c - Linux C 编程 : Concurrent reads/writes to same file descriptor

Question

我正在编写一个与特定串行设备接口(interface)的程序。串行设备有两个 channel ，每个 channel 都有一个硬件 rx 和 tx 缓冲区。基本上，在任何给定时间，您都可以读取/写入设备上的任一 channel 。

我正在尝试从 channel 读取数据，验证它(并可能使用一些数据)，然后传输它。读取通过对设备的 iotctl 调用完成，而写入通过调用 write() 系统调用完成。

我遇到的主要问题是数据吞吐量。我希望有一个单独的线程处理每个 channel 的读写(即，两个 channel 中的每一个都有一个读线程和一个写线程)。但是，我遇到了障碍。从 Linux 的角度来看，设备上的所有内容都是通过一台设备访问的，我不确定 Linux 是否注意到该设备有多个 channel 。

因此，目前我打开设备的单个文件描述符并串行执行读取和写入。我想采用线程方法，但我想知道并发的 ioctl() 和 write() 调用是否会导致问题。我知道 read() 和 write() 不是线程安全的，但我想知道是否有任何解决方法(也许调用 open() 两次，一次具有读取权限，一次具有写入权限)。

感谢您的帮助。另外，我想避免不得不编写自己的驱动程序，但这可能是一个不可避免的结论......

此外，作为旁注，我特别担心该设备的硬件缓冲区非常小。有什么方法可以确定操作系统为数据的软件缓冲区使用了多少空间？也就是说，我可以确定操作系统是否有自己的缓冲区来防止硬件缓冲区溢出？有问题的设备是 I2C UART 桥。

Answer 1

您可以使用信号量在读/写线程之间进行互斥

sem_t sync_rw;

/*init semaphore */
err=sem_init(&sync_rw,0,1); /* shared between thread and initialized with 1 */
if( err != 0 )
{
    perror("cannot init semaphore \n");
    return -1;
}

在线程写入函数中你这样做:

sem_wait(&sync_rw);
write(...)
sem_post(&sync_rw);

同样适用于线程阅读器:

sem_wait(&sync_rw);
iotctl(...)
sem_post(&sync_rw);

最后:

sem_destroy(&sync_rw);