Linux終端輸入輸出(termios)函數

termios系列函數-tcgetattr, tcsetattr, tcsendbreak, tcdrain, tcflush, tcflow, cfmakeraw, cfgetospeed, cfgetispeed, cfsetispeed, cfsetospeed, cfsetspeed等，用以擷取/設定終端裝置的屬性/控制/速度。

1. 函式宣告

函式宣告

#include <termios.h>#include <unistd.h>/*擷取檔案描述符fd對應裝置狀態置入termios_p所指向結構體中*/int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);/*設定檔案描述符對應裝置狀態*/int tcsetattr(int fd, int optional_actions, const struct termios *termios_p);/*向fd發送0位元*/int tcsendbreak(int fd, int duration);/*掛起直到所有寫入fd的輸出全部發送完畢*/int tcdrain(int fd);/*丟棄所有準備寫入但還未發送給fd的資料或從fd已接收但還還未被讀取的資料*//*丟棄對象取決於queue_selector*/int tcflush(int fd, int queue_selector);/*掛起fd發送操作或接收操作,掛起對象取決於action*/int tcflow(int fd, int action);/*裝置終端屬性*/void cfmakeraw(struct termios *termios_p);/*返回termios_p所指向結構體中的輸入傳輸速率*/speed_t cfgetispeed(const struct termios *termios_p);/*返回termios_p所指向結構體中的輸出傳輸速率*/speed_t cfgetospeed(const struct termios *termios_p);/*設定termios_p所指向結構體中的輸入傳輸速率*/int cfsetispeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);/*設定termios_p所指向結構體中的輸出傳輸速率*/int cfsetospeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);/*4.4BSD擴充,設定輸入輸出傳輸速率*/int cfsetspeed(struct termios *termios_p, speed_t speed); 

glibc功能測試宏定義：

cfsetspeed(), cfmakeraw(): _BSD_SOURCE

2. termios結構體

大多數termios函數都會用到termios結構。termios結構體定義如下：

 

typedef unsigned char   cc_t;typedef unsigned int    speed_t;typedef unsigned int    tcflag_t;struct termios{tcflag_t c_iflag;       /* input mode flags */tcflag_t c_oflag;       /* output mode flags */tcflag_t c_cflag;       /* control mode flags */tcflag_t c_lflag;       /* local mode flags */cc_t c_line;            /* line discipline */cc_t c_cc[NCCS];        /* control characters */speed_t c_ispeed;       /* input speed */speed_t c_ospeed;       /* output speed */#define _HAVE_STRUCT_TERMIOS_C_ISPEED 1#define _HAVE_STRUCT_TERMIOS_C_OSPEED 1};

c_iflag標誌常量

• IGNBRK 忽略輸入BREAK條件 

• BRKINT 如果設定了IGNBRK，BREAK將會被忽略；如果僅僅設定了BRKINT，BREAK將會丟棄輸入和輸出隊列中的資料(flush)，並且如果終端為前台進程組的控制終端，則BREAK將會產生一個SIGINT訊號發送到這個前台進程組。如果IGNBRK和BRKINT均未設定，BREAK將會被當作讀入了null位元組('\0')，除非設定了PARMRK標誌被設定，在這種情況下，BREAK將會被當作讀入了\377\0\0序列。 

• IGNPAR 忽略幀錯誤和同位錯誤 

• PARMRK 如果未設定IGNPAR標誌，在帶有同位錯誤或幀錯誤的字元前使用\377\0來標誌；如果IGNPAR和PARMRK均未設定，則將同位錯誤的字元當作\0 

• INPCK 允許輸入同位 

• ISTRIP 剝離第8個bit 

• INLCR 將輸入中的NL轉換成CR 

• IGNCR 忽略輸入中的斷行符號 

• ICRNL 將輸入中的CR轉換為NL 

• IUCLC （非POSIX)將輸入中的大寫字元轉換為小寫 

• IXON 允許輸出端的XON/XOFF流控 

• IXANY (XSI)任意擊鍵將會重啟已停止的輸出（預設情況僅允許使用START字元來重啟輸出) 

• IXOFF 允許輸入端XON/XOFF流控 

• IMAXBEL (非POSIX)輸入隊列滿時響鈴。Linux未實現此標誌位，總是以此標誌位被設定的情況動作 

• IUTF8 (從Linux 2.6.4開始支援,非POSIX)輸入為UTF8編碼 

c_oflag標誌常量定義(POSIX.1)：

• OPOST 允許實現定義的輸出處理 

• OLCUC (非POSIX）將輸出中的小寫字母映射為大寫 

• ONLCR (XSI)將輸出中的NL映射為CR-NL 

• OCRNL 將輸出中的CR映射為NL 

• ONOCR 不在第零列輸出CR 

• ONLRET 不輸出CR 

• OFILL 發送填充字元實現延遲，而不是使用時間上的延遲 

• OFDEL (非POSIX)填充字元為ASCII DEL（0177）。如果未設定，填充字元為ASCII NUL（'\0'）。（Linux中未實現) 

• NLDLY 新行延遲掩碼。值為NL0和NL1。（需要_BSD_SOURCE或_SVID_SOURCE或_XOPEN_SOURCE) 

• CRDLY 斷行符號(CR)延遲掩碼。值為CR0，CR1，CR2，或CR3。（需要_BSD_SOURCE或_SVID_SOURCE或_XOPEN_SOURCE) 

• TABDLY 水平定位字元延遲掩碼。值為TAB0，TAB1，TAB2，TAB3（或XTABS)。值TAB3/XTABS表示將定位字元擴充為空白格(每8列為一個定位字元停止位)。（需要_BSD_SOURCE或_SVID_SOURCE或_XOPEN_SOURCE) 

• BSDLY 回退符延遲掩碼。值為BS0或BS1.（從未實現）（需要_BSD_SOURCE或_SVID_SOURCE或_XOPEN_SOURCE) 

• VTDLY 垂直定位字元延遲掩碼。值為VT0或VT1。 

• FFDLY 表單輸入延遲掩碼。值為FF0或FF1.（需要_BSD_SOURCE或_SVID_SOURCE或_XOPEN_SOURCE) 

c_cflag標誌常量：

• CBAUD (非POSIX）傳輸速率速率掩碼（4+1位元）。（需要_BSD_SOURCE或_SVID_SOURCE或_XOPEN_SOURCE) 

• CBAUDEX (非POSIX)附加傳輸速率速率掩碼(1位元)，包含在CBAUD中。（需要_BSD_SOURCE或_SVID_SOURCE或_XOPEN_SOURCE) 

• CSIZE 字元尺寸掩碼。值為CS5，CS6，CS7，或CS8 

• CSTOPB 設定兩個停止位(bits)，而不是一位 

• CREAD 允許接收器 

• PARENB 允許輸出端生產同位位元，輸入端進行校正 

• PARODD 如設定，則輸入輸出端同位為奇數同位；未設定則為偶校正 

• HUPCL 上一次操作關閉裝置後將數據機控制線設為低電平（掛起) 

• CLOCAL 忽略數據機控制線 

• LOBLK (非POSIX)阻塞非當前shell層輸出。（Linux未實現) 

• CIBAUD (非POSIX)輸入速率掩碼。 

• CMSPAR (非POSIX）使用"stick"同位：如果設定了PARODD，將奇偶檢驗位總是置為1;如果未設定PARODD，同位位元總是置為0. 

• CRTSCTS 允許RTS/CTS(硬體)流控。（需要_BSD_SOURCE或_SVID_SOURCE) 

c_lflag標誌常量：

• ISIG 當接收到INTR/QUIT/SUSP/DSUSP字元，產生一個相應的訊號 

• ICANON 允許canonical模式 

• XCASE (非POSIX，Linux不支援)如果設定了ICANON，終端僅為大寫字元模式。輸入字元被轉換為小寫，除非以'\'開始；輸出端，大寫字元以'\'開始，小寫字元被轉換為大寫 

• ECHO 回顯所輸入的字元 

• ECHOE 如果同時設定了ICANON標誌，ERASE字元刪除前一個所輸入的字元，WERASE刪除前一個輸入的單詞 

• ECHOK 如果同時設定有ICANON標誌，KILL字元刪除當前行 

• ECHONL 如果同時設定有ICANON標誌，回顯NL字元即使ECHO未設定 

• ECHOCTL (非POSIX)如果同時設定有ECHO標誌，除TAB/NL/START/STOP外的ASCII控制字元將會被回顯成'^X'，其中X為控制符數值加0x40 

• ECHOPRT (非POSIX）如果同時設定有ICANON和IECHO，字元以已刪除方式列印 

• ECHOKE (非POSIX)如果設定有ICANON，KILL以刪除所在行所有字元方式顯示 

• DEFECHO (非POSIX)僅當有進程讀取時回顯字元(Linux未實現) 

• FLUSHO (非POSIX,LINUX不支援)輸出被丟棄。 

• NOFLSH 當產生SIGINT/SIGQUIT/SIGSUSP訊號時禁止丟棄(flush)輸入輸出隊列 

• TOSTOP 當後台進程試圖寫入自己的控制終端時，發送SIGTTOU訊號給進程組 

• PENDIN (非POSIX,Linux不支援) 

• IEXTEN 允許實現所定義的輸入處理。 

c_cc數組定義了一些特殊控制字元：

• VINTR 003,ETX,Ctrl-C,0177,DEL，rubout，中斷字元。發送SIGINT訊號。 

• VQUIT 034,FS,Ctrl-\,退出字元。發送SIGQUIT訊號。 

• VERASE 0177,DEL,rubout,010,BS,Ctrl-H,#, 刪除字元。刪除上一個未刪除的字元，但不刪除前面的EOF或者行開始字元。 

• VKILL 025,NAK,Ctrl-U,Cgtrl-X,@，Kill字元。刪除自上一個EOF或行開始字元之後的所有輸入字元。 

• VEOF 004,EOT,Ctrl-D，檔案結尾(End-of-file)。EOF將會讓掛起的tty緩衝區內容發送給處於等待中的使用者程式，而不用等待行結束標識(End-of-line)。 

• VMIN 非canonical模式讀操作的最少字元數 

• VEOL (0,NUL)額外的行結束符(End-of-line) 

• VTIME 非canonical模式讀操作逾時（單位為1/10秒) 

• VEOL2 (非POSIX;0,NUL)另一個行結束標識 

• VSWTCH (非POSIX;Linux不支援;0,NUL)切換字元 

• VSTART 021，DC1，Ctrl-Q,開始字元。重啟被STOP字元停止的輸出 

• VSTOP 023,DC3,Ctrl-S，停止字元。停止輸出直到START 

• VSUSP 032,SUB,Ctrl-Z，掛起字元。發送SIGSTP訊號 

• VDSUSP (非POSIX;Linux不支援)031,EM,Ctrl-Y，延遲掛起字元：當使用者程式讀取字元時發送SIGTSTP訊號 

• VLNEXT (非POSIX)026,SYN,Ctrl-V，標識下一個字元為字面意思而非可能的特殊控制含義 

• VWERASE (非POSIX)027,ETC,Ctrl-W，單詞刪除 

• VREPRINT (非POSIX)022,DC2,Ctrl-R，再次列印未讀取字元 

• VDISCARD (非POSIX;Linux不支援)017,SI,Ctrl-O，開關切換：開始/停止丟棄掛起的輸出 

• VSTATUS (非POSIX;Linux不支援)024,DC4,Ctrl-T,狀態請求 

3. 擷取/更改終端設定

tcgetattr()，tcsetattr()分別用於擷取/更改終端設定

• tcgetattr() 擷取fd所指定終端的設定並存放入termios結構指標termios_p指向的地址空間;後台進程所擷取的終端設定也可能隨後被前台進程更改 

• tcsetattr() 設定指定終端的屬性。可選動作項指定終端屬性何時更改： 

  • TCSANOW 立即更改 

  • TCSADRAIN 當寫入fd的所有輸出發送完畢後更改 

  • TCSAFLUSH 所有寫入fd的輸出發送完畢，並且所有已接收但未讀入的輸入被丟棄後更改設定 

4. Canonical和non-canonical模式

c_lflag欄位中的ICANON標誌決定終端是否工作在canonical模式。預設情況下，終端為canonical模式

canonical模式

• 輸入工作在行模式。收到行定界符（NL,EOL,EOL2;或行首的EOF)後，輸入行可供讀取。read操作所讀取的行內容包含行定界符。 

• 允許行編輯(ERASE,KILL;如設定了IEXTEN標誌，WERASE,REPRINT,LNEXT)。 

non-canonical模式下，無需使用者輸入行定界符，輸入立即可讀取。

c_cc[VTIME]和c_cc[VMIN]對read操作的影響： 

• MIN==0;TIME==0:如有資料可用，read立即返回min(請求數量,可用字元數量)個字元；如無資料可用，read返回0 

• MIN>0;TIME==0:read阻塞，直到至少有min(請求數量,MIN)個字元可用，read返回兩值中較小的一個 

• MIN==0;TIME>0:TIME指定讀取逾時(單位為1/10秒)。當調用read時設定定時器。當至少有一個字元可用或逾時後，read返回。如果在逾時前無可用字元，read返回0 

• MIN>0;TIME>0:TIME指定讀取逾時，收到輸入的第一個字元後重啟定時器。read在讀取到MIN和所請求數量兩者中較少的字元，或逾時後，返回。至少會讀取到一個字元。 

5. Raw模式

cfmakeraw()設定終端工作在"raw"模式下：輸入以字元方式提供，禁止回顯，所有特殊字元被禁止。

raw模式下，終端屬性如下：

1. termios_p->c_iflag &= ~(IGNBRK | BRKINT | PARMRK | ISTRIP   

2.                       | INLCR | IGNCR | ICRNL | IXON);   

3. termios_p->c_oflag &= ~OPOST;   

4. termios_p->c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL | ICANON | ISIG | IEXTEN);   

5. termios_p->c_cflag &= ~(CSIZE | PARENB);   

6. termios_p->c_cflag |= CS8;  

termios_p->c_iflag &= ~(IGNBRK | BRKINT | PARMRK | ISTRIP                      | INLCR | IGNCR | ICRNL | IXON);termios_p->c_oflag &= ~OPOST;termios_p->c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL | ICANON | ISIG | IEXTEN);termios_p->c_cflag &= ~(CSIZE | PARENB);termios_p->c_cflag |= CS8;

6. 線控

控制與終端的串連

• tcsendbreak 如果終端工作在非同步串列資料發送模式，在指定時間長度內發送0位元流。如果時間長度為0，發送0位元流至少0.25s，但不多於0.5s。如果終端未工作在非同步串列資料發送模式，tcsendbreak立刻返回不作任何操作。 

• tcdrain() 等待直到所有輸出至fd的資料均被發送 

• tcflush() 丟棄已寫入fd但還未發送的資料，或丟棄已接收但還未讀取的資料。丟棄對象取決於queue_selector： 

  • TCIFLUSH 丟棄已接收但還未讀取的資料 

  • TCOFLUSH 丟棄已寫入但還未發送的資料 

  • TCIOFLUSH 丟棄以上兩種 

• tcflow() 掛起fd的發送或接收操作。掛起對象取決於action: 

  • TCOOFF 掛起輸出 

  • TCOON 重啟掛起的輸出 

  • TCIOFF 發送STOP字元，停止終端裝置向系統發送資料 

  • TCION 發送START字元，啟動裝置向系統發送資料 

7. 線速

控制輸入/輸出傳輸速率

設定傳輸速率為B0會使數據機掛起(Hang up)。B38400對應的實際速率可能會受到setserial(8)的影響。 

• cfgetospeed()返回輸出傳輸速率 

• cfsetospeed()設定輸出傳輸速率為B0/B50/B75/B110/B134/B150/B200/B300/B600/B1200/B1800/B2400/B4800/B9600/B38400/B57600/B115200/B230400＊B0用於終止串連 

• cfgetispeed() 返回輸入傳輸速率 

• cfsetispeed() 設定輸入傳輸速率 

• cfsetspeed() 4.4BSD擴充，同時將輸入輸入傳輸速率設定為同一值 

8. 傳回值

標識函數調用結果

• cfgetispeed()／cfgetospeed() 返回輸入/輸出傳輸速率 

• 對其他函數，傳回值為0表示成功；-1表示失敗，errno給出錯誤*對於tcsetattr()，只要任一要更改的屬性設定成功，則會返回成功。 

9. 例

擷取標準輸入終端(STDIN)的屬性並更改標準輸入終端為raw模式(也可以使用更簡便的調用－cfmakeraw()完成)，接收鍵盤輸入、顯示索引值，直到接收到Ctrl-b輸入。

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1. #include <stdio.h>   

2. #include <unistd.h>   

3. #include <termios.h>   

4. #include <errno.h>   

5. #include <string.h>   

6. #include <stdlib.h>   

8. #define BUF_LENGTH 255   

10. int main(void)   

11. {   

12.     int ret = 0;   

13.     char buf[BUF_LENGTH]={0};   

14.     int i = 0;   

16.     struct termios newtmios={0};   

17.     struct termios oldtmios={0};   

19.     ret = tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldtmios);   

20.     if ( ret )   

21.     {   

22.         printf("tcgetattr() error, errno = 0x%X\n", errno);   

23.         return -1;   

24.     }   

26.     memcpy(&newtmios, &oldtmios, sizeof(struct termios));   

27.     newtmios.c_iflag &= ~(IGNBRK | BRKINT | PARMRK | ISTRIP   

28.                 | INLCR | IGNCR | ICRNL | IXON);   

29.     newtmios.c_oflag &= ~OPOST;   

30.     newtmios.c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL | ICANON | ISIG | IEXTEN);   

31.     newtmios.c_cflag &= ~(CSIZE | PARENB);   

32.     newtmios.c_cflag |= CS8;   

34.     ret = tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newtmios);   

35.     if ( ret )   

36.     {   

37.         printf("tcsetattr() error, errno = 0x%X\n", errno);   

38.         return -2;   

39.     }   

41.     printf("Press any key(Ctrl-b to quit) :\n ");   

42.     tcdrain(STDIN_FILENO);   

43.     while ( 1 )   

44.     {   

45.         ret = read(STDIN_FILENO, buf, BUF_LENGTH);   

46.         if ( ret )   

47.         {   

48.             printf("\rread %d chars, you pressed ", ret);   

49.             for(i=0; i<ret;i++) printf(" 0x%02X ", buf[i]);   

50.             printf("\r\n");   

52.             if ( (1==ret) && (0x02 == buf[0]) )   

53.             {   

54.                 break;   

55.             }   

56.         }   

57.     }   

59.     ret = tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldtmios);   

60.     return ret;   

61. }