69764

Термінальне введення-виведення в UNIX та Linux

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Консоль Linux емулює спеціальний вид термінала, який називають Linux. Він надає доволі широкі можливості щодо керування відображенням інформації (підтримку кольору, керуючих клавіш, перевизначення символьної таблиці «на ходу»).

Украинкский

2014-10-09

40.5 KB

2 чел.

Тема 12. Термінальне введення-виведення в UNIX та Linux

Тут розглянемо особливості реалізації та використання термінального введення-виведення в UNIX-системах на прикладі Linux.

Файли термінальних пристроїв і консоль

Кожному терміналу в Linux (як і в інших UNIX-системах) відповідає файл символьного пристрою. Наприклад, файли /dev/ttyw (п = 1, 2,..., 63) відповідають терміналам віртуальної консолі (доступний набір таких терміналів, що дає можливість відкривати кілька паралельних сесій користувача; для перемикання між віртуальними консолями використовують комбінації клавіш Ctrl+Fn), файли /dev/ttySn -терміналам, пов'язаним із з'єднаннями через послідовний порт. Відкривши такий файл, можна працювати із відповідним терміналом.

tty2 = open("/dev/tty2". 0_RDWR, 0644);

write(tty2, "Виведення на другу віртуальну консоль\п", ...);

Консоль Linux емулює спеціальний вид термінала, який називають Linux. Він надає доволі широкі можливості щодо керування відображенням інформації (підтримку кольору, керуючих клавіш, перевизначення символьної таблиці «на ходу»). Поточну консоль відображають файлом /dev/console.

Псевдотермінали

Раніше вже йшлося про принцип роботи протоколу telnet. Виникає запитання: яким чином telnet-сервер перехоплює дані, що їх застосування відсилають на термінал? Для відповіді потрібно ознайомитися із концепцією псевдотерміналів.

Псевдотерміналом (pty) називають спеціальний пристрій, який створює і контролює процес режиму користувача (ведучий процес, pty master). Для всіх інших процесів (ведених процесів, pty slaves) цей пристрій має вигляд реального термінала. У результаті всі дані, якими ведені процеси обмінюються із псевдотерміналом, опиняються під повним контролем ведучого процесу. Зокрема, ведучим процесом у разі tel net є telnet-сервер, веденим - процес, який запускають у telnet-сесії. У результаті сервер має змогу перехоплювати всі дані, які будуть згене-ровані під час сесії, та відсилати їх мережею.

Псевдотермінал відображають двома спеціальними файлами пристроїв: файлом ведучого (pty master file) і файлом веденого (pty slave file). Із файлом ведучого працює ведучий процес, усі інші процеси працюють із файлом веденого. Усі дані, записані у файл веденого, можуть бути зчитані із файла ведучого і навпаки. У Linux є різні домовленості на імена для цих файлів, наприклад, файли ведучого можуть бути згенеровані за запитом у каталозі /dev/pts.

Є кілька цікавих застосувань псевдотерміналів. Так, є утиліта screen, що перехоплює весь ввід-вивід інтерактивної програми або сесії користувача і зберігає його у файлі. Для цього screen створює псевдотермінал і змушує програму обмінюватися даними не із консоллю, а із цим терміналом.

Керуючий термінал процесу

Процес в UNIX-системі може мати керуючий термінал (controlling terminal), з якого отримуватиме сигнали від клавіатури (SIGINT у разі натискання користувачем Ctrl+C, SIGQUITCtrl-D). Звичайно це термінал, із якого ввійшов у систему користувач, що створив такий процес. Для процесу доступний файл /dev/tty, що відповідає цьому терміналу. Далі в розділі ознайомимося із деякими додатковими особливостями взаємодії між процесами і керуючими терміналами.

Наперед визначені файлові дескриптори

Відкривати щоразу файл керуючого термінала під час введення-виведення не дуже зручно. Розглянемо засоби, які надають ОС для спрощення роботи із таким терміналом.

Під час створення нового процесу у його таблиці файлових дескрипторів fd заздалегідь створюють три елементи, котрі використовують як наперед визначені файлові дескриптори. Вони відповідають трьом заздалегідь відкритим файлам, доступним для кожного процесу і за замовчуванням пов'язаних із керуючим терміналом користувача, що створив цей процес:

stdin — файл стандартного вводу (йому відповідає дескриптор fd[0]);

stdout — файл стандартного виводу (йому відповідає fd[l]);

stderr — файл повідомлень про помилки (йому відповідає fd[2]).

Виклик write(1, ...) або write(2, ...) означає виведення на відповідний термінал, read(0, ...) — введення із клавіатури, пов'язаної із цим терміналом. Таку концепцію сьогодні використовують і в інших ОС, які підтримують термінальне введення-виведення. Для можливості перенесення, замість чисел 0, 1 і 2, рекомендують вживати константи STDIN_FILENO, STD0UT_FILEN0 і STDERR_FILEN0:

int bytes_read: char buf[1024]:

// зчитати дані з файла стандартного вводу

bytes_read = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));

// вивести їх же у файл стандартного виводу

write(STD0UT_FILENO, buf, bytes_read);

Є багато прикладних і системних програм, які розраховані на отримання даних з файла стандартного вводу і відображення результатів у файл стандартного виводу. Такі програми називають фільтрами. Серед найвідоміших фільтрів можна виділити sort (сортування файла стандартного вводу, записування результату на стандартний вивід) і grep (пошук заданого підрядка у стандартному вводі, записування рядків, де знайдено цей підрядок, на стандартний вивід).

Програмне керування терміналом

Стандарт POSIX визначає набір системних викликів для керування режимами роботи із терміналом. Для задання атрибутів режиму термінального введення-ви-ведення використовують системний виклик tcsetattr(), а для отримання поточних атрибутів режиму – tcgetattr(). Обидва ці виклики приймають параметром покажчик на структуру termios, яка містить зокрема поле сі flag — маску прапорців режимів, що керують поведінкою термінала (прапорець ECHO означає роботу в режимі луни):

int tcgetattrdnt tfd, struct termios *modes);

int tcsetattrdnt tfd. int actions, struct termios *modes);

де: tfd — дескриптор файла, що відповідає терміналу;

actions — час встановлення режиму (TCSAN0W — негайно).

Наведемо приклади використання цих викликів для відключення режиму луни і відновлення попереднього режиму.

#linclude <termios.h>

#include <sys/types.h>

struct termios newjnode. old_mode:

// одержання поточного режиму

tcgetattr(STDIN_FILENO.&old_mode);

newjrode = oldjrode;

// відключення режиму луни

newjnode.cjf 1 ag &= (-ECHO).;

tcsetattr(STDIN_FILENO.TCSANOW.&new_mode);

// ... введення-виведення з використанням STDIN_FILENO без луни

// відновлення попереднього режиму

tcsetattr(STDIN_FILENO,TCSANOW.&oldjnode);

Контрольні питання:

1. Файли термінальних пристроїв і консоль

2. Псевдотермінали.

3. Керуючий термінал процесу.

4. Наперед визначені файлові дескриптори.

5. Програмне керування терміналом.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28761. Атмосфера Серебряного века 14.98 KB
  Понятие это не столько научное сколько эмоциональное вызывающее тут же ассоциации с другим коротким периодом истории русской культуры с золотым веком пушкинской эпохой русской поэзии первая треть XIX века. Серебряный век как период и образ мышления Искусство и философия Серебряного века отличались элитарностью интеллектуализмом. Поэтому нельзя отождествлять всю поэзию конца XIX начала XX века с Серебряным веком.
28764. Объединение русских земель вокруг Москвы (XIV - первая треть XVI в.). Социально-экономический и политический строй русского государства, его особенности 145.38 KB
  Социальноэкономический и политический строй русского государства его особенности. Образование единого централизованного государства в результате объединения русских земель вокруг Москвы на протяжении XIV XV веков представляло собой весьма сложное и противоречивое явление. Проблеме формирования единого Российского государства уделено внимание в фундаментальных исследованиях крупнейших российских историков Н. Соловьёв в большей степени обращал внимание на объективные исторически подготовленные причины формирования Российского государства на...
28765. Начало эпохи Великих географических открытий и первые колониальные захваты. НОВОЕ ВРЕМЯ как особая фаза всемирно-исторического процесса 488.57 KB
  Поскольку контроль над Южной Атлантикой оказался в руках португальцев Алькасовасское соглашение 1479 Испания желавшая установить прямые контакты со странами Востока приняла предложение генуэзского мореаплавателя Колумба об организации экспедиции на запад. Магальяйнша Магеллан фернан об организации экспедиции с целью обогнуть американский континент с юга и через Тихий океан добраться до Азии. Сам Аламинос участвовал ранее в четвертой экспедиции Колумба. Начальник экспедиции и его кормчий приступили к снаряжению трех кораблей в...
28766. Реформация и ее экономические, политические, социокультурные причины. Религиозные войны в Европе 329.55 KB
  Её началом принято считать выступление доктора богословия Виттенбергского университета Мартина Лютера: 31 октября 1517 года он прибил к дверям виттенбергской Замковой церкви свои 95 тезисов в которых выступал против существующих злоупотреблений католической церкви в частности против продажи индульгенций[прим. Интересы и чаяния зарождающегося класса капиталистов по итогам Реформации нашли проявление в основании протестантских церквей призывающих к скромности экономии и накоплению капитала а также формировании национальных государств в...
28767. Государство и общество стран Западной Европы в XVII в. 29.63 KB
  Основные тенденции развития стран Европы во второй половине XVIIXVIII веке 1. Эволюция внутриполитического устройства Во 2й половине XVII – XVIII веков внутриполитическое устройство большинства стран Европы сохраняло средневековые черты. – ограниченная монархия Венецианская и Генуэзская республики в XVIII столетии – Швеция 17191772 гг. XVIIXVIII века в Европе стали временем когда завершился процесс собирания земель и формирование государств в их современных границах.