C++ 串口读取问题：ioctl(FIONREAD) 是否设置了错误的值？

Question

我遇到了一个非常奇怪的问题，我无法解决。我想使用 c++ 在 Mac Os X 上读取（仅读取）微控制器通过 USB 作为串口（FTDI）收集和发送的数据。一个完整数据序列的大小始终正好是 10 个字节。但是我使用以下代码读取数据：

导入的库：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <sys/ioctl.h>

代码：

void init(){
    serial = open(port.c_str(), O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK); // 0_RDONLY ?
    struct termios options;
    //set opt to 115200-8n1
    cfsetspeed(&options, B115200);
    options.c_cflag &= ~PARENB;
    options.c_cflag &= ~CSTOPB;
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    options.c_cflag |= CS8;

    tcsetattr(serial, TCSANOW, &options);
    if (serial < 0){
        //Error
    }else{
        //run loop
    }
}

void serial_loop(){
    long bytes_read;
    int bytes_available;
    unsigned char msg[10];
    while(1){
        do{
            usleep(1000);
            ioctl(serial, FIONREAD, &bytes_available);

        }while(bytes_available < 10); //wait for the sequence to complete

        bytes_read = read(serial, msg, 10);

        //do some parsing here
    }
}

此代码在几天前有效，但现在已无效。根据终端 -> 屏幕命令，数据可以完美地到达计算机。我检查了仍然正确的端口文件名，并且端口也已成功打开。我将我的问题缩小到 ioctl-command FIONREAD，它没有将正确的数字写入 bytes_available-var（不再）。它确实有效，而且我相信，我没有更改代码中的任何内容。

您是否发现任何可能导致此问题的问题？我的代码中是否有任何危险的段落？谢谢你的帮助，我真的被困在这里了...

编辑：多亏了反馈，我才能够再次得到它运行。这是当前代码：

int serial;
void init(){
    serial = open(port.c_str(), O_RDWR | O_NOCTTY); //removed 0_NONBLOCK
    struct termios options;
    //set opt to 115200-8n1
    cfsetspeed(&options, B115200);
    options.c_cflag &= ~PARENB;
    options.c_cflag &= ~CSTOPB;
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    options.c_cflag |= CS8;

    options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); //Non-canonical
    options.c_cc[VMIN]     = 1; //block read until at least 1 byte was recieved
    options.c_lflag = 0;

    tcsetattr(serial, TCSANOW, &options);
    if (serial < 0){
        //Error
    }else{
        //run loop
    }
}

void serial_loop(){
    int datalength = 10;
    long bytes_read = 0;
    int bytes_in_msg = 0;
    unsigned char buf[datalength];
    unsigned char msg[datalength];
    do{
        bytes_read = read(serial, buf, datalength-bytes_in_msg);
        usleep(1000);
        if (bytes_read>0){
            memcpy(&msg[bytes_in_msg], &buf, bytes_read);
        }
        bytes_in_msg += bytes_read;
    }while(bytes_in_msg < datalength);

    //do some parsing here
    }
}

这是有效的，但还有什么可能有问题吗？

感谢您的支持！

Answer 1

您的代码已损坏。没有协议可以允许 reader 等待写入者和写入者等待 reader。如果这样做，可能会导致死锁。

您的 do/while 循环拒绝读取任何数据，直到写入器写入所有 10 个。但是，串行端口允许写入器拒绝写入更多数据，直到 reader 读取它已经拥有的数据书面。因此它也不能允许 reader 拒绝读取更多数据，直到作者写入更多数据。

您不能使用FIONREAD等待写入更多字节，因为写入器可能也在等待您。相反，在字节可用时读取字节，从而确保您解除对编写器的阻塞。将它们累积在缓冲区中，当你有需要的数量时中断。

Answer 2

This code worked a few days ago but now it isn't anymore.

变化无常的程序行为通常表示初始化不当或不完整。
您的 termios 初始化仅配置波特率和字符帧，其他一切都留给机会。
参见 Setting Terminal Modes Properly 和 Serial Programming Guide for POSIX Operating Systems.

您修改后的代码仍未正确解决此问题。
代码从不通过调用 tcgetattr() 函数来初始化 termios 结构 options。
有关示例代码，请参阅我对 How to open, read, and write from serial port in C?

的回答

options.c_lflag = 0;

这不是分配 termios 元素的正确方法。

options.c_cc[VMIN]     = 1;

非规范模式需要同时定义 VMIN 和 VTIME 条目。
您的代码使用 VTIME 所在位置存在的任何垃圾值。
参见 Linux Blocking vs. non Blocking Serial Read。

FIONREAD which doesn't write the correct number to the bytes_available-var (anymore).

负面描述，即没有发生的事情，不如对发生的事情的描述有用或具体。
那么您要返回什么样的值？
为什么你认为它是“错误的”？

更重要的是，您为什么不检查每个系统调用的 return 值，尤其是您认为会给您带来问题的 ioctl()？

很可能是 ioctl() 失败，没有更新您的 bytes_available 变量，并且 return 编辑了一个错误代码。
您的代码无条件地使用 returned 参数，而不是首先检查一个好的 return。

另一个批评您的代码的答案具有误导性。可以禁用流量控制。您的代码被破坏是因为它没有进行正确的初始化并且没有检查错误 returns，而不是因为 comm link 是 “死锁”.

在您修改后的代码中：

    bytes_read = read(serial, buf, datalength-bytes_in_msg);
    usleep(1000);

阻塞读取之后 and/or 之前的休眠或延迟是多余的。

C++ 串口读取问题：ioctl(FIONREAD) 是否设置了错误的值？

C++ Serial port reading issue: does ioctl(FIONREAD) set a wrong value?

c++

unix

serial-port

ioctl