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HAL_Linux: added buffering on the UARTs
This commit is contained in:
parent
605e6c3cf7
commit
1e786b3e20
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@ -4,6 +4,7 @@
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#include "Scheduler.h"
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#include "Scheduler.h"
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#include "Storage.h"
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#include "Storage.h"
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#include "UARTDriver.h"
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#include <unistd.h>
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#include <unistd.h>
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#include <sys/time.h>
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#include <sys/time.h>
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#include <poll.h>
|
#include <poll.h>
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||||||
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@ -203,7 +204,10 @@ void *LinuxScheduler::_uart_thread(void)
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while (true) {
|
while (true) {
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poll(NULL, 0, 1);
|
poll(NULL, 0, 1);
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// process any pending serial bytes: TODO
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// process any pending serial bytes
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((LinuxUARTDriver *)hal.uartA)->_timer_tick();
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((LinuxUARTDriver *)hal.uartB)->_timer_tick();
|
||||||
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((LinuxUARTDriver *)hal.uartC)->_timer_tick();
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}
|
}
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||||||
return NULL;
|
return NULL;
|
||||||
}
|
}
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@ -12,8 +12,12 @@
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#include <sys/stat.h>
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#include <sys/stat.h>
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||||||
#include <fcntl.h>
|
#include <fcntl.h>
|
||||||
#include <unistd.h>
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
#include <poll.h>
|
||||||
|
#include <assert.h>
|
||||||
#include <sys/ioctl.h>
|
#include <sys/ioctl.h>
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extern const AP_HAL::HAL& hal;
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using namespace Linux;
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using namespace Linux;
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||||||
LinuxUARTDriver::LinuxUARTDriver() :
|
LinuxUARTDriver::LinuxUARTDriver() :
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@ -35,36 +39,96 @@ void LinuxUARTDriver::set_device_path(const char *path)
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||||||
*/
|
*/
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void LinuxUARTDriver::begin(uint32_t b)
|
void LinuxUARTDriver::begin(uint32_t b)
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||||||
{
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{
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||||||
if (device_path == NULL) {
|
begin(b, 0, 0);
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return;
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}
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if (_fd == -1) {
|
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_fd = open(device_path, O_RDWR);
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if (_fd == -1) {
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||||||
::printf("UARTDriver: Failed to open %s - %s\n",
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device_path,
|
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||||||
strerror(errno));
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return;
|
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}
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}
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/* if baudrate has been specified, then set the baudrate */
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||||||
if (b != 0) {
|
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struct termios t;
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||||||
tcgetattr(_fd, &t);
|
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||||||
cfsetspeed(&t, b);
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|
||||||
// disable LF -> CR/LF
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||||||
t.c_oflag &= ~ONLCR;
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|
||||||
tcsetattr(_fd, TCSANOW, &t);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void LinuxUARTDriver::begin(uint32_t b, uint16_t rxS, uint16_t txS)
|
void LinuxUARTDriver::begin(uint32_t b, uint16_t rxS, uint16_t txS)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
// ignore buffer sizes for now
|
if (!_initialised) {
|
||||||
begin(b);
|
if (device_path == NULL) {
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
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||||||
|
uint8_t retries = 0;
|
||||||
|
while (retries < 5) {
|
||||||
|
_fd = open(device_path, O_RDWR);
|
||||||
|
if (_fd != -1) {
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// sleep a bit and retry. There seems to be a NuttX bug
|
||||||
|
// that can cause ttyACM0 to not be available immediately,
|
||||||
|
// but a small delay can fix it
|
||||||
|
hal.scheduler->delay(100);
|
||||||
|
retries++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (_fd == -1) {
|
||||||
|
fprintf(stdout, "Failed to open UART device %s - %s\n",
|
||||||
|
device_path, strerror(errno));
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (retries != 0) {
|
||||||
|
fprintf(stdout, "WARNING: took %u retries to open UART %s\n",
|
||||||
|
(unsigned)retries, device_path);
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
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||||||
|
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||||||
|
// always run the file descriptor non-blocking, and deal with
|
||||||
|
// blocking IO in the higher level calls
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||||||
|
fcntl(_fd, F_SETFL, fcntl(_fd, F_GETFL, 0) | O_NONBLOCK);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (rxS == 0) {
|
||||||
|
rxS = 128;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
// we have enough memory to have a larger transmit buffer for
|
||||||
|
// all ports. This means we don't get delays while waiting to
|
||||||
|
// write GPS config packets
|
||||||
|
if (txS < 512) {
|
||||||
|
txS = 512;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
_initialised = false;
|
||||||
|
while (_in_timer) hal.scheduler->delay(1);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (b != 0) {
|
||||||
|
// set the baud rate
|
||||||
|
struct termios t;
|
||||||
|
tcgetattr(_fd, &t);
|
||||||
|
cfsetspeed(&t, b);
|
||||||
|
// disable LF -> CR/LF
|
||||||
|
t.c_oflag &= ~ONLCR;
|
||||||
|
tcsetattr(_fd, TCSANOW, &t);
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
allocate the read buffer
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
if (rxS != 0 && rxS != _readbuf_size) {
|
||||||
|
_readbuf_size = rxS;
|
||||||
|
if (_readbuf != NULL) {
|
||||||
|
free(_readbuf);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_readbuf = (uint8_t *)malloc(_readbuf_size);
|
||||||
|
_readbuf_head = 0;
|
||||||
|
_readbuf_tail = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
allocate the write buffer
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
if (txS != 0 && txS != _writebuf_size) {
|
||||||
|
_writebuf_size = txS;
|
||||||
|
if (_writebuf != NULL) {
|
||||||
|
free(_writebuf);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_writebuf = (uint8_t *)malloc(_writebuf_size+16);
|
||||||
|
_writebuf_head = 0;
|
||||||
|
_writebuf_tail = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (_writebuf_size != 0 && _readbuf_size != 0) {
|
||||||
|
_initialised = true;
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/*
|
/*
|
||||||
|
@ -72,10 +136,25 @@ void LinuxUARTDriver::begin(uint32_t b, uint16_t rxS, uint16_t txS)
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
void LinuxUARTDriver::end()
|
void LinuxUARTDriver::end()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
_initialised = false;
|
||||||
|
while (_in_timer) hal.scheduler->delay(1);
|
||||||
if (_fd != -1) {
|
if (_fd != -1) {
|
||||||
close(_fd);
|
close(_fd);
|
||||||
_fd = -1;
|
_fd = -1;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
if (_readbuf) {
|
||||||
|
free(_readbuf);
|
||||||
|
_readbuf = NULL;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (_writebuf) {
|
||||||
|
free(_writebuf);
|
||||||
|
_writebuf = NULL;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_readbuf_size = _writebuf_size = 0;
|
||||||
|
_writebuf_head = 0;
|
||||||
|
_writebuf_tail = 0;
|
||||||
|
_readbuf_head = 0;
|
||||||
|
_readbuf_tail = 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -90,7 +169,7 @@ void LinuxUARTDriver::flush()
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
bool LinuxUARTDriver::is_initialized()
|
bool LinuxUARTDriver::is_initialized()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return (_fd != -1);
|
return _initialised;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -99,48 +178,37 @@ bool LinuxUARTDriver::is_initialized()
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
void LinuxUARTDriver::set_blocking_writes(bool blocking)
|
void LinuxUARTDriver::set_blocking_writes(bool blocking)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
unsigned v;
|
_nonblocking_writes = !blocking;
|
||||||
if (_fd == -1) {
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
v = fcntl(_fd, F_GETFL, 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (blocking) {
|
|
||||||
v &= ~O_NONBLOCK;
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
v |= O_NONBLOCK;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
fcntl(_fd, F_SETFL, v);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
buffer handling macros
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
#define BUF_AVAILABLE(buf) ((buf##_head > (_tail=buf##_tail))? (buf##_size - buf##_head) + _tail: _tail - buf##_head)
|
||||||
|
#define BUF_SPACE(buf) (((_head=buf##_head) > buf##_tail)?(_head - buf##_tail) - 1:((buf##_size - buf##_tail) + _head) - 1)
|
||||||
|
#define BUF_EMPTY(buf) (buf##_head == buf##_tail)
|
||||||
|
#define BUF_ADVANCETAIL(buf, n) buf##_tail = (buf##_tail + n) % buf##_size
|
||||||
|
#define BUF_ADVANCEHEAD(buf, n) buf##_head = (buf##_head + n) % buf##_size
|
||||||
|
|
||||||
/*
|
/*
|
||||||
do we have any bytes pending transmission?
|
do we have any bytes pending transmission?
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
bool LinuxUARTDriver::tx_pending()
|
bool LinuxUARTDriver::tx_pending()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
// no buffering, so always false
|
return !BUF_EMPTY(_writebuf);
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/*
|
/*
|
||||||
return the number of bytes available to be read
|
return the number of bytes available to be read
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
int16_t LinuxUARTDriver::available()
|
int16_t LinuxUARTDriver::available()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
int nread;
|
if (!_initialised) {
|
||||||
if (_fd == -1) {
|
|
||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
uint16_t _tail;
|
||||||
nread = 0;
|
return BUF_AVAILABLE(_readbuf);
|
||||||
if (ioctl(_fd, FIONREAD, (unsigned long)&nread) == 0) {
|
|
||||||
return nread;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
// ioctl failed??
|
|
||||||
return 0;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/*
|
/*
|
||||||
|
@ -148,33 +216,195 @@ int16_t LinuxUARTDriver::available()
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
int16_t LinuxUARTDriver::txspace()
|
int16_t LinuxUARTDriver::txspace()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
// for now lie and say we always have 128, we will need a ring
|
if (!_initialised) {
|
||||||
// buffer later and a IO thread
|
return 0;
|
||||||
return 128;
|
}
|
||||||
|
uint16_t _head;
|
||||||
|
return BUF_SPACE(_writebuf);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
int16_t LinuxUARTDriver::read()
|
int16_t LinuxUARTDriver::read()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
char c;
|
uint8_t c;
|
||||||
if (_fd == -1) {
|
if (!_initialised || _readbuf == NULL) {
|
||||||
return -1;
|
return -1;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
if (::read(_fd, &c, 1) == 1) {
|
if (BUF_EMPTY(_readbuf)) {
|
||||||
return (int16_t)c;
|
return -1;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return -1;
|
c = _readbuf[_readbuf_head];
|
||||||
|
BUF_ADVANCEHEAD(_readbuf, 1);
|
||||||
|
return c;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* Linux implementations of Print virtual methods */
|
/* Linux implementations of Print virtual methods */
|
||||||
size_t LinuxUARTDriver::write(uint8_t c)
|
size_t LinuxUARTDriver::write(uint8_t c)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (_fd == -1) {
|
if (!_initialised) {
|
||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
if (::write(_fd, &c, 1) == 1) {
|
if (hal.scheduler->in_timerprocess()) {
|
||||||
return 1;
|
// not allowed from timers
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return 0;
|
uint16_t _head;
|
||||||
|
|
||||||
|
while (BUF_SPACE(_writebuf) == 0) {
|
||||||
|
if (_nonblocking_writes) {
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
hal.scheduler->delay(1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_writebuf[_writebuf_tail] = c;
|
||||||
|
BUF_ADVANCETAIL(_writebuf, 1);
|
||||||
|
return 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
write size bytes to the write buffer
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
size_t LinuxUARTDriver::write(const uint8_t *buffer, size_t size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!_initialised) {
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (hal.scheduler->in_timerprocess()) {
|
||||||
|
// not allowed from timers
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!_nonblocking_writes) {
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
use the per-byte delay loop in write() above for blocking writes
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
size_t ret = 0;
|
||||||
|
while (size--) {
|
||||||
|
if (write(*buffer++) != 1) break;
|
||||||
|
ret++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return ret;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
uint16_t _head, space;
|
||||||
|
space = BUF_SPACE(_writebuf);
|
||||||
|
if (space == 0) {
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (size > space) {
|
||||||
|
size = space;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (_writebuf_tail < _head) {
|
||||||
|
// perform as single memcpy
|
||||||
|
assert(_writebuf_tail+size <= _writebuf_size);
|
||||||
|
memcpy(&_writebuf[_writebuf_tail], buffer, size);
|
||||||
|
BUF_ADVANCETAIL(_writebuf, size);
|
||||||
|
return size;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// perform as two memcpy calls
|
||||||
|
uint16_t n = _writebuf_size - _writebuf_tail;
|
||||||
|
if (n > size) n = size;
|
||||||
|
assert(_writebuf_tail+n <= _writebuf_size);
|
||||||
|
memcpy(&_writebuf[_writebuf_tail], buffer, n);
|
||||||
|
BUF_ADVANCETAIL(_writebuf, n);
|
||||||
|
buffer += n;
|
||||||
|
n = size - n;
|
||||||
|
if (n > 0) {
|
||||||
|
assert(_writebuf_tail+n <= _writebuf_size);
|
||||||
|
memcpy(&_writebuf[_writebuf_tail], buffer, n);
|
||||||
|
BUF_ADVANCETAIL(_writebuf, n);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return size;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
try writing n bytes, handling an unresponsive port
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
int LinuxUARTDriver::_write_fd(const uint8_t *buf, uint16_t n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int ret = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
struct pollfd fds;
|
||||||
|
fds.fd = _fd;
|
||||||
|
fds.events = POLLOUT;
|
||||||
|
fds.revents = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (poll(&fds, 1, 0) == 1) {
|
||||||
|
ret = ::write(_fd, buf, n);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ret > 0) {
|
||||||
|
BUF_ADVANCEHEAD(_writebuf, ret);
|
||||||
|
return ret;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return ret;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
try reading n bytes, handling an unresponsive port
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
int LinuxUARTDriver::_read_fd(uint8_t *buf, uint16_t n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int ret;
|
||||||
|
ret = ::read(_fd, buf, n);
|
||||||
|
if (ret > 0) {
|
||||||
|
BUF_ADVANCETAIL(_readbuf, ret);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return ret;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
push any pending bytes to/from the serial port. This is called at
|
||||||
|
1kHz in the timer thread. Doing it this way reduces the system call
|
||||||
|
overhead in the main task enormously.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
void LinuxUARTDriver::_timer_tick(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
uint16_t n;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!_initialised) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
_in_timer = true;
|
||||||
|
|
||||||
|
// write any pending bytes
|
||||||
|
uint16_t _tail;
|
||||||
|
n = BUF_AVAILABLE(_writebuf);
|
||||||
|
if (n > 0) {
|
||||||
|
if (_tail > _writebuf_head) {
|
||||||
|
// do as a single write
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_write_fd(&_writebuf[_writebuf_head], n);
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} else {
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// split into two writes
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uint16_t n1 = _writebuf_size - _writebuf_head;
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int ret = _write_fd(&_writebuf[_writebuf_head], n1);
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if (ret == n1 && n != n1) {
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_write_fd(&_writebuf[_writebuf_head], n - n1);
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}
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}
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}
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// try to fill the read buffer
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uint16_t _head;
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n = BUF_SPACE(_readbuf);
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if (n > 0) {
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if (_readbuf_tail < _head) {
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// one read will do
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assert(_readbuf_tail+n <= _readbuf_size);
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_read_fd(&_readbuf[_readbuf_tail], n);
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} else {
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uint16_t n1 = _readbuf_size - _readbuf_tail;
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||||||
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assert(_readbuf_tail+n1 <= _readbuf_size);
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||||||
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int ret = _read_fd(&_readbuf[_readbuf_tail], n1);
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||||||
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if (ret == n1 && n != n1) {
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||||||
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assert(_readbuf_tail+(n-n1) <= _readbuf_size);
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_read_fd(&_readbuf[_readbuf_tail], n - n1);
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}
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}
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}
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_in_timer = false;
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}
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}
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#endif // CONFIG_HAL_BOARD
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#endif // CONFIG_HAL_BOARD
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@ -23,12 +23,37 @@ public:
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/* Linux implementations of Print virtual methods */
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/* Linux implementations of Print virtual methods */
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size_t write(uint8_t c);
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size_t write(uint8_t c);
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size_t write(const uint8_t *buffer, size_t size);
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void set_device_path(const char *path);
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void set_device_path(const char *path);
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void _timer_tick(void);
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private:
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private:
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const char *device_path;
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const char *device_path;
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int _fd;
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int _fd;
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bool _nonblocking_writes;
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volatile bool _initialised;
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volatile bool _in_timer;
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// we use in-task ring buffers to reduce the system call cost
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// of ::read() and ::write() in the main loop
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uint8_t *_readbuf;
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uint16_t _readbuf_size;
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// _head is where the next available data is. _tail is where new
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// data is put
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volatile uint16_t _readbuf_head;
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volatile uint16_t _readbuf_tail;
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uint8_t *_writebuf;
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uint16_t _writebuf_size;
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volatile uint16_t _writebuf_head;
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volatile uint16_t _writebuf_tail;
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int _write_fd(const uint8_t *buf, uint16_t n);
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int _read_fd(uint8_t *buf, uint16_t n);
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uint64_t _last_write_time;
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};
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};
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#endif // __AP_HAL_LINUX_UARTDRIVER_H__
|
#endif // __AP_HAL_LINUX_UARTDRIVER_H__
|
||||||
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