From 183df5510f320cede12a4d9595bedca8d30ba7a1 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Simone Piccardi Date: Mon, 7 Oct 2002 22:27:18 +0000 Subject: [PATCH] Controllo del terminale iniziato. --- session.tex | 282 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++---- 1 file changed, 262 insertions(+), 20 deletions(-) diff --git a/session.tex b/session.tex index 10129fa..653ff75 100644 --- a/session.tex +++ b/session.tex @@ -891,12 +891,11 @@ disco e agli altri dispositivi. \subsection{L'architettura} \label{sec:term_design} - -I terminali sono una classe speciale di dispositivi a caratteri (si rammenti -la classificazione di \secref{sec:file_file_types}); un terminale ha infatti -una caratteristica che lo contraddistingue da un qualunque altro dispositivo, -e cioè che è destinato a gestire l'interazione con un utente (deve essere in -grado di fare da terminale di controllo per una sessione), che comportano la +I terminali sono una classe speciale di dispositivi a caratteri (si ricordi la +classificazione di \secref{sec:file_file_types}); un terminale ha infatti una +caratteristica che lo contraddistingue da un qualunque altro dispositivo, e +cioè che è destinato a gestire l'interazione con un utente (deve essere cioè +in grado di fare da terminale di controllo per una sessione), che comporta la presenza di ulteriori capacità. L'interfaccia per i terminali è una delle più oscure e complesse, essendosi @@ -924,13 +923,15 @@ connessioni di rete (ad esempio per trattare i dati inviati con \cmd{telnet} o % cancellazione per la tastiera, o la gestione della linea tramite PPP o SLIP) i % dati grezzi che vengono immessi sul dispositivo; - -L'I/O sui terminali si effettua con le stesse modalità dei file normali, si +L'I/O sui terminali si effettua con le stesse modalità dei file normali: si apre il relativo file di dispositivo, e si leggono e scriveno i dati con le -usuali funzioni di lettura e scrittura, occorre però tenere conto delle loro -caratteristiche specifiche, essi infatti prevedono due modalità di operazione, +usuali funzioni di lettura e scrittura, così se apriamo una console virtuale +avremo che \func{read} leggerà quanto immesso dalla tastiera, mentre +\func{write} scriverà sullo schermo. In realtà questo è vero solo a grandi +linee, perché non tiene conto delle caratteristiche specifiche dei terminali; +una delle principali infatti è che essi prevedono due modalità di operazione, dette rispettivamente \textsl{modo canonico} e \textsl{modo non canonico}, che -prevedono dei comportamenti nettamente diversi. +comportano dei comportamenti nettamente diversi. La modalità preimpostata all'apertura del terminale è quella canonica, in cui le operazioni di lettura vengono sempre effettuate assemblando i dati in una @@ -947,22 +948,90 @@ dati in linee n editor ad esempio) che necessitano di poter leggere un carattere alla volta e che gestiscono al loro interno i vari comandi. -La struttura dell'I/O, come di solito viene gestito dal driver del terminale è -mostrata in \secref{fig:term_struct} +Per capire le caratteristiche dell'I/O sui terminali, occorre esaminare le +modalità con cui esso viene effettuato; l'accesso, come per tutti i +dispositivi, viene gestito da un driver apposito, la cui struttura generica è +mostrata in \secref{fig:term_struct}. Ad un terminale sono sempre associate +due code per gestire l'input e l'output, che ne implementano una +bufferizzazione\footnote{completamente indipendente dalla eventuale ulteriore + bufferizzazione fornita dall'interfaccia standard dei file.} all'interno del +kernel. \begin{figure}[htb] - \centering - \includegraphics[width=13cm]{img/term_struct} + \centering \includegraphics[width=13cm]{img/term_struct} \caption{Struttura interna generica di un driver per un terminale.} \label{fig:term_struct} \end{figure} +La coda di ingresso mantiene i caratteri che sono stati letti dal terminale ma +non ancora letti da un processo, la sua dimensione è definita dal parametro di +sistema \macro{MAX\_INPUT}, che ne specifica il limite minimo, in realtà la +coda può essere più grande e cambiare dimensione dinamicamente. Se è stato +abilitato il controllo di flusso in ingresso il driver emette i caratteri di +STOP e START per bloccare e sbloccare l'ingresso dei dati; altrimenti i +caratteri immessi oltre le dimensioni massime vengono persi; in alcuni casi il +driver provvede ad inviare automaticamente un avviso (un carattere di +\textit{BELL}, che provoca un beep) sull'output quando si eccedono le +dimensioni della coda. Se è abilitato il modo canonico i caratteri in ingresso +restano nella coda fintanto che non viene ricevuto un a capo; un'altra +costante, \macro{MAX\_CANON}, specifica la dimensione massima di una riga in +modo canonico. + +La coda di uscita è analoga a quella di ingresso e contiene i caratteri +scritti dai processi ma non ancora inviati al terminale. Se è abilitato il +controllo di flusso in uscita il driver risponde ai caratteri di START e STOP +inviati dal terminale. Le dimensioni della coda non sono specificate, ma non +hanno molta importanza, in quanto qualora esse vengano eccedute il driver +provvede automaticamente a bloccare la funzione chiamante. + + + +\subsection{La gestione delle caratteristiche di un terminale} +\label{sec:term_attr} + + +Data le loro peculiarità, fin dall'inizio si è posto il problema di come +gestire le caratteristiche specifiche dei terminali; storicamente i vari +dialetti di Unix hanno utilizzato diverse funzioni, alla fine con POSIX.1, è +stata effettuata una standardizzazione, unificando le differenze fra BSD e +System V in una unica interfaccia, che è quella usata dal Linux. + +Alcune di queste funzioni prendono come argomento un file descriptor (in +origine molte operazioni venivano effettuate con \func{ioctl}), ma ovviamente +possono essere usate solo con file che corrispondano effettivamente ad un +terminale; questo che può essere verificato utilizzando la funzione +\func{isatty}, il cui prototipo è: +\begin{prototype}{unistd.h}{int isatty(int desc)} + + Controlla se il file descriptor \param{desc} è un terminale. + +\bodydesc{La funzione restituisce 1 se \param{desc} è connesso ad un + terminale, 0 altrimenti.} +\end{prototype} -L'I/O viene controllato attraverso una serie di attributi mantenuti per -ciascun terminale in una struttura \var{termios}, i cui campi +Un'altra funzione che fornisce informazioni su un terminale è \func{ttyname}, +che permette anche di ottenere il nome del terminale associato ad un file +descriptor; il suo prototipo è: +\begin{prototype}{unistd.h}{char *ttyname(int desc)} + + Restituisce il nome di un terminale. + + \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla stringa contenente il + nome del terminale associato \param{desc} e \macro{NULL} in caso di + errore.} +\end{prototype} +Si tenga presente che la funzione restituisce un indirizzo di dati statici, +che pertanto possono essere sovrascritti da successive chiamate. La funzione è +prevista da POSIX.1, che non definisce \func{isatty}. + +I vari attributi vengono mantenuti per ciascun terminale in una struttura +\var{termios}, (la cui definizione è in \figref{fig:term_termios}), usata +dalle varie funzioni dell'interfaccia. In \figref{fig:term_termios} si sono +riportati solo i campi previsti dallo standard POSIX.1, in genere le varie +implementazioni ne aggiungono degli altri (in Linux e BSD ci sono quelli che +specificano le velocità della linea) per mantenere ulteriori informazioni. - \begin{figure}[!htb] \footnotesize \centering \begin{minipage}[c]{15cm} @@ -972,16 +1041,189 @@ struct termios { tcflag_t c_oflag; /* output modes */ tcflag_t c_cflag; /* control modes */ tcflag_t c_lflag; /* local modes */ - cc_t c_cc[NCCS]; /* control chars */ + cc_t c_cc[NCCS]; /* control characters */ }; \end{lstlisting} \end{minipage} \normalsize \caption{La struttura \var{termios}, che identifica le proprietà di un - terminale.} + terminale.} \label{fig:term_termios} \end{figure} +I primi quattro campi sono quattro flag che controllano il comportamento del +terminale; essi sono realizzati come maschera binaria, pertanto il tipo +\type{tcflag\_t} è di norma realizzato con un intero senza segno di lunghezza +opportuna. I valori devono essere specificati bit per bit, avendo cura di non +modificare i bit su cui non si interviene. + +Il primo flag, \var{c\_iflag}, o flag di input, controlla le modalità +dell'ingresso dei dati sul terminale come il controllo di parità, il controllo +di flusso, la gestione dei caratteri speciali; un elenco dei vari bit, del +loro significato e delle costanti utilizzate per identificarli è riportato in +\tabref{tab:sess_termios_iflag}. + +\begin{table}[htb] + \footnotesize + \centering + \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|} + \hline + \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\ + \hline + \hline + \macro{IGNBRK} & Ignora le condizioni di \textit{BREAK} sull'input. Una + \textit{condizione di BREAK} è definita nel contesto di + una trasmissione seriale asincrona come una sequenza di + bit nulli più lunga di un byte. \\ + \macro{BRKINT} & Se si è impostato \macro{IGNBRK} un \textit{BREAK} viene + comunque ignorato. Altrimenti se \macro{BRKINT} è + impostato il \textit{BREAK} causa lo scarico delle code, + e se il terminale è il terminale di controllo per un + gruppo in foreground anche l'invio di \macro{SIGINT} ai + processi di quest'ultimo. Se invece \macro{BRKINT} è + impostato un \textit{BREAK} viene letto come un carattere + \textit{NUL}, a meno che non sia settato \macro{PARMRK} + nel qual caso viene letto come la sequenza di caratteri + \texttt{0xFF 0x00 0x00}.\\ + \macro{INPCK} & Abilita il controllo di parità in ingresso. Se non viene + impostato non viene fatto nessun controllo ed i caratteri + vengono passati in input direttamente.\\ + \macro{IGNPAR} & Ignora gli errori di parità. Ha senso solo se si è + impostato \macro{INPCK}.\\ + \macro{PARMRK} & Controlla come vengono riportati gli errori di parità. Ha + senso solo se \macro{INPCK} è impostato e \macro{IGNPAR} + no. Se impostato inserisce una sequenza \texttt{0xFF + 0x00} prima di ogni carattere che presenta errori di + parità, se non impostato un carattere con errori di + parità viene letto come uno \texttt{0x00}. Se un + carattere ha il valore \texttt{0xFF} e \macro{ISTRIP} + non è settato, per evitare ambiguità esso viene \\ + \macro{ISTRIP} & .\\ + \macro{INLCR} & .\\ + \macro{IGNCR} & .\\ + \macro{ICRNL} & .\\ + \macro{IUCLC} & .\\ + \macro{IXON} & .\\ + \macro{IXANY} & .\\ + \macro{IXOFF} & .\\ + \macro{IMAXBEL}& .\\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo + \var{c\_iflag} delle modalità di input di un terminale.} + \label{tab:sess_termios_iflag} +\end{table} + + +Il secondo flag, \var{c\_oflag}, o flag di output, controlla le modalità di +output, come l'impacchettamento dei caratteri sullo schermo, la traslazione +degli a capo, la conversione dei caratteri speciali; un elenco dei vari bit, +del loro significato e delle costanti utilizzate per identificarli è riportato +in \tabref{tab:sess_termios_oflag}. + +\begin{table}[htb] + \footnotesize + \centering + \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|} + \hline + \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\ + \hline + \hline + \macro{OPOST} & . \\ + \macro{OLCUC} & .\\ + \macro{ONLCR} & .\\ + \macro{OCRNL} & .\\ + \macro{ONOCR} & .\\ + \macro{ONLRET} & .\\ + \macro{OFILL} & . \\ + \macro{OFDEL} & .\\ + \macro{NLDLY} & .\\ + \macro{CRDLY} & .\\ + \macro{TABDLY} & .\\ + \macro{BSDLY} & .\\ + \macro{VTDLY} & .\\ + \macro{FFDLY} & .\\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo + \var{c\_oflag} delle modalità di outputdi un terminale.} + \label{tab:sess_termios_oflag} +\end{table} + +Il terzo flag, \var{c\_cflag}, o flag di controllo è legato al funzionamento +delle linee seriali permette di impostarne varie caratteristiche, come il +numero di bit di stop, i settaggi della parità, il funzionamento del controllo +di flusso; un elenco dei vari bit, del loro significato e delle costanti +utilizzate per identificarli è riportato in \tabref{tab:sess_termios_cflag}. + +\begin{table}[htb] + \footnotesize + \centering + \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|} + \hline + \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\ + \hline + \hline + \macro{CBAUD} & . \\ + \macro{CBAUDEX} & .\\ + \macro{CSIZE} & .\\ + \macro{CSTOPB} & .\\ + \macro{CREAD} & .\\ + \macro{PARENB} & .\\ + \macro{PARODD} & . \\ + \macro{HUPCL} & .\\ + \macro{CLOCAL} & .\\ + \macro{LOBLK} & .\\ + \macro{CIBAUD} & .\\ + \macro{CRTSCTS} & .\\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo + \var{c\_cflag} delle modalità di controllo di un terminale.} + \label{tab:sess_termios_cflag} +\end{table} + + +Il quarto flag, \var{c\_lflag}, o flag locale, serve per modificare il +funzionamento dell'interfaccia fra il driver e l'utente, come abilitare l'eco, +controllare l'emissione dei segnali generati dal terminale, attivare i +caratteri per il job control; un elenco dei vari bit, del loro significato e +delle costanti utilizzate per identificarli è riportato in +\tabref{tab:sess_termios_lflag}. + +\begin{table}[htb] + \footnotesize + \centering + \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|} + \hline + \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\ + \hline + \hline + \macro{ISIG} & . \\ + \macro{ICANON} & .\\ + \macro{XCASE} & .\\ + \macro{ECHO} & .\\ + \macro{ECHOE} & .\\ + \macro{ECHOK} & .\\ + \macro{ECHONL} & . \\ + \macro{ECHOPRT} & .\\ + \macro{ECHOKE} & .\\ + \macro{DEFECHO} & .\\ + \macro{FLUSHO} & .\\ + \macro{NOFLSH} & .\\ + \macro{TOSTOP} & .\\ + \macro{PENDIN} & .\\ + \macro{IEXTEN} & .\\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo + \var{c\_lflag} delle modalità locali di un terminale.} + \label{tab:sess_termios_lflag} +\end{table} + + + + \subsection{Il \textsl{modo canonico}} -- 2.30.2