Question

我有一个自定义USB cdc-acm设备，可以通过串行通信将图像发送到计算机。内核驱动程序工作正常，因为设备显示为/ dev / ttyACM0，我能够使用打开，写入和读取功能发送命令和获取数据。

当设备连续发送数据时，我在while循环中的单独线程中获取此数据：

while (m_isListening)
{
    int rd = read(m_file_descriptor, read_buffer, 512);

    // Display read data
    if (rd > 0)
    {
        std::cout << rd << " bytes read: ";
        for (int i = 0; i < rd; i++)
        {
            printf(" %x", read_buffer[i]);
        }
        std::cout << " # END" << std::endl;
    }
    // Nothing was to be read
    else if (rd == 0)
    {
        std::cout << "No bytes read =(" << std::endl;
    }
    // Couldn't acces the file for read
    else
    {
        printf("%d %s \n", errno, strerror(errno));
    }
}
std::cout << std::endl;

我设法读取和显示数据，但我也有很多这样的行（11 = EAGAIN错误）：

11 Ressource Temporarily Unavailable

所以我有几个问题：

我/我应该多快访问（读入）tty文件？
EAGAIN错误是否意味着当设备写入文件时我无法读取文件？
如果是，那么结果是否意味着当我在文件中读取时，设备无法写入文件？那么数据会丢失吗？
最后（以及更主观的问题），我是否正在使用这种代码做一些非常脏的事情？有关通过tty文件访问实时数据的任何意见或建议吗？

感谢。

修改

更精确一些：此代码的目的是仅在linux下与设备建立C / C ++接口。我知道该设备以特定的帧速率发送大约105千字节的帧（但代码不应该依赖于此帧速率，并且在15 fps和1 fps时都是平滑的......没有滞后）。

由于这是我第一次编写这种代码并且我不理解我发现的手册页中的evrything，我保留了我为大多数代码（打开和阅读）找到的样本的默认设置：

断路：

// Open the port
    m_file_descriptor = open("/dev/ttyACM0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if (m_file_descriptor == -1)
    {
        std::cerr << "Unable to open port " << std::endl;
}

我在阅读之前做的唯一设置修改是：

fcntl(m_file_descriptor, F_SETFL, FNDELAY);

...为了设置读数非阻塞（如果我理解的话，FNDELAY相当于O_NONBLOCK）。

Answer 1

subprocess.call('cd /d G:\Programs\dsi_studio_64', shell=True)（可能）是一个串行端口，它的速度有限，这取决于它运行的波特率。所以关于你的问题：

我/我应该多快访问（读入）tty文件？

完全取决于端口的波特率。

EAGAIN错误是否意味着当设备写入文件时我无法读取文件？

Eagain意味着稍后再试。所以现在串口的缓冲区中没有数据，但是如果你稍后再试，它可能会有一些数据。

如果是，那么这意味着当我在文件中阅读时，设备无法写入文件？那么数据会丢失吗？

没有。只要您正在快速或快速地阅读发送数据写入的设备（您就是这样，因为您获得了EAGAIN），您就不会丢失数据。

最后（还有更主观的问题），我是否正在用这种代码做一些非常脏的事情？有关通过tty文件访问实时数据的任何意见或建议吗？

我看不到任何脏东西。

Answer 2

我在/ dev / ttyACM0文件中读取的速度有多快？

这取决于许多因素，包括处理器负载，进程/线程的优先级，代码的效率以及（当然）数据的接收速率。

我有一个自定义USB cdc-acm设备，可以通过串行通信将图像发送到计算机。内核驱动程序工作正常，因为设备显示为/ dev / ttyACM0 ...

因此，您有一个通过模拟串行端口进行通信的USB小工具您的Linux程序将此设备作为串行终端访问。

我/我应该多快访问（读入）tty文件？

您的程序可能/确实比实际收到的数据更频繁地使非阻塞读取（）系统调用，但这会导致EAGAIN或EWOULDBLOCK返回代码并且效率低下。
对于典型的波特率（例如远小于兆比特）和运行Linux内核的典型处理器，您的程序可能必须等待数据，并且应该使用阻塞 read（）系统调用来提高效率。 /> 由于您有一个专用的输入线程，并且在等待数据时没有计算/处理（在此线程中），因此阻塞I / O肯定是一种谨慎的方法。

EAGAIN错误是否意味着当设备写入文件时我无法读取文件？

你似乎认识到中间tty缓冲区，但很难确定 EAGAIN应解释为：“此时无法满足数据请求，请稍后再试”。 EAGAIN的典型原因很简单，缓冲区中没有“读取”数据设备驱动程序是否对缓冲区进行锁定无需担心。

如果是，那么结果是否意味着当我在文件中读取时，设备无法写入？那么数据会丢失吗？

tty子系统将其缓冲区视为关键资源。您不必担心此缓冲区的争用。设备驱动程序有自己的与tty缓冲区不同的缓冲区，用于从设备接收数据。参见Serial Drivers的图3 丢失您可以控制的数据的一种机制是缓冲区溢出，即如果您的程序没有像接收到数据一样快地读取（），那么tty缓冲区最终将被填充，然后被超限，导致数据丢失请注意，tty缓冲区通常为4KB。

最后（还有更主观的问题），我是否正在用这种代码做一些非常脏的事情？

你的代码是（不必要的）CPU密集型/效率低下且不完整只要返回代码为EAGAIN，循环中的重复非阻塞 read（）系统调用就会浪费CPU周期。

您没有显示配置终端的termios代码。您可以使用已存在的任何设置，但编码很差。无论何时更改波特率和/或线路设置，您的程序都将无法读取任何内容，或者您将this problem。使用串行终端的编写良好的程序将始终将该终端初始化为其期望/需要的配置有关示例代码，请参阅this answer和this answer

有关通过tty文件访问实时数据的任何意见或建议吗？

Linux并不是一个实时操作系统，尽管有“实时”补丁可以使延迟更具确定性。但是，您没有表达任何超出以前使用典型硬件的嵌入式Linux项目的要求快速而强大的串行终端传输技术不依赖于非阻塞I / O，这可能会导致过多的处理开销（特别是在做得不好时），从而损害其他进程/线程。
阻止非规范终端I / O有很多选项可以指定何时应该满足 read（）并返回给调用者。请参阅this answer for details。

要最小化 read（）系统调用，一次扫描/解析一个字节的接收数据，请缓冲程序中的数据，例如： sample code

Answer 3

首先，依赖于读取/写入数据的速度以避免饥饿或拒绝服务是一个坏主意，因为速度会因许多因素而变化（除非您能保证某些确定性的响应时间）。最好理解为什么你会得到这个错误以及如何强有力地处理它。这取决于您正在使用的操作系统。由于问题标签中有“linux”，我假设您使用的是Linux。从手册页（参见man(2) read）：

   EAGAIN The file descriptor fd refers to a file other than a socket and has been marked non-
          blocking (O_NONBLOCK), and the read would block.  See open(2) for further details on
          the O_NONBLOCK flag.

   EAGAIN or EWOULDBLOCK
          The file descriptor fd refers to a socket and has been  marked  nonblocking  (O_NON-
          BLOCK),  and  the read would block.  POSIX.1-2001 allows either error to be returned
          for this case, and does not require these constants to have the  same  value,  so  a
          portable application should check for both possibilities.

现在，您没有向我们展示您如何打开设备或您设置的fcntrl选项。我假设设备是非阻塞的（通过在文件描述符上设置O_NONBLOCK标志来实现），或者设备驱动程序默认实现非阻塞I / O.

在这种情况下，EAGAIN和EWOULDBLOCK表示当前没有数据存在，read()通常会在此时阻止，直到数据可用。

一个简单的解决方案，没有考虑任何其他要求（因为你没有说明）是检查EAGAIN（以及EWOULDBLOCK的可移植性），如果发生任何一个，{ {1}}在恢复之前的几毫秒。这是您的代码稍作修改：

sleep

顺便说一下，根据设备驱动程序处理while (m_isListening) { errno = 0; int rd = read(m_file_descriptor, read_buffer, 512); // Display read data if (rd > 0) { std::cout << rd << " bytes read: "; for (int i = 0; i < rd; i++) { printf(" %x", read_buffer[i]); } std::cout << " # END" << std::endl; } // Nothing was to be read else if (rd == 0) { std::cout << "No bytes read =(" << std::endl; } // Couldn't acces the file for read else { if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) { usleep(2000); // Sleep for 2 milliseconds. } else { printf("%d %s \n", errno, strerror(errno)); } } } std::cout << std::endl;的方式，子句read()可能是多余的。我说这取决于，因为在某些情况下返回0表示文件结束。这可能会也可能不会被视为错误。例如，在TCP / IP的情况下，如果if (rd == 0)返回0，则表示对等方关闭了连接。

修改

反映对原始问题的修改：是的，read()与O_NDELAY同义（事实上，您不需要额外调用O_NONBLOCK来设置fcntrl因为您已经使用该选项集打开设备）。这意味着您的设备是非阻止的，因此如果数据不可用，而不是阻止并等待数据到达，则驱动程序抛出O_NDELAY（EAGAIN也是合法的）。

如果您没有严格的时间限制并且可以容忍阻止，则只需删除EWOULDBLOCK选项即可。否则，按照我上面的建议行事。

关于数据丢失：如果未设置O_NDELAY（或等效地O_NDELAY），则O_NONBLOCK将在数据可用时立即返回（但不会等待填写缓冲到请求的字节数 - 调用read()时的第三个参数 - 而是返回可用的字节数，直到指定的请求数。但是，如果数据不可用，它将阻止（再次，假设这是驱动程序的行为）。如果你想要它返回0 - 好吧，这取决于驱动程序。这正是read()选项提供的原因。

这里的一个缺点是，除非驱动程序提供某种控制延迟的机制，否则无法知道设备可能会阻塞多长时间（取决于数据到达的速度）。这就是人们通常设置O_NONBLOCK然后手动控制O_NONBLOCK延迟（例如在实时要求下）的原因。

我在/ dev / ttyACM0文件中读取的速度有多快？

3 个答案: