Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

Интерфейс tty прост концептуально, но сложен в реализации. Будучи гибким и мощным, он может записывать приложения, не знающие, сколько входных и выходных данных они получают, а также работать в сети, на локальном экране либо через модем. Приложения можно даже запускать без их ведома под управлением другой программы.

К сожалению, разработчикам Unix пришлось предпринять несколько попыток совершенствования интерфейса. Они оставили пользователям три разных интерфейса для соединения с устройствами tty. Интерфейсы sgtty(BSD) и termio(System V) теперь вытеснены интерфейсом termios(POSIX), который представляет собой супермножество команд интерфейса termio. Так как все существующие системы поддерживают интерфейс termios, и поскольку это самый мощный интерфейс, мы документируем только termios, а не ранние интерфейсы. (Ради поддержки унаследованного исходного кода Linux поддерживает termio, а также termios. Ранее он также ограниченно поддерживал интерфейс sgtty, но эта поддержка впоследствии была изъята, поскольку этот интерфейс никогда не был идеален, и в нем уже не было существенной потребности.)

Интерфейс termios должен поддерживать не только интерактивное использование программ, но и другие виды трафика. Последовательный канал, по которому осуществляется вход в сеть через модем, можно также использовать для дозвона через модем и связи с последовательным принтером либо другим специализированным элементом оборудования.

Устройство tty имеет два конца. Если рассуждать упрощенно, один конец присоединяется к программе, а второй — к аппаратному устройству. Это верно для последовательного порта; в данном случае драйвер последовательного устройства присоединяет последовательный порт (и, таким образом, терминал или модем) к оболочке, редактору или другой программе. Это также верно для консоли; драйвер консоли соединяет клавиатуру и экран с такими же типами программ. Но в некоторых случаях на каждом конце находится по программе; при этом один из концов занимает место оборудования.

Например, при сетевом подключении один конец устройства tty соединяется с программой, предоставляющей сетевое подключение, а второй — с оболочкой, редактором или другой потенциально интерактивной программой. Если программы находятся на каждом конце, вы должны ясно понимать, на каком конце эмулируется оборудование; при сетевом подключении к сети подключается аппаратная сторона.

Устройства tty с программным обеспечением на обоих концах называются псевдотерминалами(pseudo-tty, или же просто pty). В первой части главы они рассматриваться не будут, поскольку программный конец pty обрабатывается так же, как и любое другое устройство tty. Позже мы поговорим о программировании аппаратного конца pty.

Устройства tty предоставляют огромное количество опций обработки данных; они относятся к наиболее сложным устройствам ядра. Настраивать можно опции обработки входных и выходных данных, а также потока данных. Также можно контролировать ограниченное манипулирование данными на уровне драйвера устройства.

Интерфейсы tty работают в двух основных режимах: неформатируемый режим и режим обработки. Неформатируемый режимпередает данные в приложение без изменений. Режим обработки, известный также как канонический режим, поддерживает ограниченный построчный редактор внутри драйвера устройства и пересылает отредактированные входные данные в приложение по одной строке за раз. Этот режим изначально произрастает из универсальных систем, в которых специализированные устройства обработки входных данных предоставляли режим обработки без прерывания ЦП.

Режим обработки обрабатывает определенные управляющие символы; например, по умолчанию ^U уничтожает(стирает) текущую строку, ^W стирает текущее слово, забой (^Н) или Delete — предыдущий символ, a ^R стирает и затем повторно набирает текущую строку. Каждое из этих управляющих действий может быть повторно назначено другом символу. Например, на многих терминалах символу DEL (код 127) назначается действие забоя.

Иногда невозможно узнать, соответствует ли файловый дескриптор tty. Чаще всего это связано со стандартным дескриптором выходного файла. Программы, выводящие текст на стандартные устройства, часто форматируются иначе при записи в канал, чем при отображении информации для пользователей. Например, в случае применения команды lsдля получения списка файлов, она отобразит несколько колонок при простом запуске (удобнее читать человеку), но когда вы перенаправите ее вывод в другую программу, она отобразит по одному файлу в строке (удобнее читать программе). Запустите lsи ls | catи почувствуйте разницу.