目录
15 串口通讯
15.1 概要
15.2 介绍
15.3 终端
15.4 拨入服务
15.5 拨出服务
15.6 设置串行控制台
=============================================================
第15 章串口通讯
=============================================================
(翻译中出现的任何问题或错误，请广大读者及时反馈给我：freebsdhandbook@163.com)
15.1 概要
UNIX 都是支持串口通讯的。事实上，早期的UNIX 系统就是利用串行线来输入和输出数
据的。那时通常的“terminal”包含了一个每秒10 个字符的串行打印机和键盘时，现在这
些事情已经有所变化了。这章将介绍一些利用FreeBSD 进行串行通讯的方法。
读完这章，你将了解到：
. 如何通过终端连接到FreeBSD 系统。
. 如何使用modem 拨号到远程域。
. 如何允许远程用户通过modem 登陆到你的系统。
. 如何从串行控制台引导你的系统。
阅读这章之前，你应当了解：
. 如何配置和安装一个新的内核。（第9 章）
. 理解unix 的权限和进程。（第3 章）
. 通过网络设备访问技术参考手册。
15.2 介绍
15.2.1 术语
bps
每秒比特---数据的传输速率
DTE
数据终端设备---如你的电脑
DCE
第1 页FreeBSD 使用手册
数据通讯设备---如你的modem
RS-232
用于硬件串行通讯的EIA 标准
15.2.2 线缆和端口
要从你的FreeBSD 系统连接到一个modem 或终端，你需要有一个串行端口，和连接到你
串行设备的适当的线缆。如果你比较熟悉硬件和线缆，你可以跳过这节。
15.2.2.1 线缆
有好几种线缆。两个最普通的类型是null-modem 线缆和标准RS-232 线缆。你的硬件的
规格说明会有详细描述。
15.2.2.1.1 Null-modem 线缆
一个null-modem 线缆会直接通过象signal ground 这样的信号。如果你想自己选择线
缆，你可以做一个使用null-modem 的线缆。这个线缆在一个DB-25 连接器上会显示RS-232C
信号名和pin 号码。
Pin # Signal Signal Pin #
TxD 2 连接到3 RxD
RxD 3 连接到2 TxD
DTR 20 连接到6 DSR
DSR 6 连接到20 DTR
SG 7 连接到7 SG
DCD 8 连接到4 RTS
RTS 4 5 CTS
CTS 5 连接到8 DCD
15.2.2.1.2 标准RS-232C 线缆
一个标准的串行线缆会直接通过所有的RS-232C 信号。这是连接一个modem 到你的
FreeBSD 系统的线缆类型，线缆的类型需要针对一些终端。
第2 页FreeBSD 使用手册
15.2.2.2 端口
串行端口是FreeBSD 主机与终端传输数据的设备。这节描述了端口的种类和他们在
FreeBSD 上的地址。
15.2.2.2.1 几种端口
有好几种端口存在。你在购买和做线缆之前，你需要确定它是否适合你机器的接线端。
绝大多数的接线端有DB25 端口。个人电脑包括运行FreeBSD 的PC 机，有DB25 或DB9
端口。如果你有一个多端口的串行卡，你可以使用RJ-12 或RJ-45 端口。请仔细看看硬件
的说明。
15.2.2.2.2 端口名称
在FreeBSD 中，你可以通过/dev 目录中的一个记录来访问每个串行端口。有两种不同
的记录：
. 呼入端口被命名为/dev/ttyd N，这儿N 是端口号，从零开始。通常，你使用呼入端
口作为接线端。呼入端口要求数据线使用载波检测信号来工作。
. 呼出端口被命名为/dev/cuaa N。你通常不使用呼出端口作为接线端，只使用modem。
如果串行线或接线端不支持载波检测数据传输，你可以使用呼出端口。
如果你已经连接到了第一个串行端口，那你需要使用/dev/ttyd0 来应用接线端。如果它
是在第二个串行口，那就是/dev/ttyd1，等等。
15.2.3 内核配置
FreeBSD 默认支持4 个串行端口。在MS-DOS 下，这些是COM1:, COM2:, COM3:和COM4:。
FreeBSD 当前支持dumb 多端口串行接口卡，如BocaBoard 1008 and 2016，就象许多Digiboard
和Stallion Technologies 制造的智能多接口卡。默认的内核只会寻找标准的COM 接口。
要看看你的内核是否支持你的串口，需要在内核启动时查看一些信息，或使用
/sbin/dmesg 命令重新播出内核启动信息。特别的，寻找以sio 为特征的启动信息。
提示：要看看带有sio 的信息，可以使用下面的命令：
# /sbin/dmesg | grep 'sio'
第3 页FreeBSD 使用手册
例如，在一个带有4 个串行口的系统上，这些是串行口特定的内核启动信息：
sio0 at 0x3f8-0x3ff irq 4 on isa
sio0: type 16550A
sio1 at 0x2f8-0x2ff irq 3 on isa
sio1: type 16550A
sio2 at 0x3e8-0x3ef irq 5 on isa
sio2: type 16550A
sio3 at 0x2e8-0x2ef irq 9 on isa
sio3: type 16550A
如果你的内核没有认出你的所有串行口，你需要为你的系统定制一个内核。更多有关配
置内核的细节，可以看看第9 章。
在你的内核配置文件中相关的设备行是这样的：
device sio0 at isa? port "IO_COM1" tty irq 4 vector siointr
device sio1 at isa? port "IO_COM2" tty irq 3 vector siointr
device sio2 at isa? port "IO_COM3" tty irq 5 vector siointr
device sio3 at isa? port "IO_COM4" tty irq 9 vector siointr
你可以注释掉或完全删除你没有的设备。请看看sio 的有关如何为你的多端口主板写入
配置信息的联机手册。如果你使用了一个不同版本的FreeBSD 的配置文件，请小心点，因为
设备的标记在两个版本之间已经改变了。
15.2.4 设备指定文件
内核中的绝大多数设备可以通过device special files 来访问，它就在/dev 目录下。
Sio 设备通过/dev/ttyd N (dial-in)和/dev/cuaa N (call-out)来访问。FreeBSD 也提供了初
始化的设备(/dev/ttyid N and /dev/cuai0 N) 和锁定的设备(/dev/ttyld N and
第4 页FreeBSD 使用手册
/dev/cual0 N)。初始化的设备在每次端口被打开时被用来初始化设备通讯端口参数。例如使
用CTS/RTS 的流控制信号的crtscts。锁定设备被用来锁定端口的标记以阻止用户或程序改
变某个参数；看看termios, sio, and stty 的联机手册了解更多信息。
15.2.4.1 编译设备指定文件
注意：FreeBSD 5.0 已把自动创建设备接点的devfs 文件系统作为是必需的。如果你在
运行启用devfs 的FreeBSD 版本，你就可以跳过这一节。
一个在/dev 目录下的叫做MAKEDEV 的shell 脚本管理着设备的特殊文件。要使用
MAKEDEV 来编译拨号设备，以使用COM1：（port 0）,cd 进入/dev,然后执行命令MAKEDEV
ttyd0。同样地，要编译拨号设备以使用COM2:(port 1),可以执行MAKEDEV ttyd1。MAKEDEV
不仅仅创建/dev/ttyd N设备特殊文件，也创建/dev/cuaa N, /dev/cuaia N, /dev/cuala N,
/dev/ttyld N, 和/dev/ttyid N节点。
编译完支持新设备的特殊文件之后，需要检查文件的权限来确定谁可以在这些文件上读
写—你可能不想让普通的用户来使用你的modem 吧。默认的在/dev/cua*上的权限应当比较
充分：
crw-rw---- 1 uucp dialer 28, 129 Feb 15 14:38 /dev/cuaa1
crw-rw---- 1 uucp dialer 28, 161 Feb 15 14:38 /dev/cuaia1
crw-rw---- 1 uucp dialer 28, 193 Feb 15 14:38 /dev/cuala1
这些许可允许用户uucp 和在组拨号上的用户使用呼出设备。
15.2.5 串行端口配置
ttyd N (或cuaa N)设备是你要打开你的应用程序的规则设备。当一个进程打开某个设备，
它将有一个终端I/O 的默认设置。你可以在命令行看这些设置：
# stty -a -f /dev/ttyd1
当你修改了这个设备的设置，这个设置会生效，除非设备被关闭。当它被重新打开时，
它将回到默认设置。要修改默认设置，你可以打开和调整initial state 设备的设置。例如，
要打开CLOCAL 模式，8 位通讯，默认的XON/XOFF 流控制，键入：
第5 页FreeBSD 使用手册
# stty -f /dev/ttyid5 clocal cs8 ixon ixoff
系统的串行设备的初试化可以在/etc/rc.serial 中被控制。这个文件影响了串行设备
的默认设置。
要防止某个设置被一个应用程序所修改，需要调整lock state 设备。例如，要锁定ttyd5
的速度为57600 bps，键入：
# stty -f /dev/ttyld5 57600
现在，一个打开ttyd5 和设法改变端口速度的应用程序将被固定在57600 bps。很自然
地，你需要确定初始情形，和锁定设备的写入状态，只有root 才能写。
15.3 终端
当你不在电脑控制台或不在一个连接的网络上时，终端提供了一个方便和低成本的访问
你的FreeBSD 系统的方法。这节描述了如何在FreeBSD 上使用终端。
15.3.1 终端的用法和类型
早期的UNIX 系统没有控制台。人们通过将终端连接到电脑的串行口来登陆和使用程序。
它很象用一个modem 和一些终端软件来拨号进入一个远程的系统只执行文本的工作。
今天的PC 已经可以使用高质量的图形了，但与今天的其他UNIX 操作系统一样，建立一
个登陆的能力仍然存在；通过使用一个终端连接到一个没有使用的串行口，你就能登陆和运
行任何文本程序或在X Window System 中运行一个xterm 窗口程序。
对于商业用户，你可以配上任何终端到FreeBSD 系统，然后把它们放在员工的桌面上。
对于一个家庭用户，可以使用一台比较老的IBM PC 或Macintosh 运行一个终端连接到一台
运行FreeBSD 的高性能机器上。
对于FreeBSD，有三种终端：
. Dumb 终端
. 充当终端的PCs
. X 终端
第6 页FreeBSD 使用手册
下面的小节将描述每一种。
15.3.1.1 Dumb 终端
Dumb 终端可以适应好几种硬件，让你通过串行线连接到电脑。他们被叫做dumb 是因为
他们只能够用来显示、发送和接受文本。你不能在它上面运行任何程序。
有好几百种dumb 终端被制造，包括Digital Equipment Corporation's VT-100 和
Wyse's WY-75。只有几种可以在FreeBSD 上工作。一些高端的终端可以显示图形，但只有某
些软件包可以使用这些高级特性。
15.3.1.2 充当终端的PCs
如果一个dumb 终端有足够的能力来显示、发送和接受文本，那这些个人电脑可以作为
一个dumb 终端。你所需要的只是适当的线缆和一些终端模拟软件。
这样一个配置被广泛运用于家庭。例如，如果你的妻子忙于在你的FreeBSD 系统控制台
上工作，你也可以从一台低档的个人电脑登陆到FreeBSD 系统执行一些文本的工作。
15.3.1.3 X 终端
X 终端是最复杂的终端系统。它们通常需要使用以太网来连接。他们能显示任何X 应用
程序。我们介绍X 终端只是为了感兴趣。然而，这章不会涉及X 终端的安装、配置或使用。
15.3.2 配置
这节描述了你在一个终端上启用一个登陆活动，需要你在FreeBSD 系统上配置些什么。
假设你已经配置好了你的内核来支持串行端口，你就可以连接了。
回想起第7 章，init 进程依赖于系统启动时所有的处理控制和初始化。通过init 来执
行的一些任务将先读取/etc/ttys 文件，然后在可用的终端上启用一个getty 进程。getty
进程可用来阅读一个登陆名和启动登陆程序。
然而，要配置你FreeBSD 系统的终端，你需要以root 来执行下面的步骤：
1. 如果它不在那儿，你需要为串行端口在/dev 目录下添加一行记录到/etc/ttys。
2. 指定/usr/libexec/getty 在端口上运行，然后从/etc/gettytab 文件指定适当的
getty类型。
第7 页FreeBSD 使用手册
3. 指定默认的终端类型。
4. 设置端口为on。
5. 确定端口是否为secure。
6. 迫使init 重新读取/etc/ttys 文件。
作为可选的步骤，你可以通过在/etc/gettytab 中建立一个记录，在第2 步创建一个定
制的getty类型来使用。这章不会介绍如何做；你可以看看gettytab 和getty 的联机手册
了解更多信息。
15.3.2.1 添加一个记录到/etc/ttys
/etc/ttys 文件列出了你FreeBSD 系统上允许登陆的所有端口。例如，第一个虚拟控制
台ttyv0 在这个文件中有一个记录。你可以使用这个记录登陆进控制台。这个文件也包含其
他虚拟控制台的记录、串行口、和伪-ttys。对于一个硬连线的终端，只要列出串行端口的
/dev 记录。
默认的FreeBSD 安装包括了支持最初四个串行口ttyd0 到ttyd3 的/etc/ttys 文件。如
果你从那些端口来使用终端，你不需要添加另一个记录。
例15-1.添加终端记录到/etc/ttys
建议我们连接两个终端给系统：一个Wyse-50 和一个老的运行Procomm 终端软件模拟一
个VT-100 终端的286IBM PC。在/etc/ttys 文件中的相应的记录是这样的：
"/usr/libexec/getty std.38400" wy50 on insecure ttyd1
ttyd5 "/usr/libexec/getty std.19200" vt100 on insecure
，第一部分指定了终端特殊文件的名称，它可以在/dev 中找到。
，第二部分是在这行执行的命令，通常是getty。Getty 初始化然后打开一行，设置
速度，用户名的命令和执行登陆程序。
getty 程序在它的命令行接收一个参数， getty类型。一个getty类型会在终端行描述
一个特征，象bps rate 和parity。getty 程序从/etc/gettytab 文件读取这些字符。文件
/etc/gettytab 包含了许多老的和新的终端线的记录。在很多例子中，启动文本std 的记录
第8 页FreeBSD 使用手册
将用硬连线终端来工作。这些记录忽略了奇偶性。这是一个从110 到115200 的每bps 的std
记录。当然，你可以添加你自己的记录到这个文件。Gettytab 的联机手册提供了更多的信
息。
当在/etc/ttys 中设置getty类型的时候，确信在终端上的通讯设置匹配。
在我们的例子中，Wyse-50 不使用奇偶性，用38400 bps 来连接。286 PC 不使用奇偶性，
用19200bps 来连接。
，第三部分是通常连接到那个tty 线的终端类型。对于拨号端口，不知名的或拨出的
通常被用在这个地方。对于硬连线的终端，终端类型不会改变，所以你可以从termcap 数据
库文件中放置一个真正的终端类型。
在我们的例子中，Wyse-50 使用真正的终端类型，而运行Procomm 的286 PC 将被设置成
在VT-100 上的模拟。
，如果端口被启用，可以指定第四个部分。在第二部分，把它放在这儿将执行初始化
进程来启动程序getty。如果你在这部分推迟，将没有getty，在端口上因此就没有登陆。
，最后部分被用来指定端口是否安全。标记一个安全的端口意味着你信任它允许用root
帐户从哪个端口登陆。不安全的端口不允许root 登陆。在一个不安全的端口上，用户必须
用无特权的帐户登陆，然后使用su 或一个相似的机制来获得超级用户的权限。
15.3.2.2 重新读取/etc/ttys 来强制初始化
对/etc/ttys 文件做一个必要的修改后，你必须发送一个SIGHUP 信号给初始化进程来
迫使它重新读取它的配置文件，例如：
# kill -HUP 1
如果能够被正确设置，所有的线缆都是适当的，终端将可以启用了，然后一个getty
进程将在每个终端被运行，你将在你的终端上看到登陆命令行。
15.3.3 你的连接可能出现的问题
即使你小心翼翼地注意细节，你仍然可能会在设置终端时出错。这儿有一个有关问题的
现象和解决办法的列表：
第9 页FreeBSD 使用手册
1，没有登陆命令出现：
确定终端被嵌入和打开了。如果把一台个人电脑充当一个终端，确信终端模拟软件运行
在正确的串口上。
确信线缆被稳固地连接在终端和FreeBSD 电脑上。确信用了正确的电缆。
确定终端和FreeBSD 的传输速率和奇偶设置已经一致了。如果你有一个图象显示终端，
确信对比度已经调节好了。如果它是一个可打印的终端，确信纸张和墨水已经准备好了。
确定一个getty 进程正在运行和服务终端。例如，可以用ps 命令来得到运行getty 程
序的列表，键入：
# ps -axww|grep getty
你将看到一个终端的记录。例如，下面的显示表明一个getty 正在第二个串行端口ttyd1
运行，正在/etc/gettytab 中使用std.38400 的记录：
22189 d1 Is+ 0:00.03 /usr/libexec/getty std.38400 ttyd1
如果没有getty 进程运行，确信你已经在/etc/ttys 中启用了端口。在修改完ttys 文
件后，记得运行kill -HUP 1 。
2，出现一个“垃圾”而不是一个登陆命令行
确信终端和FreeBSD 使用相同的bps 传输率和奇偶校验设置。检查一下getty 进程确信
当前使用的正确的getty 类型。如果没有，编辑/etc/ttys 然后运行kill -HUP 1。
3，当键入密码时，字符两个两个出现
将终端（或终端模拟软件）从“half duplex”或“local echo”换成“full duplex”。
15.4 拨入服务
配置FreeBSD 系统来用拨入服务与连接到终端是非常相似的，除非你正在使用modem
来拨号。
15.4.1 外置和内置modem
外置modem 看起来很容易拨号。因为，外置modem 可以通过储存在非易失性的RAM 中的
第10 页FreeBSD 使用手册
参数来配置，他们通常提供指示器来显示重要的RS-232 信号的状态。不停闪光的信号灯能
给用户留下比较深刻的印象，而且指示器也可以用来查看modem 是否正常地工作。
内置modem 通常缺乏非易失性的RAM，所以对它们的配置可能被限制在通过DIP 开关来
设置。如果你的内置modem 有指示灯，你也很难看得到。
15.4.1.
