Linux上的終端設備


在Linux系統中,終端設備非常重要,沒有終端設備,系統將無法向用戶反饋信息,Linux中包含控制檯、串口和僞終端3類終端設備。

Linux系統中,終端是一種字符型設備,它有多種類型,通常使用tty來簡稱各種類型的終端設備。ttyTeletype的縮寫,Teletype是最早出現的一種終端設備,很像電傳打字機,是由Teletype公司生產的。Linux中包含如下幾類終端設備:

1、串行端口終端(/dev/ttySn) 
    串行端口終端(Serial Port Terminal)是使用計算機串行端口連接的終端設備。計算機把每個串行端口都看作是一個字符設備。這些串行端口所對應的設備名稱是/dev/ttyS0(或/dev/tts/0)、/dev/ttyS1(或/dev/tts/1等,設備號分別是4,0)、(4,1等。
    
在命令行上把標準輸出重定向到端口對應的設備文件名上就可以通過該端口發送數據,例如,在命令行提示符下鍵入: echo test > /dev/ttyS1會把單詞“test”發送到連接在ttyS1端口的設備上。 
2.
僞終端(/dev/pty/ 
    
僞終端(Pseudo Terminal)是成對的邏輯終端設備,並存在成對的設備文件,如/dev/ptyp3/dev/ttyp3,它們與實際物理設備並不直接相關。如果一個程序把ttyp3看作是一個串行端口設備,則它對該端口的讀/寫操作會反映在該邏輯終端設備對應的ptyp3上,而ptyp3則是另一個程序用於讀寫操作的邏輯設備。這樣,兩個程序就可以通過這種邏輯設備進行互相交流,使用ttyp3的程序會認爲自己正在與一個串行端口進行通信。 
    
telnet 爲例,如果某人在使用telnet程序連接到Linux系統,則telnet程序就可能會開始連接到設備ptyp2上,而此時一個getty程序會運行在對應的ttyp2端口上。當telnet從遠端獲取了一個字符時,該字符就會通過ptyp2ttyp2傳遞給 getty程序,而getty程序則會通過ttyp2ptyp2telnet程序返回“login:”字符串信息。這樣,登錄程序與telnet程序 就通過僞終端進行通信。通過使用適當的軟件,可以把2個或多個僞終端設備連接到同一個物理串行端口上。
3.
控制檯終端/dev/ttyn, /dev/console
    
如果當前進程有控制終端(Controlling Terminal)的話,那麼/dev/tty就是當前進程的控制終端的設備特殊文件。可以使用命令ps –ax來查看進程與哪個控制終端相連使用命令tty可以查看它具體對應哪個實際終端設備。/dev/tty有些類似於到實際所使用終端設備的一個聯接。
    
UNIX系統中,計算機顯示器通常被稱爲控制檯終端(Console)。它仿真了類型爲Linux的一種終端(TERM=Linux),並且有一些設備特殊文件與之相關聯:tty0tty1tty2等。當用戶在控制檯上登錄時,使用的是tty1。使用Alt+[F1—F6]組合鍵時,我們就可以切換到tty2tty3等上面去。tty1–tty6等稱爲虛擬終端,而tty0則是當前所使用虛擬終端的一個別名,系統所產生的信息會發送到該終端上。因此不管當前正在使用哪個虛擬終端,系統信息都會發送到控制檯終端上。用戶可以登錄到不同的虛擬終端上去,因而可以讓系統同時有幾個不同的會話期存在。只有系統或超級用戶root可以向/dev/tty0進行寫操作。
Linux 中,可以在系統啓動命令行裏指定當前的輸出終端,格式如下:
console=device, options
device
指代的是終端設備,可以是tty0(前臺的虛擬終端)、ttyX(第X個虛擬終端)、ttySX(第X個串口)、lp0(第一個並口)等。options指代對device進行的設置,它取決於具體的設備驅動。對於串口設備,參數用來定義爲:波特率、校驗位、位數,格式爲BBBBPN,其中BBBB表示波特率,P表示校驗(n/o/e),N表示位數,默認options9600n8
    
用戶可以在內核命令行中同時設定多個終端,這樣輸出將會在所有的終端上顯示,而當用戶調用open()打開/dev/console時,最後一個終端將會返回作爲當前值。例如:
console=ttyS1, 9600 console=tty0
定義了2個終端,而調用open()打開/dev/console時,將使用虛擬終端tty0。但是內核消息會在tty0 VGA虛擬終端和串口ttyS1上同時顯示。
    
通過查看/proc/tty/drivers文件可以獲知什麼類型的tty設備存在以及什麼驅動被加載到內核,這個文件包括一個當前存在的不同 tty 驅動的列表,包括驅動名、缺省的節點名、驅動的主編號、這個驅動使用的次編號範圍,以及 tty 驅動的類型。

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