使用 termios 发送 AT 命令并获得回复的正确方法是什么答案

【问题标题】：What is the proper way to send an AT command with termios and get the reply使用 termios 发送 AT 命令并获得回复的正确方法是什么
【发布时间】：2019-05-25 03:00:30
【问题描述】：

我在（资源受限）嵌入式 Linux 平台（C 语言）中使用 Termios 从各种 tty 外围设备（CP2102 USB-UART）发送命令和接收数据。显然，有多种方法可以做到这一点，而且很多都是不合适的。我尝试了很少的成功，我遇到了一些可行的方法，但我不确定它是最佳的还是正确的：

#define BAUDRATE    115200
#define DEVICE      "/dev/ttyUSB0"
#define DATA        "BLK\r"

int handler(void){

    char buf[255];
    struct pollfd fds[1];
    int fd, ret, res, retry = 0;

connect:
    fd = open(DEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);
    if (fd == 0){
        perror(DEVICE);
        printf("Failed to open %s\n",DEVICE);
        sleepms(2000);
        if(retry++<5) goto connect;
        //exit(-1);
    }
    set_interface_attribs (fd, BAUDRATE, 0); // 8n1 no parity
    set_blocking (fd, 0);                    // not blocking
    fds[0].fd = fd;              // streams
    fds[0].events = POLLRDNORM;
    for (;;)
    {
        int count = write(fd, DATA, strlen(DATA));
        ret = poll(fds, 1, 1000);
        if (ret > 0){
            if (fds[0].revents & POLLHUP){ printf("Hangup\n"); close(fd); goto connect;}
            if (fds[0].revents & POLLRDNORM){
                res = read(fd,buf,255);
                if(!res){close(fd); goto connect;}
                buf[res-2]=0;
                printf("Received %d bytes : %s",res,buf);
            }
        }

    }
}

基本上发送命令，然后轮询，直到一些数据到来或发生超时。这工作了超过 24 小时，并且在通信方面没有显示问题，但是有一个问题：如果外围设备断开连接，那么我会收到“hangout”通知，但它永远不会重新连接，我期待它会因为我关闭文件并重试连接到接口.

另外，民意调查是这里最好的方法吗？我不想通过轮询将 CPU 时间浪费在纯粹的丢失中（除非轮询有一些机制可以将 CPU 时间释放给其他线程），但我仍然希望调用阻塞，直到发生超时或响应到达（即我不想发送命令并稍后通过回调获取响应）。响应来自外围设备，不到几毫秒。

n.b.我知道由于 goto 语句有些眼睛在流血，不用担心，这里使用 goto 来快速测试“重新连接”方法（没有用），但最后如果必须重新启动连接，它将在一个单独的函数，goto 永远不会在最终实现中使用。

编辑：

重写后。它可以工作但仍然存在问题，主要是当我断开外围设备时，Linux会随机保留端口名称或更改它。有时它会保留端口名称以进行多次连续断开连接，有时它会重命名它并使用新名称一段时间。所以我必须找到一种方法来从 USB 识别外围设备并获取当前端口名称。

断开连接时，它会从 tcgetattr 引发错误 9（我认为来自 set_interface_attribs 或 set_blocking），但是一旦重新连接并且如果 Linux 没有更改端口名称，那么它会立即重新连接并重新启动以按应有方式发送和接收，但是，当Linux重命名端口时，它会失败。

int fd=-1,retry=0;
struct pollfd fds[1];

int connect(void){

    if(fd==-1) fd = open(MODEMDEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);
    else return 0; // already opened
    printf("Connecting to fd #%d\n",fd);
    if (fd==0){
        perror(MODEMDEVICE);
        printf("Failed to open %s\n",MODEMDEVICE);
        retry++;
        sleepms(2000);
        return -1;
    }
    set_interface_attribs (fd, BAUDRATE, 0);    // 8n1 no parity
    set_blocking (fd, 0);                       // not blocking
    fds[0].fd = fd;                             // streams
    fds[0].events = POLLERR|POLLHUP|POLLRDNORM;
    return 0;
}
int handlePoll(){

    int ret=0,res=0;
    char buf[255];

    ret = poll(fds, 1, 1000); // 1000ms
    if (ret > 0){
        if (fds[0].revents & POLLERR){ close(fd); fd=-1; return -1; } // IO error
        if (fds[0].revents & POLLHUP){ close(fd); fd=-1; return -2; } // interface closed
        if (fds[0].revents & POLLRDNORM){
            res = read(fd,buf,255);
            if(!res){ close(fd); return -3; } // data receive error
            buf[res-2]=0;
            printf("Received %d bytes : %s\n",res,buf);
            return 0;
        }
        return -4; // unknown error
    }
    return -5; // timeout
}
int sendCMD(char* cmd){

    int res=1;
    retry=0;

    while(res && retry<5){ res=connect(); }
    if(res) return -7;
    if(retry>5) return -8;
    int len = strlen(cmd);
    int count = write(fd, cmd, len);
    if(count<len){ return -6;}
    return handlePoll();
}
int main(void){

    while(1){
        switch(sendCMD(DATA)){
        case -1: printf("IO error\n"); break;
        case -2: printf("Interface closed error\n"); break;
        case -3: printf("data receive error\n"); break;
        case -4: printf("Unknown error\n"); break;
        case -5: printf("Timeout\n"); break;
        case -6: printf("Command send error\n"); sleepms(200); break;
        case -7: printf("Interface open error\n"); break;
        case -8: printf("Cannot open interface after 5 try\n"); break;
        default: break;
        }
    }
}

我认为应该有更好的方法来处理断开连接 (Detecting if a character device has disconnected in Linux in with termios api (c++))

【问题讨论】：

除非轮询有某种机制可以将 CPU tiem 释放到其他线程 - 这正是 poll() 调用的目的，为其他进程（和线程）释放 cpu。主要有两所学校 - poll() 或 select()。除了在for{if{if{ 内部跳出的可怕 goto 和一些缩进主观标记之外，这是很好的代码。最好设置fds[0].events = POLLERR|POLLHUP|POLLRDNORM 并处理 POLLERR。如果你使用poll()，你可以只使用set_blocking(, 1)。
哦，太好了，谢谢，我没有意识到，来自裸机嵌入式系统，轮询周期非常昂贵（除非有 RTOS）。好的，我会检查 fds[0].events = POLLERR|POLLHUP|POLLRDNORM，处理 POLLERR，然后正确处理断开/重新连接。
您标记了linux，所以poll() 可能是用GNU libc glibc 实现的，并通过poll() 系统调用转发给kenrel。然后内核将您的进程设置为阻塞状态，因此它没有执行，它正在等待 I/O。这段代码有效，这里真的没有问题，我投票作为stackoverflow的题外话。它可能更适合codereview.stackexchange.com
是的，它是在 GNU libc 中实现的，感谢您的审查！
抱歉，但是您的第二版仍然存在与第一版相同的问题（也许更多！）并且只能靠侥幸工作。

标签： c linux select termios

【解决方案1】：

connect:
    fd = open(DEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);
    if (fd == 0){
        perror(DEVICE);

open(2) 不会返回 0，而是在出现错误时返回 -1。 0 是一个有效的文件描述符——按照惯例是标准输入。

        int count = write(fd, DATA, strlen(DATA));
        ret = poll(fds, 1, 1000);
        if (ret > 0){

为什么不检查write() 的返回值？如果上面的open()确实失败并返回-1，那么这个write()也会失败，返回-1并将errno设置为EBADF。

                res = read(fd,buf,255);
                if(!res){close(fd); goto connect;}
                buf[res-2]=0;

同上，您不在乎read() 是否失败，如果上面的open() 无法打开文件，它肯定会这样做。就像open()、write() 和所有系统调用一样，read() 将在出错时返回-1。

由于您的文件描述符是非阻塞的，因此请准备好分别处理像 EAGAIN 这样的瞬时错误 [2]。

如果res == -1 buf[res-2]=0 在buf 开始之前写入会破坏内存。

请注意，poll() 将不会在 revents 中设置 POLLERR，如果传递了一个无效的 fd —— 如果它是负数（如fd 由您的失败 open() 返回），如果是肯定的，则设置 POLLNVAL。

            if (fds[0].revents & POLLHUP){ printf("Hangup\n"); close(fd); goto connect;}
            if (fds[0].revents & POLLRDNORM){

POLLHUP 和 POLLRDNORM[1] 可以在 revents 中一起返回，表示最后可能的读取，您的代码将错过该读取。

我强烈建议您使用strace(1) 您的程序，您可以在程序运行时使用strace -p PID。

[1] 顺便说一句，POLLRDNORM 相当于 Linux 中的POLLIN。

[2] 和EINTR，如果您的程序或它使用的库正在设置任何信号处理程序。

【讨论】：