Файловый дескриптор находится в режиме блокировки, но read () не блокирует

Question

Я пишу некоторое программное обеспечение для обработки чтения / записи последовательного порта для системы Beaglebone. ОС - Debian 9. Я пишу код на C с --std=gnu99.

Вот мой код:

// reference
// https://www.cmrr.umn.edu/~strupp/serial.html

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <termios.h>
#include <sys/ioctl.h>

int open_port(void)
{    
    int fd;

    fd = open("/dev/ttyS1", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    // removing O_NDELAY no difference
    if(fd == -1)
    {
        perror("open_port: Unable to open /dev/ttyS1 - ");
    }
    else
    {
        fcntl(fd, F_SETFL, 0);
    }

    return fd;
}

int main()
{

    // open fd for serial port
    int fd = open_port();


    // set baud rate
    struct termios options;
    // get current options
    tcgetattr(fd, &options);
    // set input and output baud
    cfsetispeed(&options, B115200);
    cfsetospeed(&options, B115200);
    // enable reciever and set local mode
    // CLOCAL: ignore modem control lines
    // CREAD: enable reciever
    options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);

    // set partity bit
    //options.c_cflag &= PARENB;
    options.c_cflag &= ~PARENB;
    // use even parity
    //options.c_cflag &= ~PARODD;
    // use only 1 stop bit
    options.c_cflag &= ~CSTOPB;
    // set character size to 8 bit
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    options.c_cflag &= CS8;
    // disable flow control
    //options.c_cflag &= ~CNEW_RTSCTS; // does not work?

    // note: check local options, some may be required
    // disable canonical input (use raw)
    // disable echoing of characters
    // disable echoing of erase characters
    // disable signals SIGINTR SIGSUSP SIGDSUSP, SIGQUIT
    // input characters are passed through exactly as recieved
    options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);

    // disable parity check
    options.c_iflag &= IGNPAR;

    // disable flow control (software)
    options.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);

    // set raw output, no output processing
    options.c_oflag &= ~OPOST;

    // set options
    tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);

    char data[] = {0x01, 0x03, 0x00, 0x00};
    int n = write(fd, data, 4);
    if(n =! 4)
    {
        printf("write fail %d\n", n);
    }

    char buffer[40];
    n = read(fd, buffer, 2);
    if(n != 2)
    {
        printf("read fail %d\n", n);
    }
    if(buffer[0] == 0x03 && buffer[1] == 0x00)
    {

    }
    else
    {
        printf("uart error\n");
    }

    char data2[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x01};
    n = write(fd, data2, 4);
    if(n != 4)
    {
        printf("write fail %d\n", n);
    }

    n = read(fd, buffer, 2);
    if(n != 2)
    {
        printf("read fail %d\n", n);
    }
    if(buffer[0] == 0x03 && buffer[1] == 0x00)
    {

    }
    else
    {
        printf("uart error\n");
    }

    printf("process complete\n");

    // to close
    close(fd);
}

У меня проблема с вызовами read() , не блокирующими . Это не желаемое поведение. Эти вызовы должны блокироваться, пока не будут получены 2 байта данных.

Я думаю, что я где-то неправильно настроил опцию. Однако я не знаю, где ошибка, и из того, что я исследовал, это должно быть чтение в режиме блокировки. (fcntl(fd, F_SETFL, 0);)

Answer 1

У меня проблема с вызовами read() , не блокирующими .

Это на самом деле заключение, а не наблюдение.
Предположительно, ваша программа сообщает об отсутствии чтения байтов, что технически не является ошибкой.

... из того, что я исследовал, это должно быть чтение в режиме блокировки. (fcntl(fd, F_SETFL, 0);)

Правильно, дескриптор файла сконфигурирован для режима блокировки.

Я думаю, что я где-то неправильно настроил опцию.

Да, ваша конфигурация termios неполная. (Он использует правильные побитовые операции, но, к сожалению, он неполон и содержит ошибки, см. ДОБАВЛЕНИЕ.)
При настройке на неканонический режим необходимо также указать параметры VMIN и VTIME .
Если не указано (как в вашем коде), вероятно, будут действовать значения по умолчанию VMIN = 0 и VTIME = 0, что эквивалентно неблокирующему чтению.

---

Обратите внимание, что длина байта в системном вызове read () оказывает минимальное влияние на поведение завершения (кроме ограничения количества возвращаемых байтов).
Со страницы man для читайте (2) :

read () пытается прочитать до count байтов из файлового дескриптора fd в буфер, начиная с buf.

Следовательно, параметр count фактически является максимальным.
Фактическое число считанных байтов может быть от нуля до count в зависимости от значений, настроенных для VMIN и VTIME (и фактических доступных данных).

См. Блокирование Linux против последовательных неблокирующих операций. Прочитайте для более подробной информации.

---

Чтобы прочитать как минимум два байта на системный вызов (без ограничения по времени), включите в конфигурацию termios следующее:

options.c_cc[VMIN] = 2;
options.c_cc[VTIME] = 0;

Вышеуказанные два оператора, вставленные в вашу программу перед системным вызовом tcsetattr () , будут вызывать постоянную блокировку вашей программы до тех пор, пока в каждом операторе read(fd, buffer, 2) не будет возвращено ровно два байта.
Оператор read(fd, buffer, 4) также будет блокировать навсегда и возвращать 2, 3 или 4 байта данных (в зависимости от времени программы в отношении приема и буферизации данных).

---

ADDENDUM

Оказывается, в вашей инициализации termios есть несколько ошибок.
После публикации ваша программа не передает и не принимает какие-либо данные правильно, и вы не смогли обнаружить эти ошибки или не упомянули их.

Следующий оператор в вашей программе стирает все предыдущие операции c_cflag и непреднамеренно перенастраивает скорость передачи в B0 и размер символа в CS5 :

    options.c_cflag &= CS8;

Правильный синтаксис:

    options.c_cflag |= CS8;

Заявление

    options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);

должно быть расширено за счет большего количества атрибутов для соответствия cfmakeraw () :

    options.c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL | ICANON | ISIG | IEXTEN);

Следующая инструкция в вашей программе отключает каждый атрибут в c_iflag, за исключением IGNPAR , и оставляет атрибут IGNPAR в неизвестном / неоднозначном состоянии:

    // disable parity check
    options.c_iflag &= IGNPAR;

Чтобы соответствовать cfmakeraw () , его следует изменить на:

    options.c_iflag &= ~(IGNBRK | BRKINT | PARMRK | ISTRIP
                       | INLCR | IGNCR | ICRNL);

---

Со всеми упомянутыми исправлениями я могу заставить вашу программу работать как положено.