理解UART 子系统：Linux Kernel 4.9.88 中的核心结构体与设计详解
往期内容
本专栏往期内容：Uart子系统
- UART串口硬件介绍
- 深入理解TTY体系：设备节点与驱动程序框架详解
- Linux串口应用编程：从UART到GPS模块及字符设备驱动
interrupt子系统专栏：
- 专栏地址：interrupt子系统
- Linux 链式与层级中断控制器讲解：原理与驱动开发
– 末片，有专栏内容观看顺序pinctrl和gpio子系统专栏：
专栏地址：pinctrl和gpio子系统
编写虚拟的GPIO控制器的驱动程序：和pinctrl的交互使用
– 末片，有专栏内容观看顺序
input子系统专栏：
- 专栏地址：input子系统
- input角度：I2C触摸屏驱动分析和编写一个简单的I2C驱动程序
– 末片，有专栏内容观看顺序I2C子系统专栏：
- 专栏地址：IIC子系统
- 具体芯片的IIC控制器驱动程序分析：i2c-imx.c-CSDN博客
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- 专栏地址：总线和设备树
- 设备树与 Linux 内核设备驱动模型的整合-CSDN博客
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目录
- 往期内容
- 1.框图
- 2.uart_port
- 3.uart_driver
- 4.tty_port
- 5.tty_driver
- 6.uart_state
- 7.tty_operations
- 8.uart_ops
- 9.联系
- 10.tty_truct
- 11.tty_port_operaion
1.框图
2.uart_port
uart_port 结构体包含 UART 端口的具体信息，包括寄存器地址、锁、端口设置等，UART 核心和底层驱动共同使用此结构体来实现端口的配置、控制和数据传输。下面的成员是有所省略的。
Linux-4.9.88includelinuxserial_core.h
/**
* struct uart_port - 描述 UART 端口的硬件配置及控制方法
* @lock: 自旋锁，用于保护端口数据访问的同步
* @iobase: 端口的 IO 基地址，用于 IO 映射
* @membase: 端口的内存映射基地址，用于内存映射方式
* @serial_in: 函数指针，用于读取寄存器中的数据
* @serial_out: 函数指针，用于写入数据到寄存器
* @set_termios: 配置串口的波特率、数据位等参数
* @get_mctrl: 获取控制信号状态（如 CTS、DCD 等）
* @set_mctrl: 设置控制信号（如 RTS、DTR 等）
* @startup: 启动 UART 端口
* @shutdown: 关闭 UART 端口
* @throttle: 降速处理，当缓冲区快满时限制数据传输
* @unthrottle: 恢复数据传输
* @handle_irq: 中断处理函数，处理端口的中断请求
* @pm: 电源管理回调，用于切换电源状态
* @handle_break: 处理中断信号
* @irq: 端口的 IRQ 编号
* @irqflags: IRQ 标志，用于设置中断类型
* @uartclk: UART 基准时钟频率，用于计算波特率
* @fifosize: 发送 FIFO 的大小
* @flags: 端口的控制标志，包含流控制、低延迟等设置
* @status: UART 端口的状态标志
* @ops: 指向 UART 操作的结构体指针，包含各种操作函数
* @dev: 指向此 UART 端口的设备结构体指针
* @private_data: 通用平台数据指针，用于存储私有数据
*/
struct uart_port {
spinlock_t lock; // 端口锁，用于保护并发访问
unsigned long iobase; // IO 基地址
unsigned char __iomem *membase; // 内存映射的基地址
unsigned int (*serial_in)(struct uart_port *, int); // 读取寄存器
void (*serial_out)(struct uart_port *, int, int); // 写入寄存器
void (*set_termios)(struct uart_port *, struct ktermios *new, struct ktermios *old); // 配置串口
unsigned int (*get_mctrl)(struct uart_port *); // 获取控制信号
void (*set_mctrl)(struct uart_port *, unsigned int); // 设置控制信号
int (*startup)(struct uart_port *port); // 启动 UART 端口
void (*shutdown)(struct uart_port *port); // 关闭 UART 端口
void (*throttle)(struct uart_port *port); // 数据传输限制
void (*unthrottle)(struct uart_port *port); // 恢复数据传输
int (*handle_irq)(struct uart_port *); // 中断处理函数
void (*pm)(struct uart_port *, unsigned int state, unsigned int old); // 电源管理
void (*handle_break)(struct uart_port *); // 处理中断信号
int (*rs485_config)(struct uart_port *, struct serial_rs485 *rs485); // RS485 配置
unsigned int irq; // 中断请求编号
unsigned long irqflags; // 中断标志
unsigned int uartclk; // 基准时钟频率
unsigned int fifosize; // FIFO 缓冲区大小
unsigned char x_char; // XON/XOFF 字符
unsigned char regshift; // 寄存器偏移量
unsigned char iotype; // IO 访问类型
unsigned int read_status_mask; // 读取状态掩码
unsigned int ignore_status_mask; // 忽略状态掩码
struct uart_state *state; // 指向 UART 状态
struct uart_icount icount; // UART 统计数据
struct console *cons; // 控制台指针
upf_t flags; // UART 端口的标志
upstat_t status; // 端口状态标志
int hw_stopped; // 硬件停止状态
unsigned int mctrl; // 调制解调控制状态
unsigned int timeout; // 超时设置
unsigned int type; // UART 端口类型
const struct uart_ops *ops; // UART 操作接口
unsigned int custom_divisor; // 自定义波特率分频器
unsigned int line; // UART 端口编号
unsigned int minor; // 次设备号
resource_size_t mapbase; // IO 内存基地址
resource_size_t mapsize; // IO 内存大小
struct device *dev; // 设备指针
unsigned char hub6; // Hub6 ISA 卡的配置
unsigned char suspended; // 挂起状态
unsigned char irq_wake; // IRQ 唤醒状态
struct attribute_group *attr_group; // 端口的特定属性
const struct attribute_group **tty_groups; // 全部 tty 属性
struct serial_rs485 rs485; // RS485 协议配置
void *private_data; // 平台特定的私有数据指针
};
3.uart_driver
uart_driver 结构体包含了 UART 驱动程序的相关信息，例如驱动名称、主次设备号等，用于注册和管理 UART 驱动。
Linux-4.9.88includelinuxserial_core.h
/**
* struct uart_driver - 描述 UART 驱动信息
* @owner: 指向驱动程序模块的指针，通常设置为 THIS_MODULE
* @driver_name: 驱动程序的名称，通常用于 sysfs 中
* @dev_name: 设备名称前缀，用于生成设备节点名称（如 ttyS）
* @major: 主设备号，用于指定 UART 驱动的主设备号
* @minor: 次设备号，通常用于为多个 UART 设备提供编号
* @nr: 最大支持的 UART 端口数量
* @cons: 与驱动相关联的控制台设备
* @state: 指向每个 UART 端口的状态信息，通常由 UART 核心初始化
* @tty_driver: 指向 tty_driver 结构体的指针，表示与此 UART 驱动关联的 TTY 驱动
*/
struct uart_driver {
struct module *owner; // 驱动程序模块的指针
const char *driver_name; // UART 驱动的名称
const char *dev_name; // 设备名称前缀
int major; // 主设备号
int minor; // 次设备号
int nr; // 支持的最大 UART 端口数
struct console *cons; // 控制台设备结构体指针
// 以下字段应由 UART 核心初始化，底层驱动不应直接操作
struct uart_state *state; // UART 状态信息
struct tty_driver *tty_driver; // TTY 驱动的指针
};
4.tty_port
tty_port 结构体管理 TTY 端口的资源和状态，包括等待队列、互斥锁、缓冲区等，用于简化驱动层对 TTY 端口的管理。
Linux-4.9.88includelinux ty.h
/**
* struct tty_port - 描述 TTY 端口的信息和状态
* @buf: 缓冲区头，用于管理端口的数据缓冲区，内部锁定保护
* @tty: 指向 tty_struct 的指针，用于指向已分配的 TTY 结构体（回指）
* @itty: 内部指向 tty_struct 的指针，用于指向内部TTY 结构体（内部回指）
* @ops: 指向 tty_port_operations 结构体的指针，定义了端口的操作函数
* @lock: 自旋锁，用于保护 tty 字段的访问
* @blocked_open: 阻塞打开标志，用于表示端口是否正在等待打开
* @count: 使用计数，表示端口被打开的次数
* @open_wait: 等待队列，用于阻塞打开的进程
* @delta_msr_wait: 调制解调器状态变化等待队列，用于等待调制解调器状态改变
* @flags: 用户 TTY 标志，表示端口的属性，例如异步标志
* @iflags: 内部标志，用于表示端口的内部状态（TTY_PORT_ 开头）
* @console: 标志位，表示该端口是否是控制台
* @low_latency: 可选标志位，表示是否调优以降低延迟
* @mutex: 互斥锁，用于端口锁定
* @buf_mutex: 缓冲区分配锁，用于管理缓冲区的分配
* @xmit_buf: 可选发送缓冲区，用于保存传输的数据
* @close_delay: 关闭端口时的延迟，单位为毫秒
* @closing_wait: 输出完成的延迟时间
* @drain_delay: 排空延迟，当无需基于时间的纯排空时设置为零，否则设置为 FIFO 大小
* @kref: 引用计数器，用于控制 tty_port 结构体的引用计数
*/
struct tty_port {
struct tty_bufhead buf; // 数据缓冲区头，管理端口的缓冲区
struct tty_struct *tty; // 指向 tty_struct 的指针（回指）
struct tty_struct *itty; // 内部指向 tty_struct 的指针（内部回指）
const struct tty_port_operations *ops; // 端口的操作函数指针
spinlock_t lock; // 自旋锁，保护 tty 字段
int blocked_open; // 阻塞打开标志
int count; // 使用计数
wait_queue_head_t open_wait; // 打开等待队列
wait_queue_head_t delta_msr_wait; // 调制解调器状态变化等待队列
unsigned long flags; // 用户 TTY 标志（如 ASYNC_）
unsigned long iflags; // 内部标志（如 TTY_PORT_）
unsigned char console:1; // 是否是控制台
unsigned char low_latency:1; // 是否调优为低延迟
struct mutex mutex; // 端口互斥锁
struct mutex buf_mutex; // 缓冲区分配锁
unsigned char *xmit_buf; // 可选的发送缓冲区
unsigned int close_delay; // 关闭端口时的延迟（毫秒）
unsigned int closing_wait; // 输出完成延迟时间
int drain_delay; // 排空延迟
struct kref kref; // 引用计数器
};
5.tty_driver
tty_driver 结构体负责管理 TTY 驱动的基本信息，包括驱动名称、设备编号、TTY 数量等。同时，定义了特定的驱动操作函数接口，以便 TTY 子系统调用这些函数来操作设备。
/**
* struct tty_driver - 描述 TTY 驱动的信息及操作函数
* @magic: 魔数，用于识别 TTY 驱动结构体的合法性
* @kref: 引用计数管理，用于控制结构体的生命周期
* @cdevs: 指向字符设备的指针数组
* @owner: 指向驱动模块的指针，通常为 THIS_MODULE
* @driver_name: 驱动程序的名称，用于标识驱动
* @name: TTY 设备名称，用于生成设备节点名称（例如 ttyS）
* @name_base: 名称基址，用于计算 TTY 设备的完整名称
* @major: 主设备号，用于标识驱动
* @minor_start: 起始次设备号，通常用于为多个 TTY 设备提供编号
* @num: 分配的设备数量
* @type: 驱动类型，用于区分不同类型的 TTY 驱动
* @subtype: 驱动子类型，进一步区分 TTY 驱动的类型
* @init_termios: 初始终端设置，用于初始化 TTY 的终端属性
* @flags: 驱动标志，用于标识驱动的特殊属性
* @proc_entry: 指向 proc 文件系统的条目指针
* @other: 仅用于 PTY 驱动，指向配对的 TTY 驱动
* @ttys: 指向 tty_struct 指针数组，用于管理所有 TTY 设备
* @ports: 指向 tty_port 指针数组，指向所有端口信息
* @termios: 指向 ktermios 指针数组，保存每个 TTY 的终端属性
* @driver_state: 驱动状态指针，用于存储特定的驱动状态信息
* @ops: 指向 tty_operations 的指针，包含驱动操作函数
* @tty_drivers: TTY 驱动列表，用于连接多个 TTY 驱动
*/
struct tty_driver {
int magic; // 魔数，确保结构体合法性
struct kref kref; // 引用计数管理
struct cdev **cdevs; // 字符设备指针数组
struct module *owner; // 指向驱动模块（通常为 THIS_MODULE）
const char *driver_name; // 驱动程序的名称
const char *name; // TTY 设备名称
int name_base; // 名称基址
int major; // 主设备号
int minor_start; // 起始次设备号
unsigned int num; // 分配的设备数量
short type; // 驱动类型
short subtype; // 驱动子类型
struct ktermios init_termios; // 初始终端设置
unsigned long flags; // 驱动标志
struct proc_dir_entry *proc_entry; // /proc 文件系统条目
struct tty_driver *other; // 配对的 TTY 驱动（仅用于 PTY 驱动）
// 指向 TTY 数据结构的指针
struct tty_struct **ttys; // TTY 结构体指针数组
struct tty_port **ports; // TTY 端口指针数组
struct ktermios **termios; // TTY 的终端设置
void *driver_state; // 驱动状态信息
// 驱动方法
const struct tty_operations *ops; // 驱动操作函数
struct list_head tty_drivers; // TTY 驱动列表
};
6.uart_state
uart_driver结构体的成员
Linux-4.9.88includelinuxserial_core.h
/*
* This is the state information which is persistent across opens.
*/
struct uart_state {
struct tty_port port; // 表示与TTY设备相关的端口信息，包含串口的输入输出控制功能。
enum uart_pm_state pm_state; // UART的电源管理状态，指示串口的当前电源状态（如：活动、休眠等）。
struct circ_buf xmit; // 用于存储要发送的字符的循环缓冲区，支持异步传输。
atomic_t refcount; // 引用计数，用于跟踪当前有多少个打开的句柄指向此状态结构体。
wait_queue_head_t remove_wait; // 用于进程等待的队列头，如果设备正在被移除，则相应的进程可以等待。
struct uart_port *uart_port; // 指向具体的UART端口结构体，包含硬件相关信息，如基地址、IRQ等。
};
truct circ_buf xmit; // 用于存储要发送的字符的循环缓冲区，支持异步传输。
atomic_t refcount; // 引用计数，用于跟踪当前有多少个打开的句柄指向此状态结构体。
wait_queue_head_t remove_wait; // 用于进程等待的队列头，如果设备正在被移除，则相应的进程可以等待。
struct uart_port *uart_port; // 指向具体的UART端口结构体，包含硬件相关信息，如基地址、IRQ等。
};
uart_state结构体用于表示UART（通用异步收发传输）设备的状态信息，保存了关于设备操作的多个重要参数，如当前的电源管理状态、待发送的数据缓冲区、引用计数等。这些信息在设备打开和关闭时保持不变。
7.tty_operations
tty_driver结构体的成员
struct tty_operations {
struct tty_struct * (*lookup)(struct tty_driver *driver, // 查找TTY结构体的操作函数
struct file *filp, int idx); // 根据驱动、文件和索引返回相应的tty_struct。
int (*install)(struct tty_driver *driver, // 安装TTY设备的操作函数
struct tty_struct *tty); // 初始化tty_struct。
void (*remove)(struct tty_driver *driver, // 移除TTY设备的操作函数
struct tty_struct *tty); // 清理tty_struct资源。
int (*open)(struct tty_struct * tty, // 打开TTY设备的操作函数
struct file * filp); // 对应于打开文件的系统调用。
void (*close)(struct tty_struct * tty, // 关闭TTY设备的操作函数
struct file * filp); // 对应于关闭文件的系统调用。
void (*shutdown)(struct tty_struct *tty); // 关闭TTY设备并清理资源的操作函数。
void (*cleanup)(struct tty_struct *tty); // 清理TTY设备资源的操作函数。
int (*write)(struct tty_struct * tty, // 写入数据到TTY设备的操作函数
const unsigned char *buf, int count); // 将缓冲区中的数据写入tty。
int (*put_char)(struct tty_struct *tty, // 向TTY设备发送单个字符的操作函数
unsigned char ch); // 字符。
void (*flush_chars)(struct tty_struct *tty); // 刷新TTY设备中的字符（清空缓冲区）。
int (*write_room)(struct tty_struct *tty); // 获取TTY设备的写入空间大小。
int (*chars_in_buffer)(struct tty_struct *tty); // 获取TTY设备缓冲区中字符的数量。
int (*ioctl)(struct tty_struct *tty, // 处理TTY设备的控制命令的操作函数
unsigned int cmd, unsigned long arg); // 控制命令和参数。
long (*compat_ioctl)(struct tty_struct *tty, // 处理兼容性的ioctl命令的操作函数
unsigned int cmd, unsigned long arg);
void (*set_termios)(struct tty_struct *tty, // 设置TTY设备的终端属性
struct ktermios * old); // 旧的终端属性。
void (*throttle)(struct tty_struct * tty); // 暂停TTY设备的输出。
void (*unthrottle)(struct tty_struct * tty); // 恢复TTY设备的输出。
void (*stop)(struct tty_struct *tty); // 停止TTY设备的操作。
void (*start)(struct tty_struct *tty); // 启动TTY设备的操作。
void (*hangup)(struct tty_struct *tty); // 挂断TTY设备的操作。
int (*break_ctl)(struct tty_struct *tty, int state); // 控制TTY设备的断开状态。
void (*flush_buffer)(struct tty_struct *tty); // 刷新TTY设备的缓冲区。
void (*set_ldisc)(struct tty_struct *tty); // 设置TTY设备的线路设备。
void (*wait_until_sent)(struct tty_struct *tty, int timeout); // 等待TTY设备发送完毕。
void (*send_xchar)(struct tty_struct *tty, char ch); // 向TTY设备发送控制字符。
int (*tiocmget)(struct tty_struct *tty); // 获取TTY设备的状态位。
int (*tiocmset)(struct tty_struct *tty, // 设置TTY设备的状态位。
unsigned int set, unsigned int clear); // 要设置和清除的位。
int (*resize)(struct tty_struct *tty, // 调整TTY设备窗口大小的操作函数。
struct winsize *ws); // 新的窗口大小。
int (*set_termiox)(struct tty_struct *tty, // 设置扩展终端参数的操作函数。
struct termiox *tnew); // 新的终端参数。
int (*get_icount)(struct tty_struct *tty, // 获取TTY设备中输入计数的操作函数。
struct serial_icounter_struct *icount); // 输入计数结构体。
#ifdef CONFIG_CONSOLE_POLL
int (*poll_init)(struct tty_driver *driver, int line, char *options); // 初始化轮询的操作函数。
int (*poll_get_char)(struct tty_driver *driver, int line); // 获取字符的轮询操作函数。
void (*poll_put_char)(struct tty_driver *driver, int line, char ch); // 发送字符的轮询操作函数。
#endif
const struct file_operations *proc_fops; // 指向文件操作的结构体，用于处理proc文件系统。
};
tty_operations结构体定义了与TTY（终端）设备相关的操作函数的指针。这些函数用于管理TTY设备的生命周期、数据读写、状态控制等。每个函数的实现可以根据不同的TTY驱动进行定制，提供与硬件相关的操作接口。
8.uart_ops
uart_port结构体的成员
Linux-4.9.88includelinuxserial_core.h
/*
* This structure describes all the operations that can be done on the
* physical hardware. See Documentation/serial/driver for details.
*/
struct uart_ops {
unsigned int (*tx_empty)(struct uart_port *); // 检查传输寄存器是否为空的操作函数。
void (*set_mctrl)(struct uart_port *, unsigned int mctrl); // 设置控制线的操作函数。
unsigned int (*get_mctrl)(struct uart_port *); // 获取控制线状态的操作函数。
void (*stop_tx)(struct uart_port *); // 停止数据发送的操作函数。
void (*start_tx)(struct uart_port *); // 开始数据发送的操作函数。
void (*throttle)(struct uart_port *); // 暂停数据发送的操作函数。
void (*unthrottle)(struct uart_port *); // 恢复数据发送的操作函数。
void (*send_xchar)(struct uart_port *, char ch); // 发送一个特定字符的操作函数。
void (*stop_rx)(struct uart_port *); // 停止数据接收的操作函数。
void (*enable_ms)(struct uart_port *); // 启用调制解调器信号的操作函数。
void (*break_ctl)(struct uart_port *, int ctl); // 控制断开信号的操作函数。
int (*startup)(struct uart_port *); // 启动UART设备的操作函数。
void (*shutdown)(struct uart_port *); // 关闭UART设备的操作函数。
void (*flush_buffer)(struct uart_port *); // 刷新缓冲区的操作函数。
void (*set_termios)(struct uart_port *, struct ktermios *new,
struct ktermios *old); // 设置终端属性的操作函数。
void (*set_ldisc)(struct uart_port *, struct ktermios *); // 设置线路设备的操作函数。
void (*pm)(struct uart_port *, unsigned int state,
unsigned int oldstate); // 进行电源管理的操作函数。
/*
* Return a string describing the type of the port
*/
const char *(*type)(struct uart_port *); // 返回描述端口类型的字符串的操作函数。
/*
* Release IO and memory resources used by the port.
* This includes iounmap if necessary.
*/
void (*release_port)(struct uart_port *); // 释放端口使用的IO和内存资源的操作函数。
/*
* Request IO and memory resources used by the port.
* This includes iomapping the port if necessary.
*/
int (*request_port)(struct uart_port *); // 请求端口使用的IO和内存资源的操作函数。
void (*config_port)(struct uart_port *, int); // 配置端口的操作函数。
int (*verify_port)(struct uart_port *, struct serial_struct *); // 验证端口配置的操作函数。
int (*ioctl)(struct uart_port *, unsigned int, unsigned long); // 处理IO控制命令的操作函数。
#ifdef CONFIG_CONSOLE_POLL
int (*poll_init)(struct uart_port *); // 初始化轮询的操作函数。
void (*poll_put_char)(struct uart_port *, unsigned char); // 轮询发送字符的操作函数。
int (*poll_get_char)(struct uart_port *); // 轮询接收字符的操作函数。
#endif
};
uart_ops结构体用于定义与物理UART硬件相关的所有操作。这些操作涵盖了UART设备的基本功能，如数据传输、控制线管理、端口配置、资源请求等。- 每个函数指针代表一种操作，具体的实现由对应的UART驱动提供。这样，
uart_ops结构体使得不同的UART硬件能够通过统一的接口进行操作，从而简化了驱动程序的开发。 - 例如，
start_tx和stop_tx用于控制数据发送，而set_termios则用于配置UART的终端参数。这些函数的实现可以根据具体的硬件特性进行调整，确保在不同平台上能有效地控制UART设备。
需要额外注意的是不要和tty_operations混淆，因为驱动程序中经常这样去定义：struct tty_operations uar_ops和struct uart_ops imx_xxxxx，是不是很容易混淆，这点一定要注意。
9.联系
10.tty_truct
/*
* 该结构体存储与TTY相关的所有状态信息，当TTY处于打开状态时。
* 由于termios状态在TTY关闭后仍应保留（例如波特率等），
* 因此不会在此存储，而是存储指向真实状态的指针。
* winsize结构可能应采取相同的处理，但（1）默认的80x24通常是正确的，
* 并且（2）它最常由窗口系统使用，每次创建或调整窗口大小时都会设置正确的大小。
* - TYT, 9/14/92
*/
struct tty_operations; // 前向声明TTY操作结构
struct tty_struct {
int magic; // 结构的魔术值，用于识别TTY结构的有效性
struct kref kref; // 引用计数，用于管理TTY结构的生命周期
struct device *dev; // 关联的设备结构指针
struct tty_driver *driver; // 指向驱动程序的指针
const struct tty_operations *ops; // TTY操作的指针
int index; // TTY设备的索引
/* 保护线路纪律变化：锁定TTY而不是PTY */
struct ld_semaphore ldisc_sem; // 用于保护线路纪律的信号量
struct tty_ldisc *ldisc; // 指向线路纪律的指针
struct mutex atomic_write_lock; // 保护原子写入的互斥锁
struct mutex legacy_mutex; // 旧代码的互斥锁
struct mutex throttle_mutex; // 用于控制流的互斥锁
struct rw_semaphore termios_rwsem; // 保护termios的读写信号量
struct mutex winsize_mutex; // 保护窗口大小的互斥锁
spinlock_t ctrl_lock; // 控制状态的自旋锁
spinlock_t flow_lock; // 控制流的自旋锁
/* termios值由termios_rwsem保护 */
struct ktermios termios, termios_locked; // termios结构，保存串口设置
struct termiox *termiox; // 可能为NULL，表示不支持的扩展设置
char name[64]; // TTY的名称
struct pid *pgrp; // 进程组ID，由ctrl_lock保护
struct pid *session; // 会话ID
unsigned long flags; // 状态标志位
int count; // 当前打开的引用计数
struct winsize winsize; // 窗口大小，受winsize_mutex保护
unsigned long stopped:1, // 表示流是否停止
flow_stopped:1, // 表示流是否已停止
unused:BITS_PER_LONG - 2; // 未使用的位
int hw_stopped; // 硬件停止标志
unsigned long ctrl_status:8, // 控制状态
packet:1, // 表示是否为数据包
unused_ctrl:BITS_PER_LONG - 9; // 未使用的位
unsigned int receive_room; // 接收队列的可用字节数
int flow_change; // 流控制变化标志
struct tty_struct *link; // 指向其他TTY结构的链接
struct fasync_struct *fasync; // 异步通知结构
int alt_speed; // 用于38400 bps的魔法替代
wait_queue_head_t write_wait; // 写等待队列头
wait_queue_head_t read_wait; // 读等待队列头
struct work_struct hangup_work; // 处理挂断的工作结构
void *disc_data; // 线路纪律的私有数据
void *driver_data; // 驱动程序的私有数据
spinlock_t files_lock; // 保护tty_files列表的自旋锁
struct list_head tty_files; // 关联的打开文件列表
#define N_TTY_BUF_SIZE 4096 // 定义TTY缓冲区大小
int closing; // 指示TTY是否正在关闭
unsigned char *write_buf; // 写入缓冲区指针
int write_cnt; // 写入计数
/* 如果TTY有待处理的do_SAK，将其排队在此 - akpm */
struct work_struct SAK_work; // 处理SAK的工作结构
struct tty_port *port; // 指向TTY端口的指针
};
- 此结构体用于保存与TTY设备的状态信息和相关数据。它在TTY设备打开时保持活动状态。
- 包含对TTY设备的各种信息，如引用计数、设备驱动、操作函数、窗口大小、流控制状态等。
- 通过不同的锁和信号量保护其各个部分的并发访问，确保在多线程环境中操作的安全性。
11.tty_port_operaion
tty_port的成员
struct tty_port_operations {
/*
* 返回 1 如果载波（carrier）信号被抬起。
* 这个函数用于检查串行端口的载波状态。
*/
int (*carrier_raised)(struct tty_port *port);
/*
* 控制 DTR（数据终端就绪）和 RTS（请求发送）线路。
* 通过设置参数来抬起或放下这两条控制线路。
*/
void (*dtr_rts)(struct tty_port *port, int raise);
/*
* 当最后一个关闭操作完成或挂起操作结束时调用，
* 仅在端口已初始化的情况下调用。
* 注意：不要在此处释放资源，因为它是在端口互斥锁下调用的，
* 用于序列化激活和关闭操作。
*/
void (*shutdown)(struct tty_port *port);
/*
* 在 tty_port_open 函数中在端口互斥锁下调用，
* 用于初始化设备。长远来看，希望将 tty 参数移出此函数，
* 以提高通用性（特别是对于控制台）。
*/
int (*activate)(struct tty_port *port, struct tty_struct *tty);
/*
* 在端口的最后一次释放（put）时调用。
* 这个函数用于清理与端口相关的资源。
*/
void (*destruct)(struct tty_port *port);
};
tty_port_operations 是一个函数指针结构体，定义了一组与TTY端口操作相关的回调函数。这些函数由具体的端口实现提供，以支持不同的串行设备。
