏定義為: ~~~ #define RELEVANT_IFLAG(iflag) ((iflag) & (IGNBRK|BRKINT|IGNPAR|PARMRK|INPCK)) ~~~ 而且用在屏蔽掉 cflags 變量的重要位. 接著這個和原來的值比較, 并且看是否它們不同. 如果不, 什么不改變, 因此我們返回. 注意 old_termios 變量是第一個被檢查來看是否它指向一個有效的結構, 在它被存取之前. 這是需要的, 因為有時這個變量被設為 NULL. 試圖存取一個 NULL 指針成員會導致內核崩潰. 為查看需要的字節大小, CSIZE 位掩碼可用來從 cflag 變量區分出正確的位. 如果這個大小無法知道, 習慣上確實是 8 個數據位. 這個可如下實現: ~~~ /* get the byte size */ switch (cflag & CSIZE) { case CS5: printk(KERN_DEBUG " - data bits = 5\n"); break; case CS6: printk(KERN_DEBUG " - data bits = 6\n"); break; case CS7: printk(KERN_DEBUG " - data bits = 7\n"); break; default: case CS8: printk(KERN_DEBUG " - data bits = 8\n"); break; } ~~~ 為決定需要的奇偶值, PARENB 位掩碼可對 cflag 變量檢查來告知是否任何奇偶要被設置. 如果這樣, PARODD 位掩碼可用來決定是否奇偶應當是奇或者偶. 這個的一個實現是: ~~~ /* determine the parity */ if (cflag & PARENB) if (cflag & PARODD) printk(KERN_DEBUG " - parity = odd\n"); else printk(KERN_DEBUG " - parity = even\n"); else printk(KERN_DEBUG " - parity = none\n"); ~~~ 請求的停止位也可使用 CSTOPB 位掩碼從 cflag 變量中來知道. 一個實現是: ~~~ /* figure out the stop bits requested */ if (cflag & CSTOPB) printk(KERN_DEBUG " - stop bits = 2\n"); else printk(KERN_DEBUG " - stop bits = 1\n"); ~~~ 有 2 個基本的流控類型: 硬件和軟件. 為確定是否用戶要求硬件流控, CRTSCTS 位掩碼用來對 cflag 變量檢查. 它的一個例子是: ~~~ /* figure out the hardware flow control settings */ if (cflag & CRTSCTS) printk(KERN_DEBUG " - RTS/CTS is enabled\n"); else printk(KERN_DEBUG " - RTS/CTS is disabled\n"); ~~~ 確定軟件流控的不同模式和不同的起停字符是有些復雜: ~~~ /* determine software flow control */ /* if we are implementing XON/XOFF, set the start and * stop character in the device */ if (I_IXOFF(tty) || I_IXON(tty)) { unsigned char stop_char = STOP_CHAR(tty); unsigned char start_char = START_CHAR(tty); /* if we are implementing INBOUND XON/XOFF */ if (I_IXOFF(tty)) printk(KERN_DEBUG " - INBOUND XON/XOFF is enabled, " "XON = %2x, XOFF = %2x", start_char, stop_char); else printk(KERN_DEBUG" - INBOUND XON/XOFF is disabled"); /* if we are implementing OUTBOUND XON/XOFF */ if (I_IXON(tty)) printk(KERN_DEBUG" - OUTBOUND XON/XOFF is enabled, " "XON = %2x, XOFF = %2x", start_char, stop_char); else printk(KERN_DEBUG" - OUTBOUND XON/XOFF is disabled"); } ~~~ 最后, 波特率需要確定. tty 核心提供了一個函數, tty_get_baud_rate, 來幫助做這個. 這個函數返回一個整型數指示請求的波特率給特定的 tty 設備. ~~~ /* get the baud rate wanted */ printk(KERN_DEBUG " - baud rate = %d", tty_get_baud_rate(tty)); ~~~ 現在 tty 驅動已經確定了所有的不同的線路設置, 它可以基于這些值正確設置硬件. ### 18.3.2.?tiocmget 和 tiocmset 在 2.4 和老的內核, 常常有許多 tty ioctl 調用來獲得和設置不同的控制線路設置. 這些被常量 TIOCMGET, TIOCMBIS, TIOCMBIC, 和 TIOCMSET 表示. TIOCMGET 用來獲得內核的線路設置值, 并且對于 2.6 內核, 這個 ioctl 調用已經被轉換為一個 tty 驅動回調函數, 稱為 tiocmget. 其他的 3 個 ioctls 已經被簡化并且現在用單個的 tty 驅動回調函數所代表, 稱為 tiocmset. tty 驅動中的 iocmget 函數被 tty 核心所調用, 當核心需要知道當前的特定 tty 設備的控制線的物理值. 這常常用來獲取一個串口的 DTR 和 RTS 線的值. 如果 tty 驅動不能直接讀串口的 MSR 或者 MCR 寄存器, 因為硬件不允許這樣, 一個它們的拷貝應當在本地保持. 許多 USB-到-串口驅動必須實現這類的"影子"變量. 這是這個函數能如何被實現, 任何一個本地的這些值的拷貝被保存: ~~~ static int tiny_tiocmget(struct tty_struct *tty, struct file *file) { struct tiny_serial *tiny = tty->driver_ data; unsigned int result = 0; unsigned int msr = tiny->msr; unsigned int mcr = tiny->mcr; result = ((mcr & MCR_DTR) ? TIOCM_DTR : 0) | /* DTR is set */ ((mcr & MCR_RTS) ? TIOCM_RTS : 0) | /* RTS is set */ ((mcr & MCR_LOOP) ? TIOCM_LOOP : 0) | /* LOOP is set */ ((msr & MSR_CTS) ? TIOCM_CTS : 0) | /* CTS is set */ ((msr & MSR_CD) ? TIOCM_CAR : 0) | /* Carrier detect is set*/ ((msr & MSR_RI) ? TIOCM_RI : 0) | /* Ring Indicator is set */ ((msr & MSR_DSR) ? TIOCM_DSR : 0); /* DSR is set */ return result; } ~~~ 在 tty 驅動中的 tiocmset 函數被 tty 核心調用, 當核心要設置一個特定 tty 設備的控制線值. tty 核心告知 tty 驅動設置什么值和清理什么, 通過傳遞它們用 2 個變量: set 和 clear. 這些變量包含一個應當改變的線路設置的位掩碼. 一個 ioctl 調用從不請求驅動既設置又清理一個特殊的位在同一時間, 因此先發生什么操作沒有關系. 這是一個例子, 關于這個函數如何能夠由一個 tty 驅動實現: ~~~ static int tiny_tiocmset(struct tty_struct *tty, struct file *file, unsigned int set , unsigned int clear) { struct tiny_serial *tiny = tty->driver_data; unsigned int mcr = tiny->mcr; if (set & TIOCM_RTS) mcr |= MCR_RTS; if (set & TIOCM_DTR) mcr |= MCR_RTS; if (clear & TIOCM_RTS) mcr &= ~MCR_RTS; if (clear & TIOCM_DTR) mcr &= ~MCR_RTS; /* set the new MCR value in the device */ tiny->mcr = mcr; return 0; } ~~~