在 Linux 中中断“无回显的控制台输入”

Question

DOS 有int 21h / AH=08H: Console input without echo。

Linux 有类似的东西吗？如果我需要在终端显示之前处理输入的值。

Answer 1

在 Linux 下，tty 在将输入的字符“发送”到请求程序之前对其进行缓冲。
这是通过终端模式控制的：raw (no buffering) or cooked（也分别称为非规范和规范模式）。

这些模式其实是tty的属性，可以用tcgetattr和tcsetattr控制。

可以找到将终端设置为不带回显的非规范模式的代码，例如here（有关VTIME和VMIN控制字符的更多信息可以找到here）。

那是C，所以我们需要把它翻译成汇编。 从tcgetattr 的来源我们可以看到，tty 属性是通过 IOCTL 检索到 stdin，使用命令 TCGETS（值 0x5401），类似地，它们使用 IOCTL 设置，使用命令 TCSETS（值 0x5402） )。
读取的结构不是struct termios，而是struct __kernel_termios，它基本上是前者的缩短版本。 IOCTL 必须发送到 stdin 文件（文件描述符 STDIN_FILENO 的值为 0）。
知道如何实现 tcgetattr 和 tcsetattr 我们只需要获取常量的值（如 ICANON 和类似的）。
我建议使用编译器（例如here）来查找公共常量的值并检查结构的偏移量。
对于非公共常量（在其翻译单元之外不可见），我们必须求助于阅读源代码（这不是特别难，但必须注意找到正确的源代码）。

在调用 IOCTL 以获取-修改-设置 TTY 属性以启用原始模式的 64 位程序下方。
然后程序等待单个字符并显示它递增（例如 a -> b）。
请注意，该程序已在 Linux (5.x) 下进行了测试，并且由于各种常量在不同的 Unix 克隆中更改值，因此它不可移植。
我使用了 NASM 并为struct __kernel_termios 定义了一个结构，我还使用了很多符号常量来使代码更具可读性。我不太喜欢在汇编中使用结构，但 NASM 只是一个薄的宏层（如果您还没有，最好获得 used to them）。
最后，假设我熟悉 64 位 Linux 汇编编程。

BITS 64

GLOBAL _start

;
; System calls numbers
;
%define SYS_READ    0
%define SYS_WRITE   1
%define SYS_IOCTL   16
%define SYS_EXIT    60

;
; __kernel_termios structure
;
%define KERNEL_NCC 19
struc termios
    .c_iflag:   resd    1       ;input mode flags
    .c_oflag:   resd    1       ;output mode flags
    .c_cflag:   resd    1               ;control mode flags
    .c_lflag:   resd    1               ;local mode flags
    .c_line:    resb    1               ;line discipline
    .c_cc:      resb    KERNEL_NCC      ;control characters
endstruc

;
; IOCTL commands
;
%define TCGETS      0x5401
%define TCSETS      0x5402

;
; TTY local flags
;
%define ECHO        8
%define ICANON      2

;
; TTY control chars
;
%define VMIN        6
%define VTIME       5

;
; Standard file descriptors
;
%define STDIN_FILENO    0
%define STDOUT_FILENO   1


SECTION .bss

    ;The char read (reserve a DWORD to make termios_data be aligned on DWORDs boundary)
    data        resd 1
    
    ;The TTY attributes
    termios_data    resb termios_size
    
SECTION .text

_start:
    ;
    ;Get the terminal settings by sending the TCGETS IOCTL to stdin
    ;
    mov edi, STDIN_FILENO       ;Send IOCTL to stdin (Less efficient but more readable)
    mov esi, TCGETS         ;The TCGETS command
    lea rdx, [REL termios_data] ;The arg, the buffer where to store the TTY attribs
    
    mov eax, SYS_IOCTL      ;Do the syscall     
    syscall

    ;
    ;Set the raw mode by clearing ECHO and ICANON and setting VMIN = 1, VTIME = 0
    ;
    and DWORD [REL termios_data + termios.c_lflag], ~(ICANON | ECHO)    ;Clear ECHO and ICANON
    mov BYTE [REL termios_data + termios.c_cc + VMIN], 1
    mov BYTE [REL termios_data + termios.c_cc + VTIME], 0
    
    ;
    ;Set the terminal settings
    ;
    mov edi, STDIN_FILENO       ;Send to stdin (Less efficient but more readable)
    mov esi, TCSETS         ;Use TCSETS as the command
    lea rdx, [REL termios_data] ;Use the same data read (and altered) before
    
    mov eax, SYS_IOCTL      ;Do the syscall
    syscall

    ;
    ;Read a char
    ;
    mov edi, STDIN_FILENO       ;Read from stdin (Less efficient but more readable)
    lea rsi, [REL data]     ;Read into data
    mov edx, 1          ;Read only 1 char
    
    mov eax, SYS_READ       ;Do the syscall (Less efficient but more readable)
    syscall
    
    ;
    ;Increment the char (as an example)
    ;
    inc BYTE [REL data]
    
    ;
    ;Print the char
    ;
    mov edi, STDOUT_FILENO      ;Write to stdout
    lea rsi, [REL data]     ;Write the altered char
    mov edx, 1          ;Only 1 char to write
    
    mov eax, SYS_WRITE      ;Do the syscall
    syscall
    
    ;
    ;Restore the terminal settins (similar to the code above)
    ;
    mov edi, STDIN_FILENO
    mov esi, TCGETS
    lea rdx, [REL termios_data]
    mov eax, SYS_IOCTL
    syscall

    ;Set ECHO and ICANON
    or DWORD [REL termios_data + termios.c_lflag], ICANON | ECHO

    mov edi, STDIN_FILENO   
    mov esi, TCSETS
    lea rdx, [REL termios_data]
    mov eax, SYS_IOCTL
    syscall 
    
    ;
    ;Exit
    ;
    xor edi, edi
    mov eax, SYS_EXIT
    syscall