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全面详解终端设备

在Linux系统中,终端一种字符型设备,它有多种类型,通常使用tty来简称各种类型的终端设备。tty是Teletype的缩写,Teletype是最早出现的一种终端设备,很像电传打字机,是由Teletype公司生产的。Linux系统中包含如下几类终端设备。

1.串行端口终端(/dev/ttySn)

串行端口终端(Serial Port Terminal)是使用计算机串行端口连接的终端设备。计算机把每个串行端口都看作是一个字符设备。这些串行端口所对应的设备名称是/dev/ttySO(或/dev/tts/0)、/dev/ttySl (或/dev/tts/1)等,设备号分别是(4,0)、(4,1)等。

在命令行上把标准输出重定向到端口对应的设备文件名上就可以通过该端口发送数据,例如,在命令行提不符下输入“echo test > /dev/ttyS 1"会把单词“test”发送到连接在ttySl端口 的设备上。

2.伪终端(/dev/pty/)

伪终端(Pseudo Terminal)是成对的逻辑终端设备,并存在成对的设备文件,如/dev/ptyp3和/dev/ttyp3,它们与实际物理设备并不直接相关。如果一个程序把ttyp3看作是一个串行端口设备,则它对该端口的读/写操作会反映在该逻辑终端设备对应的ttyp3上,而ttyP3则是另一个程序用于读写操作的逻辑设备。这样,两个程序就可以通过这种逻辑设备进行通信,使用ttyp3的程序会认为自己正在与一个串行端口进行通信。

以telnet为例,如果某人在使用telnet程序连接到Linux系统,则telnet程序就可能会开始连接到设备ptyp2上,而此时一个getty程序会运行在对应的ttyp2端口上。当telnet从远端获取了:一个字符时,该字符就会通过ptyp2、ttyp2传递给getty程序,而getty程序则会通过ttyp2、ptyp2 和telnet程序返回“login:”字符串信息。这样,登录程序与telnet程序就通过伪终端进行通信。

通过使用适当的软件,可以把两个或多个伪终端设备连接到同一个物理串行端口上。

3.控制台终端(/dev/ttyn, /dev/console)

如果当前进程有控制终端(Controlling Terminal),那么/dev/tty就是当前进程的控制终端的设备特殊文件。可以使用命令“ps-ax”来查看进程与哪个控制终端相连,使用命令“tty”可以查看它具体对应哪个实际终端设备。/dev/tty有些类似于到实际所使用终端设备的一个连接。

在UNIX系统中,计算机显示器通常被称为控制台终端(Console)。它仿真了类型为Linux的一种终端(TERM = Linux),并且有一些设备特殊文件与之相关联:ttyO、ttyl、tty2等。当用户在控制台上登录时,使用的是ttyl。按[Alt+Fl]〜[Alt+F6]组合键时,我们就可以切换到tty2、tty3等。ttyl〜tty6等称为虚拟终端,而ttyO则是当前所使用虚拟终端的一个别名,系统所产生的信息会发送到该终端上。因此不管当前正在使用哪个虚拟终端,系统信息都会发送到控制台终端上。用户可以登录到不同的虚拟终端上去,因而可以让系统同时有几个不同的会话期存在。只有系统或超级用户root可以向/dev/ttyO进行写操作。

在Linux系统中,可以在系统启动命令行里指定当前的输出终端,格式如下:

console=device, options

device指代的是终端设备,可以是ttyO (前台的虚拟终端)、ttyX (第X个虚拟终端)、ttySX (第X个串口)、lpO(第一个并口)等。

options指代对device进行的设置,它取决于具体的设备驱动。对于串口设备,参数用来定义为如下。

波特率、校验位、位数,格式为BBBBPN,其中BBBB表示波特率,P表示校验(n/o/e),N 表示位数,默认options是9600n8。

用户可以在内核命令行中同时设定多个终端,这样输出将会在所有的终端上显示,而当用户调用openG打开/dev/console时,打开的将是设定的最后一个终端。例如:

console-ttySl, 9600 console-ttyO

定义了两个终端,而调用open()打开/dev/console时,将使用虚拟终端ttyO。但是内核消息会 在ttyO VGA虚拟终端和串口ttySl上同时显示。

通过查看/proc/tty/drivers文件可以获知什么类型的tty设备存在以及什么驱动被加载到内核,这个文件包括一个当前存在的不同tty驱动的列表,包括驱动名、默认的节点名、驱动的主编号、这个驱动使用的次编号范围以及tty驱动的类型。

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