Работа с терминалом; пример простого проекта

Терминал

Терминал — это устройство ввода и вывода байтов

• raw mode (необработанный режим): «просто байты»
• cooked mode (обработанный режим):
  • Управление со стороны ОС (сигналы с клавиатуры),

    • stty / stty -a

  • Преобразование B/B

    • Игрища с переводом строки (^M / ^J)

    • Примитивное редактирование В/В (^U / ^W / ^H)

Управление выводом со стороны приложения, ESC-последовательности

• Немного истории, AKA терминал = клавиатура + принтер; подчёркивание и двойная печать и прочая античность

  • 

• Изменение атрибутов текста

  • xterm:

    $ echo -e '\e[44;36m'; cat; echo -e '\e[m'

    • В конце команды — Enter + ^D

• Позиционирование курсора

  • xterm:

    $ echo -e '\e[2J\e[10;10HЭто 10:10\e[2;20HЭто 2:20\e[20;5HЭто 20:5'

• дополнительные устройства ввода (например, мышь) — имитация ввода с клавиатуры (обычно включается особой ESC-последовательностью)

  • xterm:

    • $ echo -e '\e[?1002h'; cat; echo -e '\e[?1002l'
      …

    • или 1003

База информации о терминалах Terminfo

• Унификация управляющих последовательностей

• infocmp

• tput

• Проблемы с неправильным $TERM

Неожиданный бонус Tektronix_4010:

• если вы используете xterm, просто скачайте этот файл и скажите ему cat:

  •   $ cat map.tek.xterm

    • Хуже не будет

• Для пользователей xterm в дистрибутивах линейки ALT (возможно, и для других тоже) — сценарий на shell, который показывает все .tek-файлы в заданном каталоге (по умолчанию — в документации по xterm).

Curses

• простая методичка

• (кому интересно) Учебник на русском (по старому curses, но зато простой)

• (кому интересно) Учебник на английском

• (кому интересно) Учебник от автора ncurses (изначально — от самого ESRа ☺)

  • перевод (на всякий случай спас его тут)

NCurses — свободная (на сегодняшний день, главная) реализация Curses

• Curses: библиотека работы с произвольным терминалом
  • Независимость от типа терминала
  • Экран = матрица символов (а не телетайп)

  • Важно — функции вывода заполняют эту воображаемую матрицу (а не настоящий экран), экран обновляется отдельной командой.

Простой пример:

   1 #include <curses.h>
   2 
   3 main ()
   4 {
   5         initscr ();
   6         move (LINES/2 - 1, COLS/2 - 4);
   7         addstr ("Hello, World!");
   8         getch ();
   9         endwin ();
  10 }

• Сборка: cc Hello.c -lcurses -o Hello

  • О компоновке программ

  • Названия devel-пакетов в дистрибутивах ALT: libncurses-devel и libncursesw-devel

• initscr() / endwin() — инициализация и останов движка curses

• move() — перемещение курсора, LINES/COLS — размер экрана

• addstr() — аналог puts()

• (никогда больше не используем -lcurses)

Пример с поддержкой русского и окном:

   1 #include <ncurses.h>
   2 #include <locale.h>
   3 
   4 #define DX 7
   5 
   6 void main() {
   7         WINDOW *win;
   8 
   9         setlocale(LC_ALL, "");
  10 
  11         initscr();
  12         noecho();
  13         cbreak();
  14         printw("Окно:");
  15         refresh();
  16 
  17         win = newwin(LINES-2*DX, COLS-2*DX, DX, DX);
  18         keypad(win, TRUE);
  19         scrollok (win, TRUE);
  20         for(int c = wgetch(win); c != 27; c = wgetch(win))
  21                 wprintw(win, "Key: %d, Name: %s\n", c, keyname(c));
  22         delwin(win);
  23         endwin();
  24 }

• Программа должна установить локаль ("" — системная по умолчанию)

• Сборка — с libncursesw: cc Win.c -lncursesw -o Win

• Мы использовали отдельное окно, в котором NCurses сам поддерживает скроллинг

• Выводится «код клавиши» (режим keypad) и её название

• NCurses обновляет экран перед вводом; поскольку из основного окна мы не вводим, нужен refresh()

• Поэкспериментируйте: попробуйте закомментировать refresh() или setlocale(), вместо noecho() вызвать echo(), вместо cbreak() — nocbreak(), а в keypad() и scrollok() указать FALSE. Что делают эти функции?

• Созданное окно надо удалять (при этом вызывается free())

• В виртуалке практикума есть man-страницы на всё))

Пример с рамкой:

   1 #include <curses.h>
   2 #include <locale.h>
   3 
   4 #define DX 7
   5 #define DY 3
   6 
   7 int main(int argc, char *argv[]) {
   8         WINDOW *frame, *win;
   9         int c = 0;
  10 
  11         setlocale(LC_ALL, "");
  12         initscr();
  13         noecho();
  14         cbreak();
  15         printw("Окно:");
  16         refresh();
  17 
  18         frame = newwin(LINES - 2*DY, COLS - 2*DX, DY, DX);
  19         box(frame, 0, 0);
  20         mvwaddstr(frame, 0, (int)((COLS - 2*DX - 5) / 2), "Рамка");
  21         wrefresh(frame);
  22 
  23         win = newwin(LINES - 2*DY - 2, COLS - 2*DX-2, DY+1, DX+1);
  24         keypad(win, TRUE);
  25         scrollok (win, TRUE);
  26         while((c = wgetch(win)) != 27)
  27                 wprintw(win, "%d: %s\n", c, keyname(c));
  28         delwin(win);
  29         delwin(frame);
  30         endwin();
  31         return 0;
  32 }

• box() рисует рамку внутри окна — если начнётся скроллинг, рамку надо будет перерисовывать

• Мы сделали наложенные окна (можно было и вложенные, но это сложнее)

Примитивный Makefile

• Make (очень коротко): цели и рецепты

• Синтаксис: обязательный символ табуляции в рецептах

• Задача — запуск команд пересборки, когда это надо
• Цели могут быть, а могут не быть файлами
• Пример:

     1 Window: Window.c
     2         cc Window.c -o Window -lncursesw
     3 
     4 clean:
     5         rm -f *~ *.o Window a.out
  

• Использование:

     1 $ make
     2 cc Window.c -o Window -lncursesw
     3 $ ls
     4 a.out    Hello.c~  Makefile~  win.c   Window.c   WindowEx.c
     5 Hello.c  Makefile  simple.c   Window  Window.c~
     6 $ make
     7 make: «Window» не требует обновления.
     8 $ make clean
     9 rm -f *~ *.o Window a.out
    10 $ ls
    11 Hello.c  Makefile  simple.c  win.c  Window.c  WindowEx.c
    12 $ make
    13 cc Window.c -o Window -lncursesw
    14 $ ls
    15 Hello.c  Makefile  simple.c  win.c  Window  Window.c  WindowEx.c
    16 
  

Tab hell. Again.

• Что такое символ табуляции (привет, пишущая машинка!)
• Как распознать табуляцию

  • hexdump -C файл

  • vim :set list

  • mcedit

• Если ничего не помогает, в Makefile можно переопределить символ, с которого начинаются строчки с «рецептами» (но, к сожалению, не в пробел ☹)

  .RECIPEPREFIX=:
  Window: Window.c
  :       cc Window.c -o Window -lncursesw
  
  clean:
  :       rm -f *~ *.o Window a.out

Д/З

Предполагается, что на спецкурс вы записались

1. Сделать в репозитории подкаталог, совпадающий с именем данной страницы (01_TerminalProject, и поместить в него решение следующей задачи.

2. С помощью интернета и здравого смысла написать на ncurses программу Show.c, которая постранично просматривает файл (слишком длинные строки усекаются или переносятся — как вам удобнее).

   • Имя файла передавать параметром командной строки.
   • Файл должен показываться в окне, а в первой строке экрана должно содержаться его имя.

   • Весь файл допустимо хранить в памяти, например, одним куском или в виде списка строк.

   • При нажатии пробела файл прокручивается дальше (если есть такая возможность), при нажатии ESC программа завершается.

     • Имеет смысл очищать окно при помощи werase(), а потом всё заново на нём выводить.

   • Многобайтовую кодировку можно не поддерживать

   • Исполняемый файл должен называться Show

3. Сделать Makefile и добиться работоспособности make (обратите внимание на использование табуляций и/или RECIPEPREFIX

4. Не забыть опубликовать решение в репозитории!

5. Дополнительно, для тех, кому стало интересно:

   • При нажатии стрелки вправо выводить строки файла, начиная со следующей колонки (так можно посмотреть урезанные длинные строки; начала строк при этом не видны). Стрелку влево обработать так же.

   • Реализовать обработку PgUp, PgDown и стрелок вверх/вниз — прокрутка на один экран вперёд/назад, на одну строку вперёд-назад, остальные клавиши игнорировать

   • … (далее везде)

Минимальный вариант…

…А потом я сделал поддержку wide characters и цвет)