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Linux TTY framework(3)_从应用的角度看TTY设备

作者：wowo 发布于：2016-10-14 22:13 分类：TTY子系统

可以毫不夸张的说，我们在使用Linux系统的过程中，每时每刻都在和TTY打交道，显示输出、键盘输入、用户登录、shell终端、等等。

与此同时，作为软件工程师的我们，也会或多或少的困惑：这些习以为常的行为，怎么和kernel中的这些冷冰冰的代码联系起来的？

因此，在Linux TTY framework分析工作正式开始之前，让我们带着上面的疑问，以这些熟悉的应用场景为视角，进一步理解TTY有关的概念。这就是本文的目的。

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标签: Linux tty console vt 虚拟终端 pty 伪终端 控制终端

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内存初始化（上）

作者：linuxer 发布于：2016-10-13 12:05 分类：内存管理

一直以来，我都非常着迷于两种电影拍摄手法：一种是慢镜头，将每一个细节全方位的展现给观众。另外一种就是快镜头，多半是反应一个时代的变迁，从非常长的时间段中，截取几个典型的snapshot，合成在十几秒的镜头中，可以让观众很快的了解一个事物的发展脉络。对应到技术层面，慢镜头有点类似情景分析，把每一行代码都详细的进行解析，了解技术的细节。快镜头类似数据流分析，勾勒一个过程中，数据结构的演化。本文采用了快镜头的方法，对内存初始化部分进行描述，不纠缠于具体函数的代码实现，只是希望能给大家一个概略性的印象（有兴趣的同学可以自行研究代码）。BTW，在本文中我们都是基于ARM64来描述体系结构相关的内容。

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标签: 初始化 内存管理

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X-013-UBOOT-使能autoboot功能

作者：wowo 发布于：2016-10-5 21:51 分类：X Project

通过“X-012-KERNEL-serial early console的移植”，早期的串口控制台已经ready，kernel的printk可以正确输出，“X Project”由此进入“文明”时代。基于此，后续的开发工作将会focus在linux kernel上，而u-boot，可以蜕化为其原始目标：boot kernel。

在之前的测试和调试过程中，都是先进入u-boot的命令行，手动输入bootm命令，boot linux kernel。为了简化这个动作，有必要将u-boot的autoboot功能用起来。

所谓的autoboot，是指u-boot run起来之后，自动加载并执行linux kernel image的 过程。该功能非常简单，之所以写一篇文章，权当“X Project”开发过程的一个记录。

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标签: boot u-boot bootm autoboot

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X-012-KERNEL-serial early console的移植

作者：wowo 发布于：2016-10-2 22:50 分类：X Project

对Linux kernel工程师来说，最依赖的工具非printk莫属（不多解释，大家都懂）。因此，在Linux kernel移植的初期阶段，如果能够尽快地实现printk功能，将会为后续的工作带来极大的帮助。

在众多可用作printk输出的终端里面（串口、屏幕、USB、网络、等等），串口终端（也即串口驱动）无疑是实现起来最简单一种，因此也是嵌入式linux开发过程中（特别是早期阶段）最普遍使用的。

但是，受限于Linux TTY框架的复杂性^[1]，长久以来，在Kernel移植的初期阶段（各种功能都不ready，缺乏有效的调试手段），快速的实现serial driver也是一个不小的挑战。不过，随着serial subsystem中的early console功能的出现，这种状况得到了极大的改善。

本文将借助“X Project” kernel的开发过程，介绍serial early console功能的移植过程。

注1：博客中“Linux TTY子系统”的分析正在缓慢推进，不过还未涉及console、serial subsystem、earlycon等模块。因此我一直在纠结先写理论（分析），还是先写实践（移植说明）。结论是先写本文，理由是：虽然earlycon功能涉及到TTY子系统的复杂知识，如console driver、tty driver、serial driver等等，但从移植的角度看，我们可以什么都不懂。这种优雅的抽象和封装，是优秀软件（如Linux kernel）所必需具备的特性，也是我们软件人需要竭力追求的神圣目标。

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标签: Linux Kernel console earlycon printk

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Linux TTY framework(2)_软件架构

作者：wowo 发布于：2016-9-27 22:42 分类：TTY子系统

由“Linux TTY framework(1)_基本概念”的介绍可知，在Linux kernel中，TTY就是各类终端（Terminal）的简称。为了简化终端的使用，以及终端驱动程序的编写，Linux kernel抽象出了TTY framework：对上，向应用程序提供使用终端的统一接口；对下，提供编写终端驱动程序（如serial driver）的统一框架。

本文是Linux TTY framework分析的第二篇文章，将从整体架构的角度，介绍Linux TTY framework，以便分解出功能相对独立的子模块，以便后续的分析。

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标签: Linux Kernel 架构 Architecture tty

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TLB flush操作

作者：linuxer 发布于：2016-9-23 19:57 分类：内存管理

Linux VM subsystem在很多场合都需要对TLB进行flush操作，本文希望能够把这个知识点相关的方方面面描述清楚。第二章描述了一些TLB的基本概念，第三章描述了ARM64中TLB的具体硬件实现，第四章描述了linux中和TLB flush相关的软件接口。内核版本依然是4.4.6版本。

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标签: TLB flush

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Linux TTY framework(1)_基本概念

作者：wowo 发布于：2016-9-18 22:55 分类：TTY子系统

由于串口的缘故，TTY是Linux系统中最普遍的一类设备，稍微了解Linux系统的同学，对它都不陌生。尽管如此，相信很少有人能回到这样的问题：TTY到底是什么东西？我们常常挂在嘴边的终端（terminal）、控制台（console）等概念，到底是什么意思？

本文是Linux TTY framework分析文章的第一篇，将带着上述疑问，介绍TTY有关的基本概念，为后续的TTY软件框架的分析，以及Linux serial subsystem的分析，打好基础。

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标签: Linux Kernel 内核 tty terminal 终端 console 控制台

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X-011-UBOOT-使用bootm命令启动kernel(Bubblegum-96平台)

作者：wowo 发布于：2016-9-9 22:18 分类：X Project

我们在“X-010-UBOOT-使用booti命令启动kernel(Bubblegum-96平台)”中介绍了使用u-boot booti指令加载并运行ARM64 Image格式kernel的方法。与此同时，我们在“u-boot FIT image介绍”介绍了一种新的uImage（u-boot Image）格式----FIT uImage。本文将基于这两篇文章，介绍FIT uImage的编译、启动等方法，目的有二：

1）作为“u-boot FIT image介绍”的实践篇。

2）以后“X Project”和u-boot有关的image格式，将统一使用FIT uImage。

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标签: arm64 u-boot uboot bootm fit uImage its itb

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Fix-Mapped Addresses

作者：linuxer 发布于：2016-9-9 12:44 分类：内存管理

某天，wowo同学突然来了一句：如果要在start_kernel中点LED，ioremap在什么时间点才能调用呢？我想他应该是想通过点 LED灯来调试start_kernel之后的初始化的代码（例如DTB解析部分的代码）。那天，我们两个花了二十分钟的时间，讨论相关的问题，我觉得很 有意思，因此决定写fix mapped address这样的一份文档。

在汇编代码中，由于没有打开MMU，想怎么访问外设都很简单，直 接使用物理地址即可，然而，进入start kernel之后（打开了MMU），想要访问硬件都是那么的不方便，至少需要通过ioremap获取了虚拟地址之后才可以访问。但是，实际上，在内核的启 动的初始阶段，内存管理子系统还没有ready，ioremap还不能调用（在mm_init之后可以正常使用）。

实际上，这个需求是和 early ioremap模块相关，此外，还有一些其他的需求，内核合并了这些需求并提出了fix mapped address的概念。本文就是描述关于fix mapped address的方方面面，BTW，本文的代码来自4.4.6内核，体系结构相关的代码依然选择的是ARM64。

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标签: fixmap

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u-boot FIT image介绍

作者：wowo 发布于：2016-9-2 21:49 分类：u-boot分析

Linux kernel在ARM架构中引入device tree（全称是flattened device tree，后续将会以FDT代称）的时候^[1]，其实怀揣了一个Unify Kernel的梦想----同一个Image，可以支持多个不同的平台。随着新的ARM64架构将FDT列为必选项，并将和体系结构有关的代码剥离之后，这个梦想已经接近实现：

在编译linux kernel的时候，不必特意的指定具体的架构和SOC，只需要告诉kernel本次编译需要支持哪些板级的platform即可，最终将会生成一个Kernel image，以及多个和具体的板子（哪个架构、哪个SOC、哪个版型）有关的FDT image（dtb文件）。

bootloader在启动的时候，根据硬件环境，加载不同的dtb文件，即可使linux kernel运行在不同的硬件平台上，从而达到unify kernel的目标。

本文将基于嵌入式产品中普遍使用的u-boot，以其新的uImage格式（FIT image，Flattened uImage Tree）为例，介绍达到此目标的步骤，以及背后的思考和意义。

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标签: u-boot fit uImage its itb

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