Linux Serial IO - 在两个线程之间拆分 Tx 和 Rx？答案

【问题标题】：Linux Serial IO - splitting Tx and Rx between two threads?Linux Serial IO - 在两个线程之间拆分 Tx 和 Rx？
【发布时间】：2014-01-02 14:24:15
【问题描述】：

在尝试实现串行 IO 的一个相当简单的例程时，我遇到了一些心理障碍。

情况是我们有一个嵌入式 linux 板（想想 Pi / Beagle），它使用 standard Linux termios code 与 UART 上的另一个设备通信。

问题是我们有两个相互冲突的要求：

在传输方向上，我们希望阻止Linux messaging queue msgrcv() 函数，直到有消息到达供我们发送。

在接收方向，我们需要等待/阻止传入消息（它可以具有规范模式操作的终止字符）。

Tx 和 Rx 是异步的，并且彼此不相关 - 两者都可能随时发生。

轮询会很痛苦，因为它会引入 CPU 周期开销和响应延迟。

一种方法是将其拆分为两个线程，一个处理 Tx 并在 msgrcv() 上阻塞，另一个在 Rx 上并在规范模式下阻塞 UART read() - 但这会带来设置的痛苦在 Tx 和 Rx 进程之间增加信号量，并且都必须重复打开和关闭串行端口，并且 Rx 线程可能最终不得不轮询信号量以防 Tx 想要控制，让我们回到轮询。

我要强调的是，我对所有这些 Linux 东西都比较陌生，所以我完全准备好看到我在这里缺少的明显的解决方案/方法/调用/操作。

是否有某种方法可以阻止 UART Rx，但仍能够按需传输？

【问题讨论】：

'但这会带来在 Tx 和 Rx 进程之间设置信号量的痛苦，并且都必须重复打开和关闭串行端口' - 为什么有必要这样做？保持端口开放！
是否不能使用只读标志 (O_RDONLY) 打开 /dev/ttyx 设备文件一次，然后在另一个线程中使用只写标志 (O_WRONLY) 打开？通常你可以打开文件两次......在第一个线程中读取，在另一个线程中写入，而不打开和关闭文件描述符。
文件是否需要打开两次？ RX 线程尝试打开端口，如果/成功，则将句柄/fd 作为 tx 线程创建参数传递。此后，rx 线程读取，tx 线程写入。 OP 似乎使本应非常简单的任务过于复杂。
只是一个建议：如果您可以从 sysV 消息队列切换到 POSIX 消息队列，那么（在 linux 上）mqid 是一个文件描述符。您不必阻止或投票。您可以使用select，甚至在收到新消息时让mq_notify 启动一个新线程。
@MartinJames - OP 不够熟悉，无法知道“显而易见”是可能的，因为我说我是 Linux 新手，所以不熟悉所有内部工作。

标签： c linux io embedded polling

【解决方案1】：

最后我听从了 Martin James 的建议，做了这样的事情：

fd = open(serial_port);
pthread_create(TxThread, fd);
pthread_create(RxThread, fd);

Linux 似乎对此非常满意，两个线程都可以毫无问题地完成工作。

【讨论】：

【解决方案2】：

将 msgqueue 的线程与管道结合使用可能更简单，因此您可以在串行 tx/rx 中使用 select()/poll()/... 在管道和串行端口上等待线程。

幸运的是，您甚至不必这样做。事实证明，在 Linux 上（但不是在所有其他 unix 上！）消息队列 ID 也是文件描述符，因此您可以在一次 poll() 调用中等待消息队列和串行端口。您只需要检查哪个处于活动状态即可弄清楚您必须做什么。

另见Why is there no poll/select-like mechanism for message queues。

【讨论】：