tty_io.c

全中文注释的Linux源代码

/*
* linux/kernel/tty_io.c
*
* (C) 1991 Linus Torvalds
*/

/*
* 'tty_io.c' gives an orthogonal feeling to tty's, be they consoles
* or rs-channels. It also implements echoing, cooked mode etc.
*
* Kill-line thanks to John T Kohl.
*/
/*
* 'tty_io.c'给tty 一种非相关的感觉，是控制台还是串行通道。该程序同样
* 实现了回显、规范(熟)模式等。
*
* Kill-line，谢谢John T Kahl。
*/
#include <ctype.h>							/* 字符类型头文件。定义了一些有关字符类型判断和转换的宏*/
#include <errno.h>							/* 错误号头文件。包含系统中各种出错号。(Linus 从minix 中引进的) */
#include <signal.h>							/* 信号头文件。定义信号符号常量，信号结构以及信号操作函数原型*/

// 下面给出相应信号在信号位图中的对应比特位。
#define ALRMMASK (1<<(SIGALRM-1))			/* 警告(alarm)信号屏蔽位*/
#define KILLMASK (1<<(SIGKILL-1))				/* 终止(kill)信号屏蔽位*/
#define INTMASK (1<<(SIGINT-1))				/* 键盘中断(int)信号屏蔽位*/
#define QUITMASK (1<<(SIGQUIT-1))			/* 键盘退出(quit)信号屏蔽位*/
#define TSTPMASK (1<<(SIGTSTP-1))			/* tty 发出的停止进程(tty stop)信号屏蔽位*/

#include <linux/sched.h>						/* 调度程序头文件，定义了任务结构task_struct、初始任务0 的数据*/
											// 还有一些有关描述符参数设置和获取的嵌入式汇编函数宏语句。
#include <linux/tty.h>							/* tty 头文件，定义了有关tty_io，串行通信方面的参数、常数*/
#include <asm/segment.h>						/* 段操作头文件。定义了有关段寄存器操作的嵌入式汇编函数*/
#include <asm/system.h>						/* 系统头文件。定义了设置或修改描述符/中断门等的嵌入式汇编宏*/

#define _L_FLAG(tty,f) ((tty)->termios.c_lflag & f)	/* 取termios 结构中的本地模式标志*/
#define _I_FLAG(tty,f) ((tty)->termios.c_iflag & f)	/* 取termios 结构中的输入模式标志*/
#define _O_FLAG(tty,f) ((tty)->termios.c_oflag & f)/* 取termios 结构中的输出模式标志*/

// 取termios 结构中本地模式标志集中的一个标志位。
#define L_CANON(tty) _L_FLAG((tty),ICANON)	/* 取本地模式标志集中规范（熟）模式标志位*/
#define L_ISIG(tty) _L_FLAG((tty),ISIG)			/* 取信号标志位*/
#define L_ECHO(tty) _L_FLAG((tty),ECHO)		/* 取回显字符标志位*/
#define L_ECHOE(tty) _L_FLAG((tty),ECHOE)		/* 规范模式时，取回显擦出标志位*/
#define L_ECHOK(tty) _L_FLAG((tty),ECHOK)		/* 规范模式时，取KILL 擦除当前行标志位*/
#define L_ECHOCTL(tty) _L_FLAG((tty),ECHOCTL)	/* 取回显控制字符标志位*/
#define L_ECHOKE(tty) _L_FLAG((tty),ECHOKE)	/* 规范模式时，取KILL 擦除行并回显标志位*/

// 取termios 结构中输入模式标志中的一个标志位。
#define I_UCLC(tty) _I_FLAG((tty),IUCLC)		/* 取输入模式标志集中大写到小写转换标志位*/
#define I_NLCR(tty) _I_FLAG((tty),INLCR)		/* 取换行符NL 转回车符CR 标志位*/
#define I_CRNL(tty) _I_FLAG((tty),ICRNL)		/* 取回车符CR 转换行符NL 标志位*/
#define I_NOCR(tty) _I_FLAG((tty),IGNCR)		/* 取忽略回车符CR 标志位*/

// 取termios 结构中输出模式标志中的一个标志位。
#define O_POST(tty) _O_FLAG((tty),OPOST)		/* 取输出模式标志集中执行输出处理标志*/
#define O_NLCR(tty) _O_FLAG((tty),ONLCR)		/* 取换行符NL 转回车换行符CR-NL 标志*/
#define O_CRNL(tty) _O_FLAG((tty),OCRNL)		/* 取回车符CR 转换行符NL 标志*/
#define O_NLRET(tty) _O_FLAG((tty),ONLRET)	/* 取换行符NL 执行回车功能的标志*/
#define O_LCUC(tty) _O_FLAG((tty),OLCUC)		/* 取小写转大写字符标志*/

// tty 数据结构的tty_table 数组。其中包含三个初始化项数据，分别对应控制台、串口终端1 和
// 串口终端2 的初始化数据。
struct tty_struct tty_table[] = {
{
	{ICRNL,			/* change incoming CR to NL *//* 将输入的CR 转换为NL */
         OPOST | ONLCR,		/* change outgoing NL to CRNL *//* 将输出的NL 转CRNL */
         0,				// 控制模式标志初始化为0。
         ISIG | ICANON | ECHO | ECHOCTL | ECHOKE,	// 本地模式标志。
         0,				/* console termio */// 控制台termio。
         INIT_C_CC},			// 控制字符数组。
     	  0,				/* initial pgrp */// 所属初始进程组。
         0,				/* initial stopped */// 初始停止标志。
        con_write,			// tty 写函数指针。
        {0, 0, 0, 0, ""},		/* console read-queue */// tty 控制台读队列。
        {0, 0, 0, 0, ""},		/* console write-queue */// tty 控制台写队列。
        {0, 0, 0, 0, ""}		/* console secondary queue */// tty 控制台辅助(第二)队列。
       }, 
       {
       {0,			/* no translation */// 输入模式标志。0，无须转换。
	0,			/* no translation */// 输出模式标志。0，无须转换。
	B2400 | CS8,		// 控制模式标志。波特率2400bps，8 位数据位。
	0,			// 本地模式标志0。
	0,			// 行规程0。
	INIT_C_CC},		// 控制字符数组。
       0,			// 所属初始进程组。
       0,			// 初始停止标志。
       rs_write,		// 串口1 tty 写函数指针。
       {0x3f8, 0, 0, 0, ""},	/* rs 1 */// 串行终端1 读缓冲队列。
       {0x3f8, 0, 0, 0, ""},	// 串行终端1 写缓冲队列。
       {0, 0, 0, 0, ""}		// 串行终端1 辅助缓冲队列。
       }, {
	   {0,			/* no translation */// 输入模式标志。0，无须转换。
	    0,			/* no translation */// 输出模式标志。0，无须转换。
	    B2400 | CS8,	// 控制模式标志。波特率2400bps，8 位数据位。
	    0,			// 本地模式标志0。
	    0,			// 行规程0。
	    INIT_C_CC},		// 控制字符数组。
	   0,			// 所属初始进程组。
	   0,			// 初始停止标志。
	   rs_write,		// 串口2 tty 写函数指针。
	   {0x2f8, 0, 0, 0, ""},	/* rs 2 */// 串行终端2 读缓冲队列。
	   {0x2f8, 0, 0, 0, ""},	// 串行终端2 写缓冲队列。
	   {0, 0, 0, 0, ""}	// 串行终端2 辅助缓冲队列。
	   }
};

/*
* these are the tables used by the machine code handlers.
* you can implement pseudo-tty's or something by changing
* them. Currently not done.
*/
/*
* 下面是汇编程序使用的缓冲队列地址表。通过修改你可以实现
* 伪tty 终端或其它终端类型。目前还没有这样做。
*/
// tty 缓冲队列地址表。rs_io.s 汇编程序使用，用于取得读写缓冲队列地址。
struct tty_queue *table_list[] = {
  	&tty_table[0].read_q, &tty_table[0].write_q,	/* 控制台终端读、写缓冲队列地址*/
  	&tty_table[1].read_q, &tty_table[1].write_q,	/* 串行口1 终端读、写缓冲队列地址*/
  	&tty_table[2].read_q, &tty_table[2].write_q	/* 串行口2 终端读、写缓冲队列地址*/
};

//// tty 终端初始化函数。
// 初始化串口终端和控制台终端。
void	tty_init (void)
{
	rs_init ();	/* 初始化串行中断程序和串行接口1 和2。(serial.c, 37)*/
 	con_init ();	/* 初始化控制台终端。(console.c, 617)*/
}

//// tty 键盘终端字符处理函数。
// 参数：tty - 相应tty 终端结构指针；mask - 信号屏蔽位。
void tty_intr (struct tty_struct *tty, int mask)
{
	int i;

	// 如果tty 所属组号小于等于0，则退出。
  	if (tty->pgrp <= 0)
    		return;

	// 扫描任务数组，向tty 相应组的所有任务发送指定的信号。
  	for (i = 0; i < NR_TASKS; i++)
		// 如果该项任务指针不为空，并且其组号等于tty 组号，则设置该任务指定的信号mask。
    		if (task[i] && task[i]->pgrp == tty->pgrp)
      			task[i]->signal |= mask;
}

//// 如果队列缓冲区空则让进程进入可中断的睡眠状态。
// 参数：queue - 指定队列的指针。
// 进程在取队列缓冲区中字符时调用此函数。
static void sleep_if_empty (struct tty_queue *queue)
{
	cli ();			/* 关中断*/

	// 若当前进程没有信号要处理并且指定的队列缓冲区空，则让进程进入可中断睡眠状态，并让
	// 队列的进程等待指针指向该进程。
  	while (!current->signal && EMPTY (*queue))
    		interruptible_sleep_on (&queue->proc_list);
  	sti ();			/* 开中断*/
}

//// 若队列缓冲区满则让进程进入可中断的睡眠状态。
// 参数：queue - 指定队列的指针。
// 进程在往队列缓冲区中写入时调用此函数。
static void sleep_if_full (struct tty_queue *queue)
{
	// 若队列缓冲区不满，则返回退出。
  	if (!FULL (*queue))
    		return;

  	cli ();			/* 关中断*/

	// 如果进程没有信号需要处理并且队列缓冲区中空闲剩余区长度<128，则让进程进入可中断睡眠状态，
	// 并让该队列的进程等待指针指向该进程。
 	while (!current->signal && LEFT (*queue) < 128)
    		interruptible_sleep_on (&queue->proc_list);
  	sti ();			/* 开中断*/
}

//// 等待按键。
// 如果控制台的读队列缓冲区空则让进程进入可中断的睡眠状态。
void wait_for_keypress (void)
{
  	sleep_if_empty (&tty_table[0].secondary);
}

//// 复制成规范模式字符序列。
// 将指定tty 终端队列缓冲区中的字符复制成规范(熟)模式字符并存放在辅助队列(规范模式队列)中。
// 参数：tty - 指定终端的tty 结构。
void copy_to_cooked (struct tty_struct *tty)
{
	signed char c;

	// 如果tty 的读队列缓冲区不空并且辅助队列缓冲区为空，则循环执行下列代码。
  	while (!EMPTY (tty->read_q) && !FULL (tty->secondary))
    	{
		// 从队列尾处取一字符到c，并前移尾指针。
      		GETCH (tty->read_q, c);

		// 下面对输入字符，利用输入模式标志集进行处理。
		// 如果该字符是回车符CR(13)，则：若回车转换行标志CRNL 置位则将该字符转换为换行符NL(10)；
		// 否则若忽略回车标志NOCR 置位，则忽略该字符，继续处理其它字符。
      		if (c == 13)
			if (I_CRNL (tty))
	  			c = 10;
			else if (I_NOCR (tty))
	  			continue;
			else;
		// 如果该字符是换行符NL(10)并且换行转回车标志NLCR 置位，则将其转换为回车符CR(13)。
      		else if (c == 10 && I_NLCR (tty))
			c = 13;

		// 如果大写转小写标志UCLC 置位，则将该字符转换为小写字符。
	      	if (I_UCLC (tty))
			c = tolower (c);

		// 如果本地模式标志集中规范（熟）模式标志CANON 置位，则进行以下处理。
      		if (L_CANON (tty))
		{
			// 如果该字符是键盘终止控制字符KILL(^U)，则进行删除输入行处理。
	  		if (c == KILL_CHAR (tty))
	    		{
				/* deal with killing the input line *//* 删除输入行处理 */
				// 如果tty 辅助队列不空，或者辅助队列中最后一个字符是换行NL(10)，或者该字符是文件结束字符
				// (^D)，则循环执行下列代码。
	      			while (!(EMPTY (tty->secondary) ||
		       			(c = LAST (tty->secondary)) == 10 ||
		       			c == EOF_CHAR (tty)))
				{
					// 如果本地回显标志ECHO 置位，那么：若字符是控制字符(值<32)，则往tty 的写队列中放入擦除
					// 字符ERASE。再放入一个擦除字符ERASE，并且调用该tty 的写函数。
		  			if (L_ECHO (tty))
		    			{
		      				if (c < 32)
							PUTCH (127, tty->write_q);
							
		      				PUTCH (127, tty->write_q);
		      				tty->write (tty);
		    			}

					// 将tty 辅助队列头指针后退1 字节。
		  			DEC (tty->secondary.head);
				}

		  		continue;		// 继续读取并处理其它字符。
	    		}

			// 如果该字符是删除控制字符ERASE(^H)，那么：
	  		if (c == ERASE_CHAR (tty))
	    		{
				// 若tty 的辅助队列为空，或者其最后一个字符是换行符NL(10)，或者是文件结束符，继续处理
				// 其它字符。
	      			if (EMPTY (tty->secondary) ||(c = LAST (tty->secondary)) == 10 || c == EOF_CHAR (tty))
					continue;

				// 如果本地回显标志ECHO 置位，那么：若字符是控制字符(值<32)，则往tty 的写队列中放入擦除
				// 字符ERASE。再放入一个擦除字符ERASE，并且调用该tty 的写函数。
	      			if (L_ECHO (tty))
				{
		  			if (c < 32)
		    				PUTCH (127, tty->write_q);

		  			PUTCH (127, tty->write_q);
		  			tty->write (tty);
				}
					
				// 将tty 辅助队列头指针后退1 字节，继续处理其它字符。
	      			DEC (tty->secondary.head);
	      			continue;
	    		}

			//如果该字符是停止字符(^S)，则置tty 停止标志，继续处理其它字符。
	  		if (c == STOP_CHAR (tty))
	    		{
	      			tty->stopped = 1;
	      			continue;
	    		}
			
			// 如果该字符是停止字符(^Q)，则复位tty 停止标志，继续处理其它字符。
	  		if (c == START_CHAR (tty))
	    		{
	      			tty->stopped = 0;
	      			continue;
	    		}
		}
			
		// 若输入模式标志集中ISIG 标志置位，则在收到INTR、QUIT、SUSP 或DSUSP 字符时，需要为进程
		// 产生相应的信号。
      		if (L_ISIG (tty))
		{
			// 如果该字符是键盘中断符(^C)，则向当前进程发送键盘中断信号，并继续处理下一字符。