Linux串口—struct termios结构体

2016-12-14 09:56:50来源:http://blog.csdn.net/yemingzhu163/article/details/5897156作者:yemingzhu163人点击

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一、数据成员


termios 函数族提供了一个常规的终端接口,用于控制非同步通信端口。这个结构包含了至少下列成员:tcflag_t c_iflag; /* 输入模式 */tcflag_t c_oflag; /* 输出模式 */tcflag_t c_cflag; /* 控制模式 */tcflag_t c_lflag; /* 本地模式 */cc_t c_cc[NCCS]; /* 控制字符 */
struct termios
{unsigned short c_iflag; /* 输入模式标志*/
unsigned short c_oflag; /* 输出模式标志*/
unsigned short c_cflag; /* 控制模式标志*/
unsigned short c_lflag; /*区域模式标志或本地模式标志或局部模式*/
unsigned char c_line; /*行控制line discipline */
unsigned char c_cc[NCC]; /* 控制字符特性*/
};
二、作用

这个变量被用来提供一个健全的线路设置集合, 如果这个端口在被用户初始化前使用. 驱动初始化这个变量使用一个标准的数值集, 它拷贝自 tty_std_termios 变量. tty_std_termos 在 tty 核心被定义为:



struct termios tty_std_termios = {
.c_iflag = ICRNL | IXON,
.c_oflag = OPOST | ONLCR,
.c_cflag = B38400 | CS8 | CREAD | HUPCL,
.c_lflag = ISIG | ICANON | ECHO | ECHOE | ECHOK |
ECHOCTL | ECHOKE | IEXTEN,
.c_cc = INIT_C_CC
};

这个 struct termios 结构用来持有所有的当前线路设置, 给这个 tty 设备的一个特定端口. 这些线路设置控制当前波特率, 数据大小, 数据流控设置, 以及许多其他值.

三、成员的值

(一)c_iflag 标志常量:
Input mode (输入模式)


input mode可以在输入值传给程序之前控制其处理的方式。
其中输入值可能是由序列埠或键盘的终端驱动程序所接收到的字元。



我们可以利用termios结构的c_iflag的标志来加以控制,其定义的方式皆以OR来加以组合。


IGNBRK:忽略输入中的 BREAK 状态。 忽略命令行中的中断BRKINT:命令行出现中断时,可产生一插断)如果设置了 IGNBRK,将忽略 BREAK。如果没有设置,但是设置了 BRKINT,那么 BREAK 将使得输入和输出队列被刷新,如果终端是一个前台进程组的控制终端,这个进程组中所有进程将收到 SIGINT 信号。如果既未设置 IGNBRK 也未设置 BRKINT,BREAK 将视为与 NUL 字符同义,除非设置了 PARMRK,这种情况下它被视为序列 377 � �。IGNPAR:忽略桢错误和奇偶校验错。PARMRK:如果没有设置 IGNPAR,在有奇偶校验错或桢错误的字符前插入 377 �。如果既没有设置 IGNPAR 也没有设置 PARMRK,将有奇偶校验错或桢错误的字符视为 �。INPCK:启用输入奇偶检测。ISTRIP:去掉第八位。INLCR:将输入中的 NL 翻译为 CR。将收到的换行符号转换为ReturnIGNCR:忽略输入中的回车。ICRNL:将输入中的回车翻译为新行 (除非设置了 IGNCR)(否则当输入信号有 CR 时不会终止输入)。IUCLC:(不属于 POSIX) 将输入中的大写字母映射为小写字母。IXON:启用输出的 XON/XOFF 流控制。 IXANY:(不属于 POSIX.1;XSI) 允许任何字符来重新开始输出。(?)IXOFF:启用输入的 XON/XOFF 流控制。IMAXBEL:(不属于 POSIX) 当输入队列满时响零。Linux 没有实现这一位,总是将它视为已设置。(二) c_oflag 标志常量:Output mode (输出模式)


Output mode主要负责控制输出字元的处理方式。输出字元在传送到序列埠或显示器之前是如何被程序来处理。


输出模式是利用termios结构的c_oflag的标志来加以控制,其定义的方式皆以OR来加以组合。OPOST:启用具体实现自行定义的输出处理。OLCUC:(不属于 POSIX) 将输出中的小写字母映射为大写字母。ONLCR:(XSI) 将输出中的新行符映射为回车-换行。OCRNL:将输出中的回车映射为新行符ONOCR:不在第 0 列输出回车。ONLRET:不输出回车。OFILL:发送填充字符作为延时,而不是使用定时来延时。OFDEL:(不属于 POSIX) 填充字符是 ASCII DEL (0177)。如果不设置,填充字符则是 ASCII NUL。NLDLY:新行延时掩码。取值为 NL0 和 NL1。CRDLY:回车延时掩码。取值为 CR0, CR1, CR2, 或 CR3。TABDLY:水平跳格延时掩码。取值为 TAB0, TAB1, TAB2, TAB3 (或 XTABS)。取值为 TAB3,即 XTABS,将扩展跳格为空格 (每个跳格符填充 8 个空格)。(?)BSDLY:回退延时掩码。取值为 BS0 或 BS1。(从来没有被实现过)VTDLY:竖直跳格延时掩码。取值为 VT0 或 VT1。FFDLY:进表延时掩码。取值为 FF0 或 FF1。
(三)c_cflag 标志常量:Control mode (控制模式)


Control mode主要用于控制终端设备的硬件设置。利用termios结构的c_cflag的标志来加以控制。控制模式用在序列线连接到数据设备,也可以用在与终端设备的交谈。


一般来说,改变终端设备的组态要比使用termios的控制模式来改变行(lines)的行为来得容易。

CBAUD:(不属于 POSIX) 波特率掩码 (4+1 位)。CBAUDEX:(不属于 POSIX) 扩展的波特率掩码 (1 位),包含在 CBAUD 中。(POSIX 规定波特率存储在 termios 结构中,并未精确指定它的位置,而是提供了函数 cfgetispeed() 和 cfsetispeed() 来存取它。一些系统使用 c_cflag 中 CBAUD 选择的位,其他系统使用单独的变量,例如 sg_ispeed 和 sg_ospeed 。)CSIZE:字符长度掩码(传送或接收字元时用的位数)。取值为 CS5(传送或接收字元时用5bits), CS6, CS7, 或 CS8。CSTOPB:设置两个停止位,而不是一个。CREAD:打开接受者。PARENB:允许输出产生奇偶信息以及输入的奇偶校验(启用同位产生与侦测)PARODD:输入和输出是奇校验(使用奇同位而非偶同位)HUPCL:在最后一个进程关闭设备后,降低 modem 控制线 (挂断)。(?)CLOCAL:忽略 modem 控制线。LOBLK:(不属于 POSIX) 从非当前 shell 层阻塞输出(用于 shl )。(?)CIBAUD:(不属于 POSIX) 输入速度的掩码。CIBAUD 各位的值与 CBAUD 各位相同,左移了 IBSHIFT 位。CRTSCTS:(不属于 POSIX) 启用 RTS/CTS (硬件) 流控制。


(四)c_lflag 标志常量:Local mode (局部模式)

Local mode主要用来控制终端设备不同的特色。利用termios结构里的c_lflag的标志来设定局部模式。


在巨集中有两个比较重要的标志:
1.ECHO:它可以让你阻止键入字元的回应。
2.ICANON(正规模式)标志,它可以对所接收的字元在两种不同的终端设备模式之间来回切换。


ISIG:当接受到字符 INTR, QUIT, SUSP, 或 DSUSP 时,产生相应的信号。ICANON:启用标准模式 (canonical mode)。允许使用特殊字符 EOF, EOL, EOL2, ERASE, KILL, LNEXT, REPRINT, STATUS, 和 WERASE,以及按行的缓冲。XCASE:(不属于 POSIX; Linux 下不被支持) 如果同时设置了 ICANON,终端只有大写。输入被转换为小写,除了有前缀的字符。输出时,大写字符被前缀(某些系统指定的特定字符) ,小写字符被转换成大写。ECHO:回显输入字符。ECHOE:如果同时设置了 ICANON,字符 ERASE 擦除前一个输入字符,WERASE 擦除前一个词。ECHOK:如果同时设置了 ICANON,字符 KILL 删除当前行。ECHONL:如果同时设置了 ICANON,回显字符 NL,即使没有设置 ECHO。ECHOCTL:(不属于 POSIX) 如果同时设置了 ECHO,除了 TAB, NL, START, 和 STOP 之外的 ASCII 控制信号被回显为 ^X, 这里 X 是比控制信号大 0x40 的 ASCII 码。例如,字符 0x08 (BS) 被回显为 ^H。ECHOPRT:(不属于 POSIX) 如果同时设置了 ICANON 和 IECHO,字符在删除的同时被打印。ECHOKE:(不属于 POSIX) 如果同时设置了 ICANON,回显 KILL 时将删除一行中的每个字符,如同指定了 ECHOE 和 ECHOPRT 一样。DEFECHO:(不属于 POSIX) 只在一个进程读的时候回显。FLUSHO:(不属于 POSIX; Linux 下不被支持) 输出被刷新。这个标志可以通过键入字符 DISCARD 来开关。NOFLSH:禁止在产生 SIGINT, SIGQUIT 和 SIGSUSP 信号时刷新输入和输出队列,即关闭queue中的flushTOSTOP:向试图写控制终端的后台进程组发送 SIGTTOU 信号(传送欲写入的信息到后台处理)。PENDIN:(不属于 POSIX; Linux 下不被支持) 在读入下一个字符时,输入队列中所有字符被重新输出。(bash 用它来处理 typeahead)IEXTEN:启用实现自定义的输入处理。这个标志必须与 ICANON 同时使用,才能解释特殊字符 EOL2,LNEXT,REPRINT 和 WERASE,IUCLC 标志才有效。

(五)c_cc 数组:特殊控制字元




可提供使用者设定一些特殊的功能,
如Ctrl+C的字元组合。

特殊控制字元主要是利用termios结构里c_cc的阵列成员来做设定。





c_cc阵列主要用于正规与非正规两种环境,但要注意的是正规与非正规不可混为一谈。


其定义了特殊的控制字符。符号下标 (初始值) 和意义为:
VINTR:(003, ETX, Ctrl-C, or also 0177, DEL, rubout) 中断字符。发出 SIGINT 信号。当设置 ISIG 时可被识别,不再作为输入传递。VQUIT:(034, FS, Ctrl-) 退出字符。发出 SIGQUIT 信号。当设置 ISIG 时可被识别,不再作为输入传递。VERASE:(0177, DEL, rubout, or 010, BS, Ctrl-H, or also #) 删除字符。删除上一个还没有删掉的字符,但不删除上一个 EOF 或行首。当设置 ICANON 时可被识别,不再作为输入传递。VKILL:(025, NAK, Ctrl-U, or Ctrl-X, or also @) 终止字符。删除自上一个 EOF 或行首以来的输入。当设置 ICANON 时可被识别,不再作为输入传递。VEOF:(004, EOT, Ctrl-D) 文件尾字符。更精确地说,这个字符使得 tty 缓冲中的内容被送到等待输入的用户程序中,而不必等到 EOL。如果它是一行的第一个字符,那么用户程序的 read() 将返回 0,指示读到了 EOF。当设置 ICANON 时可被识别,不再作为输入传递。VMIN:非 canonical 模式读的最小字符数(MIN主要是表示能满足read的最小字元数)。VEOL:(0, NUL) 附加的行尾字符。当设置 ICANON 时可被识别。VTIME:非 canonical 模式读时的延时,以十分之一秒为单位。VEOL2:(not in POSIX; 0, NUL) 另一个行尾字符。当设置 ICANON 时可被识别。VSWTCH:(not in POSIX; not supported under Linux; 0, NUL) 开关字符。(只为 shl 所用。)VSTART:(021, DC1, Ctrl-Q) 开始字符。重新开始被 Stop 字符中止的输出。当设置 IXON 时可被识别,不再作为输入传递。VSTOP:(023, DC3, Ctrl-S) 停止字符。停止输出,直到键入 Start 字符。当设置 IXON 时可被识别,不再作为输入传递。VSUSP:(032, SUB, Ctrl-Z) 挂起字符。发送 SIGTSTP 信号。当设置 ISIG 时可被识别,不再作为输入传递。VDSUSP:(not in POSIX; not supported under Linux; 031, EM, Ctrl-Y) 延时挂起信号。当用户程序读到这个字符时,发送 SIGTSTP 信号。当设置 IEXTEN 和 ISIG,并且系统支持作业管理时可被识别,不再作为输入传递。VLNEXT:(not in POSIX; 026, SYN, Ctrl-V) 字面上的下一个。引用下一个输入字符,取消它的任何特殊含义。当设置 IEXTEN 时可被识别,不再作为输入传递。VWERASE:(not in POSIX; 027, ETB, Ctrl-W) 删除词。当设置 ICANON 和 IEXTEN 时可被识别,不再作为输入传递。VREPRINT:(not in POSIX; 022, DC2, Ctrl-R) 重新输出未读的字符。当设置 ICANON 和 IEXTEN 时可被识别,不再作为输入传递。VDISCARD:(not in POSIX; not supported under Linux; 017, SI, Ctrl-O) 开关:开始/结束丢弃未完成的输出。当设置 IEXTEN 时可被识别,不再作为输入传递。VSTATUS:(not in POSIX; not supported under Linux; status request: 024, DC4, Ctrl-T).这些符号下标值是互不相同的,除了 VTIME,VMIN 的值可能分别与 VEOL,VEOF 相同。 (在 non-canonical 模式下,特殊字符的含义更改为延时含义。MIN 表示应当被读入的最小字符数。TIME 是以十分之一秒为单位的计时器。如果同时设置了它们,read 将等待直到至少读入一个字符,一旦读入 MIN 个字符或者从上次读入字符开始经过了 TIME 时间就立即返回。如果只设置了 MIN,read 在读入 MIN 个字符之前不会返回。如果只设置了 TIME,read 将在至少读入一个字符,或者计时器超时的时候立即返回。如果都没有设置,read 将立即返回,只给出当前准备好的字符。)
MIN与TIME组合有以下四种:

1、MIN = 0 , TIME =0
有READ立即回传
否则传回 0 ,不读取任何字元
2、MIN = 0 , TIME >0
READ传回读到的字元,或在十分之一秒后传回TIME
若来不及读到任何字元,则传回0
3、MIN > 0 , TIME =0
READ会等待,直到MIN字元可读
4、MIN > 0 , TIME > 0
每一格字元之间计时器即会被启动
READ会在读到MIN字元,传回值或TIME的字元计时(1/10秒)超过时将值传回

四、与此结构体相关的函数
(一)tcgetattr()

1.原型
int tcgetattr(int fd,struct termois & termios_p);
2.功能
取得终端介质(fd)初始值,并把其值 赋给temios_p;函数可以从后台进程中调用;但是,终端属性可能被后来的前台进程所改变。

(二)tcsetattr()

1.原型
int tcsetattr(int fd,int actions,const struct termios *termios_p);
2.功能


设置与终端相关的参数 (除非需要底层支持却无法满足),使用 termios_p 引用的 termios 结构。optional_actions (tcsetattr函数的第二个参数)指定了什么时候改变会起作用:

TCSANOW:改变立即发生TCSADRAIN:改变在所有写入 fd 的输出都被传输后生效。这个函数应当用于修改影响输出的参数时使用。(当前输出完成时将值改变)TCSAFLUSH:改变在所有写入 fd 引用的对象的输出都被传输后生效,所有已接受但未读入的输入都在改变发生前丢弃(同TCSADRAIN,但会舍弃当前所有值)。

(三)tcsendbreak()
传送连续的 0 值比特流,持续一段时间,如果终端使用异步串行数据传输的话。如果 duration 是 0,它至少传输 0.25 秒,不会超过 0.5 秒。如果 duration 非零,它发送的时间长度由实现定义。如果终端并非使用异步串行数据传输,tcsendbreak() 什么都不做。(四)tcdrain()

等待直到所有写入 fd 引用的对象的输出都被传输。(五)tcflush()
丢弃要写入 引用的对象,但是尚未传输的数据,或者收到但是尚未读取的数据,取决于 queue_selector 的值:
TCIFLUSH:刷新收到的数据但是不读TCOFLUSH:刷新写入的数据但是不传送TCIOFLUSH:同时刷新收到的数据但是不读,并且刷新写入的数据但是不传送

(六)tcflow()
挂起 fd 引用的对象上的数据传输或接收,取决于 action 的值:
TCOOFF:挂起输出TCOON:重新开始被挂起的输出TCIOFF:发送一个 STOP 字符,停止终端设备向系统传送数据TCION:发送一个 START 字符,使终端设备向系统传输数据
打开一个终端设备时的默认设置是输入和输出都没有挂起。


(七)波特率函数
被用来获取和设置 termios 结构中,输入和输出波特率的值。新值不会马上生效,直到成功调用了 tcsetattr() 函数。设置速度为 B0 使得 modem "挂机"。与 B38400 相应的实际比特率可以用 setserial(8) 调整。输入和输出波特率被保存于 termios 结构中。cfmakeraw 设置终端属性如下: 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;
1.cfgetospeed() 返回 termios_p 指向的 termios 结构中存储的输出波特率2.cfsetospeed() 设置 termios_p 指向的 termios 结构中存储的输出波特率为 speed。取值必须是以下常量之一: B0 B50 B75 B110 B134 B150 B200 B300 B600 B1200 B1800 B2400 B4800 B9600 B19200 B38400 B57600 B115200 B230400其中:零值 B0 用来中断连接。如果指定了 B0,不应当再假定存在连接。通常,这样将断开连接。CBAUDEX 是一个掩码,指示高于 POSIX.1 定义的速度的那一些 (57600 及以上)。因此,B57600 & CBAUDEX 为非零。3.cfgetispeed() 返回 termios 结构中存储的输入波特率。4.cfsetispeed() 设置 termios 结构中存储的输入波特率为 speed。如果输入波特率被设为0,实际输入波特率将等于输出波特率。五、RETURN VALUE 返回值1.cfgetispeed() 返回 termios 结构中存储的输入波特率。2.cfgetospeed() 返回 termios 结构中存储的输出波特率。3.其他函数返回:(1)0:成功 (2)-1:失败,
并且为 errno 置值来指示错误。注意 tcsetattr() 返回成功,如果任何所要求的修改可以实现的话。因此,当进行多重修改时,应当在这个函数之后再次调用 tcgetattr() 来检测是否所有修改都成功实现。六、NOTES 注意Unix V7 以及很多后来的系统有一个波特率的列表,在十四个值 B0, ..., B9600 之后可以看到两个常数 EXTA, EXTB ("External A" and "External B")。很多系统将这个列表扩展为更高的波特率。tcsendbreak 中非零的 duration 有不同的效果。SunOS 指定中断 duration*N 秒,其中 N 至少为 0.25,不高于 0.5 。Linux, AIX, DU, Tru64 发送 duration 微秒的 break 。FreeBSD, NetBSD, HP-UX 以及 MacOS 忽略 duration 的值。在 Solaris 和 Unixware 中, tcsendbreak 搭配非零的 duration 效果类似于 tcdrain。SEE ALSO 参见
stty(1), setserial(8)
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