ch18s02.html

驱动程序在 Linux 内核里扮演着特殊的角色. 它们是截然不同的"黑盒子", 使硬件的特殊的一部分响应定义好的内部编程接口. 它们完全隐藏了设备工作的细节. 用户的活动通过一套标准化的调用来进行,

        struct tiny_serial *tiny = tty->driver_data;

        if (tiny)
                do_close(tiny);
}
</pre>
<p>tiny_close 函数只是调用 do_close 函数来完成实际的关闭设备工作. 因此关闭逻辑不必在这里和驱动被卸载和端口被打开时重复. close 函数没有返回值, 因为它不被认为会失败.</p>
</div>
<div class="sect2" lang="zh-cn">
<div class="titlepage"><div><div><h3 class="title">
<a name="FlowofData.sect"></a>18.2.2.&#160;数据流</h3></div></div></div>
<p>write 函数被用户在有数据发送给硬件时调用. 首先 tty 核心接收到调用, 接着它传递数据到 tty 驱动的 write 函数. tty 核心还告知 tty 驱动要发送的数据大小.</p>
<p>有时, 因为速度和 tty 硬件的缓冲区容量, 不是所有的写程序要求的字符可以在调用写函数时发送. 这个写函数应当返回能够发送给硬件的字符数( 或者在以后时间可排队发送 ), 因此用户程序可以检查是否所有的数据真正写入. 这种检查在用户空间非常容易完成, 比一个内核驱动站着睡眠直到所有的请求数据能够被发送. 如果任何错误发生在 wirte 调用期间, 一个负的错误值应当被返回代替被写入的字节数. </p>
<p>write 函数可从中断上下文和用户上下文中被调用. 知道这一点是重要的, 因为 tty 驱动不应当调用任何可能当它在中断上下文中睡眠的函数. 这些包括任何可能调用调度的函数, 例如普通的函数 copy_from_user, kmalloc, 和 printk. 如果你确实想睡眠, 确信去首先检查是否驱动在中断上下文, 通过调用 calling_in_interrupt.</p>
<p>这个例子 tiny tty 驱动没有连接到任何真实的硬件, 因此它的写函数简单地将要写的什么数据记录到内核调试日志. 它使用下面的代码做这个:</p>
<pre class="programlisting">
static int tiny_write(struct tty_struct *tty, const unsigned char *buffer, int count)
{

        struct tiny_serial *tiny = tty-&gt;driver_data;
        int i;
        int retval = -EINVAL;
        if (!tiny)
                return -ENODEV;

        down(&amp;tiny-&gt;sem);
        if (!tiny-&gt;open_count)
                /* port was not opened */
                goto exit;

        /* fake sending the data out a hardware port by
        * writing it to the kernel debug log.
        */
        printk(KERN_DEBUG "%s - ", __FUNCTION__);
        for (i = 0; i &lt; count; ++i)

                printk("%02x ", buffer[i]);
        printk("\n");

exit:
        up(&amp;tiny-&gt;sem);
        return retval;

}
</pre>
<p>当 tty 子系统自己需要发送数据到 tty 设备之外, write 函数被调用. 如果 tty 驱动在 tty_struct 中没有实现 put_char 函数, 这会发生. 在这种情况下, tty 核心用一个数据大小为 1 来使用 write 函数回调. 这普遍发生在 tty 核心想转换一个新行字符为一个换行和新行字符. 这里的最大的问题是 tty 驱动的 write 函数必须不返回 0 对于这类的调用. 这意味着驱动必须写那个数据的字节到设备, 因为调用者( tty 核心 ) 不缓冲数据和在之后的时间重试. 因为 write 函数不能知道是否它在被调用来替代 put_char, 即便只有一个字节的数据被发送, 尽力实现 write 函数以至于它一直至少在返回前写一个字节. 许多当前的 USB-到-串口的 tty 驱动没有遵照这个规则, 并且因此, 一些终端类型不能正确工作当连接到它们时.</p>
<p>write_room 函数被调用当 tty 核心想知道多少空间在写缓冲中 tty 驱动可用. 这个数字时时改变随着字符清空写缓冲以及调用写函数时, 添加字符到这个缓冲.</p>
<pre class="programlisting">
static int tiny_write_room(struct tty_struct *tty)
{
        struct tiny_serial *tiny = tty-&gt;driver_data;
        int room = -EINVAL;

        if (!tiny)
                return -ENODEV;

        down(&amp;tiny-&gt;sem);
        if (!tiny-&gt;open_count)
        {
                /* port was not opened */
                goto exit;

        }
        /* calculate how much room is left in the device */
        room = 255;

exit:
        up(&amp;tiny-&gt;sem);
        return room;
}
</pre>
</div>
<div class="sect2" lang="zh-cn">
<div class="titlepage"><div><div><h3 class="title">
<a name="OtherBufferingFunctions.sect"></a>18.2.3.&#160;其他缓冲函数</h3></div></div></div>
<p>一个工作的 tty 驱动不需要在 tty_driver 结构中的 chars_in_buffer 函数, 但是它被推荐. 这个函数被调用当 tty 核心想知道多少字符仍然保留在 tty 驱动的写缓冲中要被发送. 如果驱动能够存储字符在它发送它们到硬件之前, 它应当实现这个函数为了 tty 核心能够知道是否所有的驱动中的数据已经流出.</p>
<p>3 个 tty_driver 结构中的函数回调可以用来刷新任何驱动保留的数据. 它们不被要求实现, 但是推荐如果 tty 驱动能够缓冲数据在它发送给硬件之前. 前 2 个函数回调称为 flush_chars 和 wait_until_sent. 这些函数被调用当 tty 核心使用 put_char 函数回调已发送了许多字符给 tty 驱动. flush_chars 函数回调被调用当 tty 核心要 tty 驱动启动发送这些字符到硬件, 如果它尚未启动. 这个函数被允许在所有的数据发送给硬件之前返回. wait_until_sent 函数回调以非常相同的发生工作; 但是它必须等待直到所有的字符在返回到 tty 核心前被发送, 或者知道超时值到时. 如果这个传递给 wait_until_sent 函数回调的超时值设为 0, 函数应当等待直到它完成这个操作.</p>
<p>剩下的数据刷新函数回调是 flush_buffer. 它被 tty 核心调用当 tty 驱动要刷新所有的仍然在它的写缓冲的数据. 任何保留在缓冲中的数据被丢失并且没发送给设备.</p>
</div>
<div class="sect2" lang="zh-cn">
<div class="titlepage"><div><div><h3 class="title">
<a name="NoreadFunction.sect"></a>18.2.4.&#160;无 read 函数?</h3></div></div></div>
<p>只使用这些函数, tiny_tty 驱动可被注册, 可打开一个设备节点, 数据被写入设备, 关闭设备节点, 以驱动注销和从内核中卸载. 但是 tty 核心和 tty_driver 结构没有提供一个 read 函数; 换句话说, 没有函数调用存在来从驱动到 tty 核心获取数据.</p>
<p>替代一个传统的 read 函数, tty 驱动负责发送任何从硬件收到的数据到 tty 核心. tty 核心缓冲数据直到它被用户请求. 因为 tty 核心提供的缓冲逻辑, 对每个 tty 驱动不必要实现它自己的缓冲逻辑. tty 核心通知 tty 驱动当一个用户要驱动停止和开始发送数据, 但是如果内部的 tty 缓冲满, 没有这样的通知发生.</p>
<p>tty 核心缓冲由 tty 驱动接收到的数据, 在一个称为 struct tty_flip_buffer 的结构中. 一个 flip 缓冲是一个结构包含 2 个主要数据数组. 从 tty 设备接收到的数据被存储于第一个数组. 当这个数组满, 任何等待数据的用户被通知数据可以读. 当用户从这个数组读数据, 任何新到的数据被存储在第 2 个数组. 当那个数组被读空, 数据再次刷新给用户, 并且驱动开始填充第 1 个数组. 本质上, 被接收的数据 "flips" 从一个缓冲到另一个, 期望不会溢出它们 2 个. 为试图阻止数据丢失, 一个 tty 驱动可以监视到来的数组多大, 并且, 如果它添满, 及时告知 tty 驱动在这个时刻刷新缓冲, 而不是等待下一个可用的机会.</p>
<p>struct tty_flip_buffer 结构的细节对 tty 驱动没有关系, 只有一个例外, 可用的计数. 这个变量包含多少字节当前留在缓冲里可用来接收数据. 如果这个值等于值 TTY_FLIPBUF_SIZE, 这个 flip 缓冲需要被刷新到用户, 使用一个对 tty_flip_buffer_push 的调用. 这展示在下面的代码:</p>
<pre class="programlisting">
for (i = 0; i &lt; data_size; ++i)
{
        if (tty-&gt;flip.count &gt;= TTY_FLIPBUF_SIZE)
                tty_flip_buffer_push(tty);
        tty_insert_flip_char(tty, data[i], TTY_NORMAL);
}
tty_flip_buffer_push(tty);
</pre>
<p>从 tty 驱动接收来的要发送给用户的字符被添加到 flip 缓冲, 使用对 tty_insert_flip_char 的调用. 这个函数的第一个参数是数据应当保存入的 struct tty_struct, 第 2 个参数是要保存的字符, 第 3 个参数是任何应当为这个字符设置的标志. 这个标志值应当设为 TTY_NORMAL 如果这个是一个正常的被接收的字符. 如果这是一个特殊类型的指示错误接收数据的字符, 它应当设为 TTY_BREAK, TTY_PARITY, 或者 TTY_OVERRUN, 取决于错误.</p>
<p>为了"推"数据给用户, 进行一个对 tty_flip_buffer_push 的调用. 这个函数应当也被调用如果 flip 缓冲将要溢出, 如同在这个例子中展示的. 因此无论何时数据被加到 flip 缓冲, 或者当 flip 缓冲满, tty 驱动必须调用 tty_flip_buffer_push. 如果 tty 驱动可高速接收数据, tty-&gt;low_latency 标志应当设置, 它是对 tty_flip_buffer_pus 的调用被立刻执行当调用时. 否则, tty_flip_buffer_push 调用会调度它自己来将数据推出缓冲, 在之后近期的一个时间点.</p>
</div>
</div>
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<hr>
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