GSM 0710 tty multiplexor HOWTO

GSM 07.10 TTY multiplexor 개요

이 line discipline은 아래 3GPP 문서에 정의된 GSM 07.10 multiplexing protocol을 구현합니다.

프로토콜 규격은 `https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/07_series/07.10/0710-720.zip`에서 확인할 수 있습니다. 이 문서는 물리 serial port에 연결한 GPRS 및 3G modem에서 이 드라이버를 사용하는 방법을 안내합니다.

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GSM 0710 tty multiplexor HOWTO
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.. contents:: :local:

This line discipline implements the GSM 07.10 multiplexing protocol
detailed in the following 3GPP document:

        https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/07_series/07.10/0710-720.zip

This document give some hints on how to use this driver with GPRS and 3G
modems connected to a physical serial port.

How to use it
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Config Initiator 초기화 절차

Initiator는 먼저 modem의 serial port를 통해 보통 `AT+CMUX=` command를 보내 0710 mux mode를 초기화합니다. 전달할 수 있는 매개변수의 수와 종류는 modem에 따라 다릅니다.

그 다음 `TIOCSETD` ioctl로 serial line을 `n_gsm` line discipline으로 전환합니다. 필요한 경우 `GSMIOC_GETCONF_EXT`와 `GSMIOC_SETCONF_EXT`로 확장 설정을 조정하고, `GSMIOC_GETCONF`와 `GSMIOC_SETCONF`로 기본 mux 설정을 구성합니다.

기본값과 다른 Data Link Connection Identifier(DLCI)는 `GSMIOC_GETCONF_DLCI`와 `GSMIOC_SETCONF_DLCI`로 설정합니다. 마지막으로 사용 중인 serial port에 할당된 첫 `gsmtty` 번호를 얻습니다. 초기화 프로그램은 `util-linux-ng/sys-utils/ldattach.c`를 좋은 출발점으로 삼을 수 있습니다.

Config Initiator
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#. Initialize the modem in 0710 mux mode (usually ``AT+CMUX=`` command) through
   its serial port. Depending on the modem used, you can pass more or less
   parameters to this command.

#. Switch the serial line to using the n_gsm line discipline by using
   ``TIOCSETD`` ioctl.

#. Configure the mux using ``GSMIOC_GETCONF_EXT``/``GSMIOC_SETCONF_EXT`` ioctl if needed.

#. Configure the mux using ``GSMIOC_GETCONF``/``GSMIOC_SETCONF`` ioctl.

#. Configure DLCs using ``GSMIOC_GETCONF_DLCI``/``GSMIOC_SETCONF_DLCI`` ioctl for non-defaults.

#. Obtain base gsmtty number for the used serial port.

   Major parts of the initialization program
   (a good starting point is util-linux-ng/sys-utils/ldattach.c)::

Initiator 초기화 코드

예제는 `stdio.h`, `stdint.h`, `linux/gsmmux.h`, `linux/tty.h`를 포함하고 기본 속도를 `B115200`, serial port를 `/dev/ttyS0`로 정의합니다. `N_GSM0710`, `gsm_config`, `gsm_config_ext`, `gsm_dlci_config`, `termios`, 첫 장치 번호를 담을 `uint32_t` 변수를 준비합니다.

modem에 연결된 serial port를 `O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY`로 연 뒤 속도와 flow control을 설정합니다. `AT+CMUX=0 `을 보내고 성공 응답 `OK`를 확인해야 합니다. 일부 modem은 첫 MUX packet에 응답할 준비 시간이 필요하므로 예제는 `sleep(3)` 지연을 둡니다.

`TIOCSETD`로 `n_gsm`을 활성화한 후 확장 설정을 읽어 `ce.keep_alive = 500`으로 지정합니다. 이 값은 modem connection supervision을 위해 5초마다 keep-alive를 사용한다는 뜻이며, 변경한 설정을 `GSMIOC_SETCONF_EXT`로 기록합니다.

기본 설정에서는 이 쪽이 initiator이므로 `c.initiator = 1`, basic encoding을 위해 `c.encapsulation = 0`을 사용합니다. modem의 기본 최대 frame size에 맞춰 `c.mru = 127`, `c.mtu = 127`로 설정하고 `GSMIOC_SETCONF`로 적용합니다.

DLC 1을 읽어 첫 user channel의 우선순위를 높이기 위해 `dc.channel = 1`, `dc.priority = 1`로 설정한 뒤 `GSMIOC_SETCONF_DLCI`로 기록합니다. `GSMIOC_GETFIRST`로 첫 device node 번호를 받아 `/dev/gsmtty%i` 형식으로 출력합니다.

마지막의 `daemon(0,0)`과 `pause()`는 line discipline이 계속 활성화되도록 프로세스를 daemon으로 전환하고 무기한 대기시킵니다.

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <linux/gsmmux.h>
#include <linux/tty.h>

#define DEFAULT_SPEED        B115200
#define SERIAL_PORT        /dev/ttyS0

int ldisc = N_GSM0710;
struct gsm_config c;
struct gsm_config_ext ce;
struct gsm_dlci_config dc;
struct termios configuration;
uint32_t first;

/* open the serial port connected to the modem */
fd = open(SERIAL_PORT, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);

/* configure the serial port : speed, flow control ... */

/* send the AT commands to switch the modem to CMUX mode
   and check that it's successful (should return OK) */
write(fd, "AT+CMUX=0\r", 10);

/* experience showed that some modems need some time before
   being able to answer to the first MUX packet so a delay
   may be needed here in some case */
sleep(3);

/* use n_gsm line discipline */
ioctl(fd, TIOCSETD, &ldisc);

/* get n_gsm extended configuration */
ioctl(fd, GSMIOC_GETCONF_EXT, &ce);
/* use keep-alive once every 5s for modem connection supervision */
ce.keep_alive = 500;
/* set the new extended configuration */
ioctl(fd, GSMIOC_SETCONF_EXT, &ce);
/* 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);
/* get DLC 1 configuration */
dc.channel = 1;
ioctl(fd, GSMIOC_GETCONF_DLCI, &dc);
/* the first user channel gets a higher priority */
dc.priority = 1;
/* set the new DLC 1 specific configuration */
ioctl(fd, GSMIOC_SETCONF_DLCI, &dc);
/* get first gsmtty device node */
ioctl(fd, GSMIOC_GETFIRST, &first);
printf("first muxed line: /dev/gsmtty%i\n", first);

/* and wait for ever to keep the line discipline enabled */
daemon(0,0);
pause();

가상 포트 사용과 종료

생성된 device는 일반 serial port처럼 사용할 수 있습니다. 예를 들어 `gnokii`로 `ttygsm1`에서 SMS를 송수신하거나, `ppp`로 `ttygsm2`에 datalink를 만들 수 있습니다.

물리 port를 닫기 전에 모든 virtual port를 먼저 닫아야 합니다. 물리 port를 닫아도 modem은 multiplexing mode에 남으므로, 나중에 port를 다시 열지 못할 수 있습니다.

재초기화 문제를 피하려면 하드웨어가 허용할 경우 modem을 reset하거나, 두 번째 multiplexing mode 초기화 전에 disconnect command frame을 수동 전송합니다. frame byte sequence는 `0xf9, 0x03, 0xef, 0x03, 0xc3, 0x16, 0xf9`입니다.

#. Use these devices as plain serial ports.

   For example, it's possible:

   - to use *gnokii* to send / receive SMS on ``ttygsm1``
   - to use *ppp* to establish a datalink on ``ttygsm2``

#. First close all virtual ports before closing the physical port.

   Note that after closing the physical port the modem is still in multiplexing
   mode. This may prevent a successful re-opening of the port later. To avoid
   this situation either reset the modem if your hardware allows that or send
   a disconnect command frame manually before initializing the multiplexing mode
   for the second time. The byte sequence for the disconnect command frame is::

      0xf9, 0x03, 0xef, 0x03, 0xc3, 0x16, 0xf9

Config Requester 초기화 절차

Requester는 serial port로 `AT+CMUX=` command를 수신하고 그 매개변수에 따라 mux mode 설정을 초기화합니다. 직접 command를 보내는 initiator와 시작 방향이 반대입니다.

그 이후에는 `TIOCSETD`로 `n_gsm` line discipline을 선택하고, 필요할 때 `GSMIOC_GETCONF_EXT`·`GSMIOC_SETCONF_EXT`로 확장 설정을 구성합니다. `GSMIOC_GETCONF`·`GSMIOC_SETCONF`로 기본 mux 설정을, `GSMIOC_GETCONF_DLCI`·`GSMIOC_SETCONF_DLCI`로 비기본 DLC를 설정한 뒤 base gsmtty 번호를 얻습니다.

Config Requester
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#. Receive ``AT+CMUX=`` command through its serial port, initialize mux mode
   config.

#. Switch the serial line to using the *n_gsm* line discipline by using
   ``TIOCSETD`` ioctl.

#. Configure the mux using ``GSMIOC_GETCONF_EXT``/``GSMIOC_SETCONF_EXT``
   ioctl if needed.

#. Configure the mux using ``GSMIOC_GETCONF``/``GSMIOC_SETCONF`` ioctl.

#. Configure DLCs using ``GSMIOC_GETCONF_DLCI``/``GSMIOC_SETCONF_DLCI`` ioctl for non-defaults.

#. Obtain base gsmtty number for the used serial port::

Requester 초기화 코드

Requester 예제도 같은 헤더, `B115200`, `/dev/ttyS0`, `N_GSM0710` 및 설정 구조체를 사용합니다. serial port를 연 뒤 속도와 flow control을 설정하고, 수신한 serial data에서 `AT+CMUX=command` 매개변수를 확인합니다.

`TIOCSETD`로 line discipline을 설정한 뒤 `ce.keep_alive = 500`으로 peer connection supervision용 5초 keep-alive를 적용합니다. 기본 encoding과 frame size도 `c.encapsulation = 0`, `c.mru = 127`, `c.mtu = 127`로 initiator 예제와 같습니다.

역할을 구분하는 핵심은 requester가 `c.initiator = 0`을 설정한다는 점입니다. DLC 1의 우선순위는 동일하게 1로 높이고, `GSMIOC_GETFIRST`로 첫 gsmtty 번호를 출력한 뒤 `daemon(0,0)`과 `pause()`로 line discipline을 유지합니다.

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <linux/gsmmux.h>
#include <linux/tty.h>
#define DEFAULT_SPEED        B115200
#define SERIAL_PORT        /dev/ttyS0

int ldisc = N_GSM0710;
struct gsm_config c;
struct gsm_config_ext ce;
struct gsm_dlci_config dc;
struct termios configuration;
uint32_t first;

/* open the serial port */
fd = open(SERIAL_PORT, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);

/* configure the serial port : speed, flow control ... */

/* get serial data and check "AT+CMUX=command" parameter ... */

/* use n_gsm line discipline */
ioctl(fd, TIOCSETD, &ldisc);

/* get n_gsm extended configuration */
ioctl(fd, GSMIOC_GETCONF_EXT, &ce);
/* use keep-alive once every 5s for peer connection supervision */
ce.keep_alive = 500;
/* set the new extended configuration */
ioctl(fd, GSMIOC_SETCONF_EXT, &ce);
/* get n_gsm configuration */
ioctl(fd, GSMIOC_GETCONF, &c);
/* we are requester and need encoding 0 (basic) */
c.initiator = 0;
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);
/* get DLC 1 configuration */
dc.channel = 1;
ioctl(fd, GSMIOC_GETCONF_DLCI, &dc);
/* the first user channel gets a higher priority */
dc.priority = 1;
/* set the new DLC 1 specific configuration */
ioctl(fd, GSMIOC_SETCONF_DLCI, &dc);
/* get first gsmtty device node */
ioctl(fd, GSMIOC_GETFIRST, &first);
printf("first muxed line: /dev/gsmtty%i\n", first);

/* and wait for ever to keep the line discipline enabled */
daemon(0,0);
pause();

문서 기여 정보

문서 끝에는 `11-03-08 - Eric Bénard - <[email protected]>` 기여 정보가 기록되어 있습니다.

11-03-08 - Eric Bénard - <[email protected]>