终端I/O

11.1 引言
终端I/O的用途很广泛，包括：终端、计算机之间的直接连接、调制解调器、打印机等等，所以它就变得非常复杂。

11.2 综述
终端I/O有两种不同的方式：
(1) 规范方式输入处理。在这种方式中，终端输入以行为单位进行处理。对于每个读要求，终端驱动程序最多返回一行。
(2) 非规范方式输入处理。输入字符不以行为单位进行装配。
如果不作特殊处理，则默认方式是规范方式。
终端设备是由一般位于内核中的终端驱动程序所控制的。每个终端设备有一个输入队列，一个输出队列。
图11-1   终端设备的输入、输出队列的逻辑结构
大多数UNIX系统在一个称为终端行规程（terminal lined iscipline）的模块中进行规范处理。它是位于内核类属读、写函数和实际设备驱动程序之间的模块。
图11-2   终端行规程
我们可以检测和更改的终端设备特性都包含在termios结构中。该结构在头文件中定义。
表11 - 1列出了所有可以更改以影响终端设备特性的终端标志。
表11 - 2列出了POSIX.1所定义的对终端设备进行操作的各个函数。

11.3 特殊输入字符
表11-3 终端在输入时作特殊处理的字符。
在POSIX.1的11个特殊字符中，可将其中9个更改为几乎任何值。可选地允许禁止使用这些字符。

11.4 获得和设置终端属性
使用函数tcgetattr和tcsetattr可以获得或设置termios。这样也就可以检测和修改各种终端选择标志和特殊字符，以使终端按我们所希望的方式进行操作。
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#include
int tcgetattr(int filedes, struct termios *termptr);
int tcsetattr(int filedes, int opt, const struct termios *termptr);
两个函数返回：若成功则为0，若出错则为-1
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11.5 终端选择标志
11.6 stty命令
上节说明的所有选择项，在程序中都可用 tcgetattr和tcsetattr函数（见11.4节）进行检查和更改。在命令行中则用stty(1)命令进行检查和更改。stty(1)命令是表 11-2中所列的头6个函数的界面。如果以-a选择项执行此命令，则显示终端的所有选择项

11.7 波特率函数
波特率（baud rate）是一个历史沿用的术语，现在它指的是“位 /每秒”。虽然大多数终端设备对输入和输出使用同一波特率，但是只要硬件许可，可以将它们设置为两个不同值。
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#include
speed_t cfgetispeed(const struct termios *termptr);
speed_t cfgetospeed(const struct termios *termptr);
两个函数返回：波特率值
int cfsetispeed(struct termios *termptr,speed_t speed);
int cfsetospeed(struct termios *termptr,speed_t speed);
两个函数返回：若成功为0，出错为-1。
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11.8 行控制函数
下列四个函数提供了终端设备的行控制能力。
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#include
int tcdrain(int filedes) ;
int tcflow(int filedes, int action);
int tcflush(int filedes, int queue);
int tcsendbreak(int filedes, int duration);
四个函数返回：若成功则为0，若出错则为-1
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tcdrain函数等待所有输出都被发送。tcflow用于对输入和输出流控制进行控制。
tcflush函数刷清（抛弃）输入缓存（终端驱动程序已接收到，但用户程序尚未读）或输出缓存（用户程序已经写，但尚未发送）。
tcsendbreak函数在一个指定的时间区间内发送连续的 0位流。

11.9 终端标识
在大多数UNIX系统中，控制终端的名字是/dev/tty。POSIX.1提供了一个运行时函数，可被调用来决定控制终端的名字。
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#include
char * ctermid(char *ptr) ;
返回：见下
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此函数的主要作用是帮助提高向的可移植性。

11.10 规范方式
规范方式很简单—发一个读请求，当一行已经输入后，终端驱动程序即返回。许多条件造成读返回。
1.所要求的字节数已读到时读即返回。
2.当读到一个行定界符时，读返回。
3.如果捕捉到信号而且该函数并不自动再起动（见10.5节），则读也返回。

11.11 非规范方式
将termios结构中c_lflag字段的ICANON标志关闭就使终端处于非规范方式。
当已读了指定量的数据后，或者已经过了给定量的时间后，即通知系统返回。这种使用了termios结构中c_cc数组的两个变量：MIN和TIME。
MIN说明一个read返回前的最小字节数。TIME说明等待数据到达的分秒数。
表11 - 4列出了非规范方式下的四种不同情形。

11.12 终端的窗口大小
可以对当前终端窗口的大小进行跟踪，在窗口大小发生变化时，使内核通知前台进程组。内核为每个终端和伪终端保存一个 winsize结构。
提供这种功能的目的是，当窗口大小发生变化时通知应用程序（例如vi编辑程序）。应用程序接到此信号后，它可以取得窗口大小的新值，然后重绘屏幕。

11.13 termcap, terminfo和 curses
termcap的意思是终端性能（terminal capability），为了支持vi编辑器而发展起来的。termcap这种技术不是很完善的。导致开发另一种新技术—terminfo及与其相关的curses库。
termcap和terminfo都致力于本章所述及的问题—更改终端的方式、更改终端特殊字符、处理窗口大小等等。它们所提供的是在各种终端上执行典型操作（清屏、移动光标）的方法。