Linux阻塞与非阻塞串行读取

Question

我有这段代码可以在Linux中从Serial读取，但是我不知道在读取SerialPort时阻塞和非阻塞之间有什么区别，在哪种情况下哪个更好？

Answer 1

您提到的代码是IMO编码和注释不当的代码。该代码不符合POSIX的可移植性惯例，如正确设置终端模式和POSIX操作系统的串行编程指南中所述。该代码没有提到它使用非规范（也称为原始）模式，并且重用了“阻塞”和“非阻塞”术语来描述
VMIN 和 VTIME 属性。

（该代码的作者报告说，它早于POSIX标准，因此不合规。这是可以理解的，但此后应发布并提倡使用可能无法移植的旧代码（即，在替代情况下按预期运行）
）是有问题的。）

“阻塞”与“非阻塞”读取的常规定义基于“何时”读取调用将返回到您的程序（并使用下一条语句恢复执行），以及程序的读取缓冲区中是否将存储数据。阻塞读取是默认模式，除非使用O_NONBLOCK或O_NDELAY选项打开串行端口来请求非阻塞。

规范模式
对于阻塞的串行规范调用，将始终在提供的缓冲区中返回一行文本（即记录）（除非发生错误）。只要需要接收和处理行终止符，read调用就会阻塞（即，暂停程序执行）。

串行端口的无阻塞规范读取调用将始终“立即”返回。读取可能会或可能不会返回任何数据。
如果（自从上一次读取调用以来）至少已接收到一行文本并将其存储在系统缓冲区中，则最早的行将从系统缓冲区中删除并复制到程序的缓冲区中。返回码将指示数据长度。
如果（自上次读取调用以来）未接收到行终止符并对其进行了处理，则没有（完整）行文本可用。在 read（）方法
会返回一个错误EAGAIN（即-1返回代码和 错误号 设置为EAGAIN）。然后，您的程序可以执行一些计算，或者从其他设备请求I /
O，或者延迟/睡眠。在任意延迟之后，或者通过 poll（） 或 select（） 进行通知，您的程序可以重试 read（） 。

非规范模式
将串行端口配置为非规范模式时，应使用 termios c_cc 数组元素 VMIN 和 VTIME
来控制“阻塞”，但这要求在默认阻塞模式下打开端口，即不要指定O_NONBLOCK打开选项。否则，O_NONBLOCK将优先于VMIN和VTIME规范，并且
read（） 会将 errno设置 为EAGAIN并在没有可用数据时立即返回-1而不是0。（这是在最近的Linux
3.x内核中观察到的行为；较旧的2.6.x内核的行为可能有所不同。）

termios手册页将（ c_cc 数组索引） VMIN 描述为 “非 规范 读取的最小字符数” ，将（ c_cc
数组索引） VTIME 描述为 “非 规范 读取的超时（以分秒为单位）” 。您的程序应调整
VMIN ，以适应预期的典型消息或数据报长度和/或每个 read（） 检索和处理的数据的最小大小。您的程序应调整
VTIME 以适应预期的典型串行数据突发性或到达速率和/或等待数据或数据的最大时间。

在 VMIN 和 VTIME 值进行交互，以确定何时读应该返回的标准; 它们的确切含义取决于其中哪一个非零。有四种可能的情况。
该网页将其解释为：

• VMIN = 0和VTIME = 0

这是一个完全非阻塞的读取-
调用直接从驱动程序的输入队列中立即得到满足。如果有可用数据，则最多将数据传输到调用者的缓冲区，并返回。否则，立即返回零以指示“无数据”。我们将注意到这是串行端口的“轮询”，这几乎总是一个坏主意。如果重复进行，则会消耗大量的处理器时间，效率极低。除非您真的非常了解自己在做什么，否则不要使用此模式。

• VMIN = 0且VTIME> 0

这是纯定时读取。如果输入队列中有可用数据，则将数据最多传输到调用者的缓冲区（最多nbytes），并立即返回给调用者。否则，驱动程序将阻塞，直到数据到达为止，或者从调用开始起VTIME十分之一过期。如果计时器在没有数据的情况下到期，则返回零。一个字节足以满足此读取调用的要求，但是如果输入队列中有更多可用字节，则会将其返回给调用方。请注意，这是一个整体计时器，而不是字符间计时器。

• VMIN> 0和VTIME> 0

当VMIN字符已转移到调用者的缓冲区中，或者当两个字符之间的VTIME十分之一到期时，将满足read（）的要求。由于此计时器直到第一个字符到达时才启动，因此如果串行线路空闲，则此调用可以无限期地阻塞。这是最常见的操作模式，我们认为VTIME是字符间超时，而不是整体超时。此调用永远不要返回读取的零字节。

（根据我的经验，该VMIN>0 and VTIME>0模式并不能像所宣传的那样正常工作。计时器似乎间隔很短，不到1/10秒。我还没有看到它在2.6的ARM和Linux
3.13上可以运行x86。在快速波特率（115200）下，当VMIN = 1和VTIME =
1时，read（）有时返回10个或更多字节，但更常见的是，无论VTIME值如何，它只是部分读取几个字节。是否需要破译？在现代快速波特率下，至少0.1秒的消息间隔太长了（而且不切实际）。

• VMIN> 0且VTIME = 0

仅当至少VMIN字符已传输到调用者的缓冲区时才满足此计数读取的要求-
不涉及时序组件。可以从驱动程序的输入队列（调用可以立即返回）中满足读取要求，也可以通过等待新数据到达来满足此要求：在此方面，调用可以无限期地阻塞。我们认为，如果nbytes小于VMIN，则这是未定义的行为。

您提到的代码将“非阻塞”模式配置为VMIN =0和VTIME=5。这不会导致read（）像非阻塞规范读取那样立即返回；使用该代码，read（）应该始终等待至少半秒钟再返回。“无阻塞”的常规定义是，在syscall期间，您的调用程序不会被抢占，而是立即（几乎）获得控制权。要获得（无条件和）立即返回（用于非规范读取），请设置VMIN
= 0和VTIME = 0。