如何在 Linux 上找到所有串行设备（ttyS、ttyUSB 等）而无需打开它们？
- 2024-10-25 08:42:00
- admin 原创
- 65
问题描述：
获取 Linux 系统上所有可用串行端口/设备的列表的正确方法是什么？
换句话说，当我遍历中的所有设备时/dev/，如何以经典方式判断哪些是串行端口，即通常支持波特率和RTS/CTS流控制的端口？
该解决方案将用 C 语言编码。
我之所以问这个问题，是因为我正在使用一个第三方库，而这个库显然是错误的：它似乎只迭代/dev/ttyS*。问题是，例如，有 USB 上的串行端口（由 USB-RS232 适配器提供），这些端口列在 /dev/ttyUSB* 下。阅读Linux.org 上的 Serial-HOWTO后，我发现随着时间的推移，还会有其他名称空间。
所以我需要找到官方的方法来检测串行设备。问题是似乎没有记录，或者我找不到它。
我想有一种方法是打开所有文件/dev/tty*并调用仅在串行设备上可用的特定方法ioctl()。但这是否是一个好的解决方案？
更新
hrickards建议查看“setserial”的源代码。它的代码完全符合我的预期：
首先，它使用以下命令打开设备：
fd = open (path, O_RDWR | O_NONBLOCK)
然后它调用：
ioctl (fd, TIOCGSERIAL, &serinfo)
如果该调用没有返回错误，那么它显然是一个串行设备。
我在串行编程/termios中发现了类似的代码，它建议也添加该O_NOCTTY选项。
但这种方法存在一个问题：
当我在 BSD Unix（即 Mac OS X）上测试此代码时，它也能正常工作。但是，通过蓝牙提供的串行设备会导致系统（驱动程序）尝试连接到蓝牙设备，这需要一段时间才会返回超时错误。这是由打开设备引起的。我可以想象在 Linux 上也会发生类似的事情 - 理想情况下，我不需要打开设备就可以确定其类型。我想知道是否还有一种方法可以ioctl在不打开的情况下调用函数，或者以不会导致建立连接的方式打开设备？
我应该怎么办？
解决方案 1：
文件系统/sys应该包含大量有关您任务的信息。我的系统 (2.6.32-40-generic #87-Ubuntu) 建议：
/sys/class/tty
它为您提供了系统已知的所有 TTY 设备的描述。精简示例：
# ll /sys/class/tty/ttyUSB*
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2012-03-28 20:43 /sys/class/tty/ttyUSB0 -> ../../devices/pci0000:00/0000:00:1d.0/usb2/2-1/2-1.4/2-1.4:1.0/ttyUSB0/tty/ttyUSB0/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2012-03-28 20:44 /sys/class/tty/ttyUSB1 -> ../../devices/pci0000:00/0000:00:1d.0/usb2/2-1/2-1.3/2-1.3:1.0/ttyUSB1/tty/ttyUSB1/
点击以下其中一个链接：
# ll /sys/class/tty/ttyUSB0/
insgesamt 0
drwxr-xr-x 3 root root 0 2012-03-28 20:43 ./
drwxr-xr-x 3 root root 0 2012-03-28 20:43 ../
-r--r--r-- 1 root root 4096 2012-03-28 20:49 dev
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2012-03-28 20:43 device -> ../../../ttyUSB0/
drwxr-xr-x 2 root root 0 2012-03-28 20:49 power/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2012-03-28 20:43 subsystem -> ../../../../../../../../../../class/tty/
-rw-r--r-- 1 root root 4096 2012-03-28 20:43 uevent
该dev文件包含以下信息：
# cat /sys/class/tty/ttyUSB0/dev
188:0
这是主要/次要节点。可以在目录中搜索这些节点/dev以获取用户友好的名称：
# ll -R /dev |grep "188, *0"
crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 2012-03-28 20:44 ttyUSB0
该/sys/class/tty目录包含所有 TTY 设备，但您可能希望排除那些讨厌的虚拟终端和伪终端。我建议您只检查那些具有以下device/driver条目的设备：
# ll /sys/class/tty/*/device/driver
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2012-03-28 19:07 /sys/class/tty/ttyS0/device/driver -> ../../../bus/pnp/drivers/serial/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2012-03-28 19:07 /sys/class/tty/ttyS1/device/driver -> ../../../bus/pnp/drivers/serial/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2012-03-28 19:07 /sys/class/tty/ttyS2/device/driver -> ../../../bus/platform/drivers/serial8250/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2012-03-28 19:07 /sys/class/tty/ttyS3/device/driver -> ../../../bus/platform/drivers/serial8250/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2012-03-28 20:43 /sys/class/tty/ttyUSB0/device/driver -> ../../../../../../../../bus/usb-serial/drivers/ftdi_sio/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2012-03-28 21:15 /sys/class/tty/ttyUSB1/device/driver -> ../../../../../../../../bus/usb-serial/drivers/ftdi_sio/
解决方案 2：
在最近的内核中（不确定从什么时候开始），您可以列出 /dev/serial 的内容以获取系统上的串行端口列表。它们实际上是指向正确 /dev/ 节点的符号链接：
flu0@laptop:~$ ls /dev/serial/
total 0
drwxr-xr-x 2 root root 60 2011-07-20 17:12 by-id/
drwxr-xr-x 2 root root 60 2011-07-20 17:12 by-path/
flu0@laptop:~$ ls /dev/serial/by-id/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 13 2011-07-20 17:12 usb-Prolific_Technology_Inc._USB-Serial_Controller-if00-port0 -> ../../ttyUSB0
flu0@laptop:~$ ls /dev/serial/by-path/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 13 2011-07-20 17:12 pci-0000:00:0b.0-usb-0:3:1.0-port0 -> ../../ttyUSB0
如您所见，这是一个 USB 串行适配器。请注意，当系统上没有串行端口时，/dev/serial/ 目录不存在。希望这有帮助 :)。
解决方案 3：
我发现
dmesg | grep tty
做这项工作。
解决方案 4：
我正在做类似下面的代码。它适用于 USB 设备，也适用于我们每个人都有的 30 个愚蠢的 serial8250 设备 - 但只有其中几个真正起作用。
基本上我使用以前答案中的概念。首先枚举 /sys/class/tty/ 中的所有 tty 设备。不包含 /device 子目录的设备将被过滤掉。/sys/class/tty/console 就是这样的设备。然后，根据驱动程序符号链接 fx 的目标，实际包含设备的设备将被接受为有效串行端口。
$ ls -al /sys/class/tty/ttyUSB0//device/driver
lrwxrwxrwx 1 root root 0 sep 6 21:28 /sys/class/tty/ttyUSB0//device/driver -> ../../../bus/platform/drivers/usbserial
对于 ttyS0
$ ls -al /sys/class/tty/ttyS0//device/driver
lrwxrwxrwx 1 root root 0 sep 6 21:28 /sys/class/tty/ttyS0//device/driver -> ../../../bus/platform/drivers/serial8250
所有由serial8250驱动的驱动程序都必须使用前面提到的ioctl进行探测。
if (ioctl(fd, TIOCGSERIAL, &serinfo)==0) {
// If device type is no PORT_UNKNOWN we accept the port
if (serinfo.type != PORT_UNKNOWN)
the_port_is_valid
仅报告有效设备类型的端口才有效。
枚举串行端口的完整源代码如下所示。欢迎补充。
#include <stdlib.h>
#include <dirent.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/serial.h>
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
static string get_driver(const string& tty) {
struct stat st;
string devicedir = tty;
// Append '/device' to the tty-path
devicedir += "/device";
// Stat the devicedir and handle it if it is a symlink
if (lstat(devicedir.c_str(), &st)==0 && S_ISLNK(st.st_mode)) {
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
// Append '/driver' and return basename of the target
devicedir += "/driver";
if (readlink(devicedir.c_str(), buffer, sizeof(buffer)) > 0)
return basename(buffer);
}
return "";
}
static void register_comport( list<string>& comList, list<string>& comList8250, const string& dir) {
// Get the driver the device is using
string driver = get_driver(dir);
// Skip devices without a driver
if (driver.size() > 0) {
string devfile = string("/dev/") + basename(dir.c_str());
// Put serial8250-devices in a seperate list
if (driver == "serial8250") {
comList8250.push_back(devfile);
} else
comList.push_back(devfile);
}
}
static void probe_serial8250_comports(list<string>& comList, list<string> comList8250) {
struct serial_struct serinfo;
list<string>::iterator it = comList8250.begin();
// Iterate over all serial8250-devices
while (it != comList8250.end()) {
// Try to open the device
int fd = open((*it).c_str(), O_RDWR | O_NONBLOCK | O_NOCTTY);
if (fd >= 0) {
// Get serial_info
if (ioctl(fd, TIOCGSERIAL, &serinfo)==0) {
// If device type is no PORT_UNKNOWN we accept the port
if (serinfo.type != PORT_UNKNOWN)
comList.push_back(*it);
}
close(fd);
}
it ++;
}
}
list<string> getComList() {
int n;
struct dirent **namelist;
list<string> comList;
list<string> comList8250;
const char* sysdir = "/sys/class/tty/";
// Scan through /sys/class/tty - it contains all tty-devices in the system
n = scandir(sysdir, &namelist, NULL, NULL);
if (n < 0)
perror("scandir");
else {
while (n--) {
if (strcmp(namelist[n]->d_name,"..") && strcmp(namelist[n]->d_name,".")) {
// Construct full absolute file path
string devicedir = sysdir;
devicedir += namelist[n]->d_name;
// Register the device
register_comport(comList, comList8250, devicedir);
}
free(namelist[n]);
}
free(namelist);
}
// Only non-serial8250 has been added to comList without any further testing
// serial8250-devices must be probe to check for validity
probe_serial8250_comports(comList, comList8250);
// Return the lsit of detected comports
return comList;
}
int main() {
list<string> l = getComList();
list<string>::iterator it = l.begin();
while (it != l.end()) {
cout << *it << endl;
it++;
}
return 0;
}
解决方案 5：
我想我在内核源文档中找到了答案：/usr/src/linux-2.6.37-rc3/Documentation/filesystems/proc.txt
1.7 TTY info in /proc/tty
-------------------------
Information about the available and actually used tty's can be found in the
directory /proc/tty.You'll find entries for drivers and line disciplines in
this directory, as shown in Table 1-11.
Table 1-11: Files in /proc/tty
..............................................................................
File Content
drivers list of drivers and their usage
ldiscs registered line disciplines
driver/serial usage statistic and status of single tty lines
..............................................................................
To see which tty's are currently in use, you can simply look into the file
/proc/tty/drivers:
> cat /proc/tty/drivers
pty_slave /dev/pts 136 0-255 pty:slave
pty_master /dev/ptm 128 0-255 pty:master
pty_slave /dev/ttyp 3 0-255 pty:slave
pty_master /dev/pty 2 0-255 pty:master
serial /dev/cua 5 64-67 serial:callout
serial /dev/ttyS 4 64-67 serial
/dev/tty0 /dev/tty0 4 0 system:vtmaster
/dev/ptmx /dev/ptmx 5 2 system
/dev/console /dev/console 5 1 system:console
/dev/tty /dev/tty 5 0 system:/dev/tty
unknown /dev/tty 4 1-63 console
这是该文件的链接：
http://git.kernel.org/? p=linux/kernel/git/next/linux-next.git;a=blob_plain;f=Documentation/filesystems/proc.txt;hb=e8883f8057c0f7c9950fa9f20568f37bfa62f34a
解决方案 6：
带有 -g 选项的 setserial 似乎可以执行您想要的操作，并且 C 源代码可在http://www.koders.com/c/fid39344DABD14604E70DF1B8FEA7D920A94AF78BF8.aspx获得。
解决方案 7：
使用 /proc/tty/drivers 仅指示已加载哪些 tty 驱动程序。如果您要查找串行端口列表，请查看 /dev/serial，它将有两个子目录：by-id 和 by-path。
前任：
# find . -type l
./by-path/usb-0:1.1:1.0-port0
./by-id/usb-Prolific_Technology_Inc._USB-Serial_Controller-if00-port0
感谢这篇文章： https: //superuser.com/questions/131044/how-do-i-know-which-dev-ttys-is-my-serial-port
解决方案 8：
我通过组拨出的方式让每个使用用户“拨出”的 ttyls -l /dev/tty* | grep 'dialout'
仅获取其文件夹ls -l /dev/tty* | grep 'dialout' | rev | cut -d " " -f1 | rev
轻松监听 tty 输出，例如当 arduino 串行输出时：head --lines 1 < /dev/ttyUSB0
仅监听每条 tty 输出的一行：for i in $(ls -l /dev/tty* | grep 'dialout' | rev | cut -d " " -f1 | rev); do head --lines 1 < $i; done
我真的很喜欢通过寻找驱动程序的方法：ll /sys/class/tty/*/device/driver
您现在可以选择 tty 名称：ls /sys/class/tty/*/device/driver | grep 'driver' | cut -d "/" -f 5
解决方案 9：
我这里没有串行设备来测试它，但是如果你有 python 和 dbus，你可以自己尝试一下。
import dbus
bus = dbus.SystemBus()
hwmanager = bus.get_object('org.freedesktop.Hal', '/org/freedesktop/Hal/Manager')
hwmanager_i = dbus.Interface(hwmanager, 'org.freedesktop.Hal.Manager')
print hwmanager_i.FindDeviceByCapability("serial")
如果失败，您可以在内部搜索，hwmanager_i.GetAllDevicesWithProperties()看看我刚刚猜测的功能名称“serial”是否有不同的名称。
高血压
解决方案 10：
我没有 USB 串行设备，但一定有一种方法可以直接使用 HAL 库找到真实端口：
====================================================================
#! /usr/bin/env bash
#
# Uses HAL to find existing serial hardware
#
for sport in $(hal-find-by-capability --capability serial) ; do
hal-get-property --udi "${sport}" --key serial.device
done
====================================================================
发布的 python-dbus 代码和这个 sh 脚本都没有列出蓝牙 /dev/rfcomm* 设备，所以它不是最好的解决方案。
请注意，在其他 unix 平台上，串行端口不命名为 ttyS？即使在 linux 中，一些串行卡也允许您命名设备。假设串行设备名称中的模式是错误的。
解决方案 11：
我的解决方案基于 udev 库，以下代码基于示例2：
#include <string.h>
#include <libudev.h>
bool enumerate_serial_ports(void)
{
struct udev* udev;
struct udev_enumerate* enumerate;
struct udev_list_entry* devices, *dev_list_entry;
/* create udev object */
udev = udev_new();
if (!udev)
{
SPDLOG_ERROR("Cannot create udev context.");
return false;
}
/* create enumerate object */
enumerate = udev_enumerate_new(udev);
if (!enumerate)
{
SPDLOG_ERROR("Cannot create enumerate context.");
udev_unref(udev);
return false;
}
udev_enumerate_add_match_subsystem(enumerate, "tty");
udev_enumerate_scan_devices(enumerate);
/* fillup device list */
devices = udev_enumerate_get_list_entry(enumerate);
if (!devices)
{
SPDLOG_ERROR("Failed to get device list.");
udev_enumerate_unref(enumerate);
udev_unref(udev);
return false;
}
udev_list_entry_foreach(dev_list_entry, devices)
{
struct udev_device* dev = udev_device_new_from_syspath(udev, udev_list_entry_get_name(dev_list_entry));
// filter out virtual ports
if((udev_device_get_sysnum(dev) != NULL) && (strstr(udev_device_get_devpath(dev), "/devices/virtual/") == NULL))
{
SPDLOG_DEBUG("subsystem={}", udev_device_get_subsystem(dev));
SPDLOG_DEBUG("syspath={}", udev_device_get_syspath(dev));
SPDLOG_DEBUG("sysname={}", udev_device_get_sysname(dev));
SPDLOG_DEBUG("sysnum={}", udev_device_get_sysnum(dev));
SPDLOG_DEBUG("devnode={}", udev_device_get_devnode(dev));
SPDLOG_DEBUG("-----------------------------------------");
}
/* free dev */
udev_device_unref(dev);
}
/* free enumerate */
udev_enumerate_unref(enumerate);
/* free udev */
udev_unref(udev);
return true;
}
带有 USB 串行适配器的 RPI4 上的输出：
[ debug ][11:50:47.645] - subsystem=tty
[ debug ][11:50:47.645] - syspath=/sys/devices/platform/scb/fd500000.pcie/pci0000:00/0000:00:00.0/0000:01:00.0/usb1/1-1/1-1.3/1-1.3:1.0/ttyUSB0/tty/ttyUSB0
[ debug ][11:50:47.645] - sysname=ttyUSB0
[ debug ][11:50:47.645] - sysnum=0
[ debug ][11:50:47.645] - devnode=/dev/ttyUSB0
[ debug ][11:50:47.645] - -----------------------------------------
[ debug ][11:50:47.645] - subsystem=tty
[ debug ][11:50:47.645] - syspath=/sys/devices/platform/soc/fe201000.serial/tty/ttyAMA0
[ debug ][11:50:47.645] - sysname=ttyAMA0
[ debug ][11:50:47.645] - sysnum=0
[ debug ][11:50:47.645] - devnode=/dev/ttyAMA0
[ debug ][11:50:47.645] - -----------------------------------------
[ debug ][11:50:47.646] - subsystem=tty
[ debug ][11:50:47.646] - syspath=/sys/devices/platform/soc/fe215040.serial/tty/ttyS0
[ debug ][11:50:47.646] - sysname=ttyS0
[ debug ][11:50:47.646] - sysnum=0
[ debug ][11:50:47.646] - devnode=/dev/ttyS0
[ debug ][11:50:47.646] - -----------------------------------------
解决方案 12：
串行通信管理器库具有许多针对所需任务的 API 和功能。如果设备是 USB-UART，则可以使用其 VID/PID。如果设备是 BT-SPP，则可以使用平台特定的 API。查看此串行端口编程项目：https ://github.com/RishiGupta12/serial-communication-manager
解决方案 13：
是的，我知道，我来晚了（一如既往）。这是我的代码片段（基于 mk2 的回复）。也许这对某些人有帮助：
std::vector<std::string> find_serial_ports()
{
std::vector<std::string> ports;
std::filesystem::path kdr_path{"/proc/tty/drivers"};
if (std::filesystem::exists(kdr_path))
{
std::ifstream ifile(kdr_path.generic_string());
std::string line;
std::vector<std::string> prefixes;
while (std::getline(ifile, line))
{
std::vector<std::string> items;
auto it = line.find_first_not_of(' ');
while (it != std::string::npos)
{
auto it2 = line.substr(it).find_first_of(' ');
if (it2 == std::string::npos)
{
items.push_back(line.substr(it));
break;
}
it2 += it;
items.push_back(line.substr(it, it2 - it));
it = it2 + line.substr(it2).find_first_not_of(' ');
}
if (items.size() >= 5)
{
if (items[4] == "serial" && items[0].find("serial") != std::string::npos)
{
prefixes.emplace_back(items[1]);
}
}
}
ifile.close();
for (auto& p: std::filesystem::directory_iterator("/dev"))
{
for (const auto& pf : prefixes)
{
auto dev_path = p.path().generic_string();
if (dev_path.size() >= pf.size() && std::equal(dev_path.begin(), dev_path.begin() + pf.size(), pf.begin()))
{
ports.emplace_back(dev_path);
}
}
}
}
return ports;
}
解决方案 14：
#dmesg | grep tty
此命令显示每个端口
解决方案 15：
使用 setserial 工具：
setserial -gG /dev/{ttyUSB,ttyS,ttyACM}* 2>/dev/null | grep -Ev "ttyS[0-9]+.*irqs0s*"
如果您只希望输出端口设备路径：
setserial -gG /dev/{ttyUSB,ttyS,ttyACM}* 2>/dev/null | grep -Ev "ttyS[0-9]+.*irqs0s*" | cut -d' ' -f1
可能这个解决方案并不适用于所有需求，因为一些 USB 设备可以通过 UDEV 以另一种方式命名，因此更通用但不太理想（不推荐）：
setserial -gG /dev/* 2>/dev/null | grep -Ev "ttyS[0-9]+.*irqs0s*" | cut -d' ' -f1
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