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    解决Linux下USB设备节点ttyUSB名不固定的问题,生成固定USB转串口设备节点

    时间:2021-10-22 07:48来源:网络整理 作者:Linux先生 举报 点击:
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    1. Linux下USB设备节点名不固定问题经常会遇到

    以USB转串口设备为例,通常设备节点名为ttyUSBx(x为0~n),Linux内核会根据设备插入的先后顺序进行编号的分配,比如第一个插入的设备编号为ttyUSB0,然后依此加1,变为ttyUSB1,ttyUSB2……

    如果仅仅以设备节点ttyUSBx来区别具体是哪个设备,因为末位的编号是随时会变的,所以就会造成混乱。无法保证A设备就是ttyUSB0,B设备就是ttyUSB1。在设备文件/dev目录下并没有提供固定显示ttyUSB的方法,但是,其实,每个USB端口都有唯一的端口号,相当于每个门店的门牌号。只要我们依据端口号来进行设备的区分,那么问题就迎刃而解了。简单点来说就是找到端口号,然后根据端口号找到挂载在这个端口号上面的USB设备是ttyUSB0还是 ttyUSB1….(这个是变化的,前面讲到了)。


    2. 关于端口号的查看方法,连接好两个USB转串口设备之后:

    执行命令:ls -l /sys/class/tty/ttyUSB*

    lrwxrwxrwx root     root              2017-08-01 13:40 ttyUSB0 -> ../../devices/ff540000.usb/usb3/3-1/3-1.1/3-1.1:1.0/ttyUSB0/tty/ttyUSB0

    lrwxrwxrwx root     root              2017-08-01 13:43 ttyUSB1 -> ../../devices/ff540000.usb/usb3/3-1/3-1.2/3-1.2:1.0/ttyUSB1/tty/ttyUSB1

    可知:其中ttyUSB0所在的端口号为3-1.1,而ttyUSB1所在的端口号为3-1.2,可以看出,这里的3-1.1端口上比3-1.2上提前插上USB设备,所以会以这种方式命名。如果插入设备的顺序相反,那么端口号3-1.1上对应的设备应该是ttyUSB1,而3-1.2上对应的设备应该是ttyUSB0。但是如果在实际过程中我们只需要采集端口3-1.1传来的数据,我们该如何通过ttyUSBx不定的设备节点,获取到固定端口的数据呢?


    3. 实际问题,实际解决:

    实际工程中,碰到的一个问题是:硬件上连接有两个USB转串口设备,硬件只要一上电,两个USB设备几乎是同时上电的,这将导致ttyUSB0或者ttyUSB1无法每次固定的对应到上一次的那个相同端口,上层软件需要通过串口设备节点/dev/ttyUSBx来打开一个串口,并从串口获取数据,但是这个ttyUSBx设备并不是一直都指向固定的一个usb端口号,这直接导致我们无法往下操作了。

    解决办法:这里使用bash语言加Python正则表达式的相关知识解决这个问题:解决问题的思路是:

    1. 第一次上电的时候,我们需要确定哪个端口上的数据是我们所需要的:

    ls -l /sys/class/tty/ttyUSB*

    假设是3-1.1这个端口是我们的data端口。

    2. 以后每次上电,我们要找到3-1.1这个端口后面挂载的ttyUSB设备是ttyUSB0还是ttyUSB1,并建立一个软链接将当时获取到的ttyUSBx生成一个软链接,名字固定为ttydata,那么以后每次打开/dev/ttydata就能找到正确3-1.1这个端口,并获取数据了。

    3. 建立一个文件夹getUSB,该文件夹下面包含:


    其中cmd.sh是利用bash脚本获取/sys/class/tty/ttyUSB*的一些信息保存在device_usb.txt中

    getUSB.py是通过device_usb.txt中的信息,获取到当前挂着在端口3-1.1上的是ttyUSB0还是ttyUSB1并保存在usbdev 中

    cmd.sh如下:

    #!/bin/bash

    declare -i a=0

    declare -i b=0 

    while [[ ! -e "/sys/class/tty/ttyUSB0" ]]

    do

    sudo sleep 0.01s

    a=a+1

    if [ $a -eq 300 ];then  #等待一段时间没有检测ttyUSB0设备到会自动跳出while

    break

    fi

    done


    while [[ ! -e "/sys/class/tty/ttyUSB1" ]]

    do

    sudo sleep 0.01s

    b=b+1

    if [[ $b -eq 300||$a -ne 0 ]];then  #if USB0 been detected ,also get out of while

    break

    fi

    done



    if [[ ! -e /sys/class/tty/ttyUSB0&&! -e /sys/class/tty/ttyUSB1 ]]; then #如果不存在ttyUSB设备

    echo "Not have ttyUSB0 or not have ttyUSB1"

    else                                   #如果完美检测到了两个ttyUSB设备,则将信息log到device_usb.txt当中

    tty1=$(ls -l /sys/class/tty/ttyUSB0) 

    tty2=$(ls -l /sys/class/tty/ttyUSB1)


    sudo ls -l /sys/class/tty/ttyUSB0 /sys/class/tty/ttyUSB1 > ./device_usb.txt

    fi


    if [ ! -n "$tty1" ] ;then   # "! -n" shows blank var  #非空检测

    echo "tty1 is empty"

    fi

    #delay 0.01s to make sure the device_usb.txt complete

    sudo sleep 0.01s

    #remove the old USB device shortcut


    if [ ! -e "/dev/ttydata" ] ;then # 如果/dev/ttydata本身不存在

    echo "-------------/dev/ttydata not found"

    else                                     #如果存在,则需删除之,然后重新创建之

    echo "/dev/ttydata is exist"

    sudo rm /dev/ttydata

    fi


    #exct Python language to get the rignt USB interface

    ./getUSB.py    #调用当前路径下的getUSB.py这个Python语言,明确此次是哪个,ttyUSB0,或者ttyUSB1挂载在端口3-1.1上


    usbdev=$(cat ./usbdev) #获取到这个设备

    echo "the device is : "

    echo $usbdev


    sudo ln -s /dev/$usbdev /dev/ttydata #将这个设备软连接到/dev/ttydata以后每次打开这个ttydata即可


    getUSB.py:

    #!/usr/bin/python

    #coding:utf-8

    import re  #正在表达式

    sss = open("./device_usb.txt","rb") #打开device_usb.txt设备,并读取内容

    www = open("./usbdev","wb")  #当前路径下创建usbdev文件,后续会写入内容

    s_read = sss.read()  usb3/3-1/3-1.1/

    r = r"usb3/3-1/3-1\.1.+(ttyUSB[0-9])"

    #正则中“.”需要转义,所以使用“\.”表示“.”

    #这个规则是找到usb3/3-1/3-1.1/这个字符串后面紧跟的是此次上电生成的ttyUSB0或者ttyUSB1

    output = re.findall(r,s_read)

    (output[0]) #将结果写到usbdev中

    ()

    sss.close()


    完成之后设置开机项目,将文件夹当道一个位置,然后设置开机启动cmd.sh(在/etc/rc.local中设置)则每次开机之后,会从/dev/ttydata获取到固定端口的数据


    这两天在ubuntu中开发跟串口有关程序时,发现来回拔插串口线或者插多个串口线时总是出现串口号ttyUSB*不固定的问题,给应用程序带来不少麻烦,遂google解决。

    linux中设备号一般按先后顺序一次向后增大,udev规则文件可以解决这个蛋疼的问题。udev是一种Linux2.6内核采用的/dev 目录的管理系统(可以把它认为是windows中的设备管理器),它通过从sysfs获得的信息,可以提供对特定设备的固定的设备名。sysfs是linux 2.6内核的一种新型文件系统,它提供了当前设备的基本信息。

    udev的重要功能就是为为设备提供固定的设备名, 根据Wirting udev rules的详细介绍, udev有如下功能:

     

    Rename a device node from the default name to something else

    Provide an alternative/persistent name for a device node by creating a symbolic link to the default device node

    Name a device node based on the output of a program

    Change permissions and ownership of a device node

    Launch a script when a device node is created or deleted (typically when a device is attached or unplugged)

    Rename network interfaces 简单阅读之后创建文件/etc/udev/rules.d/10-local.rule, 内容如下

     

     

    [html] view plain 

    <</span>span style="white-space:pre">  </</span>span>KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="067b", ATTRS{idProduct}=="2303", MODE:="0777", SYMLINK+="user_uart"  

    <</span>span style="white-space:pre">  </</span>span>KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="7523", MODE:="0777", SYMLINK+="mcu_uart"  

    意思就是匹配sys中内核名为ttyUSB*的设备,属性匹配依据生产商编号idVendor和产品号idProduct, 设定读写权限为0777, 符号链接名为user_uart-----PL2303串口转USB, mcu_uart----CH340串口转USB。

     

    idVendor和idProduct由 lsusb  -vvv 命令查看。

    保存退出后udev规则就生效了,重新拔插两个串口设备,就可以看到/dev/user_uart指向/dev/ttyUSB0,  /dev/mcu_uart指向/dev/ttyUSB1. 这样以来,我只要在程序里打开/dev/user_uart或/dev/mcu_uart就可以一直准确的打开指定的串口设备了。

    PS:如果您的两个串口用的都是PL2303或者都是CH340/CP2102,那就真的无能为力了。。。

    常用的匹配类型:

    * BUS:匹配总路类型,比如PCI USB等  

      * KERNEL:- 匹配Kernel设备名,比如hda hdb. 

    * DRIVER :- 匹配Kernel的驱动程序名   

    * SUBSYSTEM: - 匹配子系统名。   

    * ID :- 匹配总路系统的ID (e.g. PCI bus ID)。

    * PLACE :- 匹配物理位置  (对USB很有用)

    资料链接:


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