Основы программирования в Linux - Нейл Мэтью

 int choice = 0;

 if (!isatty(fileno(stdout))) {

  fprintf(stderr, "You are not a terminal!n");

  exit(1);

 }

 do {

  choice = getchoice("Please select an action", menu);

  printf("You have chosen: %cn", choice);

 } while (choice != 'q');

 exit(0);

}

Теперь посмотрите на следующий пример вывода:

$ ./menu2

Choice: Please select an action

a — add new record

d — delete record

q — quit

q

You have chosen: q $ ./menu2 > file

You are not a terminal! $

Как это работает

В новом фрагменте программного кода функция isatty применяется для проверки связи стандартного вывода с терминалом и прекращения выполнения программы при отсутствии этой связи. Это тот же самый тест, который командная оболочка использует для решения, нужно ли выводить строки приглашения. Возможно и довольно обычно перенаправление и stdout, и stderr с терминала на другое устройство. Вы можете направить поток ошибок в другой файл:

$ ./menu2 >file 2>file.error

$

или объединить оба выводных потока в одном файле:

$ ./menu2 >file 2>&1

$

(Если вы не знакомы с перенаправлением вывода, прочтите еще раз главу 2, в которой мы более подробно рассматриваем синтаксические правила, связанные с ним.) В данном случае вам нужно отправить сообщение непосредственно на терминал пользователя.

Диалог с терминалом

Если нужно защитить части вашей программы, взаимодействующие с пользователем, от перенаправления, но разрешить его для других входных и выходных данных, вы должны отделить общение с пользователем от потоков stdout и stderr. Это можно сделать, непосредственно считывая данные с терминала и прямо записывая данные на терминал. Поскольку ОС Linux с самого начала создавалась, как многопользовательская система, включающая, как правило, множество терминалов, как непосредственно подсоединенных, так и подключенных по сети, как вы сможете определить тот терминал, который следует использовать?

К счастью, Linux и UNIX облегчают жизнь, предоставляя специальное устройство /dev/tty, которое всегда является текущим терминалом или сеансом работы в системе (login session). Поскольку ОС Linux все интерпретирует как файлы, вы можете выполнять обычные файловые операции для чтения с устройства /dev/tty и записи на него.

В упражнении 5.3 вы исправите программу выбора пункта меню так, чтобы можно было передавать параметры в подпрограмму getchoice и благодаря этому лучше управлять выводом. Назовите ее menu3.c.

Упражнение 5.3. Применение /dev/tty

Загрузите файл menu2.c и измените программный код так, чтобы входные и выходные данные приходили с устройства /dev/tty и направлялись на это устройство.

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

char *menu[] = {

 "a — add new record", "d — delete record", "q - quit", NULL,

};

int getchoice(char* greet, char* choices[], FILE* in, FILE* out);

int main() {

 int choice = 0;

 FILE* input;

 FILE* output;

 if (!isatty(fileno(stdout))) {

  fprintf(stderr, "You are not a terminal, OK.n");

 }

 input = fopen("/dev/tty", "r");

 output = fopen("/dev/tty", "w");

 if (!input || !output) {

  fprintf(stderr, "Unable to open /dev/ttyn");

  exit(1);

 }

 do {

  choice = getchoice("Please select an action", menu, input, output);

  printf("You have chosen: %cn", choice);

 } while (choice != 'q');

 exit(0);

}

int getchoice(char* greet, char *choices[], FILE* in, FILE *out) {

 int chosen = 0;

 int selected;

 char **option;

 do {

  fprintf(out, "Choice: %sn", greet);

  option = choices;

  while (*option) {

   fprintf(out, "%sn", *option);

   option++;

  }

  do {

   selected = fgetc(in);

  } while(selected == 'n');

  option = choices;

  while (*option) {

   if (selected == *option[0]) {

    chosen = 1;

    break;

   }

   option++;

  }

  if (!chosen) {

   fprintf(out, "Incorrect choice, select againn");

  }

 } while (!chosen);

 return selected;

}

Теперь, когда вы выполните программу с перенаправленным выводом, вы сможете увидеть строки приглашения, а стандартный вывод программы (обозначающий выбранные пункты меню) перенаправляется в файл, который можно просмотреть позже:

$ ./menu3 > file

You are not a terminal, OK.

Choice: Please select an action

a — add new record

d — delete record

q — quit

d

Choice: Please select an action

a — add new record

d - delete record

q — quit

q

$ cat file

You have chosen: d

You have chosen: q

Драйвер терминала A и общий терминальный интерфейс

Иногда программе нужно более мощные средства управления терминалами, чем простые файловые операции. ОС Linux предоставляет ряд интерфейсов, позволяющих управлять поведением драйвера терминала и обеспечивающих больше возможностей управления вводом и выводом терминала.

Обзор

Как показано на рис. 5.1, вы можете управлять терминалом с помощью вызовов набора функций общего терминального интерфейса (General Terminal Interface, GTI), разделяя их на применяемые для чтения и для записи. Такой подход сохраняет ясность интерфейса данных (чтение/запись), позволяя при этом искусно управлять поведением терминала. Нельзя сказать, что терминальный интерфейс ввода/вывода очень понятен — он вынужден иметь дело с множеством разнообразных физических устройств.

Рис. 5.1 

В терминологии UNIX управляющий интерфейс устанавливает "порядок обслуживания линий", обеспечивающий программе ощутимую гибкость в задании поведения драйвера терминала.

К основным функциям, которыми вы можете управлять, относятся следующие:

□ редактирование строки — применение для редактирования клавиши <Backspace>;

□ буферизация — считывание символов сразу или после настраиваемой задержки;

□ отображение — управление отображением так же, как при считывании паролей;

□ CR/LF — отображение для ввода и вывода: что происходит при выводе символа перевода строки (n);

□ скорости передачи данных по линии — редко применяется для консоли ПК, эти скорости очень важны для модемов и терминалов на линиях последовательной передачи.

Аппаратная модель

Перед тем как подробно рассматривать общий терминальный интерфейс, очень важно проанализировать аппаратную модель, предназначенную для управления.

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.