Linux源碼分析報告——字符終端設備

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1、 源碼分析報告——字符終端設備 字符終端設備的打開操作 當我們需要使用一個字符終端設備的時候，首先需要打開它。而打開這一動作，在下面通常是由一些守護進程所發(fā)起的，比如當我們在登錄到一個虛終端的時候，通常是由一個進 程來打開這個虛終端（從 的的版本開始，開始改用另一個較小的程序來實現(xiàn)相同的功能） ，是被進程所發(fā)起的進程，它完成以下的操作： . 打開行設備并設置它們的模式； .打印出的提示符，并得到用戶名； .為用戶發(fā)起一個進程為用戶進行登錄 ()流程： 我們從程序調用函數(shù)

2、打開一個終端設備開始。 () (""); () () 很簡單，得到一個空閑 ,設置一些參數(shù)，然后調用 (): (, ) () () ； 先獲得一個空閑結構； 填充這個結構； 調用獲得設備文件的； 繼續(xù)填充結構； 這之中調用了 >>() 來執(zhí)行下層的打開操作，下面才真正涉及到終端的 () () ( * , * ) 、首先通過取得 ; >; 注：即先取得所指向的設備的設備號；再根據(jù)當前的終端類型生成新的主、從設備號； 、調用 ()函數(shù)得到結構。把它賦給 > (, ); (

3、) 1 / 6 ; > ; 、調用檢查 >是否真正表示了內存中打開該的。大概是出于完整性的考慮。 、調用 >的 ()函數(shù)。 >(, ); 具體說來，每一個不同的，有不同的執(zhí)行相應操作的函數(shù)，詳見附錄。 、將賦給結構。 > ; > ; > >; > >; () ( , **) 本函數(shù)包括主要的的操作。 本函數(shù)使用了一個來互斥操作。 ; 在函數(shù)的開始調用 () 進入臨界區(qū)在函數(shù)的結尾調用 () 退出臨界區(qū)。 為了實現(xiàn)干凈操作，本函數(shù)先分配內存，再進行關鍵操作，若出現(xiàn)錯

4、誤，則先到 : 區(qū)，釋放出 所有分配的內存，再退出。 現(xiàn)在講述程序的操作流程。 、根據(jù)設備號得到設備的結構。 (); 、進入臨界區(qū) (); 、若該不是第一次打開，轉到 ( ). 否則，繼續(xù)。 >[]; () ; 、第一次打開的操作比較復雜。 主要為申請設置結構，值得注意的是 > []; 表明所有的開始都用相同的結構。而最終都調用的讀寫函數(shù)，體現(xiàn)了只是一個虛擬終端的思想。 5 、調用 >中的 ()函數(shù)。 6 、 >,計數(shù)。 7 、退出臨界區(qū) (); ; 8 、返回。 () 這個函數(shù)

5、在 >中被調用。 ( *) 設置的底層讀寫參數(shù)（大多與讀寫有關） 。如：讀寫緩沖，結構的參數(shù)。 >() 2 / 6 如前文所示： ( )在第四步會調用 >( )，對于不同類型的來說，這里相應的 >( )當然也會有所不 同，下面列舉了一些對應于不同 類型的不同操作，同時我們也看到在 ()中會調用 >() ;下面 是面向不同行設備的相應操作。 對應于不同的類型的 >(): ; ; ; ; ; ; ; ; 對應于不同類型的 >(); 如果是

6、，則有 ; ; 若為則為：的初始化詳見后面的說明。 ; ; 如果是串行的設備則為： ; ; 在里面： ; ; 字符終端設備的寫操作 程序中的兩個重要數(shù)據(jù)結構 { *(*)(); (*)( *, ); (*)( *); (*)( *, , , , ); (*)( *, , , ); (*)( *, *, , , ); (*)( *, ); (*)( *, , , , ); (*)( *, , , , , , );

7、 (*)( *); 3 / 6 (*)( *, ); (*)( *, *); (*)( *, *); (*)( *, ); (*)( *); (*)( *); (*)( *, , , , , ); (*)( *, *, ); }; { ; * * ; * , ... * ; ; ; *; } *[]; ()的流程 我們從程序調用 ()開始。 調用 ()函數(shù)。 () ()

8、此函數(shù)中調用具體的 () 函數(shù)。 (>); >>(); (>); () ( * , * , * , ) 首先從 >里面取出一個結構，得到相關的的信息， 此函數(shù)中調用 () (>, , , , ( *), ( )); (>, , 最后調用 () 注：大概考慮到一次不能寫太多字符中將字符分批輸出。 反復調用傳來的函數(shù)： (, , , ); 4 / 6 這個函數(shù)其實就是 >，即 () () ( * , * , * , ) 注：此函數(shù)先在的寫等

9、待隊列上等待，等它被喚醒后，然后再進行寫操作。而這一函數(shù)， 最后實際上是會調用 >(, , , ); 而在此處在對應的控制臺是時， >()對應的就是里的： ( * , , *, ) 而如果對應的是的話，那么 >() 對應的應該是： () ( * , , *, ) 如果對應的是串行設備的話，那么 >()對應的應該是： () ( * , *, ) 或者里面的 () ； 在此處，我們以到的輸出的分析為重點： () 里面直接調用： (, , , ); (); 抽象的終端驅動程序為字符終端提供了一個一般性的接口，它通過一個特別

10、的數(shù)據(jù)結構 ，里面有一些指針指向了相應的函數(shù)來進行進一步操作。 * ( *)>; 定義在里面，而在里面有一個全局變量： *[]; () 首先該過程會得到當前的的 >; 進入臨界區(qū) (); 開始寫屏 如果是轉義序列則進入一個自動機，進行翻譯 , 并根據(jù)轉義序列的進行實際的動作。 最后寫屏 退出臨界區(qū) (); 值得注意的是其中為了識別轉義序列，使用了一個有限狀態(tài)自動機： 如下圖所示： 分析轉義序列的自動機 5 / 6

11、 非 ”[“ “[“ 數(shù)字或 ”[“ ( ) ( ) 非數(shù)字 ”;” 中用于各種顯示功能的函數(shù)： ( *, *); ( , , , ); (); ( , , ); ( ); ( , ); ( *); ( ); ( ); ( ); 以下略。 6 / 6