TERMIO(7) TERMIO(7) НАЗВАНИЕ termio - общий терминальный интерфейс ОПИСАНИЕ Все асинхронные порты связи используют один и тот же общий интерфейс, вне зависимости от подключенной аппа- ратуры. Обычно при открытии файла, соответствующего терминалу, процесс ожидает установления соединения. На практике пользовательские программы редко сами открывают такие файлы; они открываются программой getty(1M) и становят- ся пользовательским стандартным вводом, выводом и про- токолом. Самый первый из терминальных файлов, не ассо- циированных с группой процессов, при открытии его лиде- ром группы становится управляющим терминалом для данной группы. Управляющий терминал играет особую роль при об- работке сигналов выхода и прерывания, как это обсужда- ется ниже. Управляющий терминал наследуется процессом, порожденным посредством системного вызова fork(2). Из- менением своей группы [с помощью системного вызова setpgrp(2)] процесс может разорвать эту связь. Терминалы работают в полностью дуплексном (двусторон- нем) режиме. Символы можно вводить в любой момент вре- мени, даже когда происходит вывод. Потеря символов про- исходит только в двух случаях: когда переполняется сис- темный буфер вводимых символов (что случается довольно редко) или когда пользователь накопил максимально до- пустимое число вводимых символов, а никакая программа их не прочитала. В текущей версии этот предел равен 256 символам. Если предел ввода достигнут, буфер сбрасыва- ется и все сохраненные символы теряются без всякого уведомления. Обычно терминальный ввод обрабатывается построчно. Строка ограничивается символами перевода строки, конца файла или конца строки. Это означает, что при попытке чтения процесс приостанавливается до тех пор, пока не будет введена вся строка. При чтении, независимо от числа запрошенных символов, будет выдано не более одной строки, однако не обязательно всю строку читать сразу: можно запросить любое количество символов (даже один) и информация не будет потеряна. Во время ввода обычно выполняется обработка символов забоя и уничтожения. По умолчанию символ # "забивает" последний введенный символ (но не далее начала строки). Символ @ уничтожает всю вводимую строку и, быть может, выдает перевод строки. Оба этих управляющих символа воздействуют только на входной буфер. Так, после ввода табуляции, развернутой в несколько пробелов, удаление последнего символа приведет к удалению табуляции в бу- фере, но на экране будет удален лишь последний из про- белов. При вводе некоторые символы выполняют специальные функ- ции. Ниже перечислены эти функции и соответствующие подразумеваемые символы: INTR (символ DEL в кодировке ASCII) Генерирует сигнал прерывания (SIGINT), посылаемый всем процессам, для которых данный терминал явля- ется управляющим. Обычно каждый такой процесс тер- минируется, но есть средства, позволяющие проигно- рировать этот сигнал или обработать его по-своему [см. signal(2)]. QUIT (CTRL+\, или символ FS в кодировке ASCII) Генерирует сигнал выхода (SIGQUIT), при стандарт- ной реакции на который процесс не только термини- руется, но и в текущем каталоге создается файл с образом памяти процесса [см. core(4)]. SWTCH (CTRL+Z, или символ SUB в кодировке ASCII) Используется менеджером семейства shell'ов shl(1) для переключения между экземплярами shell'а. ERASE (#) Забивает предыдущий символ, но не далее начала строки, отделенного символами NL, EOF или EOL. KILL (@) Уничтожает всю строку, выделенную символами NL, EOF или EOL. EOF (CTRL+D, или символ EOT в кодировке ASCII) Может быть использован для генерации признака кон- ца файла при вводе с терминала. При получении это- го символа все буферизованные символы, не ожидая перевода строки, передаются процессу, а сам символ EOF отбрасывается. Таким образом, если буферизо- ванных символов нет, то есть EOF встретился в на- чале строки, в процесс будет передано 0 символов, что и является стандартным обозначением конца фай- ла. NL (символ LF в кодировке ASCII) Стандартный разделитель строк (перевод строки). Его нельзя изменить или экранировать. EOL (символ NUL в кодировке ASCII) Дополнительный разделитель строк, аналогичный NL. Обычно не используется. EOL2 Еще один дополнительный разделитель строк. STOP (CTRL+S, или символ DC3 в кодировке ASCII) Обычно используется для временной приостановки вы- вода, когда нужно прочитать текст на экране терми- нала. Если вывод приостановлен, символы STOP игно- рируются и не читаются. START (CTRL+Q, или символ DC1 в кодировке ASCII) Используется для возобновления вывода, приостанов- ленного с помощью символа STOP. Если вывод не при- остановлен, то символы START игнорируются и не чи- таются. Символы START и STOP нельзя изменить или экранировать. Для выполнения функций INTR, QUIT, SWTCH, ERASE, KILL, EOF и EOL можно назначить символы, отличные от подразу- меваемых [см. stty(1)]. Символы ERASE, KILL и EOF можно экранировать, то есть лишить их специальных функций, если поместить перед ними символ \. Если пропала несущая, то всем процессам, для которых данный терминал является управляющим, посылается сигнал освобождения линии (SIGHUP). Если не предусмотрено об- работки этого сигнала, то его возникновение вызовет терминирование процесса. Если сигнал освобождения игно- рируется, то все последующие операции чтения возвращают признак конца файла. Таким образом процессы, читающие с терминала и проверяющие конец файла, могут соответству- ющим образом завершиться в случае разрыва связи. При выполнении записи одного или более символов они пе- редаются терминалу только тогда, когда вывод символов, записанных ранее, завершен. Эхоотображение вводимых символов выполняется посредством их постановки, по мере поступления, в очередь вывода. Если процесс порождает символы быстрее, чем они могут быть выведены, его при- остановят, когда размер очереди вывода превысит некото- рый предел. При уменьшении очереди до некоторого поро- гового значения выполнение программы возобновляется. С помощью системного вызова ioctl(2) над терминальными файлами можно выполнять различные управляющие действия. Как правило, при этом используется следующая структура, описанная во включаемом файле : #define NCC 8 struct termio { unsigned short c_iflag; /* Режимы ввода */ unsigned short c_oflag; /* Режимы вывода */ unsigned short c_cflag; /* Управляющие режимы */ unsigned short c_lflag; /* Локальные режимы */ char c_line; /* Режим работы с линией */ unsigned char c_cc[NCC];/* Управляющие символы */ }; Соответствие управляющих функций и символов задается в массиве c_cc. Ниже приведены номера, приписанные функ- циям, и подразумеваемые символы: 0 VINTR DEL 1 VQUIT FS 2 VERASE # 3 VKILL @ 4 VEOF EOT 5 VEOL NUL 6 VEOL2 7 VSWTCH SUB Поле c_iflag описывает основные параметры терминального ввода: IGNBRK 0000001 Игнорировать ошибки протокола. BRKINT 0000002 При ошибках протокола генерировать сиг- нал прерывания. IGNPAR 0000004 Игнорировать символы с ошибками четнос- ти. PARMRK 0000010 Отмечать ошибки четности. INPCK 0000020 Разрешить контроль четности. ISTRIP 0000040 Отбрасывать старший бит. INLCR 0000100 Преобразовывать перевод строки в возв- рат каретки. IGNCR 0000200 Игнорировать возвраты каретки. ICRNL 0000400 Преобразовывать возврат каретки в пере- вод строки. IUCLC 0001000 Преобразовывать большие буквы в малые. IXON 0002000 Разрешить старт/стопное управление вы- водом. IXANY 0004000 Разрешить любому символу возобновлять вывод. IXOFF 0010000 Разрешить старт/стопное управление вво- дом. Если установлен бит IGNBRK, то символы с ошибками про- токола и четности игнорируются (то есть не поступают в очередь ввода). В противном случае, при установленном бите BRKINT, получение блока данных, содержащего только нули, (нажатие клавиши прерывания) приведет к генерации сигнала прерывания и опустошению очередей ввода/вывода. Если установлен бит PARMRK, то символы с ошибкой прото- кола или четности (если они не игнорируются) вводятся в виде последовательности из трех байт: 0377, 0, x, где x - это данные, полученные при возникновении ошибки. Что- бы избежать в этом случае двусмысленности (если бит ISTRIP не установлен) символ 0377 вводится как пара 0377, 0377. Если бит PARMRK не установлен, то при воз- никновении ошибки (которая не игнорируется) вводится символ NUL (0). Если установлен бит INPCK, то действует контроль чет- ности при вводе, в противном случае контроль выключен. Это позволяет формировать четность вывода без ошибок четности при вводе. Если установлен бит ISTRIP, то у допустимых вводимых символов сначала отбрасывается старший бит; в противном случае обрабатываются все 8 бит. Если установлен бит INLCR, то вводимые символы перевода строки преобразуются в возврат каретки. Если установлен бит IGNCR, то символы возврата каретки игнорируются (не вводятся); в противном случае, если установлен бит ICRNL, символы возврата каретки преобразуются в перевод строки. Если установлен бит IUCLC, то большие буквы преобразу- ются в соответствующие малые буквы. Если установлен бит IXON, то разрешено старт/стопное управление выводом. Полученный символ STOP приостановит вывод, а символ START его возобновит. Все старт/стопные символы игнорируются, то есть не вводятся. Если уста- новлен бит IXANY, то любой введенный символ возобновит приостановленный вывод. Если установлен бит IXOFF, то система будет передавать старт/стопные символы, когда очередь ввода почти пуста/ заполнена. В начальном состоянии все биты поля c_iflag равны 0. Поле c_oflag определяет системную обработку вывода: OPOST 0000001 Постпроцессировать вывод. OLCUC 0000002 Преобразовывать малые буквы в большие. ONLCR 0000004 Преобразовывать перевод строки в пару (перевод строки, возврат каретки). OCRNL 0000010 Преобразовывать возврат каретки в пере- вод строки. ONOCR 0000020 Не выдавать возврат каретки в нулевой колонке. ONLRET 0000040 Перевод строки выполняет функции возв- рата каретки. OFILL 0000100 Использовать для задержки передачу сим- волов-заполнителей. OFDEL 0000200 Символом-заполнителем является DEL (по умолчанию - NUL). NLDLY 0000400 Выбрать задержку для перевода строки: NL0 0 NL1 0000400 CRDLY 0003000 Выбрать задержку для возврата каретки: CR0 0 CR1 0001000 CR2 0002000 CR3 0003000 TABDLY 0014000 Выбрать задержку для горизонтальной та- буляции: TAB0 0 TAB1 0004000 TAB2 0010000 TAB3 0014000 Разворачивать табуляцию в про- белы. BSDLY 0020000 Выбрать задержку для возврата на шаг: BS0 0 BS1 0020000 VTDLY 0040000 Выбрать задержку для вертикальной табу- ляции: VT0 0 VT1 0040000 FFDLY 0100000 Выбрать задержку для перехода к новой странице: FF0 0 FF1 0100000 Если установлен бит OPOST, то выводимые символы пост- процессируются, иначе они передаются на терминал без обработки. Характер обработки определяется остальными битами режима вывода. Если установлен бит OLCUC, то малые буквы преобразуются при выводе в большие. Данный режим обычно используется вместе с IUCLC. Если установлен бит ONLCR, то перевод строки преобразу- ется в пару символов (перевод строки, возврат каретки). Если установлен бит OCRNL, то возврат каретки преобра- зуется в перевод строки. Если установлен бит ONOCR, то в колонке 0 (первая позиция строки) возврат каретки не выводится. Если установлен бит ONLRET, то предполагает- ся, что перевод строки выполняет функции возврата ка- ретки; номер колонки становится нулевым, используются задержки, определенные для возврата каретки. В против- ном случае предполагается, что перевод строки служит только для перехода к новой строке: номер колонки не изменяется. Если передается сам символ возврата карет- ки, номер колонки становится нулевым. Биты задержки определяют время, на которое прекращается передача. Задержка позволяет выполнить механическое или иное перемещение, вызванное посылкой на терминал неко- торых символов. В любом случае 0 означает отсутствие задержки. Если установлен бит OFILL, то вместо времен- ной задержки будет использоваться передача символов-за- полнителей. Подобный режим полезен для высокоскоростных терминалов, когда нужна минимальная задержка. Если ус- тановлен бит OFDEL, то символом-заполнителем является DEL, в противном случае NUL. Длительность задержки для вертикальной табуляции или перехода к новой странице составляет примерно 2 секун- ды. Задержка для перевода строки равна примерно 0.1 секун- ды. Если установлен бит ONLRET, то вместо задержки для перевода строки используется задержка для возврата ка- ретки. Если установлен бит OFILL, будут передаваться два символа-заполнителя. Задержка типа 1 для возврата каретки зависит от текущей колонки, для типа 2 длится примерно 0.1 секунды, для типа 3 - 0.15 секунды. Если установлен бит OFILL, то при задержке типа 1 передаются два символа-заполнителя, при задержке типа 2 - четыре символа. При горизонтальной табуляции задержка типа 1 зависит от текущей колонки. Для типа 2 она длится около 0.1 секун- ды. Тип 3 специфицирует, что табуляции должны разверты- ваться в пробелы. Если установлен бит OFILL, то для за- держки любого типа передаются два символа-заполнителя. Задержка для возврата на шаг длится около 0.05 секунды. Если установлен бит OFILL, то будет передаваться один символ-заполнитель. Фактические задержки зависят от скорости линии связи и загруженности системы. В начальном состоянии все биты поля c_oflag равны 0. Поле c_cflag описывает аппаратные характеристики линии и терминала: CBAUD 0000017 Скорость передачи: B0 0 Освобождение линии. B50 0000001 50 бод. B75 0000002 75 бод. B110 0000003 110 бод. B134 0000004 134 бода. B150 0000005 150 бод. B200 0000006 200 бод. B300 0000007 300 бод. B600 0000010 600 бод. B1200 0000011 1200 бод. B1800 0000012 1800 бод. B2400 0000013 2400 бод. B4800 0000014 4800 бод. B9600 0000015 9600 бод. B19200 0000016 19200 бод. EXTA 0000016 Внешний A. B38400 0000017 38400 бод. EXTB 0000017 Внешний B. CSIZE 0000060 Размер символа: CS5 0 5 бит. CS6 0000020 6 бит. CS7 0000040 7 бит. CS8 0000060 8 бит. CSTOPB 0000100 Посылать два стоп-бита, иначе один. CREAD 0000200 Разрешить прием символов. PARENB 0000400 Контролировать четность. PARODD 0001000 Проверка на нечетность, иначе на чет- ность. HUPCL 0002000 Освобождение линии при последнем закры- тии. CLOCAL 0004000 Локальная линия связи, иначе коммутиру- емая. RCV1EN 0010000 XMT1EN 0020000 LOBLK 0040000 Блокировать вывод экземпляра shell'а. Биты CBAUD определяют скорость передачи данных. Нулевая скорость передачи, B0, используется для прекращения связи и освобождения линии. При нулевой скорости не бу- дет выставляться сигнал готовности терминала к обработ- ке данных, что обычно ведет к разрыву связи. Для любого вида аппаратуры игнорируются не поддерживаемые ею изме- нения скорости. Биты CZISE задают размер символа в битах как для пере- дачи, так и для приема данных. В этом размере не учиты- вается бит четности, если он есть. Если установлен ре- жим CSTOPB, то используется два стоп-бита, в противном случае один. Например, при скорости 110 бод требуется два стоп-бита. Если установлен режим PARENB, то действует как контроль четности, так и добавление к каждому символу бита чет- ности. Если при этом установлен бит PARODD, выполняется проверка на нечетность, в противном случае - на чет- ность. Если установлен бит CREAD, то разрешен прием данных, в противном случае символы приниматься не будут. Если установлен бит HUPCL, то линия связи будет осво- бождена, когда последний процесс, открывавший ее, зак- роет линию или завершится. В результате сигнал готов- ности терминала к обработке данных пропадет. Если установлен бит CLOCAL, то считается, что линия связи локальная, с прямым соединением без модемного уп- равления. В противном случае предполагается модемное управление. Если установлен бит LOBLK, то вывод экземпляров shell'а, не являющихся текущими, будет блокироваться. В противном случае вывод разных экземпляров будет муль- типлексироваться. После открытия терминального файла будут установлены следующие аппаратные характеристики: B300, CS8, CREAD, HUPCL. Поле c_lflag структуры termio используется для детали- зации режима работы с терминальной линией . Базовый ре- жим (0) обеспечивает следующие возможности: ISIG 0000001 Разрешить сигналы. ICANON 0000002 Канонический ввод (обработка забоя и уничтожения). XCASE 0000004 Каноническое представление больших/ма- лых букв. ECHO 0000010 Разрешить эхо. ECHOE 0000020 Отображать символ забоя как тройку: возврат на шаг, пробел, возврат на шаг. ECHOK 0000040 Выдавать перевод строки после символа уничтожения. ECHONL 0000100 Отображать перевод строки. NOFLSH 0000200 Запретить сброс после прерывания или выхода. Если установлен бит ISIG, то каждый вводимый символ сравнивается со специальными управляющими символами INTR, SWTCH и QUIT. В случае совпадения выполняется со- ответствующая функция. Если бит ISIG не установлен, то никакой проверки не производится. Таким образом, выпол- нение упомянутых специальных функций ввода возможно только при установленном бите ISIG. Эти функции могут быть отключены по отдельности, с помощью смены управ- ляющего символа на маловероятное или невозможное значе- ние (например, 0377). Если установлен бит ICANON, то разрешена каноническая обработка ввода. Это означает, разрешение функций ре- дактирования [забоя (ERASE) и уничтожения (KILL)], объ- единения вводимых символов в строки, разделенные симво- лами NL, EOF и EOL. Если бит ICANON не установлен, то запросы на чтение удовлетворяются прямо из очереди вво- да. Запрос на чтение не будет удовлетворен до тех пор, пока не поступит по крайней мере MIN символов или не истечет время задержки TIME между поступлениями симво- лов. Такой подход позволяет эффективно читать во время вспышек активности ввода и в то же время разрешает по- символьный ввод. Значения MIN и TIME хранятся соот- ветственно в позициях для символов EOF и EOL. Время за- дается в десятых долях секунды. Если установлены биты XCASE и ICANON, то при вводе бук- ва воспринимается как большая, когда перед ней стоит символ \, и выводится в виде пары символов, первый из которых есть \. В этом режиме следующие управляющие последовательности генерируются при выводе и восприни- маются при вводе: для ввода символа: используйте: ` \' | \! ~ \^ { \( } \) \ \\ Например, A вводится как \a, \n как \\n, а \N как \\\n. Если установлен бит ECHO, то при получении символа про- исходит его эхоотображение. Когда установлен бит ICANON, возможны следующие функции эхоотображения. Если установлены биты ECHO и ECHOE, то символ забоя отображается как тройка ASCII-символов (BS, SP, BS), в результате чего последний из введенных перед этим символов исчезнет с экрана. Если установлен бит ECHOE, а ECHO нет, то символ забоя отображается как пара (SP BS). Если установлен бит ECHOK, то после сим- вола уничтожения будет выведен перевод строки (NL), чтобы подчеркнуть факт уничтожения. Заметим, что симво- лы забоя и уничтожения могут быть экранированы, если перед ними поместить \, и тогда они теряют специальный смысл. Если установлен бит ECHONL, то перевод строки будет отображаться даже в том случае, когда не установ- лен бит ECHO, что полезно для терминалов с локальным эхоотображением (так называемых полудуплексных). Символ конца файла (EOF) не отображается, если только он не экранирован. Так как подразумеваемым признаком конца файла служит ASCII-символ EOT (конец передачи), эхоо- тображение конца файла привело бы к освобождению линии терминалами, отвечающими на EOT. Если установлен бит NOFLSH, то не будет выполняться обычно применяемый сброс очередей ввода и вывода при получении символов выхода, переключения и прерывания. В начальном состоянии все биты поля c_lflag равны 0. Основные системные вызовы ioctl(2) для терминальных файлов имеют вид: ioctl (fildes, command, arg) struct termio *arg; Подобный вид имеют следующие команды: TCGETA Получить параметры, ассоциированные с данным тер- миналом и поместить их в структуру типа termio, на которую указывает аргумент arg. TCSETA Присвоить параметрам, ассоциированным с данным терминалом, значения из структуры, на которую ука- зывает аргумент arg. TCSETAW Дождаться окончания вывода, прежде чем устанавли- вать новые параметры. Эту форму следует применять при изменении параметров, влияющих на вывод. TCSETAF Дождаться окончания вывода, затем сбросить очередь ввода и установить новые параметры. Дополнительные вызовы ioctl(2) имеют вид: ioctl (fildes, command, arg) int arg; Этот вид имеют следующие команды: TCSBRK Подождать окончания вывода; затем, если arg равен нулю, вызвать нарушение протокола (в течение 0.25 секунды посылать нулевые биты). TCXONC Старт/стопное управление. Если arg равен нулю, то приостановить вывод; если 1, то возобновить приос- тановленный вывод. TCFLSH Если arg равен 0, то сбросить очередь ввода; если 1, то сбросить очередь вывода; если 2, то сбросить обе очереди. ФАЙЛЫ /dev/tty* СМ. ТАКЖЕ stty(1) в Справочнике пользователя. fork(2), ioctl(2), setpgrp(2), signal(2) в Справочнике программиста.