概述
终端规范模式很简单：发一个读请求，当一行已经输入后，终端驱动程序立即返回。以下几个条件都会造成读返回。
1、所请求的字节数已读到时。此时无需读一个完整的行，如果读了部分行，也不会丢失任何信息，下一次读会从前一次读的停止处开始。
2、当读到一个行定界符时。在[url=http://aisxyz.iteye.com/admin/blogs/2422413]终端特殊输入字符[/url]一节中已了解到，下列字符在规范模式中会被解释为“行结束”：NL、EOL、EOL2 和 EOF，还有如若已设置 ICRNL，但未设置 IGNCR，则 CR 字符的作用与 NL 字符一样，也会终止一行。
3、如果捕捉到信号，并且该函数不再自动重启，则读也会返回。
下面来看看 getpass 函数在 UNIX 系统中的一个典型实现。此函数由 login(1) 和 crypt(1) 程序调用。它读入用户在终端上键入的口令，它关闭了回显，但仍以规范模式工作，因为不管键入什么口令都能构成一个完整行。
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <termios.h>
#define MAX_PASS_LEN 8 // max #chars for user to enter
char *getpass(const char *prompt){
static char buf[MAX_PASS_LEN+1]; // null byte at end
sigset_t set, oset;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set, SIGINT); // block SIGSET
sigaddset(&set, SIGTSTP); // block SIGTSTP
sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, &oset); // and save mask
FILE *fp;
if((fp=fopen(ctermid(NULL), "r+")) == NULL)
return NULL;
setbuf(fp, NULL); // close I/O buffer
struct termios termst, otermst;
tcgetattr(fileno(fp), &termst); // save tty state
otermst = termst; // structure copy
termst.c_lflag &= ~(ECHO |ECHOE |ECHOK | ECHONL); // disable echo
tcsetattr(fileno(fp), TCSAFLUSH, &termst);
fputs(prompt, fp);
char *str = buf;
int ch;
while((ch=getc(fp))!=EOF && ch != 'n'){
if(str < &buf[MAX_PASS_LEN])
*str++ = ch;
}
*str = 0; // null terminate
putc('n', fp); // echo a newline
tcsetattr(fileno(fp), TCSAFLUSH, &otermst); // restore tty state
sigprocmask(SIG_SETMASK, &oset, NULL); // restore signal mask
fclose(fp);
return buf;
}
int main(void){
char *ptr;
if((ptr=getpass("Enter password: ")) == NULL){
printf("getpass errorn");
return 1;
}
printf("password: %sn", ptr);
while(*ptr != 0)
*ptr++ = 0; // zero it out when we're done with it
return 0;
}
关于本程序，需要注意以下几个方面。
1、阻塞了信号 SIGINT 和 SIGTSTP。否则在输入 INTR 字符 或 SUSP 字符时都会使程序终止，然后在禁止回显状态下返回到终端。但没有一个 getpass 版本捕捉、忽略或阻塞 SIGQUIT 信号，所以输入 QUIT 字符就会使程序异常终止，并且很可能使终端保持在禁止回显状态。
2、关闭了标准 I/O 流的缓冲，以免在读、写之间产生某些交叉（这样就需要多次调用 fflush）。也可使用不带缓冲的 I/O，但这样就需要使用 read 来模仿 getc 函数。
3、由于 getpass 中使用静态存储区来存储输入的明文口令，所以为了安全起见，在程序完成后应在内存中消除它。因为要是该程序会产生其他用户可能读取的 core 文件（core 的系统默认许可权使每个用户都能读它），或者如果某个其他进程能够设法读该进程的存储空间，则它们就可能会读到这个口令。当然也可以在 getpass 中将该口令加密存储。
可以通过关闭 termios 结构中 c_lflag 字段的 ICANON 标志来指定非规范模式。在非规范模式中，输入数据不装配成行，不处理下列特殊字符：ERASE、KILL、EOF、NL、EOL、EOL2、CR、REPRINT、STATUS 和 WERASE（见[url=http://aisxyz.iteye.com/admin/blogs/2422413]终端特殊输入字符[/url]）。当读取了指定量的数据，或者已经超过了给定量的时间后，就会通知系统返回数据。这使用了 termios 结构中 c_cc 数组的两个下标为 VMIN 和 VTIME 的两个变量：MIN 和 TIME。MIN 指定一个 read 返回前的最小字节数，TIME 指定等待数据到达的分秒数（分秒为秒的 1/10）。有下列 4 种情形。
1、MIN > 0，TIME > 0：TIME 指定一个字节间定时器（interbyte timer），它只在第一个字节被接收时启动（这意味着在定时器超时时，read 至少会返回一个字节）。在定时器超时之前，若已接收到 MIN 个字节，则 read 返回 MIN 个字节。如果在接到 MIN 个字节之前，该定时器已超时，则 read 返回已接收到的字节。
2、MIN > 0，TIME = 0：read 在接收到 MIN 个字节之前不返回。这可能会使 read 长期阻塞。
3、MIN = 0，TIME > 0：这里的 TIME 指定的是一个在调用 read 时就会立即启动的读定时器。在接到一个字节或者该定时器超时时，read 即返回。如果是定时器超时，则 read 返回 0。
4、MIN = 0，TIME = 0：如果有数据可用，则 read 最多返回所要求的字节数。否则立即返回 0。
注意，为了兼容性，POSIX.1 允许下标 VMIN 和 VTIME 的值可分别与 VEOF 和 VEOL 的相同，但这同时也带来了可移植性问题。从非规范模式转换为规范模式时，必须恢复 VEOF 和 VEOL。例如，如果 VMIN 等于 VEOF，且不恢复它们的值，那么当把 VMIN 的典型值设置为 1 时，文件结束符就变成了 Ctrl+A。解决这一问题最简单的方法是：在要转入非规范模式时，将整个 termios 结构保存起来，以后再要转会规范模式时恢复它。
下面这个程序中的函数 tty_cbreak 和 tty_raw 分别将终端设置为 cbreak 模式（cbreak mode）和原始模式（raw mode）。在这两种模式之间转换时，需要先调用 tty_reset 函数，它将终端恢复到调用 tty_cbreak 或 tty_raw 之前的工作状态，以减少出错时终端处于不可用状态的机会。程序中还提供了另外两个函数 tty_atexit 和 tty_termios。tty_atexit 可被登记为退出处理程序，以保证 exit 时恢复终端工作模式。tty_termios 则返回一个指向原来规范模式下 termios 结构的指针。不过在查看代码之前，先看一下 cbreak 模式和 raw 模式要满足的要求，其中涉及到的终端标志介绍可见[url=http://aisxyz.iteye.com/admin/blogs/2422412]终端 I/O 综述[/url]。
cbreak 模式要满足的要求如下。
1、非规范模式。如上文所述，这种模式关闭了对某些输入字符的处理，但没有关闭对信号的处理。调用者一般应当捕捉这些信号，以免使程序终止，导致终端保持在 cbreak 模式。
2、关闭回显。
3、每次输入一个字节。为此，可将 MIN 和 TIME 分别设置为 1 和 0。
raw 模式要满足的要求如下。
1、非规范模式，同时还关闭了对信号产生字符 ISIG 和扩充输入字符 IEXTEN 的处理，另外还禁用了 BRKINT 字符，使 BREAK 字符不再产生信号。
2、关闭回显。
3、禁止输入中的 CR 到 NL 映射 ICRNL、输入奇偶检测 INPCK、剥离输入字节的第 8 位 ISTRIP 以及输出流控制 IXON。
4、8 位字符 CS8，且禁用奇偶校验 PARENB。
5、禁止所有输出处理 OPOST。
6、每次输入一个字节（MIN=1, TIME=0）。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <termios.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
static struct termios save_termios;
static int ttysavefd = -1;
static enum{RESET, RAW, CBREAK} ttystate = RESET;
int tty_cbreak(int fd){ // put terminal into a cbreak mode
if(ttystate != RESET){
errno = EINVAL;
return -1;
}
struct termios buf;
if(tcgetattr(fd, &buf) < 0)
return -1;
save_termios = buf; // structure copy
buf.c_lflag &= ~(ECHO | ICANON); // echo off, canonical mode off
buf.c_cc[VMIN] = 1; // 1 byte at a time,
buf.c_cc[VTIME] = 0; // and no timer
if(tcsetattr(fd, TCSAFLUSH, &buf) < 0)
return -1;
//Varify that the changes stuck. tcsetattr can return 0 on partial success
int err;
if(tcgetattr(fd, &buf) < 0){
err = errno;
tcsetattr(fd, TCSAFLUSH, &save_termios);
errno = err;
return -1;
}
if((buf.c_lflag & (ECHO |ICANON)) || buf.c_cc[VMIN]!=1 || buf.c_cc[VTIME
]!=0){
//only some of the changes were made, restore the original settings
tcsetattr(fd, TCSAFLUSH, &save_termios);
errno = EINVAL;
return -1;
}
ttystate = CBREAK;
ttysavefd = fd;
return 0;
}
int tty_raw(int fd){ // put terminal into a raw mode
if(ttystate != RESET){
errno = EINVAL;
return -1;
}
struct termios buf;
if(tcgetattr(fd, &buf) < 0)
return -1;
save_termios = buf; // structure copy
buf.c_lflag &= ~(ECHO |ICANON |IEXTEN |ISIG);
buf.c_iflag &= ~(BRKINT |ICRNL |INPCK |ISTRIP | IXON);
buf.c_cflag &= ~(CSIZE |PARENB);
buf.c_cflag |= CS8; // set 8 bits/char
buf.c_oflag &= ~(OPOST);
buf.c_cc[VMIN] = 1;
buf.c_cc[VTIME] = 0;
if(tcsetattr(fd, TCSAFLUSH, &buf) < 0)
return -1;
int err;
if(tcgetattr(fd, &buf) < 0){
err = errno;
tcsetattr(fd, TCSAFLUSH, &save_termios);
errno = err;
return -1;
}
if((buf.c_lflag & (ECHO |ICANON |IEXTEN |ISIG)) ||
(buf.c_iflag & (BRKINT |ICRNL |INPCK |ISTRIP |IXON)) ||
(buf.c_cflag & (CSIZE |PARENB |CS8)) != CS8 ||
(buf.c_oflag & OPOST) || buf.c_cc[VMIN]!=1 || buf.c_cc[VTIME]!=0
)
{
tcsetattr(fd, TCSAFLUSH, &save_termios);
errno = EINVAL;
return -1;
}
ttystate = RAW;
ttysavefd = fd;
return 0;
}
int tty_reset(int fd){ // restore terminal's mode
if(ttystate == RESET)
return 0;
if(tcsetattr(fd, TCSAFLUSH, &save_termios) < 0)
return -1;
ttystate = RESET;
return 0;
}
void tty_atexit(void){ // can be set up by atexit(tty_atexit);
if(ttysavefd >= 0)
tty_reset(ttysavefd);
}
struct termios *tty_termios(void){ // let caller see original tty state
return &save_termios;
}
/* ======================= test ============================ */
static void sig_catch(int signo){
printf("signal caughtn");
tty_reset(STDIN_FILENO);
exit(0);
}
int main(void){
atexit(tty_atexit);
signal(SIGINT, sig_catch); // catch SIGINT
signal(SIGQUIT, sig_catch); // catch SIGQUIT
signal(SIGTERM, sig_catch); // catch SIGTERM
int i;
char c;
if(tty_raw(STDIN_FILENO) < 0){
printf("tty_raw errorn");
return 1;
}
printf("Enter raw mode characters, terminate with Backspacen");
while((i=read(STDIN_FILENO, &c, 1)) == 1){
if((c &= 255) == 0177) // 0177 = ASCII Backspace
break;
printf("%#on", c);
}
if(i <= 0){
printf("read errorn");
return 1;
}
tty_reset(STDIN_FILENO);
if(tty_cbreak(STDIN_FILENO) < 0){
printf("tty_cbreak errorn");
return 1;
}
printf("nEnter cbreak mode characters, terminate with SIGINTn");
while((i=read(STDIN_FILENO, &c, 1)) == 1)
printf("%#on", c & 255);
if(i <= 0){
printf("read errorn");
return 1;
}
tty_reset(STDIN_FILENO);
return 0;
}
编译后运行该程序，可以观察到两种终端模式的工作情况如下。
$ ./termmode.out
Enter raw mode characters, terminate with Backspace
04 # Ctrl+D
03 # Ctrl+C
033 # F7
0133
061
070
0176
# Backspace
Enter cbreak mode characters, terminate with SIGINT
01 # Ctrl+A
0177 # Backspace
signal caught # Ctrl+C
这里，在原始模式中，输入的字符是文件结束符 Ctrl+D（04）、中断符 Ctrl+C（03）和特殊功能键 F7。该功能键在本人所用的终端上产生 5 个字符：ESC（033）、[（0133）、字符 1（061）、字符 8（070）和 ~（0176）。注意，因为在原始模式下关闭了输出处理（~OPOST），所以在每个字符后没有得到回车符。在 cbreak 模式下，不对特殊输入字符进行处理，但是仍对终端产生的信号进行处理。
最后
以上就是甜蜜曲奇为你收集整理的终端规范模式和非规范模式的全部内容，希望文章能够帮你解决终端规范模式和非规范模式所遇到的程序开发问题。
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