1、LINUX下TTY、CONSOLE、串口之間是怎樣的層次關系？具體的函數接口是怎樣的？串口是如何被調用的？?
2、printk函數是把信息發送到控制臺上吧？如何讓PRINTK把信息通過串口送出？或者說系統在什麽地方來決定是將信息送到顯示器還是串口？?
3、start_kernel中壹開始就用到了printk函數（好象是printk(linux_banner什麽的），在 這個時候整個內核還沒跑起來呢那這時候的printk是如何被調用的？在我們的系統中，系統啟動是用的現代公司的BOOTLOADER程序，後來好象跳到了LINUX下的head-armv.s， 然後跳到start_kernel，在bootloader 裏串口已經是可用的了，那麽在進入內核後是不是要重新設置？?
以上問題可能問的比較亂，因為我自己腦子裏也比較亂，主要還是對tty,console,serial之間的關系，特別是串口是如何被調用的沒搞清這方面的資料又比較少（就情景分析中講了壹點），希望高手能指點壹二，非常謝！
我最近也在搞這方面的東西，也是寫壹個串口設備的驅動?
搞了將近壹個月了，其中上網找資料，看源代碼，什麽都做了?
但還是壹蹋糊塗的，有些問題還是不明白，希望壹起討論討論?
在/proc/device（沒記錯應該是這個文件）?
裏面有壹個叫serial的驅動，其主設備號是4，次設備號是64-12X（沒記錯應該是這個範圍）?
大家都知道，串口的次設備號是從64開始的，串口1 /dev/ttyS0就對應次設備號64，串口2就對應65?
問題是現在我機上只有兩個串口，它註冊這麽多次設備號來幹什麽？?
對於壹個接在串口1的設備，在我註冊驅動的時候?
我是需要自己找壹個主設備號呢？?
還是就用主設備號4，次設備號從上面12X的後面選？?
還是就用主設備號4，次設備號64？?
在linux的內核中有壹個tty層，我看好像有些串口驅動是從這裏開始的?
例如調用tty_register_driver()來註冊驅動?
就像在pci子系統裏調用pci_register_driver()那樣的?
那麽，用這種機制來註冊的驅動，?
它是直接對串口的端口操作呢（例如用inb(),outb()....之類的）?
還是某些更底層的驅動接口呢？?
這些問題纏了我很久都沒解決，搞得最後不得不放棄?
現在轉向用戶空間的應用程序，看能不能有些更高效的方法來實現?
（在用戶空間只能用open("/dev/ttyS0", O_RDWR)來實現了）
另外還有，系統裏已經為我們實現了串口的驅動?
所以我們在用戶空間的程序裏直接open("/dev/ttyS0")就可用了?
但是現在要寫的是接在串口上的設備的驅動?
在內核模塊中可不可以包含某個頭文件，然後就可以直接用串口驅動中的接口呢？
看到妳們的問題後，感覺很有典型性，因此花了點工夫看了壹下，做了壹些心得貼在這裏，歡迎討論並指正：?
1、LINUX下TTY、CONSOLE、串口之間是怎樣的層次關系？具體的函數接口是怎樣的？串口是如何被調用的？?
tty和console這些概念主要是壹些虛設備的概念，而串口更多的是指壹個真正的設備驅動Tty實際是壹類終端I/O設備的抽象，它實際上更多的是壹個管理的概念，它和tty_ldisc（行規程）和tty_driver（真實設備驅動）組合在壹起，目的是向上層的VFS提供壹個統壹的接口通過file_operations結構中的tty_ioctl可以對其進行配置。查tty_driver，妳將得到n個結果，實際都是相關芯片的驅動因此，可以得到的結論是（實際情況比這復雜得多）：每個描述tty設備的tty_struct在初始化時必然掛如了某個具體芯片的字符設備驅動（不壹定是字符設備驅動），可以是很多，包括顯卡或串口chip不知道妳的ARM Soc是那壹款，不過看情況妳們應該用的是常見的chip，這些驅動實際上都有而console是壹個緩沖的概念，它的目的有壹點類似於tty實際上console不僅和tty連在壹起，還和framebuffer連在壹起，具體的原因看下面的鍵盤的中斷處理過程Tty的壹個子集需要使用console(典型的如主設備號4，次設備號1―64)，但是要註意的是沒有console的tty是存在的
而串口則指的是tty_driver舉個典型的例子：?
分析壹下鍵盤的中斷處理過程：?
keyboard_interrupt―>handle_kbd_event―>handle_keyboard_event―>handle_scancode?
void handle_scancode(unsigned char scancode, int down)?
{?
……..?
tty = ttytab? ttytab[fg_console]: NULL;?
if (tty && (!tty->driver_data)) {?
……………?
tty = NULL;?
}?
………….?
schedule_console_callback();?
}?
這段代碼中的兩個地方很值得註意，也就是除了獲得tty外（通過全局量tty記錄），還進行了console 回顯schedule_console_callbackTty和console的關系在此已經很明了！！！?
2、printk函數是把信息發送到控制臺上吧？如何讓PRINTK把信息通過串口送出？或者說系統在什麽地方來決定是將信息送到顯示器還是串口？?
具體看壹下printk函數的實現就知道了，printk不壹定是將信息往控制臺上輸出，設置kernel的啟動參數可能可以打到將信息送到顯示器的效果。函數前有壹段英文，很有意思：?
/*This is printk. It can be called from any context. We want it to work.?
*?
* We try to grab the console_sem. If we succeed, it's easy - we log the output and?
* call the console drivers. If we fail to get the semaphore we place the output?
* into the log buffer and return. The current holder of the console_sem will?
* notice the new output in release_console_sem() and will send it to the?
* consoles before releasing the semaphore.?
*?
* One effect of this deferred printing is that code which calls printk() and?
* then changes console_loglevel may break. This is because console_loglevel?
* is inspected when the actual printing occurs.?
*/?
這段英文的要點：要想對console進行操作，必須先要獲得console_sem信號量如果獲得console_sem信號量，則可以“log the output and call the console drivers”，反之，則“place the output into the log buffer and return”，實際上，在代碼：?
asmlinkage int printk(const char *fmt, ...)?
{?
va_list args;?
unsigned long flags;?
int printed_len;?
char *p;?
static char printk_buf[1024];?
static int log_level_unknown = 1;?
if (oops_in_progress) { /*如果為1情況下，必然是系統發生crush*/?
/* If a crash is occurring, make sure we can't deadlock */?
spin_lock_init(&logbuf_lock);?
/* And make sure that we print immediately */?
init_MUTEX(&console_sem);?
}?
/* This stops the holder of console_sem just where we want him */?
spin_lock_irqsave(&logbuf_lock, flags);?
/* Emit the output into the temporary buffer */?
va_start(args, fmt);?
printed_len = vsnprintf(printk_buf, sizeof(printk_buf), fmt, args);/*對傳入的buffer進行處理，註意還不是?
真正的對終端寫，只是對傳入的string進行格式解析*/?
va_end(args);?
/*Copy the output into log_buf. If the caller didn't provide appropriate log level tags, we insert them here*/?
/*註釋很清楚*/?
for (p = printk_buf; *p; p++) {?
if (log_level_unknown) {?
if (p[0] != '<' || p[1] < '0' || p[1] > '7' || p[2] != '>') {?
emit_log_char('<');?
emit_log_char(default_message_loglevel + '0');?
emit_log_char('>');?
}?
log_level_unknown = 0;?
}?
emit_log_char(*p);?
if (*p == '\n')?
log_level_unknown = 1;?
}?
if (!arch_consoles_callable()) {?
/*On some architectures, the consoles are not usable on secondary CPUs early in the boot process.*/?
spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);?
goto out;?
}?
if (!down_trylock(&console_sem)) {?
/*We own the drivers. We can drop the spinlock and let release_console_sem() print the text*/?
spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);?
console_may_schedule = 0;?
release_console_sem();?
} else {?
/*Someone else owns the drivers. We drop the spinlock, which allows the semaphore holder to?
proceed and to call the console drivers with the output which we just produced.*/?
spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);?
}?
out:?
return printed_len;?
}?
實際上printk是將format後的string放到了壹個buffer中，在適當的時候再加以show,這也回答了在start_kernel中壹開始就用到了printk函數的原因?
3、start_kernel中壹開始就用到了printk函數（好象是printk(linux_banner什麽的)，在這個時候整個內核還沒跑起來呢。那這時候的printk是如何被調用的？在我們的系統中，系統啟動是用的現代公司的BOOTLOADER程序，後來好象跳到了LINUX下的head-armv.s， 然後跳到start_kernel，在bootloader 裏串口已經是可用的了，那麽在進入內核後是不是要重新設置？?
Bootloader壹般會做壹些基本的初始化，將kernel拷貝物理空間，然後再跳到kernel去執行。可以肯定的是kernel肯定要對串口進行重新設置，原因是Bootloader有很多種，有些不壹定對串口進行設置，內核不能依賴於bootloader而存在。
多謝樓上大俠，分析的很精辟。我正在看printk函數。
我們用的CPU是hynix的hms7202。在評估板上是用串口0作?
控制臺，所有啟動過程中的信息都是通過該串口送出的。?
在bootloader中定義了函數ser_printf通過串口進行交互。
但我還是沒想明白在跳轉到linux內核而console和串口尚未?
初始化時printk是如何能夠工作的？我看了start_kernel?
的過程（並通過超級終端作了壹些跟蹤），console的初始化?
是在console_init函數裏，而串口的初始化實際上是在1號?
進程裏（init->do_basic_setup->do_initcalls->rs_init)，?
那麽在串口沒有初始化以前prink是如何工作的？特別的，在?
start_kernel壹開始就有printk(linux_banner)，而這時候?
串口和console都尚未初始化呢。
在start_kernel壹開始就有printk(linux_banner)，而這時候串口和console都尚未初始化?
仔細分析printk可以對該問題進行解答代碼中的：?
/* Emit the output into the temporary buffer */?
va_start(args, fmt);?
printed_len = vsnprintf(printk_buf, sizeof(printk_buf), fmt, args);?
va_end(args);?
將輸入放到了printk_buf中，接下來的?
for (p = printk_buf; *p; p++) {?
if (log_level_unknown) {?
if (p[0] != '<' || p[1] < '0' || p[1] > '7' || p[2] != '>') {?
emit_log_char('<');?
emit_log_char(default_message_loglevel + '0');?
emit_log_char('>');?
}?
log_level_unknown = 0;?
}?
emit_log_char(*p);?
if (*p == '\n')?
log_level_unknown = 1;?
}?
則將printk_buf中的內容進行解析並放到全局的log_buf（在emit_log_char函數）中if (!down_trylock(&console_sem)) {?
/*?
* We own the drivers. We can drop the spinlock and let?
* release_console_sem() print the text?
*/?
spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);?
console_may_schedule = 0;?
release_console_sem();?
} else {?
/*?
* Someone else owns the drivers. We drop the spinlock, which?
* allows the semaphore holder to proceed and to call the?
* console drivers with the output which we just produced.?
*/?
spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);?
}?
則是根據down_trylock(&console_sem)的結果調用release_console_sem()，在release_console_sem()中才真正的對全局的log_buf中的內容相應的console設備驅動進行處理。至此，可以得到如下的壹些結論：?
（1）printk的主操作實際上還是針對壹個buffer(log_buf),該buffer中的內容是否顯示（或者說向終端輸出），則要看是否可以獲得console_sem（2）printk所在的文件為printk.c，是和體系結構無關的，因此對任何平臺都壹樣。 可以推測的結論是：?
（1）kernel在初始化時將console_sem標為了locked，因此在start_kernel壹開始的printk(linux_banner)中實際只將輸入寫入了緩沖，等在串口和console初始化後，對printk的調用才壹次將緩沖中的內容向串口和console輸出。 （2）在串口和console的初始化過程中，必然有對console_sem的up操作。?
（3）因此，在embedded的調試中，如果在console的初始化之前系統出了問題，不會有任何的輸出。 唯壹可以使用的只能是led或jtag了。（4）因此，妳的問題可以看出解答。2.console的初始化.?
不知道妳用的是那壹個內核版本，在我看的2.4.18和2.4.19中，都是在start_kernel中就對console進行的初始化。從前面的分析來看，console的初始化不應該太晚，否則log_buf有可能溢出。
多謝樓上，分析的很精彩！?
我們用的內核版本是2.4.18，console的初始化確實是在?
start_kernel->console->init。關於tty和串口，我這裏還想再問壹下tty設備的操作的總入口?
是?
static struct file_operations tty_fops = {?
llseek: no_llseek,?
read: tty_read,?
write: tty_write,?
poll: tty_poll,?
ioctl: tty_ioctl,?
open: tty_open,?
release: tty_release,?
fasync: tty_fasync,?
};?
而對串口的操作定義在：?
static struct tty_driver serial_driver 這個結構中
serial.c中的多數函數都是填充serial_driver中的函數指針
那麽在對串口操作時，應該是先調用tty_fops中的操作（比如?
tty_open等），然後再分流到具體的串口操作（rs_open等）吧？?
但tty_driver（對串口就是serial_driver)中有很多函數指針?
並不跟file_operations中的函數指針對應，不知道這些對應?
不上的操作是如何被執行的？比如put_char,flush_char,read_proc,?
write_proc,start,stop等。
以下是我對這個問題的壹些理解：?
這實際上還是回到原先的老問題，即tty和tty_driver之間的關系。從實現上看，tty_driver實際上是tty機制的實現組件之壹，借用面向對象設計中的常用例子，這時的tty_driver就象是tty這部汽車的輪胎，tty這部汽車要正常運行，還要tty_ldisc（行規程），termios，甚至struct tq_struct tq_hangup（看tty_struct）等基礎設施。它們之間的關系並非繼承。至於tty_driver中的函數指針，再打個C++中的比喻，它們實際上很象虛函數，也就是說，可以定義它們，但並不壹定實現它們、實際上還不用說tty_driver，只要查壹下serial_driver都會發現n多個具體的實現，但對各個具體的設備，其tty_driver中的函數不壹定全部實現、所以put_char,flush_char,read_proc, write_proc,start,stop這些函數的情況是有可能實現，也有可能不實現 即使被實現，也不壹定為上層(VFS層)所用.