[译]怎样读/写 tty* 设备？

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这是 StackExchange 上的一个问答，在这里翻译一下原文地址为：
How to read/write to tty* device?

问题描述

我有一个设备通过 USB 传输信息到我的计算机。Arch Linux 通过在/dev/下建立了一个
名为ttyUSB0的文件来设置这台设备。我一直使用GTKterm来接收信息并将信息显示在一
个模拟终端窗口上。

我的问题是：GTKterm具体是怎样读/写ttyUSB0这个文件的，我从哪儿能学到实现相似
功能的技术？即，从最简单的情况来说，我怎么写一个字符到ttyUSB0，或者从它接收一
个字节并写入到文件中去？

Michael Homer 的回答

你可以像使用其他文件一样使用 TTYs 文件。你可以用你所用语言打开文件的一般方法来打
开它们并读写。他们是相比于其他“普通”文件是有一些特殊行为，但基本来说是一样的。我
会在文末说到一些特殊情况，但还是先看一些实验吧。

你可以在一个普通终端做的一件有趣的事情是，运行tty它就会打印和下面相似的一行输出：

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/dev/pts/2

这是你的终端运行所依赖的 TTY 设备，你可以向那个终端写点什么：

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$ echo Hello > /dev/pts/2
Hello
$

你甚至可以从它读取信息：

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$ read X < /dev/pts/2
hello
$ echo $X
hello
$

(read X是sh用来“从标准输入读取一行并保存到变量 X”的命令；<表示使用/dev/pts/2
作为 read 命令的标准输入；第一个“hello”是我键入的，第二个是终端输出的)。

如果你用screen或xterm打开另一个 shell，你可以在新打开的那个 shell 里运行
echo spooky > /dev/pts/2，这些文本会在你原来的 shell 里显示出来，对其他命令来
说也是一样的。

以下这个很简单的 C 程序就可以做到你想做的事，向/dev/pts/3写入一个字符，然后从
它那儿读取一个字节：

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#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main() {
    char byte;
    int fd = open("/dev/pts/3", O_RDWR);
    write(fd, "X", 1);
    ssize_t size = read(fd, &byte, 1);
    printf("Read byte %c\n", byte);
    return 0;
}

一个绑定到 shell 或终端模拟器的真实 TTY 设备会产生一些有趣的行为，但你应该能得到
一些反馈(get something back)。

想要存取一个终端你需要有相应的权限。这些只是标准的文件权限，就和你用ls -l看到
还有用chmod设置的一样：你需要读的权限来打开文件并读取它，写的权限来写入它。在
你终端后面的 TTY 将属于你的，但其他用户的并不，而对应于 USB 设备的TTY 可能属于也
可可能不属于你，这取决于你的配置。你可以用与平常相同的方法改变权限。

只要所写的程序可以与之正常交互，你就不需要做什么特殊的设置。你可以在例子中看到你
并不需要为了让另一头读取你写入的数据而每次都关闭文件：TTY 文件表现得像管道，只要
数据来了只管从两端传入。当我向 TTY 写文本时立马就能显示出来，所以当我后来从中读
取的时候已经没有数据等着我了。这并不跟写入一个普通文件时数据会保存到磁盘上一样——
它会直接被传送到另一端，或者保存到内存中直到被读取。

你可能会想用select这个函数，它让你可以在等待设备传入数据的做些其他事，当然如果
你就是想等待数据到来那你也可以使用阻塞的方式读取，而让操作系统做相关的调度。

需要时刻注意的一件事是内核中缓冲区的大小是有限的，如果你一次写入的数据太多可能会
导致你不希望发生的阻塞。如果这是一个问题的话，可以使用非阻塞 IO 如
open("/dev/...",O_RDWR|O_NONBLOCK)。 不管哪种方式原则都是一样的。

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