虚拟机串口与主机串口通信·小程序（上）

主机串口用到的工具是SSCOM32，虚拟机串口工具是VSPD。即通过VSPD工具，可以将二者的串口相连，可以想象成有一根串口线连接了主机和虚拟机。

第一步 确定端口
打开VSPD，如下图，点击“Port pairs”-“create pair“。我们要用到的就是COM1和COM2。此时，二者状态都是：close。



然后，打开虚拟机，“虚拟机”-“设置”-“串口”-选择端口号，并开启，确认。


如下图，这样代表该串口已打开。


再打开SSCOM，选择“串口2”，打开串口。


同样，在VSPD中观察到串口已经被打开。


第二步 测试
虚拟机串口向主机发：


可以看到，主机串口收到了“hello”。


说到这里，复习一下“终端”。
1、控制台终端：tty0~tty6，也叫虚拟终端。（tty0是当前正在使用的虚拟终端的别名）
2、伪终端：pty（图形终端，远程控制终端）
3、串口终端：ttyS0~ttyS4
控制终端：tty。即当前正在使用的终端（以上的任何一种都有可能是控制终端）。
这个，自己输入输出重定向练习练习就清楚了~

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同时，在vspd中也能看到二者传输的信息：

第三步 初始化串口配置信息
一般来说，我们可以手动修改虚拟机和主机的串口配置信息（波特率、校验位、停止位等等），但是每次都要修改是不是很麻烦呢。所以，可以写一个初始化串口配置信息的文件，在通信之前执行就可以了。

初始化串口的代码如下：
port.h

#ifndef _PORT_H_
#define _PORT_H_

#include 
#include < termios.h>
#include < unistd.h>
#include < sys/types.h>
#include < sys/stat.h>
#include < fcntl.h>

/**
 struct termios{
           tcflag_t c_iflag;             // input modes 
           tcflag_t c_oflag;             // output modes 
           tcflag_t c_cflag;             // control modes 
           tcflag_t c_lflag;             // local modes 
           cc_t     c_cc[NCCS];      // control chars 
 };
*/

//设置波特率
void setSpeed(struct termios *ptio,int speed);

//设置数据位
void setData(struct termios *ptio,int data);

//设置奇偶校验
void setParity(struct termios *ptio,int flag);  //0-忽略奇偶校验  1-设置奇校验  2-设置偶校验

//设置停止位
void setStop(struct termios *ptio, int stop);

//初始化串口 返回值:fd
int portInit(char devname[],int speed,int data,int flag,int stop);

#endif

port.c

#include " port.h"

//设置波特率
void setSpeed(struct termios *ptio,int speed)
{
    switch(speed)
    {
        case 9600:
            cfsetispeed(ptio,B9600);
            cfsetospeed(ptio,B9600);
            break;
        case 14400:
            break;
        case 19200:
            cfsetispeed(ptio,B19200);
            cfsetospeed(ptio,B19200);
            break;
        case 38400:
            cfsetispeed(ptio,B38400);
            cfsetospeed(ptio,B38400);
            break;
        case 115200:
            cfsetispeed(ptio,B115200);
            cfsetospeed(ptio,B115200);
            break;
        default:
            break;
    }
}

//设置数据位
void setData(struct termios *ptio,int data)
{
    ptio->c_cflag &= ~CSIZE;

    switch(data)
    {
        case 5:
            ptio->c_cflag |= CS5;
            break;
        case 6:
            ptio->c_cflag |= CS6;
            break;
        case 7:
            ptio->c_cflag |= CS7;
            break;
        case 8:
            ptio->c_cflag |= CS8;
            break;
        default:
            break;
    }
}

//设置奇偶校验   0-忽略奇偶校验  1-设置奇校验  2-设置偶校验
void setParity(struct termios *ptio,int flag)   
{
    switch(flag)
    {
        case 0:
            ptio->c_cflag &= ~PARENB;
            break;
        case 1:
            ptio->c_cflag |= PARENB;
            ptio->c_cflag |= PARODD;
            ptio->c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
            break;
        case 2:
            ptio->c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
            ptio->c_cflag |= PARENB;
            ptio->c_cflag &= ~PARODD;
            break;
        default:
            break;
    }
}

//设置停止位 （若停止位为1，则清除CSTOPB；若停止位为2，则激活CSTOPB）
void setStop(struct termios *ptio, int stop)
{
    switch(stop)
    {
        case 1:
            ptio->c_cflag &= ~CSTOPB;
            break;
        case 2:
            ptio->c_cflag |= CSTOPB;
            break;
        default:
            break;
    }
}

//初始化串口 返回值:fd
int portInit(char devname[],int speed,int data,int flag,int stop)
{
    int fd;
    struct termios tio = {0};

    //打开串口设备
    fd = open(devname,O_RDWR);
    if(fd == -1)
    {
        printf("open port : %s failed.\n",devname);
        return;
    }

    //获取原有串口配置
    tcgetattr(fd,&tio);
    //激活选项有CLOCAL和CREAD，用于本地连接和接收使能
    tio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
    //设置波特率
    setSpeed(&tio,speed);
    //设置数据位，需要使用掩码设置
    setData(&tio,data);
    //设置奇偶校验
    setParity(&tio,flag);
    //设置停止位
    setStop(&tio, stop);
    //设置最少字符和等待时间
    tio.c_cc[VTIME] = 0;    
    tio.c_cc[VMIN] = 1; //最小字符，缓冲区里达到数量时才返回
    //设置不采用流控制
    tio.c_cflag &= ~CRTSCTS;
    //清除（输入）缓存
    tcflush(fd,TCIFLUSH);
    //设置串口默认为堵塞模式
    fcntl(fd,F_SETFL,0);
    //激活配置
    tcsetattr(fd,TCSANOW,&tio);

    return fd;
}

如何查看串口配置是否成功？要查看某个串口的波特率等信息，可以在控制台输入命令： stty -F /dev/ttyS0 -a #ttyS0为要查看的串口。
第四步 读取配置信息
这个，在上一篇文章中已经展示过了，为了练手，可以从配置文件中读取配置信息，再利用以上代码进行初始化，当然也可以直接初始化啦~

以下是从文件中获取配置信息（基于上一篇文章内容）
配置信息：

readConfig.h

#ifndef _READCONFIG_H_
#define _READCONFIG_H_

#include < stdio.h>
#include < string.h>
#include < sys/types.h>
#include < sys/stat.h>
#include < fcntl.h>

/*串口属性结构体*/
struct t_port
{
    char devname[20];
    int speed;
    int data;
    int parity;
    int stop;
};

//去空格 
void rm_space(char *pStr);

//去注释 
void rm_annotation(char *pStr);

//获取配置项信息
void getMsg(char filename[],struct t_port *port);

#endif

readConfig.c

#include " readConfig.h"

int icount = 0;

//去空格 
void rm_space(char *pStr)
{
    char *pos = pStr;
    pos = strchr(pStr,' ');
    while(pos != NULL)
    {
        strcpy(pos,pos+1);
        pos = strchr(pos,' ');
    }
}

//去注释 
void rm_annotation(char *pStr)
{
    icount++;
    char *pos = pStr;
    char *end = NULL;
    if(icount == 1) //第一行有可能顶格
    {
        pos = strchr(pStr,'#');
    }
    else
    {
        pos = strstr(pStr,"\n#");
    }

    while(pos != NULL)
    {
        end = strchr(pos+1,'\n');
        strcpy(pos,end);
        pos = strstr(pStr,"\n#");
    }   

}

//获取配置项信息
void getMsg(char filename[],struct t_port *port)
{
    int fd;
    int readByte;
    char buf[512] = "";
    char *pos = NULL;
    char *end = NULL;
    char key[20] = " ";
    char value[20] = " ";
    char keys[10][20] = {""};
    char values[10][20] = {""};
    int flag = 0;
    int i = 0;

    //打开配置文件
    fd = open(filename, O_RDWR);
    readByte = read(fd,buf,512);
    //处理数据  
    rm_space(buf);
    rm_annotation(buf);

    pos = strchr(buf,'\n');
    end = strchr(pos,'=');

    while(end != NULL)
    {
        memset(key,0,sizeof(key));
        memset(value,0,sizeof(value));
        memcpy(key,pos+1,end - (pos + 1));

        pos = end;
        end = strchr(pos,'\r');
        if(end == NULL) //if the final data
        {
            flag = 1;
            break;
        }
        memcpy(value,pos+1,end - (pos + 1));

        //存key value
        memcpy(keys[i],key,strlen(key));
        memcpy(values[i],value,strlen(value));
        i++;

        pos = end + 1;
        end = strchr(pos,'=');

    }

    if(flag)    
    {
        end = strchr(pos,'\0');
        memcpy(value,pos+1,end - (pos + 1));
        memcpy(keys[i],key,strlen(key));
        memcpy(values[i],value,strlen(value));
    }

    //进行匹配
    for(i = 0; i < 10 ;i++)
    {
        if(strcmp(keys[i],"dev") == 0)
        {
            strcpy(port->devname,values[i]);
        }
        else if(strcmp(keys[i],"speed") == 0)
        {
            port->speed = atoi(values[i]);
        }
        else if(strcmp(keys[i],"data") == 0)
        {
            port->data = atoi(values[i]);
        }
        else if(strcmp(keys[i],"parity") == 0)
        {
            port->parity = atoi(values[i]);
        }
        else if(strcmp(keys[i],"stop") == 0)
        {
            port->stop = atoi(values[i]);
        }
    }

}

第五步 编写通信程序
那么，主函数只要调用以上功能能函数，再调用read\write系统函数，就可以了。

#include < stdio.h>
#include " port.h"
#include " readConfig.h" 
int main()
{
    int fd;
    char filename[20] = "serial.cfg";
    char recbuf[100] = "";
    char sendbuf[100] = "";

    struct t_port port = {0};

    //从文件获取配置信息
    getMsg(filename,&port);
    //串口初始化
    fd = portInit(port.devname,port.speed,port.data,port.parity,port.stop);

    //主机与虚拟机串口通信
    while(1)
    {
        memset(recbuf,0,100);
        memset(sendbuf,0,100);

        //虚拟机等待主机用户输入，接收消息
        printf("please wait...\n");
        read(fd,recbuf,100);
        printf("receive msg: %s\n",recbuf);

        //等待虚拟机用户输入，发送消息给主机
        printf("send msg: ");
        scanf("%s",sendbuf);
        if(strcmp(sendbuf,"over") == 0)
        {
            break;
        }
        write(fd,sendbuf,sizeof(sendbuf));
    }

    close(fd);
    return 0;
}

第六步 编译运行
编译运行之后，主机（SSCOM32）虚拟机串口之间就可以通信了。如下图：

主机：hello
虚拟机：world
主机:12345
虚拟机：over

运行时，如果出现主机发消息，虚拟机接收不到的情况，是因为消息内容都还在缓冲区。比如，在用write发送数据时没有键入回车，信息就将发送不出去的情况，这主要是因为我们在输出输入时是按照 规范模式接受到回车或者换行才发送，而很多情况我们是不需要回车和换行的，这时，应当切换到行方式输入，tio.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);不经处理直接发送。
当然也可以直接在SSCOM的界面上勾选“发送新行”。

但是，可以发现，我们只能实现：主机发一句，虚拟机收到内容后才能发送，然后主机收到内容才可以继续发送。不能做到主机和虚拟机同时发送，那么如何解决呢？多进程就OK了。明天再写~