终端 I/O 综述

    终端设备可认为是由内核中的终端驱动程序控制的。每个终端设备都有一个输入队列和输出队列。如下图所示。

    对该图要说明以下几点：
    1）如果打开了回显功能，则在输入队列和输出队列之间有个隐含的连接。
    2）当一个特定设备的输入队列中的字节数达到 MAX_INPUT（见unix限制一节）时，系统的行为将依赖于实现（大多数 UNIX 系统回显响铃字符）。
    3）图中没有显示另一个输入限制 MAX_CANON，它是一个规范输入行的最大字节数。
    4）虽然输出队列的长度通常也是有限的，但程序并不能获得该长度，因为内核会在输出队列将要填满时使写进程休眠，直到写队列中有可用的空间。
    5）后面会介绍如何使用 tcflush 函数冲洗输入或输出队列，以及在介绍 tcsetattr 函数时，将了解到如何通知系统只有在输出队列为空时，才能改变一个终端的属性，也可以让它在改变终端属性时丢弃输入队列中的所有东西。
    多数 UNIX 系统在一个称为终端行规程（terminal line discipline）的模块中进行全部的规范处理，可将其视作位于内核通用读、写函数和实际设备驱动程序之间的一个盒子，通过它我们能够设置终端的特殊字符（如退格、行删除、中断等）。如图所示。

    termios 结构包含了所有可以检测和更改的终端设备特性。

#include <termios.h>
struct termios{
    tcflag_t    c_iflag;        // input flags
    tcflag_t    c_oflag;        // output flags
    tcflag_t    c_cflag;        // control flags
    tcflag_t    c_lflag;        // local flags
    cc_t        c_cc[NCCS];     // control characters
};

    其中，输入标志 c_iflag 通过终端设备驱动程序控制字符的输入（如剥除输入字节的第 8 位，允许输入奇偶校验），输出标志 c_oflag 则控制驱动程序输出（如执行输出处理、将换行符转换成 CR/LF），控制标志 c_cflag 影响 RS-232 串行线（如忽略调制解调器的状态线、每个字符的一个或两个停止位），本地标志 c_lflag 影响驱动程序和用户之间的接口（如回显打开或关闭、可视地擦除字符、允许终端产生的信号以及对后台输出的作业控制停止信号），c_cc 数组包含了所有可以更改的控制字符。另外，类型 tcflag_t 经常被定义为 unsigned int 或者 unsigned long，类型 cc_t 常被定义为 unsigned char。
    下面的四个图列出了所有可以更改以影响终端设备特性的终端标志，其中的每个选项的详细说明见终端属性和选项标志一节。




    要检测和更改终端设备的这些特性，可以使用下图列出的用来操作终端设备的各个函数。

    其中 tcgetpgrp、tcgetsid 和 tcsetpgrp 函数在进程组、会话和控制终端一节中已经说明，其它函数会在后面介绍。注意，Single UNIX Specification 没有对终端设备使用经典的 ioctl 函数（见终端I/O函数 ioctl一节），而是使用这些函数的原因是：对于终端设备的 ioctl 函数，其最后一个参数的数据类型随执行动作的不同而改变。因此，不可能对参数进行类型检查。这些函数之间的关系如下图所示。

    这些选项既可以在程序中使用 tcgetattr 和 tcsetattr 函数进行检查和更改，也可以在 shell 中用 stty(1) 命令进行检查和更改。stty(1)命令其实就相当于上表中的前 6 个函数的接口。使用“-a”选项，stty(1) 将显示终端的所有选项，如下图所示。

    其中，名字前有一个连字符的选项表示被禁用。最后 4 行显示了各终端特殊字符（见终端特殊输入字符）的当前设置。
    另外，stty 命令使用它的标准输入获得和设置终端的选项标志。这意味着如果希望了解名为 tty1a 的终端的设置，可以键入：
            stty -a < /dev/tty1a