Основы программирования в Linux

Концептуальная схема (физическая модель на некоторых старых узлах UNIX подобна данной) включает машину с ОС UNIX, подключенную через последовательный порт с модемом и далее по телефонной линии с другим модемом к удаленному терминалу (рис. 5.2). На деле это просто вариант установки, применявшийся некоторыми малыми провайдерами интернет-услуг "на заре туманной юности" Интернета. Эта модель отдаленно напоминает организацию "клиент — сервер", при использовании которой программа выполняется на большом компьютере, а пользователи работают на терминалах ввода/вывода.

Рис. 5.2

Если вы работаете на ПК под управлением ОС Linux, эта модель может показаться чересчур сложной. Однако, поскольку у обоих авторов есть модемы, мы можем при желании использовать программу эмуляции терминала, например, minicom для запуска удаленного сеанса работы в системе на любой другой машине, подобной этой, с помощью пары модемов и телефонной линии связи. Конечно, сегодня быстрый широкополосный доступ вытеснил из потребления эту рабочую модель, но она до сих пор не лишена некоторых достоинств.

Преимущество применения этой аппаратной модели заключается в том, что в большинстве реальных ситуаций возникает потребность в некотором сокращенном варианте этого наиболее сложного случая. Удовлетворить эти потребности будет гораздо легче, если приведенная модель сохранит подобные функциональные возможности.

Структура типа termios

Тип termios — стандартный интерфейс, заданный стандартом POSIX и похожий на интерфейс termio системы System V. Интерфейс терминала управляется значениями в структуре типа termios и использует небольшой набор вызовов функций. И то и другое определено в заголовочном файле termios.h.

Примечание

Программы, применяющие вызовы функций, определенных в файле termios.h, нуждаются в компоновке с соответствующей библиотекой функций. Ею может быть в зависимости от установленной у вас системы просто стандартная библиотека С или библиотека curses. При необходимости во время компиляции примеров этой главы добавьте аргумент – lcurses в конец строки команды компиляции. В некоторых более старых системах Linux библиотека curses представлена в версии, известной под названием "new curses". В этих случаях имя библиотеки и аргумент компоновки становятся ncurses и – lncurses соответственно.

Значения, которые можно изменять для управления терминалом, разделены на группы, относящиеся к следующим режимам:

ввод;

вывод;

управление;

локальный;

специальные управляющие символы.

Минимальная структура типа termios обычно объявляется следующим образом (хотя в стандарте X/Open разрешено включение дополнительных полей):

  #include <termios.h>
  struct termios {
   tcflag_t c_iflag;
   tcflag_t c_oflag;
   tcflag_t c_cflag;
   tcflag_t c_lflag;
   cc_t c_cc[NCCS];
  };

Имена элементов структуры соответствуют пяти типам параметров из предыдущего перечня.

Инициализировать структуру типа termios для терминала можно, вызвав функцию tcgetattr со следующим прототипом или описанием:

  #include <termios.h>
  int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);

Этот вызов записывает текущие значения переменных интерфейса терминала в структуру, на которую указывает параметр termios_p. Если впоследствии эти значения будут изменены, вы сможете перенастроить интерфейс терминала с помощью функции tcsetattr следующим образом:

  #include <termios.h>
  int tcsetattr(int fd, int actions, const struct termios *termios_p);

Поле actions функции tcsetattr управляет способом внесения изменений. Есть три варианта:

TCSANOW — изменяет значения сразу;

TSCADRAIN — изменяет значения, когда текущий вывод завершен;

TCSAFLUSH — изменяет значения, когда текущий вывод завершен, но отбрасывает любой ввод, доступный в текущий момент и все еще не возвращенный вызовом read.

Примечание

Учтите, что для программ очень важно восстановить настройки терминала, действующие до начала выполнения программы. За первоначальное сохранение значений и их восстановление после завершения выполнения всегда отвечает программа.

Теперь рассмотрим более подробно режимы и связанные с ними вызовы функций. Некоторые характеристики режимов довольно специализированные и редко применяются, поэтому мы остановимся только на основных. Если вы хотите знать больше, просмотрите страницы интерактивного справочного руководства вашей системы либо скопируйте стандарт POSIX или X/Open.

Наиболее важный режим, который следует принять во внимание при первом прочтении, — локальный (local). Канонический и неканонический режимы — решение второй проблемы в вашем первом приложении: пользователь должен нажимать клавишу <Enter> или <Return> для чтения программой входных данных. Вам следует заставить программу ждать всю строку ввода или набрасываться на ввод, как только он набран на клавиатуре.

Режимы ввода

Режимы ввода управляют тем, как обрабатывается ввод (символы, полученные драйвером терминала от последовательного порта или клавиатуры) до передачи его в программу. Вы управляете вводом, устанавливая флаги в элементе c_iflag структуры termios. Все флаги определены как макросы и могут комбинироваться с помощью поразрядной операции OR. Это свойственно всем режимам терминала.

В элементе c_iflag могут применяться следующие макросы:

 BRKINT — генерирует прерывание, когда в линии связи обнаруживается разрыв (потеря соединения);

 IGNBRK — игнорирует разрывы соединения в линии связи;

 ICRNL — преобразует полученный символ возврата каретки в символ перехода на новую строку;

 IGNCR — игнорирует полученные символы возврата каретки;

 INLCR — преобразует полученные символы перехода на новую строку в символы возврата каретки;