QNX的字符IO

一、简介
  字符设备是一种通过一组串行字节进行IO操作的设备，与块设备(如硬盘)不同。PC上的典型字符设备有：
  ・serial ports：串口
  ・parallel ports：并口
  ・text-mode consoles：字符模式的控制台
  ・pseudo terminals(ptys)：虚拟终端
  程序通常使用标准的open()、close()、read()、write() API来操作字符设备。一些附加的函数用于操作字符设备的特有属性，如传送速度(baud rate)，奇偶性(parity)，流控制(flow control)等。字符设备的共享库为io-char。
1、Driver / io-char communication[驱动与io-char之间的通信]
  io-char库管理程序与设备之间的数据流，它是通过分配给每个字符设备的内存队列(memory queues)进行数据传输。每个字符设备会被分配三个先进先出队列。
  接受的数据会被驱动程序放到输入队列(input queue)中，当程序需要数据时由io-char消费。驱动程序中的中端处理通常会通过调用io-char中提供的机能将数据添加到输入队列中。这能够保证输入处理的统一性，并较少驱动的职责。
  io-char将输出数据放入输出队列中，由驱动程序将其传输给设备。只有当输出队列满的时候，io-char才会阻塞用户进程。
  标准队列(canonical queue)由io-char管理，由于处理在编辑模式中的输入数据。这个队列的大小决定了特定设备能够编辑的输入行的大小。
  所有这些队列的大小都可以通过命令行来修改，它们的默认值通常都比硬件的配置来的大一点，但你可以减少它们以降低整个系统的内存需求。设备驱动只是将输入数据添加到输入队列，并将输出队列中的数据传输给设备。io-char决定何时、如何阻塞输出处理，如何响应接受的数据等。

2、Device control[设备控制]
  底层设备的控制通过devctl()来实现。POSIX的终端控制机能(terminal control functions)基于devctl()提供了一下机能：
  ・tcgetattr()：取得终端的属性
  ・tcsetattr()：设定终端的属性
  ・tcgetpgrp()：取得终端控制程序组的ID
  ・tcsetpgrp()：设定终端控制程序组的ID
  ・tcsendbreak()：发送一个阻塞condition
  ・tcflow()：中断或重新开始数据的传输和接受。
一下为QNX的扩展
  ・tcdropline()：开始中断连接。对串口来说就是加DTR行
  ・tcinject()：向canonical队列中插入字符

3、input modes[输入模式]
1)、Raw input mode[直接输入模式]
  在直接输入模式中中断程序回家接受到的每个字符直接放入输入队列中，这能够减少每个字符的处理，并提供最好的读取性能。当一个程序需要数据时，可以指定一个特殊的条件。只有条件满足时，中断处理程序才会让设备运行，才会开始接受数据。而程序会被阻塞直到接受到字符。以下为支持的条件：
  ・MIN：只有接受到指定数目字符时才开始响应
  ・TIME：当字符流发生时，延迟指定的时间再响应
  ・TIMEOUT：指定时间后响应
  ・FORWARD：接受到一组数据时再响应
2)、Edited input mode[编辑输入模式]
  在编辑输入模式中io-char提供了基于行的编辑操作。只有以行已经输入完成(通常是接受到回车时)，这行数据才能够被程序处理。在编辑输入模式中每个字符都会被中断处理程序直接放入输入队列中，而不像直接输入模式中等待特定条件满足时。这是因为①编辑输入模式很少用于高性能的通信协议②编辑工作不适合在中断中处理。
  当驱动开始运行后，io-char会检察这些字符并将其复制到canoniacl队列中。当一行数据完成后，如果程序需要数据就会从canonical队列中直接传输给程序。

4、Device subsystem performance[设备子系统的性能]
  为了最小化直接输入模式下的设备子系统的开销，通常有以下规则：
  ・中断处理直接将接受的数据放入队列中
  ・当读取操作满足时直接将数据从输入队列中传输给对应程序

二、Console devices
  系统控制台(System consoles)通过devc-con或devc-con-hid来管理。显卡/显示器和键盘一起被称为物理控制台(physical console)。devc-con容许多个会话(session)并行运行在物理控制台上，它们被称为虚拟控制台(virtual console)。devc-con控制台驱动管理一组io-char的IO队列，它们对应于一组通常被命名为/dev/con1、/dev/con2的字符设备。

三、Serial devices
  串行通讯被devc-ser*驱动族管理。这些驱动能够管理一组物理通道，并以/dev/ser1、/dev/ser2提供服务。通常PC系统提供两个串口com1、com2。QNX包括了一些虚拟串口设备(如devc-ser8250、devc-serppc800等)。

四、Parallel devices
  串口打印端口由devc-par驱动来管理。devc-par是一个只写的驱动。

五、Pseudo terminal devices(ptys)
  虚拟终端有devc-pty驱动管理。通过命令行参数能够指定虚拟终端的个数。一个虚拟终端是一对字符设备：一个主设备和一个子设备。每个写入主设备的数据会作为子设备的输入，而每个写入子设备的数据会作为主设备的输出。Ttys通常由于创建像pterm(一个基于Photon的模拟终端)、telnet(通过TCP/IP向远程系统提供一个终端会话)一样的虚拟终端接口。