QSerialPort 在进程结束后对 '/dev/ttyS*' 的影响

Question

当使用QSerialPort的Qt应用程序遇到非干净关机（例如由于接收和未处理SIGINT）时，串口的文件描述符会受到怎样的影响？

在

运行一个在/dev/ttyS0上打开QSerialPort的应用程序后，然后退出Ctl-C，我发现cat < /dev/ttyS0立即返回（不打印任何内容），而不是等待数据（像通常那样）。

我希望这是由于打开的文件句柄悬而未决，它会显示在 lsof 的输出中，但lsof | grep ttyS0什么也没返回。（我真的不确定如何搜索特定文件描述符的句柄。

我意识到这是一个 XY 问题，因为我可以通过重写我的应用程序来正确处理SIGINT来完全避免这个问题，但我想更深入地了解这里发生了什么，以及是否有办法在串行端口处于这种状态时恢复它。

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编辑：根据要求，这是strace cat /dev/ttyS0的输出：

execve("/bin/cat", ["cat", "/dev/ttyS0"], [/* 17 vars */]) = 0
brk(0)                                  = 0x91ce000
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
mmap2(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb76fb000
access("/etc/ld.so.preload", R_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY)      = 3
fstat64(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=72063, ...}) = 0
mmap2(NULL, 72063, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0xb76e9000
close(3)                                = 0
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
open("/lib/i386-linux-gnu/i686/cmov/libc.so.6", O_RDONLY) = 3
read(3, "177ELF111331240o1004"..., 512) = 512
fstat64(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=1446056, ...}) = 0
mmap2(NULL, 1460600, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0xb7584000
mmap2(0xb76e3000, 12288, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x15e) = 0xb76e3000
mmap2(0xb76e6000, 10616, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb76e6000
close(3)                                = 0
mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb7583000
set_thread_area({entry_number:-1 -> 6, base_addr:0xb75838d0, limit:1048575, seg_32bit:1, contents:0, read_exec_only:0, limit_in_pages:1, seg_not_present:0, useable:1}) = 0
mprotect(0xb76e3000, 8192, PROT_READ)   = 0
mprotect(0x8054000, 4096, PROT_READ)    = 0
mprotect(0xb771a000, 4096, PROT_READ)   = 0
munmap(0xb76e9000, 72063)               = 0
brk(0)                                  = 0x91ce000
brk(0x91ef000)                          = 0x91ef000
open("/usr/lib/locale/locale-archive", O_RDONLY|O_LARGEFILE) = 3
fstat64(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=1534672, ...}) = 0
mmap2(NULL, 1534672, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0xb740c000
close(3)                                = 0
fstat64(1, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 3), ...}) = 0
open("/dev/ttyS0", O_RDONLY|O_LARGEFILE) = 3
fstat64(3, {st_mode=S_IFCHR|S_ISVTX|0660, st_rdev=makedev(4, 64), ...}) = 0
fadvise64_64(3, 0, 0, POSIX_FADV_SEQUENTIAL) = 0
read(3, "", 32768)                      = 0
close(3)                                = 0
close(1)                                = 0
close(2)                                = 0
exit_group(0)                           = ?

这是stty -a -F /dev/ttyS0的输出：

speed 57600 baud; rows 0; columns 0; line = 0;
intr = ^C; quit = ^; erase = ^?; kill = ^U; eof = ^D; eol = <undef>; eol2 = <undef>; swtch = <undef>; start = ^Q; stop = ^S; susp = ^Z; rprnt = ^R;
werase = ^W; lnext = ^V; flush = ^O; min = 0; time = 0;
-parenb -parodd cs8 hupcl -cstopb cread clocal -crtscts
-ignbrk -brkint ignpar -parmrk -inpck -istrip -inlcr -igncr -icrnl -ixon -ixoff -iuclc -ixany -imaxbel -iutf8
-opost -olcuc -ocrnl onlcr -onocr -onlret -ofill -ofdel nl0 cr0 tab0 bs0 vt0 ff0
-isig -icanon -iexten -echo echoe echok -echonl -noflsh -xcase -tostop -echoprt echoctl echoke

Answer 1

在POSIX下，终端设备（即串行端口和伪终端）具有一大堆设置，使计算机能够说出存在或已经存在的基本RS-232协议的多种变体。 这个 API 的很大一部分是在恐龙和电传打字机（因此称为"tty"）统治地球的时代设计的，我们不会以同样的方式重新做一遍，但现在我们坚持使用它。

终端设置是持久的;一旦一个程序设置了它们，它们就会保持这种状态，直到另一个程序更改它们。 命令行实用工具stty可以打印或更改这些设置; stty sane将它们全部重置为"合理"默认值; stty -a把它们全部打印出来。

以下是stty sane应用于我的计算机上的设置与QSerialPort对串行端口执行的操作之间的所有终端设置。 （那些只是一个神秘的标签，前面可能有一个破折号，是布尔标志;前导破折号表示"关闭"，没有前导破折号表示"开"。

  QSerialPort        stty sane    
----------------  ----------------
speed 57600 baud  speed 38400 baud
min = 0           min = 1         
clocal            -clocal         
-brkint           brkint          
ignpar            -ignpar         
-icrnl            icrnl           
-ixon             ixon            
-imaxbel          imaxbel         
-opost            opost           
-isig             isig            
-icanon           icanon          
-iexten           iexten          
-echo             echo            

许多QSerialPort设置都是异常的，因为在此状态下连接到串行端口的面向行或文件的面向程序将行为异常。 （但是，它们非常适合知道它正在与串行端口通信并准备处理转动这些特定旋钮的后果的程序;大概QSerialPort的作者知道他们在做什么。 导致cat立即退出的是min = 0，它（连同默认的time = 0）表示"如果没有待处理的输入read()应该返回零字节"。 在正常情况下，从 read() 返回的零字节表示文件结束，因此cat会立即退出，因为它认为它已获得空文件。 （这种模式很可能早在O_NONBLOCK年之前就已经发明了。

stty sane是您正在寻找的"恢复串行端口的方法"。 文档没有说明这两种方式，但是如果从SIGINT处理程序调用QSerialPort::close()没有将终端恢复到其原始状态，我认为这是Qt中的一个错误。 你也应该在收到SIGHUP、SIGQUIT、SIGABRT、SIGTERM，也可以说是SIGTSTP、SIGTTIN、SIGTTOU时这样做（但这更复杂，因为这些不是致命的）。 确保恢复默认处理程序并在之后重新发出信号，以便退出状态正确。