Linux串口IO模式的一些心得
眾所周知，在Linux系統(tǒng)下所有設(shè)備都是以文件的形式存在，串口也一樣。
通常I/O操作都是有阻塞與非阻塞的兩種方式。
其中"超時(shí)"這個(gè)概念其實(shí)是阻塞中的一種處理手段，本質(zhì)還是屬于阻塞的I/O模式.
在Linux中串口的IO操作 本文將它分為三種狀態(tài)：
- 阻塞狀態(tài)
- 超時(shí)狀態(tài)
- 非阻塞狀態(tài)
這三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換組合有這么幾種：
- 阻塞 --> 超時(shí)
- 阻塞 --> 非阻塞
- 超時(shí) --> 阻塞
- 超時(shí) --> 非阻塞
- 非阻塞 --> 阻塞
我們一個(gè)一個(gè)來分析
首先在一個(gè)串口的描述符打開的時(shí)候指定它的模式是阻塞還是阻塞
- fd = open("/dev/tttyS0",O_RDWR | O_NOCTTY);//以阻塞模式打開串口
- fd = open("/dev/tttyS0",O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);//以非阻塞模式打開串口
- //O_NDELAY 等價(jià)于 O_NOBLOCK
當(dāng)一個(gè)串口是阻塞狀態(tài)的時(shí)候便可以設(shè)置它為超時(shí)狀態(tài)。
利用 struct termios 的 cc_t c_cc[NCCS] 成員
- c_cc[VTIME] 非規(guī)范模式讀取時(shí)的超時(shí)時(shí)間(單位:百毫秒)
- c_cc[VMIN] 非規(guī)范模式讀取時(shí)的最小字符數(shù)
如需需要設(shè)置超時(shí)則c_cc[VMIN] 必須等于0。這代表能夠讀取的最小字符是0個(gè)，即使用read讀取數(shù)據(jù)超時(shí)read返回0
有一個(gè)需要注意的地方！
當(dāng)c_cc[VTIME] 設(shè)置為 0 且 c_cc[VMIN] == 0 的時(shí)候,代表超時(shí)0秒(姑且這么叫吧!)這個(gè)時(shí)候使用read讀取數(shù)據(jù)會(huì)立即返回（有讀到數(shù)據(jù)時(shí)返回字節(jié)數(shù)，沒有數(shù)據(jù)和一般超時(shí)一樣返回0）但是，雖然這時(shí)候在現(xiàn)象上看起來和非阻塞模式一樣(read都不會(huì)阻塞)但返回值不同
非阻塞模式: read沒有讀到數(shù)據(jù)立即返回-1
超時(shí)0秒時(shí): read沒有讀到數(shù)據(jù)立即返回 0 (設(shè)置了超時(shí)的阻塞模式)
- ret = read(fd,recvbuf,BUF_SIZE);
- if(ret == -1)//非阻塞模式時(shí)"無數(shù)據(jù)返回"
- {
- //do something
- }
- ret = read(fd,recvbuf,BUF_SIZE);
- if(ret == 0)//阻塞模式設(shè)置超時(shí)0秒時(shí)"超時(shí)返回"
- {
- //do something
- }
雖然表現(xiàn)形式一樣，但在編程時(shí)必須要了解自己使用的是哪一種模式和串口當(dāng)前的狀態(tài)才能更好的分析和處理問題。
這里說一下我曾經(jīng)遇到過的一個(gè)問題:
我在打開串口時(shí)使用阻塞模式打開，但是沒有設(shè)置c_cc[VMIN]的值，而它初始化后就是0,所以發(fā)現(xiàn)串口沒有被阻塞，其實(shí)原因就是串口模式還是阻塞模式?jīng)]錯(cuò)，但是它是超時(shí)0秒的狀態(tài)，所以在沒有數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)read也返回了。
阻塞狀態(tài)和非阻塞狀態(tài)的切換
非阻塞狀態(tài)時(shí)使用
- fcntl(fd,F_SETFL,0);
即可轉(zhuǎn)換成阻塞狀態(tài)，同樣可以設(shè)置超時(shí)
當(dāng)非阻塞狀態(tài)已經(jīng)設(shè)置了超時(shí)時(shí)，在轉(zhuǎn)換成阻塞狀態(tài)后超時(shí)也隨同生效
阻塞狀態(tài)時(shí)使用
- fcntl(fd,F_SETFL,FNDELAY);
- //FNDELAY等價(jià)于FNONBLOCK
即可轉(zhuǎn)換成非阻塞狀態(tài)，超時(shí)失效
這里提一下 fcntl.h中幾個(gè)宏的定義
- /* Define some more compatibility macros to be backward compatible with
- BSD systems which did not managed to hide these kernel macros. */
- #ifdef __USE_BSD
- # define FAPPEND O_APPEND
- # define FFSYNC O_FSYNC
- # define FASYNC O_ASYNC
- # define FNONBLOCK O_NONBLOCK
- # define FNDELAY O_NDELAY
- #endif /* Use BSD. */
現(xiàn)在一目了然了吧？打開串口時(shí)非阻塞模式的O_NDELAY或O_NONBLOCK選項(xiàng)
fcntl設(shè)置非阻塞模式的第3個(gè)參數(shù)FNDELAY或者FNONBLOCK 其實(shí)都是O_NONBLOCK主要就是為了兼容
