Как работают * nix псевдо-терминалы? Что такое главный / подчиненный канал?

Question

Я хочу написать простой, тупой эмулятор X-терминала на C в системе Linux.

Сначала я подумал, что мне нужно открыть оболочку и отобразить ее вывод. Я проверил код xterm и rxvt, и он выглядит немного сложнее.

Сначала я должен открыть псевдотерминал с помощью openpty. Поэтому я смотрю на справочную страницу и вижу, что openpty заполняет 2 файловых дескриптора, главный и подчиненный. И код xterm, и код rxvt запутаны из-за системной зависимости этих специальных файлов.

Я понимаю термин termios: это просто набор информации о коде выхода терминала. Что я на самом деле не понимаю: что мне делать с дескриптором файла master / slave?

Пример программы, которая открывает терминал, входит в систему и выполняет «ls» в оболочке, будет просто потрясающим.

(английский не мой родной язык, извините за возможную ошибку)

Edit: Вот пример кода, который я придумал:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pty.h>
#include <utmp.h>
#include <ctype.h>

void
safe_print (char* s)
{
    while(*s) { 
        if(*s == '\n')
            putchar("\n");
        else if(iscntrl(*s))
            printf("\\e(%d)", *s);
        else
            putchar(*s);
        s++;
    }
}


int
main (int argc, char** argv)
{
    char buf[BUFSIZ] = {0};
    int master;
    int ret = forkpty(&master, NULL, NULL, NULL);

    if(ret == -1)
        puts("no fork"), exit(0);

    if(!ret) { 
        execl("/bin/sh", "sh", NULL);
        exit(0);
    }

    sleep(1); /* let the shell run */


    if(argc >= 2) {
        write(master, argv[1], strlen(argv[1]));
        write(master, "\n", 1);
    } else {
        write(master, "date\n", sizeof "date\n");
    }


    while(1) {
        switch(ret = read(master, buf, BUFSIZ)) {
        case -1:
            puts("error!"); 
            exit(1);
            break;
        case 0:
            puts("nothing.."), sleep(1);
            break;
        default:
            buf[ret] = '\0';
            safe_print(buf);

        }
    }

    close(master);

    return 0;
}    

Answer 1

Относительно главной / подчиненной части вашего вопроса, из справочной страницы pty (4) (на которую ссылается справочная страница openpty (3) моей системы):

псевдотерминал представляет собой пару символьные устройства, мастер-устройство и ведомое устройство. Ведомое устройство предоставляет процессу интерфейс идентичный описанному в tty (4). Тем не менее, тогда как все другие устройства которые обеспечивают описанный интерфейс в tty (4) есть аппаратное устройство какой-то позади них, раб вместо этого устройство имеет другой процесс манипулируя им через мастера половина псевдотерминала. То есть все, что написано на главном устройстве подается на ведомое устройство в качестве входа и все, что написано на раба устройство представлено в качестве ввода на главное устройство.

Справочные страницы - ваши друзья.

Answer 2

Я только что попробовал примеры, найденные на этом уроке , они отлично работают для меня, и я думаю, что они являются интересной отправной точкой для проблемы.

EDIT: В руководстве кратко поясняется функция псевдотерминалов. Объяснение делается шаг за шагом и сопровождается примерами.

В следующем примере показано, как создать новый псевдотерминал, и fork процесс состоит из двух частей: одна записывает на стороне master псевдотерминала, а другая чтение со стороны slave псевдотерминала.

#define _XOPEN_SOURCE 600 
#include <stdlib.h> 
#include <fcntl.h> 
#include <errno.h> 
#include <unistd.h> 
#include <stdio.h> 
#define __USE_BSD 
#include <termios.h> 


int main(void) 
{ 
int fdm, fds, rc; 
char input[150]; 

fdm = posix_openpt(O_RDWR); 
if (fdm < 0) 
{ 
fprintf(stderr, "Error %d on posix_openpt()\n", errno); 
return 1; 
} 

rc = grantpt(fdm); 
if (rc != 0) 
{ 
fprintf(stderr, "Error %d on grantpt()\n", errno); 
return 1; 
} 

rc = unlockpt(fdm); 
if (rc != 0) 
{ 
fprintf(stderr, "Error %d on unlockpt()\n", errno); 
return 1; 
} 

// Open the slave PTY
fds = open(ptsname(fdm), O_RDWR); 
printf("Virtual interface configured\n");
printf("The master side is named : %s\n", ptsname(fdm));

// Creation of a child process
if (fork()) 
{ 
  // Father

  // Close the slave side of the PTY 
  close(fds); 
  while (1) 
  { 
    // Operator's entry (standard input = terminal) 
    write(1, "Input : ", sizeof("Input : ")); 
    rc = read(0, input, sizeof(input)); 
    if (rc > 0) 
    {
      // Send the input to the child process through the PTY 
      write(fdm, input, rc); 

      // Get the child's answer through the PTY 
      rc = read(fdm, input, sizeof(input) - 1); 
      if (rc > 0) 
      { 
        // Make the answer NUL terminated to display it as a string
        input[rc] = '\0'; 

        fprintf(stderr, "%s", input); 
      } 
      else 
      { 
        break; 
      } 
    } 
    else 
    { 
      break; 
    } 
  } // End while 
} 
else 
{ 
struct termios slave_orig_term_settings; // Saved terminal settings 
struct termios new_term_settings; // Current terminal settings 

  // Child

  // Close the master side of the PTY 
  close(fdm); 

  // Save the default parameters of the slave side of the PTY 
  rc = tcgetattr(fds, &slave_orig_term_settings); 

  // Set raw mode on the slave side of the PTY
  new_term_settings = slave_orig_term_settings; 
  cfmakeraw (&new_term_settings); 
  tcsetattr (fds, TCSANOW, &new_term_settings); 

  // The slave side of the PTY becomes the standard input and outputs of the child process 
  close(0); // Close standard input (current terminal) 
  close(1); // Close standard output (current terminal) 
  close(2); // Close standard error (current terminal) 

  dup(fds); // PTY becomes standard input (0) 
  dup(fds); // PTY becomes standard output (1) 
  dup(fds); // PTY becomes standard error (2) 

  while (1) 
  { 
    rc = read(fds, input, sizeof(input) - 1); 

    if (rc > 0) 
    { 
      // Replace the terminating \n by a NUL to display it as a string
      input[rc - 1] = '\0'; 

      printf("Child received : '%s'\n", input); 
    } 
    else 
    { 
      break; 
    } 
  } // End while 
} 

return 0; 
} // main