程式範例
所有的範例來源自
miniterm.c. The type ahead 暫存器被限制在 255 個字元, 就跟標準輸入程序的最大字串長度相同 (<linux/limits.h> 或 <posix1_lim.h>).
參考程式碼中的註解它會解釋不同輸入模式的使用. 我希望這些程式碼都能被了解. 標準輸入程序的程式範例的註解寫得最好, 其它的範例都只在不同於其它範例的地方做註解.
敘述不是很完整, 但可以激勵你對這範例做實驗, 以延生出合於你所需應用程式的最佳解.
別忘記要把序列埠的權限設定正確 (也就是:
chmod a+rw /dev/ttyS1)!標準輸入程序
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <termios.h> #include <stdio.h> /* 鮑率設定被定義在 <asm/termbits.h>, 這在 <termios.h> 被引入 */ #define BAUDRATE B38400 /* 定義正確的序列埠 */ #define MODEMDEVICE "/dev/ttyS1" #define _POSIX_SOURCE 1 /* POSIX 系統相容 */ #define FALSE 0 #define TRUE 1 volatile int STOP=FALSE; main() { int fd,c, res; struct termios oldtio,newtio; char buf[255]; /* 開啟數據機裝置以讀取並寫入而不以控制 tty 的模式 因為我們不想程式在送出 CTRL-C 後就被殺掉. */ fd = open(MODEMDEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY ); if (fd <0) {perror(MODEMDEVICE); exit(-1); } tcgetattr(fd,&oldtio); /* 儲存目前的序列埠設定 */ bzero(&newtio, sizeof(newtio)); /* 清除結構體以放入新的序列埠設定值 */ /* BAUDRATE: 設定 bps 的速度. 你也可以用 cfsetispeed 及 cfsetospeed 來設定. CRTSCTS : 輸出資料的硬體流量控制 (只能在具完整線路的纜線下工作 參考 Serial-HOWTO 第七節) CS8 : 8n1 (8 位元, 不做同位元檢查,1 個終止位元) CLOCAL : 本地連線, 不具數據機控制功能 CREAD : 致能接收字元 */ newtio.c_cflag = BAUDRATE | CRTSCTS | CS8 | CLOCAL | CREAD; /* IGNPAR : 忽略經同位元檢查後, 錯誤的位元組 ICRNL : 比 CR 對應成 NL (否則當輸入訊號有 CR 時不會終止輸入) 在不然把裝置設定成 raw 模式(沒有其它的輸入處理) */ newtio.c_iflag = IGNPAR | ICRNL; /* Raw 模式輸出. */ newtio.c_oflag = 0; /* ICANON : 致能標準輸入, 使所有回應機能停用, 並不送出信號以叫用程式 */ newtio.c_lflag = ICANON; /* 初始化所有的控制特性 預設值可以在 /usr/include/termios.h 找到, 在註解中也有, 但我們在這不需要看它們 */ newtio.c_cc[VINTR] = 0; /* Ctrl-c */ newtio.c_cc[VQUIT] = 0; /* Ctrl-\ */ newtio.c_cc[VERASE] = 0; /* del */ newtio.c_cc[VKILL] = 0; /* @ */ newtio.c_cc[VEOF] = 4; /* Ctrl-d */ newtio.c_cc[VTIME] = 0; /* 不使用分割字元組的計時器 */ newtio.c_cc[VMIN] = 1; /* 在讀取到 1 個字元前先停止 */ newtio.c_cc[VSWTC] = 0; /* '\0' */ newtio.c_cc[VSTART] = 0; /* Ctrl-q */ newtio.c_cc[VSTOP] = 0; /* Ctrl-s */ newtio.c_cc[VSUSP] = 0; /* Ctrl-z */ newtio.c_cc[VEOL] = 0; /* '\0' */ newtio.c_cc[VREPRINT] = 0; /* Ctrl-r */ newtio.c_cc[VDISCARD] = 0; /* Ctrl-u */ newtio.c_cc[VWERASE] = 0; /* Ctrl-w */ newtio.c_cc[VLNEXT] = 0; /* Ctrl-v */ newtio.c_cc[VEOL2] = 0; /* '\0' */ /* 現在清除數據機線並啟動序列埠的設定 */ tcflush(fd, TCIFLUSH); tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio); /* 終端機設定完成, 現在處理輸入訊號 在這個範例, 在一行的開始處輸入 'z' 會退出此程式. */ while (STOP==FALSE) { /* 迴圈會在我們發出終止的訊號後跳出 */ /* 即使輸入超過 255 個字元, 讀取的程式段還是會一直等到行終結符出現才停止. 如果讀到的字元組低於正確存在的字元組, 則所剩的字元會在下一次讀取時取得. res 用來存放真正讀到的字元組個數 */ res = read(fd,buf,255); buf[res]=0; /* 設定字串終止字元, 所以我們能用 printf */ printf(":%s:%d\n", buf, res); if (buf[0]=='z') STOP=TRUE; } /* 回存舊的序列埠設定值 */ tcsetattr(fd,TCSANOW,&oldtio); }
非標準輸入程序
在非標準的輸入程序模式下, 輸入的資料不會被組合成一行而輸入後的處理功能 (清除, 殺掉, 刪除, 等等.) 都不能使用. 這個模式有兩個功能控制參數:
c_cc[VTIME] 設定字元輸入時間計時器, 及c_cc[VMIN] 設定滿足讀取功能的最低字元接收個數.
如果 MIN > 0 且 TIME = 0, MIN 設定為滿足讀取功能的最低字元接收個數. 由於 TIME 是 零, 所以計時器將不被使用.
如果 MIN = 0 且 TIME > 0, TIME 將被當做逾時設定值. 滿足讀取功能的情況為讀取到單一字元, 或者超過 TIME 所定義的時間 (t = TIME *0.1 s). 如果超過 TIME 所定義的時間, 則不會傳回任何字元.
如果 MIN > 0 且 TIME > 0, TIME 將被當做一個分割字元組的計時器. 滿足讀取功能的條件為 接收到 MIN 個數的字元, 或兩個字元的間隔時間超過 TIME 所定義的值. 計時器會在每讀到一個字元後重新計時, 且只會在第一個字元收到後才會啟動.
如果 MIN = 0 且 TIME = 0, 讀取功能就馬上被滿足. 目前所存在的字元組個數, 或者 將回傳的字元組個數. 根據 Antonino (參考 貢獻) 所說, 你可以用
fcntl(fd, F_SETFL, FNDELAY); 在讀取前得到相同的結果.
藉由修改
newtio.c_cc[VTIME] 及 newtio.c_cc[VMIN] 上述的模式就可以測試了.
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <termios.h> #include <stdio.h> #define BAUDRATE B38400 #define MODEMDEVICE "/dev/ttyS1" #define _POSIX_SOURCE 1 /* POSIX 系統相容 */ #define FALSE 0 #define TRUE 1 volatile int STOP=FALSE; main() { int fd,c, res; struct termios oldtio,newtio; char buf[255]; fd = open(MODEMDEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY ); if (fd <0) {perror(MODEMDEVICE); exit(-1); } tcgetattr(fd,&oldtio); /* 儲存目前的序列埠設定 */ bzero(&newtio, sizeof(newtio)); newtio.c_cflag = BAUDRATE | CRTSCTS | CS8 | CLOCAL | CREAD; newtio.c_iflag = IGNPAR; newtio.c_oflag = 0; /* 設定輸入模式 (非標準型, 不回應,...) */ newtio.c_lflag = 0; newtio.c_cc[VTIME] = 0; /* 不使用分割字元組計時器 */ newtio.c_cc[VMIN] = 5; /* 在讀取到 5 個字元前先停止 */ tcflush(fd, TCIFLUSH); tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio); while (STOP==FALSE) { /* 輸入迴圈 */ res = read(fd,buf,255); /* 在輸入 5 個字元後即返迴 */ buf[res]=0; /* 所以我們能用 printf... */ printf(":%s:%d\n", buf, res); if (buf[0]=='z') STOP=TRUE; } tcsetattr(fd,TCSANOW,&oldtio); }
非同步式輸入
#include <termios.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <sys/signal.h> #include <sys/types.h> #define BAUDRATE B38400 #define MODEMDEVICE "/dev/ttyS1" #define _POSIX_SOURCE 1 /* POSIX 系統相容 */ #define FALSE 0 #define TRUE 1 volatile int STOP=FALSE; void signal_handler_IO (int status); /* 定義訊號處理程序 */ int wait_flag=TRUE; /* 沒收到訊號的話就會是 TRUE */ main() { int fd,c, res; struct termios oldtio,newtio; struct sigaction saio; /* definition of signal action */ char buf[255]; /* 開啟裝置為 non-blocking (讀取功能會馬上結束返回) */ fd = open(MODEMDEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK); if (fd <0) {perror(MODEMDEVICE); exit(-1); } /* 在使裝置非同步化前, 安裝訊號處理程序 */ saio.sa_handler = signal_handler_IO; saio.sa_mask = 0; saio.sa_flags = 0; saio.sa_restorer = NULL; sigaction(SIGIO,&saio,NULL); /* 允許行程去接收 SIGIO 訊號*/ fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); /* 使檔案ake the file descriptor 非同步 (使用手冊上說只有 O_APPEND 及 O_NONBLOCK, 而 F_SETFL 也可以用...) */ fcntl(fd, F_SETFL, FASYNC); tcgetattr(fd,&oldtio); /* 儲存目前的序列埠設定值 */ /* 設定新的序列埠為標準輸入程序 */ newtio.c_cflag = BAUDRATE | CRTSCTS | CS8 | CLOCAL | CREAD; newtio.c_iflag = IGNPAR | ICRNL; newtio.c_oflag = 0; newtio.c_lflag = ICANON; newtio.c_cc[VMIN]=1; newtio.c_cc[VTIME]=0; tcflush(fd, TCIFLUSH); tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio); /* 等待輸入訊號的迴圈. 很多有用的事我們將在這做 */ while (STOP==FALSE) { printf(".\n");usleep(100000); /* 在收到 SIGIO 後, wait_flag = FALSE, 輸入訊號存在則可以被讀取 */ if (wait_flag==FALSE) { res = read(fd,buf,255); buf[res]=0; printf(":%s:%d\n", buf, res); if (res==1) STOP=TRUE; /* 如果只輸入 CR 則停止迴圈 */ wait_flag = TRUE; /* 等待新的輸入訊號 */ } } /* 回存舊的序列埠設定值 */ tcsetattr(fd,TCSANOW,&oldtio); } /*************************************************************************** * 訊號處理程序. 設定 wait_flag 為 FALSE, 以使上述的迴圈能接收字元 * ***************************************************************************/ void signal_handler_IO (int status) { printf("received SIGIO signal.\n"); wait_flag = FALSE; }
等待來自多個訊號來源的輸入
這一段很短. 它只能被拿來當成寫程式時的提示, 故範例程式也很簡短. 但這個範例不只能用在序列埠上, 還可以用在被當成檔案來使用的裝置上.
select 呼叫及伴隨它所引發的巨集共用
fd_set. fd_set 則是一個 位元陣列, 而其中每一個位元代表一個有效的檔案敘述結構. select 呼叫接受一個有效的檔案敘述結構並傳回 fd_set 位元陣列, 而該位元陣列中若有某一個位元為 1, 就表示相對映的檔案敘述結構的檔案發生了輸入, 輸出或有例外事件. 而這些巨集提供了所有處理 fd_set 的功能. 亦可參考手冊 select(2).
#include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> main() { int fd1, fd2; /* 輸入源 1 及 2 */ fd_set readfs; /* 檔案敘述結構設定 */ int maxfd; /* 最大可用的檔案敘述結構 */ int loop=1; /* 迴圈在 TRUE 時成立 */ /* open_input_source 開啟一個裝置, 正確的設定好序列埠, 並回傳回此檔案敘述結構體 */ fd1 = open_input_source("/dev/ttyS1"); /* COM2 */ if (fd1<0) exit(0); fd2 = open_input_source("/dev/ttyS2"); /* COM3 */ if (fd2<0) exit(0); maxfd = MAX (fd1, fd2)+1; /* 測試最大位元輸入 (fd) */ /* 輸入迴圈 */ while (loop) { FD_SET(fd1, &readfs); /* 測試輸入源 1 */ FD_SET(fd2, &readfs); /* 測試輸入源 2 */ /* block until input becomes available */ select(maxfd, &readfs, NULL, NULL, NULL); if (FD_ISSET(fd1)) /* 如果輸入源 1 有訊號 */ handle_input_from_source1(); if (FD_ISSET(fd2)) /* 如果輸入源 2 有訊號 */ handle_input_from_source2(); } }
這個範例程式在等待輸入訊號出現前, 不能確定它會停頓下來. 如果你需要在輸入時加入逾時功能, 只需把 select 呼叫換成:
int res; struct timeval Timeout; /* 設定輸入迴圈的逾時值 */ Timeout.tv_usec = 0; /* 毫秒 */ Timeout.tv_sec = 1; /* 秒 */ res = select(maxfd, &readfs, NULL, NULL, &Timeout); if (res==0) /* 檔案敘述結構數在 input = 0 時, 會發生輸入逾時. */
這個程式會在 1 秒鐘後逾時. 如果超過時間, select 會傳回 0, 但是應該留意
Timeout 的時間遞減是由 select 所等待輸入訊號的時間為基準. 如果逾時的值是 0, select 會馬上結束返回.