最近在取系统日志时,grub.cfg文件中配置console=ttyS1,115200,执行init 6重启系统时,无法显示系统启动日志,因为我将系统日志重定向到了串口终端了,需要接串口线才能显示。只要将grub.cfg文件修改console=tty1就可以在显示器显示系统日志了。
由此学习下terminal、console、tty、pty的简介。
说起这几个东西,需要提一下几十年前的计算机。40几年前,计算机有点大,就像下图那样:
console
这么大的计算机需要控制台(console)来配置、管理和监控,所以就有了下面这个东东(console):
控制台需要连接显示设备,当时的技术要求连接显示设备的线缆要短,所以控制台一般和主机放在一起。
console 是一种特殊的 terminal。早期的 console 包含许多指示灯和开关等用来显示计算机的状态并对计算机进行控制,可以理解为“物理终端”。在现代操作系统中,电脑开机时会在屏幕上打印日志信息,这些日志信息就显示在 console 上。一台电脑只有一个 console ,可以有多个 terminal;在计算机里,把那套直接连接在电脑上的键盘和显示器就叫做控制台。而终端是通过串口连接上的,不是计算机自身的设备,而控制台是计算机本身就有的设备,一个计算机只有一个控制台。计算机启动的时候,所有的信息都会显示到控制台上,而不会显示到终端上。这同样说明,控制台是计算机的基本设备,而终端是附加设备。计算机操作系统中,与终端不相关的信息,比如内核消息,后台服务消息,都可以显示到控制台上,但不会显示到终端上。
terminal
当多用户使用主机时候,不可能一起挤在一个房间里去抢输入输出设备吧。所以就有了远程连接的终端(terminal),就是下图这个东西:
terminal(终端)可以等同于 tty。terminal 是 shell 的包裹器(wrapper),terminal 接收用户输入的命令,并将命令传给 shell;
基本概念
1> tty(终端设备的统称):
tty一词源于Teletypes,或teletypewriters,原来指的是电传打字机,是通过串行线用打印机键盘通过阅读和发送信息的东西,后来这东西被键盘和显示器取代,所以现在叫终端比较合适。
终端是一种字符型设备,他有多种类型,通常使用tty来简称各种类型的终端设备。可以通过 toe -a 命令查看系统支持的终端类型
2> pty(虚拟终端):
但是假如我们远程telnet到主机或使用xterm时不也需要一个终端交互么?是的,这就是虚拟终端pty(pseudo-tty)。pty在什么场景下用到呢?使用 ssh 客户端 远程连接到服务器系统上,那么用户操作的文本界面就是一个虚拟终端,对应一个/dev/ptys。 dev/pty可以有多个,比如 /dev/ptys1, /dev/ptys2等,对应多个ssh连接。
3> pts/ptmx(pts/ptmx结合使用,进而实现pty:
pts(pseudo-terminal slave)是pty的实现方法,和ptmx(pseudo-terminal master)配合使用实现pty。
Linux终端
在Linux系统的设备特别文档目录/dev/下,终端特别设备文档一般有以下几种:
1、串行端口终端(/dev/ttySn)
串行端口终端(Serial PortTerminal)是使用电脑串行端口连接的终端设备。电脑把每个串行端口都看作是个字符设备。有段时间这些串行端口设备通常被称为终端设备,因为那时他的最大用途就是用来连接终端。这些串行端口所对应的设备名称是/dev/tts/0(或/dev/ttyS0),/dev/tts/1(或/dev/ttyS1)等,设备号分别是(4,0),(4,1)等,分别对应于DOS系统下的COM1、COM2等。若要向一个端口发送数据,能够在命令行上把标准输出重定向到这些特别文档名上即可。例如,在命令行提示符下键入:echo test >/dev/ttyS1会把单词”test”发送到连接在ttyS1(COM2)端口的设备上。可接串口来实验。
2、伪终端(/dev/pty/)
伪终端(Pseudo Terminal)是成对的逻辑终端设备(即master和slave设备,对master的操作会反映到slave上)。例如/dev/ptyp3和/dev/ttyp3(或在设备文档系统中分别是/dev/pty/m3和/dev/pty/s3)。他们和实际物理设备并不直接相关。假如一个程式把ptyp3(master设备)看作是个串行端口设备,则他对该端口的读/写操作会反映在该逻辑终端设备对应的另一个ttyp3(slave设备)上面。而ttyp3则是另一个程式用于读写操作的逻辑设备。这样,两个程式就能够通过这种逻辑设备进行互相交流,而其中一个使用ttyp3的程式则认为自己正在和一个串行端口进行通信。这很象是逻辑设备对之间的管道操作。对于ttyp3(s3),任何设计成使用一个串行端口设备的程式都能够使用该逻辑设备。但对于使用ptyp3的程式,则需要专门设计来使用ptyp3(m3)逻辑设备。
例如,假如某人在网上使用telnet程式连接到您的电脑上,则telnet程式就可能会开始连接到设备ptyp2(m2)上(一个伪终端端口上)。此时一个getty程式就应该运行在对应的ttyp2(s2)端口上。当telnet从远端获取了一个字符时,该字符就会通过m2、s2传递给getty程式,而getty程式就会通过s2、m2和telnet程式往网络上返回”login:”字符串信息。这样,登录程式和telnet程式就通过“伪终端”进行通信。通过使用适当的软件,就能够把两个甚至多个伪终端设备连接到同一个物理串行端口上。telnet主机A就是通过“伪终端”与主机A的登录程序进行通信。
在使用设备文档系统(devicefilesystem)之前,为了得到大量的伪终端设备特别文档,使用了比较复杂的文档名命名方式。因为只存在16个ttyp(ttyp0―ttypf)的设备文档,为了得到更多的逻辑设备对,就使用了象q、r、s等字符来代替p。例如,ttys8和ptys8就是个伪终端设备对。但是这种命名方式现在仍然在RedHat等Linux系统中使用着。
但Linux系统上的Unix98并不使用上述方法,而使用了”ptymaster”方式,例如/dev/ptm3。他的对应端则会被自动地创建成/dev/pts/3。这样就能够在需要时提供一个pty伪终端。目录/dev/pts是个类型为devpts的文档系统,并且能够在被加载文档系统列表中看到。虽然“文档”/dev/pts/3看上去是设备文档系统中的一项,但其实他完全是一种不同的文档系统。
即: TELNET ---> TTYP3(S3: slave) ---> PTYP3(M3: master) ---> GETTY
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实验:
1、在X下打开一个或N个终端窗口
2、#ls /dev/pt*
3、关闭这个X下的终端窗口,再次运行;比较两次输出信息就明白了。
在RHEL4环境下: 输出为/dev/ptmx /dev/pts/1存在一(master)对多(slave)的情况
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3、控制终端(/dev/tty)
控制终端是指能够控制一个套设备或者几套设备的终端控制器。
如果当前进程有控制终端(Controlling Terminal)的话,那么/dev/tty就是当前进程的控制终端的设备特别文档。能够使用命令”ps ax”来查看进程和哪个控制终端相连。对于您登录的shell,/dev/tty就是您使用的终端,设备号是(5,0)。使用命令”tty”能够查看他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联接。
4、控制台终端(/dev/ttyn, /dev/console)
在Linux系统中,电脑显示器通常被称为控制台终端(Console)。他仿真了类型为Linux的一种终端(TERM=Linux),并且有一些设备特别文档和之相关联:tty0、tty1、tty2等。当您在控制台上登录时,使用的是tty1。使用Alt+[F1―F6]组合键时,我们就能够转换到tty2、tty3等上面去。tty1、tty6等称为虚拟终端,而tty0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(这时也叫控制台终端)。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。您能够登录到不同的虚拟终端上去,因而能够让系统同时有几个不同的会话期存在。/dev/console即控制台,是与操作系统交互的设备,系统将一些信息直接输出到控制台上。目前只有在单用户模式下,才允许用户登录控制台。只有系统或终极用户root能够向/dev/tty0进行写操作 即下例:
1、# tty(查看当前TTY)
/dev/tty1
2、#echo "test tty0" > /dev/tty0
test tty0
/dev/console 是一个 字符型的设备文件。
$ ls -l /dev/console
crw------- 1 root root 5, 1 Sep 1 20:25 /dev/console
5、虚拟终端(/dev/pts/n)
在X windows模式下(图形界面下)的伪终端.如我在Kubuntu下用konsole,就是用的虚拟终端,用tty命令可看到/dev/pts/1。
在Xwindows模式下的伪终端.
[root@server1 ~]# tty
/dev/pts/1
远程连接到linux 时的/dev/pts/1
6、其他类型
Linux系统中还针对很多不同的字符设备存在有很多其他种类的终端设备特别文档。例如针对ISDN设备的/dev/ttyIn终端设备等。这里不再赘述。
/dev/tty* 终端
/dev/ttyS* 串口终端
/dev/ttyUSB* USB转串口终端
/dev/ptmx pty主设备
/dev/pts/* pty从设备
FAQ: 终端和控制台
Q:/dev/console 是什么?
A:/dev/console即控制台,是和操作系统交互的设备,系统将一些信息直接输出到控制台上。现在只有在单用户模式下,才允许用户登录控制台。
Q:/dev/tty是什么?
A:tty设备包括虚拟控制台,串口连同伪终端设备。
/dev/tty代表当前tty设备,在当前的终端中输入 echo “hello” > /dev/tty ,都会直接显示在当前的终端中。
Q:/dev/ttyS*是什么?
A:/dev/ttyS*是串行终端设备
Q:/dev/pty*是什么?
A:/dev/pty*即伪终端,所谓伪终端是逻辑上的终端设备,多用于模拟终端程式。例如,我们在X Window下打开的终端,连同我们在Windows使用telnet 或ssh等方式登录Linux主机,此时均在使用pty设备(准确的说在使用pty从设备)。
Q:/dev/tty0和/dev/tty1 …/dev/tty63是什么?他们之间有什么区分?
A:/dev/tty0代表当前虚拟控制台,而/dev/tty1等代表第一个虚拟控制台,例如当使用ALT+F2进行转换时,系统的虚拟控制台为/dev/tty2 ,当前的控制台则指向/dev/tty2
Q:怎样确定当前所在的终端(或控制台)?
A:使用tty命令能够确定当前的终端或控制台。
Q:/dev/console是到/dev/tty0的符号链接吗?
A:现在的大多数文本中都称/dev/console是到/dev/tty0的链接(包括《Linux内核源代码情景分析》),但是这样说是不确切的。根据内核文档,在2.1.71之前,/dev/console根据不同系统的设定能够链接到/dev/tty0或其他tty*上,在2.1.71版本之后则完全由内核控制。现在,只有在单用户模式下能够登录/dev/console(能够在单用户模式下输入tty命令进行确认)。
Q:/dev/tty0和/dev/fb*有什么区分?
A: 在Framebuffer设备没有启用的系统中,能够使用/dev/tty0访问显卡。
Q:关于终端和控制台的区分能够参考哪些文本
A:能够参考内核文档中的 Documents/devices.txt 中关于”TERMINAL DEVICES”的章节。另外,《Linux内核源代码情景分析》的8.7节 连同《Operating Systems : Design and Implementation》中的3.9节(第3版中为3.8节)都对终端设备的概念和历史做了很好的介绍。另外在《Modern Operating system》中也有对终端设备的介绍,由于和《Operating Systems : Design and Implementation》的作者相同,所以文本内容也大致相同。需要注意的一点是《Operating Systems : Design and Implementation》中将终端设备分为3类,而《Modern Operating system》将终端硬件设备分为2类,差别在于前者将 X Terminal作为一个类别。
PS:只有2410的2.6才叫ttySAC0,9200等的还是叫ttyS0
命令行查看
#### 1- xWindows下
# 执行tty命令,若执行结果为/dev/pts/0说明是伪终端连接,若执行结果为/dev/tty*说明是虚拟终端
$ tty
/dev/pts/0
$ w
11:41:30 up 1 day, 23 min, 1 user, load average: 0.27, 0.29, 0.25
USER TTY 来自 LOGIN@ IDLE JCPU PCPU WHAT
kevin tty7 :0 六11 24:23m 19:31 0.29s /usr/libexec/gnome-session
$ w
11:42:48 up 23:33, 1 user, load average: 0.00, 0.00, 0.00
USER TTY FROM LOGIN@ IDLE JCPU PCPU WHAT
pi pts/0 192.168.32.13 10:25 0.00s 0.90s 0.04s w
# 可以发消息到其他伪终端窗口
echo 'test' > /dev/pts/2
在 GNU/Linux 和 Mac OS X 上,都有terminal程序,打开一个 terminal 程序就对应一个 tty (text terminal) 设备文件。做一个实验验证一下。
打开一个 terminal:
$ echo 'haha' > /dev/tty
haha
往 /dev/tty 写入内容会在当前terminal里回显。
如果同时存在两个terminal呢?再打开一个terminal试试看:
$ echo 'haha' > /dev/tty
haha
同样再当前terminal回显,但是回头看看一个terminal,并没有显示‘haha’。
其实每次打开terminal时会有个唯一的tty文件与其对应,上面第一次打开的terminal 对应的是 /dev/ttys000, 第二次打开的terminal对应的是/dev/ttys001
。而 /dev/tty 会根据当前活动的terminal去找到对应文件ttys000
或者ttys001。
基于上面的解释,可以实现在一个terminal上向另外一个terminal上写内容:
在第一个terminal上执行:
$ echo haha > /dev/ttys001
haha 会显示在第二个terminal上。
#### 2 - console下
# 通过 Ctrl + Alt + F2 把控制台中的终端切换到 tty2
# echo "hello world" > /dev/console
hello world
# tty
/dev/tty2
# w
22:20:51 up 1 day, 11:03, 2 users, load average: 0.32, 0.24, 0.28
USER TTY 来自 LOGIN@ IDLE JCPU PCPU WHAT
kevin tty7 :0 六11 35:03m 25:29 0.33s /usr/libexec/gnome-session-binary --systemd --builtin --session=pantheon
kevin tty2 - 22:14 26.00s 0.11s 0.05s –bash
概念强化
终端: 输入和输出设备(键盘+显示器)
物理终端:直接连接在主机上的物理设备(键盘、显示器);串行终端:与机器的串口对应,每一个串口对应的一个串行终端,串口对应的也是物理终端
虚拟终端:Linux默认有6个虚拟终端,这6个虚拟终端可以使用快捷键(Ctrl+Alt+F1)...(Ctrl+Alt+F6)切换,虚拟终端使用tty(teletypewriter)显示(/dev/tty1~/dev/tty6),他们共用一套物理终端设备
伪终端: 虚拟终端是有限的,但网络端口和图形端窗口的数目却是无限的,这是通过伪终端来实现的,使用SSH或者Telnet远程连接Linux时使用的就是伪终端,伪终端使用pts(pseudo-terminal slave)显示,执行tty命令执行结果为pts则是伪终端,tty则是虚拟终端
控制终端:这是一个逻辑概念,即用户正在控制的终端,可以使串行终端、虚拟终端、伪终端
控制台终端:控制台终端可以认为是一台主机对应的一套键盘和显示器,所有虚拟终端是对应的都是同一控制台终端
引用:
Linux 中的 console、terminal、tty、pty、pts 有哪些区别? - 知乎
https://yakout.io/blog/terminal-under-the-hood/