Linux内核TTY子系统有什么（7）

接前一篇文章：Linux内核TTY子系统有什么（6）

本文内容参考：

Linux TTY子系统框架-优快云博客

一文彻底讲清Linux tty子系统架构及编程实例-优快云博客

linux TTY子系统(3) - tty driver_sys tty device driver-优快云博客

Linux TTY 子系统框架_linux tty体系-优快云博客

LinuxTTY 子系统2_tty子系统-优快云博客

Linux TTY Driver_tty driver配置-优快云博客

UART驱动学习二（TTY体系）_serdev-优快云博客

解密TTY - QiuhaoLi - 博客园

特此致谢！

二、TTY子系统框架

在Linux内核中，TTY子系统位于Linux内核源码（linux-6.1.10）/drivers/tty/下：

​tty目录中的内容如下： 

​

TTY的总体框架（Framework）如下：

​​由上往下依次对各层进行说明：

• 应用层（Application）

应用层位于用户空间（User Space）。在用户空间，操作TTY的方法就是系统调用open、read、write、ioctl、close（release）等操作设备文件（如/dev/tty、/dev/console等）。

注意：以下各层就进入内核空间（Kernel Space）了。

• 字符设备驱动（Char Device Driver）

以字符设备驱动的形式，向应用程序提供统一接口open、read、write、ioctl、release等，以便输入输出数据。

• TTY核心（TTY Core）

TTY Core是TTY框架的核心，是对整个TTY设备的抽象，对用户提供统一的接口。TTY核心层功能包括：

1）以字符设备的形式，向用户空间提供访问TTY设备的接口。

设备号(主, 次)              字符设备                                   备注
(5, 0)                     /dev/tty                     控制终端（Controlling Terminal）
(5, 1)                     /dev/console                 控制台终端（Console Terminal）
(4, 0)                     /dev/vc/0 or /dev/tty0       虚拟终端（Virtual Terminal）
(4, 1)                     /dev/vc/1 or /dev/tty1       虚拟终端（Virtual Terminal）
…                         …                                             …
(x, x)                     /dev/ttyS0                   串口终端（名称和设备号由驱动自行决定）
…                         …                                             …
(x, x)                     /dev/ttyUSB0                 USB转串口终端
…                         …                                             …

2）通过设备模型中的struct device结构抽象TTY设备，并通过struct tty_driver抽象该设备的驱动，并提供相应的register接口。TTY驱动程序的编写，简化为填充并注册相应的struct tty_driver结构。

3）使用struct tty_struct、struct tty_port等数据结构，从逻辑上抽象TTY设备及其“组件”，以实现硬件无关的逻辑。

4）抽象出名称为线路规程（Line Disciplines）的模块，在向TTY硬件发送数据之前，以及从TTY设备接收数据之后，进行相应的处理（如特殊字符的转换等）。

• 系统控制台核心（System Console Core）

在Linux内核中，系统控制台（System Core）主要有两个功能：

1）显示内核信息。

2）与用户进行交互。

• 线路规程（TTY Line Discipline）

线路规程以特殊的方式对数据进行二次加工，通常表现为协议的转换，对传输数据的格式化，以便可以虚拟的“插入”到任何TTY设备。

• TTY Drivers及System Console Drivers

该层主要用于实现各类终端的驱动，用以控制实际硬件设备、收发数据。其有3种不通类型的驱动：控制台，串口，pty。其中，控制台和 pty 驱动已经被编写进内核。

更多内容请看下回。