Особенности разработки конфигураций для ОС Linux и macOS

Область применения: управляемое приложение, обычное приложение.

1. В большинстве случаев, в конфигурации не требуется предпринимать каких-либо специальных мер для обеспечения работы конфигурации (клиентское приложение и сервер) на ОС Linux и macOS. В этой статье перечислены отдельные рекомендации для специфических случаев, описанных в приложении 7 документации по платформе 1С:Предприятие.

2. Для реализации всех ключевых функций прикладного решения следует использовать возможности платформы 1С:Предприятие по унификации работы на различных операционных системах.

2.1. Вместо Windows-технологии COM (объект COMОбъект ) следует использовать специализированные кроссплатформенные механизмы платформы:

• Для администрирования кластера серверов 1С:Предприятия, вместо работы с объектной моделью агента сервера через COM-объект v83.ComConnector , следует использовать сервер администрирования (ras) и утилиту администрирования (rac). При работе в macOS утилиты rac и ras недоступны.
• Для получения путей к рабочим каталогам, вместо COM-объектов ОС Windows, следует использовать методы глобального контекста РабочийКаталогДанныхПользователя , КаталогДокументов , КаталогВременныхФайлов .

В остальных случаях следует рассмотреть другие альтернативы технологии COM, работающие в ОС Linux и macOS, например, технологию создания внешних компонент Native API.

2.2. Внешние компоненты (клиентские и серверные), поставляемые в составе конфигурации, следует разрабатывать с использованием технологии Native API. Это позволяет создавать кроссплатформенные внешние компоненты для различных операционных систем, а также для веб-клиента, работающего в веб-браузерах, которые поддерживаются платформой 1С:Предприятие. Подробнее о разработке внешних компонент см. документацию по платформе.

2.3. Для механизмов, использующих объект Почта , следует рассмотреть альтернативные варианты:

• По переводу на объект ИнтернетПочта ;
• По разработке внешних компонент для ОС Linux и macOS, которые поддерживают работу с установленными почтовыми клиентами в ОС Linux и macOS.

2.4. Если в составе конфигурации поставляются картинки в форматах WMF и EMF (метафайлы Windows), их следует заменить на растровые, например PNG или JPG.

2.5. Также следует использовать возможности платформы 1С:Предприятие по унификации работы с файловой системой.

2.5.1. В ОС Linux имена файлов регистро-зависимые, поэтому во всех местах кода, который работает с конкретным файлом, его имя (путь) должен указываться в одном регистре.

2.5.2. Не следует указывать разделить пути файла и маску всех файлов вручную (например, «/», «*.*»), для этого необходимо использовать функции ПолучитьРазделительПути и ПолучитьМаскуВсеФайлы .

При использовании в конфигурации Библиотеки стандартных подсистем для работы с именами файлов также рекомендуется использовать функции общих модулей ОбщегоНазначения и ОбщегоНазначения Клиент .

3. Для отдельных второстепенных (сервисных) функций прикладного решения допустимо отключать их работу в ОС Linux и macOS. Например, для прикладного решения в области торгового учета второстепенными могут считаться возможности по синхронизации данных через прямое подключение с другими программами, по импорту почты из сторонних почтовых клиентов и т.п.

Для этого следует скрывать команды таких механизмов из командного интерфейса программы при работе в ОС Linux и macOS, либо (если технически скрыть невозможно) выводить сообщение вида
« доступна только при работе в ОС Windows».

&НаКлиенте
Процедура ОбработкаКоманды(ПараметрКоманды, ПараметрыВыполненияКоманды)
Информация = Новый СистемнаяИнформация;
Если Информация.ТипПлатформы <> ТипПлатформы.Windows_x86 И Информация.ТипПлатформы <> ТипПлатформы.Windows_x86_64 Тогда
ПоказатьПредупреждение(, НСтр(«ru = ‘Печать в Microsoft Word доступна только при работе в ОС Windows.'»));
Возврат;
КонецЕсли;

При использовании в конфигурации Библиотеки стандартных подсистем рекомендуется использовать функции ЭтоLinuxКлиент , ЭтоMacOSКлиент и ЭтоWindowsКлиент из общих модулей ОбщегоНазначения и ОбщегоНазначенияКлиент.

Источник

COM-технология и Linux

А в linux’е что-то типа windows’кой COM-технологии есть.

Re: COM-технология и Linux

А что тебе от нее собственно надо в Linux. Как ты ее в обще понимаешь. Ежу ясно, что никто тут (в Linux) писать компоненты для VB не будет 🙂 А в остальном, пиши свои интерфейсы, фабрики, чем ником тебе. Вообще собственно что нужно то, а то вопрос не совсем понятен

Re: COM-технология и Linux

Re: COM-технология и Linux

Не знаю как ком ком+ в Линуксе поддерживаются довольно неплохо и даже доки на русском есть. И книги на рынке. если мне неизменяет память то ето что-то близкое k RPC. Под рукой ничего более подробного нет.

Re: COM-технология и Linux

Понятно. Но все же, какие именно задачи он (COM) должен решать в Linux. Ведь в большинстве случаев не обязательно лезть в дебри сложной технологии, биться как говориться в лоб, когда можно найти другое решение, причем не худшее. Я понимаю, что в Linux важен сам принцип COM — отделение реализации от интерфейса. А вот с COM+ . Пока не смотрел что за чудо, нет времени и обхожусь без него вполне, но позже обязательно взгляну, поэтому тут мне сказать нечего

Re: COM-технология и Linux

Есть например Bonobo,
есть еще несколько попыток сделать подобное, каждая реализация используется своим целевым пользователе,
будь то разработчики KDE, GNOME или RH.

Re: COM-технология и Linux

Может, я не правильно вопрос поставил. Или, я неправильно понимаю суть COM-технологии. Короче говоря, меня интересует возможность закатать объект в разделяемую библиотеку.

Re: COM-технология и Linux

По-поводу «отделение реализации от интерфейса»,
рекомендую (в качестве саморекламы 😉 посмотреть
http://root.cern.ch/root/htmldoc/TGuiBuilder.html
Чем тебе не COM 😉

Шаг 2 — набираем «Ctrl-S» и спасаем «интерфейс» в файл qq.C
http://carrot.cern.ch/

Работет (без-воз-мездно, то есть за-даром) как под M$, так и под Linuxом

Re: COM-технология и Linux

Ну тогда всего сказанного вполне достаточно.Пиши интерфейсы и через них работай с объектами.

Re: COM-технология и Linux

>закатать объект в разделяемую библиотеку

Смотри, как это делаем мы:

— получаем из него «разделяемую библиотеку»
Tetris.so для Linux
Tetris.dll для M$
которую можно динамически подгружать

— эта «разделяемая библиотека» содержит всю
информацию об обьекте (чем не COM) Tetris :
все methods, data members etc.

Источник

Портирование COM на Linux

Мне нравится технология COM. Но речь пойдет не о технологии, восхвалении или недостатках COM, а опыте переноса и реализации на Linux. Велосипед? Целесообразность? Давайте не будем на этом заострять внимание.

В общем понимании, объект класса, реализующий как минимум один COM-интерфейс. Реализация объекта в основном скрывается в динамически подключаемой библиотеке, называемой COM-сервер (2) , для использования публикуются и распространяются интерфейсы.

COM-интерфейс, абстрактный класс содержащий только чисто виртуальные функции. Выделяется особый интерфейс IUnknown, любой COM-объект обязан реализовывать данный интерфейс.

Каждый COM-интерфейс должен содержать некий свой идентификатор. В COM он определяется структурой GUID и вот тут столкнемся с первым недостатком COM. GUID непонятен и не читаем ну и все остальное описанное на Wiki. Нам он то же нужен, но в более читаемом и понятном виде (назовем его uiid).

Помимо идентификатора интерфейса, выделяется и идентификатор класса (clsuid), необходимый для создания объекта. В нашем случае, т.к. это более менее читаемый идентификатор, который может определять суть, можно пока забыть о их публикации (возможно это не хорошо).

Резюме
COM-объект, содержит единственный идентификатор класса. Реализует как минимум один COM-интерфейс — IUnknown (любой COM-интерфейс имеет уникальный идентификатор интерфейса). Разные реализации COM-объекта могут иметь один и тот же идентификатор класса (пример: release и debug версия).

Динамически подключаемой библиотека (для Linux это Shared object — so) реализующая как минимум один COM-объект. Сервер должен экспортировать определенный набор функций:

Создает объект класса по clsuid, увеличивает количество ссылок на so, каждый раз при успешном создании объекта. Вызов IUnknown::AddRef, так же должен увеличивать счетчик ссылок на so, а IUnknown::Release должен уменьшать.

Если количество ссылок на SO равно 0, то можно выгружать библиотеку.

Регистрирует в “реестре” все clsuid сервера. Вызывается единожды при инсталляции COM-сервера.

Удаляет из “реестра” записи о зарегистрированных clsuid сервера. Вызывается единожды при деинсталляции COM-сервера.

Пример SimpleHello, объявляем интерфейс IHello:

Набор макросов скрывает реализации функций, предоставляя более структурированное объявление и логику.

Dom::Implement — скрывает реализацию методов интерфейса IUnknown, добавляет “сахарок”, при объявлении интерфейсов реализуемых объектом (С++11 и variadic templates):

Интерфейс IRegistryServer — определяет набор методов работы с “реестром” COM-серверов.

Важность реестра можно недооценить, но он является наверное главным столпом COM. Microsoft пишет в системный реестр, создает сложную структуру описания интерфейсов и их атрибутов (idl), я пошел немного по другому пути.

В реализации реестр базируется на файловой системе.
Какие плюшки? Понятность, простота, возможность восстановления, особая плюшка при регистрации сервера можно задать некого рода namespace (директорию относительно базового реестра в которой будет регистрироваться объекты сервера), тем самым можно реализовать целостность и версионность приложений использующих технологию.

Из недостатков, возможные проблемы с безопасностью, подмена реализаций объектов.

Как использовать, пример приложения (4)

Для того чтобы заставить все работать потребуется еще небольшая “библиотечка” и небольшая “программка”.

“Библиотечка” — ни что иное как обертка реализующая и собирающая все в единое целое, работу с реестром, загрузку\выгрузку SO, создание объектов.
Она единственная должна быть указана при сборке приложения. Все остальное, “хочется верить”, она сделает сама.

“Программка” — regsrv — собственно это аналог программы Microsoft RegSrv32, выполняющей те же действия (+ возможность указания namespace, + возможность получения списка зарегистрированных clsuid и COM-серверов).

Dom (Dynamic Object Model), моя реализация для Linux.

Источник

Использование объектов не доступных в Linux-клиенте #50

Comments

Stepa86 commented Feb 7, 2019

Ругаться на: Новый COMОбъект
Диагностика: Проверить, что задействованы аналоги COM объектов при работе в Linux-клиенте.

Ругаться на: Новый Почта
Диагностика: Проверить, что пользователю доступны аналоги объекта Почта при работе в Linux-клиенте.

The text was updated successfully, but these errors were encountered:

zeegin commented Feb 7, 2019 •

Например были бы хороши правила по этим пунктам:

При разработке прикладных решений следует обратить внимание на следующий момент: в ОС Windows и ОС Linux используются разные разделители пути. В ОС Windows используется «» («обратный слэш»), а в ОС Linux ‑ «/» («прямой слэш»). При работе с методами встроенного языка такую разницу учитывать нет необходимости, т. к. они корректно работают с любым разделителем. Но если требуется передавать путь во внешнее приложение, следует указывать те разделители пути, которые используются в той ОС, под управлением которой работает «1С:Предприятие». Для получения информации о разделителях пути предназначены функции ПолучитьРазделительПути(), ПолучитьРазделительПутиКлиента(), ПолучитьРазделительПутиСервера().

Наряду с различными разделителями пути, ОС Windows и ОС Linux по разному обрабатывают файловые маски. Например, маска *.* означает указание всех файлов в ОС Windows и указание всех файлов, содержащих в имени «.» ‑ в ОС Linux. Такое различие может приводить к неожиданному поведению методов встроенного языка НайтиФайлы(), УдалитьФайлы() и объекта ДиалогВыбораФайла. Особенности указания файловых масок в различных операционных системах отражены в синтакс-помощнике для функций НайтиФайлы(), УдалитьФайлы(). Для получения файловой маски, описывающей все файлы, предназначены функции ПолучитьМаскуВсеФайлы(), ПолучитьМаскуВсеФайлыКлиента(), ПолучитьМаскуВсеФайлыСервера().

asosnoviy commented Feb 7, 2019

Пока не прочел, про оборачивание Com в попытку там есть?

zeegin commented Feb 7, 2019

Не, наверное надо отдельное правило для оборачивания.
Хотя я вообще бы ругался впринципе что com существует.

Я веду реестр по БСП мест использования COM и стараюсь при первой возможности от него отказываться совсем.

otymko commented Sep 25, 2019

Я забираю в реализацию

You can’t perform that action at this time.

You signed in with another tab or window. Reload to refresh your session. You signed out in another tab or window. Reload to refresh your session.

Источник

Работа с СОМ-портом на Си в linux

Телетайп, на который БЭВМ могли выводить и получать данные. Фото взято здесь.

Каждый, кто постоянно занимается электроникой и программирует встраиваемые устройства, неизбежно сталкивается с необходимостью работы с СОМ-портом под линуксом. Недаром, моя статья «UART и с чем его едят» спустя 11 лет после выпуска набирает просмотры и комментарии.

Для разработчиков чаще всего появляется задача сопрячь какой-то датчик, либо удалённое устройство с одноплатником. Да что греха таить, сейчас в 2021 году UART, наверное, самый распространённый интерфейс для обмена данными, несмотря на всю его архаичность. Далеко за примером ходить не надо, внутри смартфона, лежащего у вас в кармане, будет с десяток UART интерфейсов, самый известный из которых — это подключение SIM-карты.

Поэтому умение работать с СОМ-портами в linux особенно важно. И вот, казалось бы, UART, древнейший интерфейс, всё должно быть известно и понятно, и даже опытные программисты ломают зубы, работая с ним в линуксе. Особенный цирк с конями начинается при работе с передачей сырых данных по RS-485. Не знаю ни одного программиста, который бы не хватил горя при разработке ПО для таких решений. Самое забавное, что с более новомодным i2c работать в линуксе куда проще и понятнее, чем с ортодоксальным UART. Чтобы не было путаницы дальше, всё семейство UART (RS-232, RS-485, UART 5V, UART 3,3 и т.д.) по тексту я буду называть COM-порт или UART. Мы говорим в статье не о физическом интерфейсе, а о программной стороне вопроса.

В этой статье я хочу показать, как писать свои программы, работающие с UART в ОС Linux. И неважно на каком языке вы пишете программу для работы с UART (python, c, c++, bash, php, perl и т.д.), принцип работы и грабли будут одни и те же, так как всё равно всё упирается в системные вызовы к ядру. А непонимание того, что там происходит и приводит к различным трудноуловимым багам.

Исторически сложилось, что СОМ-порт в UNIX использовался как терминал (смотри фотографию в заголовке). То есть, как устройство для отображения и получения информации работы с ЭВМ. Отсюда идёт всё базовое наследие работы UART.

▍ Основы ввода-вывода в linux: всё есть файл

Принцип операционных систем типа Unix (и GNU Linux вместе с ними): всё есть файл. Файл может быть регулярным на диске, к которому мы все привыкли, файлом может быть канал (именованный или не именованный) для передачи данных, передача данных по сети, тоже по сути, работа с файл-сокетом (только не именованным). Таким образом, разобравшись с функциями работы с файлами, мы частично разберёмся с работой СОМ-порта.

Файл можно: создать, открыть, закрыть, удалить, прочитать и записать в файл. Всё это системные вызовы в ядро, для работы с данными, которые хранятся или передаются с помощью файла. Поскольку создание и удаление файла нас не интересует, далее их не рассматриваю. Этим системным вызовам соответствуют следующие имена функций. Привожу пример, вместе с заголовочными файлами, где они описаны:

Принимает на вход имя файла, флаги опции открытия, и, если расширенная функция, то и права доступа. Но нас это тоже пока не волнует. Возвращает дескриптор (описатель) открытого файла, число больше нуля. В любом другом случае – это ошибка открытия файла.

Закрывает файл, на вход принимает дескриптор файла. Возвращает нуль в случае успеха.
Самые интересные системные вызовы для нас — это чтение и запись.

read() пытается записать count байтов файлового описателя fd в буфер, адрес которого начинается с buf.
Если количество count равно нулю, то read( ) возвращает это нулевое значение и завершает свою работу. Если count больше, чем SSIZE_MAX, то результат не может быть определён.
При успешном завершении вызова возвращается количество байтов, которые были считаны (нулевое значение означает конец файла), а позиция файла увеличивается на это значение. Если количество прочитанных байтов меньше, чем количество запрошенных, то это не считается ошибкой: например, данные могли быть почти в конце файла, в канале, на терминале, или read() был прерван сигналом. В случае ошибки возвращаемое значение равно -1, а переменной errno присваивается номер ошибки. В этом случае позиция файла не определена.

❒ Обратите внимание! Количество запрашиваемых байт на чтение может не соответствовать реальному количеству считанных байт. Оно будет меньше, либо равно запрошенному.

write записывает до count байтов из буфера buf в файл, на который ссылается файловый дескриптор fd.
В случае успешного завершения возвращается количество байтов, которые были записаны (ноль означает, что не было записано ни одного байта). В случае ошибки возвращается -1, а переменной errno присваивается соответствующее значение.

❒ Следует помнить, что запись байт не гарантирует, что все байты будут записаны. Следует также контролировать количество байт, которое было записано, и в цикле дописывать их до окончания.

С точки зрения ядра, функции read и write осуществляют копирование данных из ядра в пространство пользователя (для чтения), и копирование из пространства пользователя в ядро (в случае записи). Таким образом, важно понимать, что функция записи не гарантирует реальную запись в устройство, а только копирование во внутренние буфера ядра. И в случае чтения из файл-устройства порта, вы читаете не физически из устройства, а просто копируете накопленные данные, которое драйвер ядра уже получил из порта ввода-вывода, и сложил во внутренний буфер.

Файл-устройство COM-порта

Как уже было сказано, в ОС Linux всё есть файл. Файл-устройство COM-портов обычно располагается в каталоге с именем /dev/tty* , где вместо звёздочки может стоять любая последовательность символов или её не быть вовсе. Эти устройства обладают сходным интерфейсом, который был выведен десятилетия назад для последовательных терминалов TeleType (см. фотографию в начале поста) и получил название tty . Реализация конечного имени устройства зависит от текущей реализации операционной системы. Например, классический COM1 в Ubuntu выглядеть, как /dev/ttyS0 . А если подключить USB-COM переходник, то файл-устройство будет иметь имя /dev/ttyUSB0 , конечно, если он единственный в системе, либо другой порядковый номер на конце, если воткнуто несколько шнурков. Часто, составные устройства (например, lte-модемы), определяются как /dev/ttyACM0 .
Если вы откроете виртуальный терминал и просто введёте:

то увидите множество файл-устройств. К одному из них подключён ваш виртуальный терминал — это файл-устройство “/dev/tty”. Проще говоря, стандартные потоки ввода-вывода и стандартный поток ошибок идёт в это файл-устройство. В данном случае командная оболочка (в моём случае bash) использует его для ввода-вывода. Можем в этом убедиться введя:

Здесь мы командой echo вывели сообщение и перенаправили его в файл /dev/tty , в результате получили его на экране нашего терминала. Если вспомнить, как было всё организовано раньше, то терминал «подключён» к СОМ-порту и представляет собой пассивную железку, что к нему приходит, то он и выводит. Точно так же отправляет сырые данные, введённые с клавиатуры. Таким образом, когда мы записали данные с помощью команды “echo” в файл-устройство (системный вызов write), то эти данные были отправлены на виртуальный порт и мы их увидели на экране нашего терминала.
Теперь важный момент: вы, наверняка знаете, что если работает некоторая программа и нажать ctrl-c, то программа получает SIGINT. Как же это работает? Если вы заметите, то набирая ctrl-c, вы посылаете символ «^c»: ETX (Конец текста, посылает сигнал уничтожения), ASCII 0x03. Драйвер СОМ-порта видя получение этого символа, посылает сигнал программе, которая сейчас владеет вводом-выводом. Таким образом, драйвер терминала может управляться специальными символами.

Получение этих специальных символов, может очищать экран, менять цвет выводимых символов и т.д. Например, следующие символы могут выполнять следующие действия:

• (ctrl-c) ^C → ETX (Конец текста, посылает сигнал уничтожения), ASCII 0x03
• (ctrl-d) ^D → EOT (Конец передачи, завершает ввод), ASCII 0x04
• ^H → BS (Backspace, \b ), ASCII 0x08
• ^J → LF (подача линии, \n ), ASCII 0x0A
• ^L → FF (канал формы, новая страница, очистка терминала), ASCII 0x0C
• ^M → CR (возврат каретки, \r ), ASCII 0x0D

Как несложно догадаться, если в сыром режиме передачи данных эти символы будут переданы, то драйвер последовательного порта пошлёт нашей программе такие сигналы, и не известно, к чему это может привести.

Поэтому необходимо конфигурировать СОМ-порт для работы в сыром режиме, и не обрабатывать эти символы. Конфигурацию текущего терминала в консоли можно посмотреть командой:

И на выходе мы получим следующий результат:

Обратите внимание: несмотря на то что данное файл-устройство виртуальное, и не имеет реального воплощения в железе, у него всё равно есть скорость и управляющие флаги. Это флаги структуры termios. Как работать с этими флагами, что они значат и для чего нужны, мы разберёмся в следующей главе.

Рекомендую запомнить эту команду. Если какая-то программа меняет настройки порта, то они сохраняются и наследуются дальше. Например, если программа переводит терминал в «неканонический режим», то если она не вернёт настройки терминала, то он так и останется в этом режиме, и остальные программы будут уже работать с такими настройками.

В моей практике была ситуация, когда я создавал программу, для работы с удалённым устройством через СОМ-порт. И при отладке, работа с данным устройством шла нестабильно: то работала, то нет. Параллельно проверял работу с ним отдельной программой cutecom и с ней всё работает как часы, но до её запуска, у меня ничего не работало. И вдруг я понял, что после того как я поотлаживал её, внезапно у меня всё заработало!

Это означало, что этот софт ставит какие-то дополнительные флаги, которая моя программа не ставила. И на помощь пришла утилита stty. Получаем параметры порта до запуска cutecom, после инициализации моей программой и после запуска. Смотрим разницу:

В результате оказалось, что программа cutecom снимает флаг ISIG и устанавливает флаг IGNBRK . Так что даже на этапе отладки бывают подставы.

▍ Работа с файл-устройством терминала

Все манипуляции tty осуществляются с помощью одной структуры struct termios , а также нескольких функций, определённых в заголовочном файле . Из этих функций широко применяются только шесть. Когда не нужно устанавливать скорость передачи данных по линии, используются только две наиболее важные функции — tcgetattr() и tcsetattr() .

Почти в каждом случае программы должны использовать tcgetattr() для получения текущих установок устройства, модифицировать эти установки, а затем применять tcsetattr() для активизации модифицированных установок.

Для того чтобы понять как конфигурировать файл-устройства терминала (телетайпа, СОМ-порта, как будет угодно), разберём синтетический пример.

Давайте разберём, что же делает данная программа: она переводит терминал ввода-вывода в неканонический режим, отключая эхо показа клавиш на экране, блокируя все специальные символы, вызывающие сигнал, и ожидает в цикле ввода всего одного символа «q» для выхода.
Работа программы выглядит так:

Завершить работу программы комбинациями клавиш ctrl-c, ctrl-d и другими невозможно, так как драйвер терминала не обрабатывает соответствующие сигналы. На экране введённая информация не отображается. После завершения работы терминал восстанавливает своё первоначальное состояние.
Разберём код программы.

Здесь мы создаём два экземпляра структуры termios. Для того, чтобы сохранить текущее состояние нашего терминала и потом иметь возможность его восстановить и новое.

С помощью функции fileno(stdin) мы получаем дескриптор файла стандартного потока вывода, а функция tcgetattr получает текущие установки устройства в структуру oldsettings.

Здесь мы снимаем флаги локального эха, снимаем флаг канонического режима терминала и отключаем получение сигналов. Подробнее о флагах структуры termios можно посмотреть тут.

Здесь указывается минимальное количество символов, которое будет передано за раз — для неканонического ввода (то количество символов, которое будет отдано функции read до истечения таймаута VTIME ). А также таймаут, в децисекундах, после которого будет отдано накопившееся количество символов функции read . Если символов нет, то read вернёт нуль (см. главу «Основы ввода-вывода в linux: всё есть файл»).

Это место немного сложное, поясню. Если у нас не будет ввода, то функция read будет считывать нуль символов, каждые 0,1 с. Если символ приходит, то функция read будет срабатывать при каждом 1-м символе. Если функция read блокирующая!

Записываем новые настройки в наш терминал.

Здесь идёт открытие файл-устройства «/dev/tty» c помощью функции open только для чтения. Можно было также разыменовать дескриптор стандартного ввода через fileno , но сделал так для наглядности. После этого, в цикле мы производим блокирующее чтение из этого файл-устройства по одному символу, пока не получим считанный символ, равный ‘q’.

Восстанавливаем настройки терминала.

▍ Создадим настоящее устройство передачи данных

Предыдущий пример, хоть и был синтетическим, тем не менее часто используется, особенно при вводе паролей, либо при работе с псевдографикой в терминалах. Но наша задача, всё же, получить работу с живым реальным устройством. Для этого на Arduino сделаем вот такой скетч:

Мы просто шлём строку «01234567890123456789\n\r» на скорости 9600 каждые две секунды. Умышленно сделал ASCII-символы, чтобы было проще отлаживать.
В терминале вводим:

Таким образом, мы можем в реальном времени мониторить сообщения ядра. Подключаем Arduino-плату к нашему компьютеру и видим следующие сообщения:

Для нас самая главная информация, что нас СОМ-порт определился, как ttyUSB0 и обитает он соответственно в /dev/ttyUSB0.

Для того чтобы с этим файл-устройством можно было работать не из-под root , надо добавить вашего пользователя в группу dialout . Для этого введём команду

И после этого необходимо завершить сеанс, чтобы изменения вступили в силу. Лично я хардкорщик, и просто ребутаю систему.

После успешной перезагрузки, можно проконтролировать корректность работы этого порта. Зададим скорость порта и попробуем прочитать из него содержимое.

Сообщения появляются раз в две секунды, значит всё корректно работает.

Небольшой полезный хак. Если требуется читать и анализировать сырые данные штатными средствами (без установки дополнительного ПО), то можно использовать программу hexdump :

▍ Простейший пример блокирующего чтения из СОМ-порта

Разберём пример блокирующего чтения из COM-порта был взят отсюда и немного модифицирован. Все исходники будут доступны в отдельном репозитории к этой статье.

Блокирующее чтение, как следует из названия, блокирует программу в системном вызове read до тех пор, пока не появятся данные, которые может получить read. Если данных нет, то этот вызов будет ждать вечно и ничего работать не будет. Этот режим работы наиболее прост для понимания работы с СОМ-портом, и с него лучше всего начинать работать. Примеры работы с портом, разобранные выше, тот же cat и hexdump используют именно блокирующее чтение. Однако, на практике в реальных задачах, такое чтение применяется достаточно редко.

Разберём основные части кода SerialPort_read.c:

Обратите внимание на флаги открытия: O_RDWR – открываем для чтения и записи, O_NOCTTY – терминал не может управлять данным процессом (тот терминал, с которого мы запускаем это приложение, может управлять процессом, например, послать сигнал при комбинации ctrl-c).

Инициализируем структуру termios и получаем текущие значения структуры.

Задаём скорость на чтение и на запись. Обратите внимание, что скорости на чтение и на запись могут быть разными. Также скорость задаётся макросами, начинающиеся с символа “B” (они описаны в termios.h). Могут принимать следующие значения:

Нулевая скорость, B0, используется для завершения связи.

Далее идут стандартные настройки порта:

Отключаем бит чётности (если флаг очищен).

Если флаг установлен, то стоп-бит равен двум, если очищен (в этом случае), то равен одному.

Очищаем маску размера данных.

Устанавливаем размер передаваемых данных, равный восьми битам.

Отключаем аппаратное управление потоком данных (RTS/CTS).

Включаем приёмник, игнорируем контрольные линии модема.

Отключаем управление потоком данных при вводе и выводе, отключаем возможность символов запускать ввод.

❒ Частая ошибка: Разница между c_iflag и c_lflag , пишутся практически одинаково, и без проблем скомпилируются, если вы поставите не те флаги, но работать не будет. В коде очень часто бывают подобные ошибки (в т. ч. и у меня).

Переводим терминал в неканонический режим (мы это уже разбирали).

Отключаем режим ввода, определяемый реализацией по умолчанию.

Теперь самое интересное (с этими параметрами мы ещё поиграемся). Хоть мы их разбирали уже, посмотрим какое будет поведение у них в нашем случае.

Считываем за раз только 40 символов.

Считываем каждую секунду. То есть, если значение отличное от нуля, функция read будет разблокирована по этому значению в децисекундах.

Записываем значение структуры termios .

Вы осознаёте теперь всю сложность работы с COM-портом? При этом мы не разобрали даже половины его возможностей, а уже это оказывается дико сложным. В любом случае придётся внимательно разобраться со всеми флагами структуры termios , чтобы понять, как корректно работать с портом.
Чтение у нас происходит в бесконечном цикле:

Скомпилируем и посмотрим, что же она будет у нас считывать.

Таким образом, при данных настройках корректно вычитывает наше сообщение.

Аналогично запись (системный вызов write) может быть блокирующей и не блокирующей, но в данном случае это не очень критично, так как после копирования данных в буфер ядра запись разблокируется.

▍ Программные способы перехвата сообщений в порту

Для отладки передаваемых сообщений через COM-порт удобно использовать перехватчик протокола. В простейшем виде, это могут быть ещё два дополнительных СОМ-порта, которые слушают передачу. Но существуют и программные средства, причём кроссплатформенные. Лично я рекомендую программу IO Ninja Serial Monitor:

Для начала необходимо установить модули ядра, для этого качаем архив tdevmon, собираем его и делаем insmod для собранного драйвера. Подробнее вот тут.

После чего запускаем программу ioninja, несколько кликов мышью, и всё отлично работает!

▍ Как сделать неблокирующее чтение?

Неблокирующее чтение отличается от блокирующего чтения тем, что если в буфере ядра linux нет данных, то функция read не будет ожидать их получения и сразу вернёт управление программе. С одной стороны, это очень удобно, но с другой, если вы ожидаете посылку, то вам придётся в цикле читать, пока не получите данные. Для этих целей существует такие вещи как — select, poll и epoll. В рамках этой статьи нет возможности разобрать работу с ними, поэтому буду краток.

В своём вебинаре о работе с СОМ-портом (ссылки будут ниже), я разбирал пример чтения карт-ридера магнитных карт. Там у меня уже готовая библиотека работы с СОМ-портом. Её мы и разберём. Пример обитает тут.

Не буду разбирать подробно всю программу, пробегусь по основным моментам. Остальное в ней всё достаточно очевидно, и многое мы уже разобрали. Всё будет в файле uart.c.
Чтобы перевести СОМ-порт в неблокирующий режим, после открытия порта, нам необходимо файловый дескриптор перевести в режим неблокирующего чтения. Это делается с помощью функции.

Таким образом, теперь, мы будем выходить сразу, после функции read, вне зависимости есть у нас данные или нет.

Сейчас стоит задача ожидать данные в буфере ядра, и если их нет то выходить по какому-то таймауту, возвращая управления программе. Для этого напишем следующую функцию.

На вход функция принимает файловый дескриптор открытого порта, длину запрашиваемых данных, таймаут в миллисекундах, после которого возвращается управление системе и указатель на буфер, куда будут считаны данные.

Управление осуществляется с помощью структуры:

В неё мы записываем файловый дескриптор, который хотим мониторить.

Указываем, то что мы хотим мониторить событие получение данных:

И, соответственно, взводим наш «сторожевой таймер».

Из этой функции мы выйдем либо по таймауту, либо по получению данных.

Дальше мы проверяем событие, которое произошло. И если событие соответствует POLLIN, то производим чтение данных.

И после чего возвращаем количество считанных данных или нуль в случае ошибки или нуля данных. Это не очень корректно, так как всё же лучше обработать все возникающие ошибки, а не отправлять нуль. Но это тестовый пример и можно так сделать.

Аналогичная функция есть и для записи. Для чего это нужно, ведь мы просто копируем данные в ядро? Да очень просто, если у вас режим передачи RS-485 управляется линией DTR/RTS, либо GPIO, то вы должны точно знать, когда данные были отправлены, чтобы правильно выставить эти пины, меняя режим передачи на приём. Выглядит это всё следующим образом.

Здесь poll настроен на передачу. Единственное, на что стоит обратить внимание, это на вызов функции tcdrain(fd); Эта функция будет ожидать, пока все данные вывода, записанные на объект, на который ссылается fd , не будут переданы. Функцию int set_rts(int fd, int on) мы разберём в следующей главе.

▍ Как подрыгать ножкой DTR и RTS, а также пара слов о RS-485

Кроме системных вызовов read и write , есть системный вызов ioctl , который позволяет осуществлять тонкую настройку. Будем честны, вот эта работа со структурой termios , внизу имеет системный вызов ioctl , который записывает все настройки в ядро. Но это от нас скрыто библиотечными функциями. Системный вызов ioctl не стандартизован и очень опасен, но позволяет производить тонкую настройку порта. Приведу пример функции установки или снятия сигнала rts.

Изначально мы получаем состояние флагов порта в переменную &flags .

После чего, либо снимаем флаг состояния TIOCM_RTS, либо устанавливаем его.
И после этого записываем его

Аналогично выглядит функция работы с сигналом DTR.

С RS-485 в линуксе всё обстоит неважно. Этот интерфейс совершенно не стандартизирован, и каждый производитель может делать всё, что захочет. Где-то его нужно инициализировать в ядре, и драйвер ядра будет автоматически переключать приёмо-передатчик, где-то это всё реализовано аппаратно. Тут всё как бог на душу положит. Поэтому, с RS-485 приходится разбираться на месте. Но моя практика показывает, что всё написанное в документации – не актуально. Единственный эффективный путь – это лезть в код ядра и смотреть, что же там происходит на самом деле.

▍ Выводы

Очень сложно в рамках маленькой статьи рассказать о таком сложном явлении в linux, как работа с терминалами. Получается так, что надо сначала понять почему COM-порт не порт, а на самом деле терминал, и как его превратить обратно в порт. Этот терминал имеет множество режимов работы и функционала. И, в силу исторических причин, несёт это огромное наследие дальше. Работа с другими интерфейсами в linux (тем же i2c сильно проще). Реальная работа с железом, именно с портами идёт в драйверах внутри ядра linux. Здесь мы взаимодействуем с интерфейсом, который предоставляет нам драйвер.

Если хочется сделать красиво, то правильно будет чтение из порта осуществлять в отдельном программном потоке, а основная программа будет работать в другом потоке. Дальше уже передачу данных осуществлять с помощью междупоточного взаимодействия. Тут можно и посылать сигналы основному потоку, после получения данных (аналог прерывания по получению), либо любое другое приятное решение на любой вкус и цвет.

Для тех, кто ничего не понял в этой статье, либо просто хочет расширить свой кругозор, рекомендую посмотреть мой вебинар о программировании СОМ-портов под линукс. Там я достаточно подробно и с живыми примерами рассказываю об особенностях работы с ними.

Примеры к данным видео можно найти вот тут.

Все программы, которые продемонстрированные были в данной статье можно найти у меня на гитхабе.

Источник