linux GSM0710(2)

关于MUX源码分析可参考之前的一篇博客：点击打开链接

名词定义

MUX: multiplexer protocol 多路复用协议，将原有的一条物理通道虚拟成几条可并发的逻辑通道,同网络协议中的物理链路,逻辑链路有点类似.实现上也类似,将逻辑通道上的数据打包,加上包头包尾,再发到物理通道
SABM: 即 Set Asynchronous Balanced Mode的缩写，叫设置异步平衡模式

GSM 0710六种包

1. SABM
2. DISC
这两个包是分别来建立、断开逻辑通道
3. UA
4. DM
这两个包是分别来响应正确、错误
5. UIH
6. UI

这两个可以命令包、也可以是状态包，区别是前者不对包数据部分进行校验

GSM 0710三种传输格式
1. Basic

格式：Flags(1B) Address(1B) Control(1B) Length(1~2B) Info(Length指定的可变长度) FCS(1B) Flag(1B)

Flags: 格式固定为0xF9

Address: 逻辑通道编号，类似于MAC地址，Bit1为E/A(表示该地址域是否只有本字节，为1表示只有本字节)、Bit2为C\R（用来指示是命令还是响应），bit3~8为逻辑通道号。

Control：
    Frame Type 1 2 3 4 5 6 7 8 备注
    SABM (Set Asynchronous Balanced Mode) 1 1 1 1 P/F 1 0 0
    UA (Unnumbered Acknowledgement) 1 1 0 0 P/F 1 1 0
    DM (Disconnected Mode) 1 1 1 1 P/F 0 0 0
    DISC (Disconnect) 1 1 0 0 P/F 0 1 0
    UIH(Unnumbered Information with Header check) 1 1 1 1 P/F 1 1 1

UI (Unnumbered Information) 1 1 0 0 P/F 0 0 0 可选

P/F是Poll/Final位，表示测试/返回。后续会介绍。比如建立DLC的时候，主机发SABM帧, 并把P置1，如果成功，对方返回UA帧，并把F置1，否则返回DM帧，并把P置1。
Length：只有在基本模式下，该域才存在。可以是1个字节，也可以是2个字节长度，EA位表示该域是否只有本字节。为1表示本字节就是长度域，为0表示后续还有一个字节。

2. Advanced without error recovery

格式：Flag(1B) Address(1B) Control(1B) Information(长度不确定) FCS(1B) Flags(1B)

Flag: 格式固定为0x7e

3. Advance with error recovery(高级模式错误纠正)

n_gsm.c内部结构体定义：

1. struct gsm_dlci:数据链路链接标识
每个活动的数据链路都有一个gsm_dlci结构体，它是用来绑定链路层的一个an optional layer tty，为了避免复杂性，当串口复用关闭时要立马释放gsm_dlci。

2. struct gsm_mux:多路复用结构体，通过ldisc可以绑定该线路规程。

基本模式数据帧格式分析（该格式为逻辑通道建立）：

gsmld_output: 00000000: f9 03 ef 09 e3 05 07 0d fb f9
f9：帧头，MUX普通模式
03: 地址域，bit1-EA=1,表示长度就是本字节，如果是0表示还有后续字节
bit2-C/R=1,表示命令/响应，这里是主机到GPRS模块，所以为命令，
bit3~8=0,为逻辑通道号，0表示命令通道
ef: 控制域，表示UIH
09: 信息域, bit1=1 表示信息域长度就是本字节，为0表示后续还有字节
bit2~bit8=4 表示长度为4个字节，
e3 05 07 0d: 数据域，4个字节
fb： CRC校验

f9：结尾

n_gsm.txt流程

1.创建设备节点
MAJOR=`cat /proc/devices |grep gsmtty | awk '{print $1}` for i in `seq 1 4`; do mknod /dev/ttygsm$i c $MAJOR $i done

2. 打开真实串口fd = open(SERIAL_PORT, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);

3. 设置线路规程为N_GSM0710int ldisc = N_GSM0710;ioctl(fd, TIOCSETD, &ldisc);//---------------------------在设置串口的线路规程时会执行如下的操作！tty_open(...)tty_lookup_driver(...) //通过主次设备号获取对应的索引get_tty_driver(...) //获取主次设备号在tty_drivers链表中的索引tty_driver_lookup_tty(...) //通过索引获取对应的ttyretval = tty->ops->open(tty, filp); //调用n_gsm.c gsmld_open(...)gsmld_open(...)gsm_alloc_mux(...) //多路复用协议分配一个gsmgsmld_attach_gsm(...) //ld线路规程绑定上面分配的gsmgsm_activate_mux(...) //gsm激活muxgsm_dlci_alloc(...) //根据地址分配dlci链路控制接口，由于这里的流程是绑定地址0，即命令通道

4. 配置GSM/* get n_gsm configuration */ioctl(fd, GSMIOC_GETCONF, &c);/* we are initiator and need encoding 0 (basic) */c.initiator = 1;c.encapsulation = 0;/* our modem defaults to a maximum size of 127 bytes */c.mru = 127;c.mtu = 127;/* set the new configuration */ioctl(fd, GSMIOC_SETCONF, &c);----------------------------------tty_ioctl(...) tiocsetd(...) gsmld_ioctl(...)gsmld_config(...)gsm_dlci_begin_close(...) //函数内部dlci->state=DLCI_CLOSED，所以这里直接退出！gsm_cleanup_mux(...) //关闭之前的多路复用串口//......if (dlci) {gc = gsm_control_send(gsm, CMD_CLD, NULL, 0); //高级模式关闭DLCIif (gc)gsm_control_wait(gsm, gc); //发送成功就等待关闭DLCI的返回帧，这里会阻塞等待返回}//......gsm_activate_mux(...) //init_timer(&gsm->t2_timer); //初始化定时器gsm->t2_timer.function = gsm_control_retransmit; //数据发送失败、或没有响应时的重发回调函数gsm->t2_timer.data = (unsigned long)gsm; //定时器参数init_waitqueue_head(&gsm->event); //初始化一个等待事件spin_lock_init(&gsm->control_lock);spin_lock_init(&gsm->tx_lock);if (gsm->encoding == 0) //基本模式gsm->receive = gsm0_receive;else //高级模式gsm->receive = gsm1_receive;gsm->error = gsm_error;dlci = gsm_dlci_alloc(gsm, 0); //分配一个地址为0的DLCI命令数据链路控制接口init_timer(&dlci->t1); //初始化t1定时器dlci->t1.function = gsm_dlci_t1; //绑定定时器的回调函数dlci->t1.data = (unsigned long)dlci; //定时器回调函数的参数tty_port_init(&dlci->port);dlci->port.ops = &gsm_port_ops;dlci->gsm = gsm;dlci->addr = addr;dlci->adaption = gsm->adaption;dlci->state = DLCI_CLOSED; //置DLCI初始化状态为DLCI_CLOSEDif (addr) //地址不为0表示数据通道dlci->data = gsm_dlci_data;else //为命令通道dlci->data = gsm_dlci_command;gsm->dlci[addr] = dlci; //将相应的dlci绑定到addr对应的gsm->dlci[addr]数组中gsm_dlci_begin_open(...) //发送SABM/PF，然后直接退出，这里有个疑问，就是M590E老模块没有及时响应，是否是这里没有阻塞或加一个延时时间？？？

5. 打开虚拟串口open("/dev/ttygsm1") ----------------------------------tty_open(...)gsmtty_install(...)gsm_dlci_alloc(...) //分配一个dlci链路控制接口retval = tty->ops->open(tty, filp) gsmtty_open(...)gsm_dlci_begin_open(...) //链路控制接口与MODEM模块建立，即发送SABM/PF到MODEMdlci->state = DLCI_OPENING; //置dlci状态为DLCI_OPENINGgsm_command(dlci->gsm, dlci->addr, SABM|PF); //发送SABM/PFmod_timer(&dlci->t1, jiffies + gsm->t1 * HZ / 100); //重启重发定时器gsmld_receive_buf(...) //接收MODEM响应数据gsm->receive(...)=>gsm0_receive(...)/gsm1_receive(...)gsm_queue(...) //接收到MODEM响应数据处理gsm_dlci_open(...) del_timer(&dlci->t1); //删除重发定时器dlci->state = DLCI_OPEN; //置dlci状态为DLCI_OPENwake_up(&dlci->gsm->event); //同时唤醒dlci->gsm->event事件tty_port_block_til_ready(...)tty_port_raise_dtr_rts(...)gsm_dtr_rts(...)gsmtty_modem_update(...) //猫状态命令MSCgsm_control_send(...) //组帧，MSC命令发送wait_event(gsm->event, gsm->pending_cmd == NULL); mod_timer(&gsm->t2_timer, jiffies + gsm->t2 * HZ / 100); //更新定时器gsm_control_transmit(...)gsm_data_queue(...)__gsm_data_queue(...)gsm_data_kick(...)gsm->output(...)=>gsmld_output(...)gsm_control_wait(...)wait_event(gsm->event, control->done == 1); //阻塞，等待事件，即等待上面的MSC数据从MODEM返回gsmld_receive_buf(...) //接收MODEM的MSC响应数据gsm->receive(...)=>gsm0_receive(...)/gsm1_receive(...)gsm_queue(...) //接收到MODEM的MSC响应数据处理dlci->data(dlci, gsm->buf, gsm->len)//回调下面的接口函数gsm_dlci_command(...)gsm_control_response(...)ctrl = gsm->pending_cmd;command |= 1;if (ctrl != NULL && (command == ctrl->cmd || command == CMD_NSC)) {del_timer(&gsm->t2_timer); //删除定时器gsm->pending_cmd = NULL;/* Rejected by the other end */if (command == CMD_NSC)ctrl->error = -EOPNOTSUPP;ctrl->done = 1;wake_up(&gsm->event); //到这里，唤醒上面gsm_control_wait中的阻塞事件}

6. 发送AT.
tty_write(...)do_tty_write(...)=>ld->ops->writegsmtty_write(...)gsm_dlci_data_kick(...)gsm_dlci_data_output(...)__gsm_data_queue(...)gsm_data_kick(...)gsm->output(...)=>gsmld_output(...)gsm_dlci_data_sweep(...) //如果缓冲区数据没有传输完，将继续发送，而完成该操作的就是本函数,其实这里采用了递归机制gsm_dlci_data_output()__gsm_data_queue(...)gsm_data_kick(...)gsm->output(...)=>gsmld_output(...) //到这里发送完进行判断缓冲区中的数据是否全部传输完，否则将继续调用gsm_dlci_data_sweep(...)//接收数据接口gsmld_receive_buf(...)gsm->receive(...)=>gsm0_receive() //基本模式gsm_queue(...)dlci->data=>gsm_dlci_data(...) //MODEM返回数据进行处理tty_insert_flip_string(...) //MODEM返回的数据传输的tty io层tty_flip_buffer_push(port); //通知tty io层，MODEM数据已经到达，tty io层在将数据传送到应用层

交互流程如下：

1. MUX 虚拟地址0（命令通道）通信帧（SABM/PF）
终端发送：gsmld_output: 00000000: f9 03 3f 01 1c f9
终端接收：gsmld_receive: 00000000: f9 03 73 01 d7 f9
2. MUX 虚拟地址1（数据通道）通信帧（SABM/PF）
终端发送：gsmld_output: 00000000: f9 07 3f 01 de f9
终端接收：gsmld_receive: 00000000: f9 07 73 01 15 f9

老的模块和新的模块在这一步会不相同，新的模块在SABM/PF协商时可以正常收到数据，而老的模块却会收到多帧M590E上报的MODEM猫状态，如下：
终端接收：gsmld_receive: 00000000: f9 01 ef 0b e3 07 07 0c 01 79 f9 //M590E上报的MODEM状态
f9 07 73 01 15 f9 //虚拟地址1 SABM/PF返回帧，是我们需要的
f9 01 ef 0b e3 07 07 0c 01 79 f9 //M590E上报的MODEM状态
f9 01 ef 0b e3 07 07 06 01 79 f9 //M590E上报的MODEM状态
f9 01 ef 0b e3 07 07 06 01 79 f9 //M590E上报的MODEM状态
f9 01 ef 0b e3 07 07 06 01 79 f9 //M590E上报的MODEM状态
f9 01 ef 0b e3 07 07 06 01 79 f9 //M590E上报的MODEM状态

为了解决老模块问题，修改两点：

① n_gsm.c驱动定时器时间扩大20倍，即原来100ms->现在2s，340ms->6.8s

② 过滤掉MODEM模块上报的猫状态，分别为“07 0c 01”和“07 06 01”

3. 终端设置M590E MODEM的猫状态
终端发送：gsmld_output: 00000000: f9 03 ef 09 e3 05 07 0d fb f9
终端接收：gsmld_receive: 00000000: f9 01 ef 09 e1 05 07 0d 9a f9

4. 通过MUX虚拟串口1发送AT
终端发送：gsm_data_kick: 00000000: f9 07 ef 03 41 d4 f9 //发送‘A’
gsm_data_kick: 00000000: f9 07 ef 03 54 d4 f9 //发送‘T’
终端接收：gsmld_receive: 00000000: f9 05 ef 0d 0d 0a 4f 4b 0d 0a 5f f9 //接收”ok“
5. 数据通道交互

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