ターミナルファイルにアクセスできますか?

Question 1

常にターミナルファイルにアクセスしています。しかし、これはおそらくあなたが考えているような動作をしません。

ディスクファイルに書き込み、その後読み取る場合、読み取った内容は書き込んだ内容と同じです。これは、端末などの特殊なファイルには当てはまりません。ファイルとは、書き込みと読み取りが可能なものです¹。書き込まれる内容と読み取られる内容のリンクは、ファイルの性質によって異なります。キャラクタデバイスファイルの場合、通常、リンクはまったくありません。

ターミナルファイルは、異なる役割を果たす 2 つのエンティティ (ターミナル自体と、ユーザーと対話するアプリケーション) を接続します。ターミナルは、カーネルによって表されるハードウェア、またはプロセスであるターミナルエミュレーターのいずれかです。アプリケーションがデータを書き込むと、ターミナルはそれを読み取ります (通常は何らかの方法でユーザーに表示します)。アプリケーションがデータを読み取ると、データはターミナルから取得されます (通常はユーザーからの入力です)。

あなたの場合、アプリケーションはシェル、cat、エディタなどです。エディタはターミナルから読み込もうとしますが、その場合、入力を待っており、入力の終わり（行の先頭でCtrl+Dを押すことで通知します）に適切に反応するかどうかはわかりません。もう一度言いますが、ターミナルから読み込んでも、出力ターミナルへ。

コンソールの場合、端末に書き込まれたデータは画面上に描画されます。Linuxコンソールでは、端末に表示されたテキストを/dev/tty1デバイスから読み戻すことができます。/dev/vcs1表示できる限り、表示されます (つまり、画面に表示されているもの、およびスクロールバックでまだ利用可能なものだけが表示されます。スクロールバックでアクセスできないものは永久に失われます)。

これは Linux ターミナルインターフェースが提供する機能であることに注意してください。ターミナルはピクセルを描画するだけで、テキストは無視されます。ほとんどのターミナルエミュレーターは同様の機能を提供していません。

¹_{実際、ほとんどのファイルはこのようになっていますが、すべてではありません。ディレクトリは通常のインターフェイスでは書き込めませんし、多くの UNIX バリアントでは読み取ることもできません。一部のデバイスは読み取りも書き込みもサポートしておらず、のみをサポートしていますioctl。}

Answer

常にターミナルファイルにアクセスしています。しかし、これはおそらくあなたが考えているような動作をしません。

ディスクファイルに書き込み、その後読み取る場合、読み取った内容は書き込んだ内容と同じです。これは、端末などの特殊なファイルには当てはまりません。ファイルとは、書き込みと読み取りが可能なものです¹。書き込まれる内容と読み取られる内容のリンクは、ファイルの性質によって異なります。キャラクタデバイスファイルの場合、通常、リンクはまったくありません。

ターミナルファイルは、異なる役割を果たす 2 つのエンティティ (ターミナル自体と、ユーザーと対話するアプリケーション) を接続します。ターミナルは、カーネルによって表されるハードウェア、またはプロセスであるターミナルエミュレーターのいずれかです。アプリケーションがデータを書き込むと、ターミナルはそれを読み取ります (通常は何らかの方法でユーザーに表示します)。アプリケーションがデータを読み取ると、データはターミナルから取得されます (通常はユーザーからの入力です)。

あなたの場合、アプリケーションはシェル、cat、エディタなどです。エディタはターミナルから読み込もうとしますが、その場合、入力を待っており、入力の終わり（行の先頭でCtrl+Dを押すことで通知します）に適切に反応するかどうかはわかりません。もう一度言いますが、ターミナルから読み込んでも、出力ターミナルへ。

コンソールの場合、端末に書き込まれたデータは画面上に描画されます。Linuxコンソールでは、端末に表示されたテキストを/dev/tty1デバイスから読み戻すことができます。/dev/vcs1表示できる限り、表示されます (つまり、画面に表示されているもの、およびスクロールバックでまだ利用可能なものだけが表示されます。スクロールバックでアクセスできないものは永久に失われます)。

これは Linux ターミナルインターフェースが提供する機能であることに注意してください。ターミナルはピクセルを描画するだけで、テキストは無視されます。ほとんどのターミナルエミュレーターは同様の機能を提供していません。

¹_{実際、ほとんどのファイルはこのようになっていますが、すべてではありません。ディレクトリは通常のインターフェイスでは書き込めませんし、多くの UNIX バリアントでは読み取ることもできません。一部のデバイスは読み取りも書き込みもサポートしておらず、のみをサポートしていますioctl。}

Question 2

はい、ただし、ターミナルファイルは通常のファイルではありません。

ターミナルファイルの拡張プロパティを一覧表示すると、次のようになります。

$ ls /dev/tty1 -lah
crw--w---- 1 root tty 4, 0 Apr  6 13:07 /dev/tty1

パーミッションセクションの最初の文字が文字 "c" であることに注目してください。これは、ファイルが文字特殊デバイスであることを示します。対照的に、通常のファイルには "-" が含まれ、ディレクトリには "d"、ブロック特殊デバイスには "b"、シンボリックリンクには "l"、UNIX ドメインソケットには "s" が含まれます。

Linux などの Unix システムでは、ファイルシステムは実際にはカーネルオブジェクトとのやり取りのための名前空間のようなもので、さまざまなカーネルオブジェクトに名前を付けて、システムのさまざまな部分から明確に参照できるようにすることが重要です。これらのカーネルオブジェクトは、永続的なストレージによってバックアップされる通常のファイルだけでなく、ハードウェアデバイスやソケットなども含まれます。

文字特殊デバイスは、文字のストリームを読み書きすることでユーザー空間とインターフェースするカーネルオブジェクトであり、次のようにアクセスします。read()そしてwrite()システムコール。

たとえば、私のマシンでは Ctrl+Alt+F1 (私のマシンでは tty0 ではなく /dev/tty1) があり、read()次のような syscallを使用するプログラムを使用して、仮想コンソールに入力されている内容を読み取ることができますcat。

グラフィカルエミュレータでは、sudo cat /dev/tty1
Ctrl+Alt+F1で仮想コンソールエミュレーターに切り替えます
仮想コンソールエミュレータに何かを入力します
Ctrl+Alt+F7 でグラフィカル UI に戻ります
グラフィカルエミュレータでは、仮想コンソールエミュレータで入力したものが出力として表示されます。cat

逆に、write()次のような syscallを使用するプログラムを使用して、仮想コンソールに文字を表示することもできますtee。

グラフィカルエミュレータでは、echo "hello world" | sudo tee /dev/tty1
Ctrl+Alt+F1で仮想コンソールエミュレーターに切り替えます
仮想コンソールエミュレータでは、「hello world」が表示されます

通常のテキストエディターのほとんどは、ファイルの種類をチェックし、通常以外のファイルの編集を拒否するようにプログラムされているため、通常以外の特殊ファイルを実際に開くことを拒否します。これは、通常のテキストエディターで特殊デバイスを編集しても意味がないため、「事故」を防ぐためです。さらに、通常のテキストエディターのほとんどは、write()既存のファイルを呼び出すだけでなく、新しいファイルとスワップファイルに書き込み、rename()古いファイルを置き換えます。インプレース書き込みをサポートするテキストエディターを使用している場合でも、通常は最初にファイルを切り捨てようとしますが、これはもちろん特殊文字デバイスではサポートされていません。

Answer

はい、ただし、ターミナルファイルは通常のファイルではありません。

ターミナルファイルの拡張プロパティを一覧表示すると、次のようになります。

$ ls /dev/tty1 -lah
crw--w---- 1 root tty 4, 0 Apr  6 13:07 /dev/tty1

パーミッションセクションの最初の文字が文字 "c" であることに注目してください。これは、ファイルが文字特殊デバイスであることを示します。対照的に、通常のファイルには "-" が含まれ、ディレクトリには "d"、ブロック特殊デバイスには "b"、シンボリックリンクには "l"、UNIX ドメインソケットには "s" が含まれます。

Linux などの Unix システムでは、ファイルシステムは実際にはカーネルオブジェクトとのやり取りのための名前空間のようなもので、さまざまなカーネルオブジェクトに名前を付けて、システムのさまざまな部分から明確に参照できるようにすることが重要です。これらのカーネルオブジェクトは、永続的なストレージによってバックアップされる通常のファイルだけでなく、ハードウェアデバイスやソケットなども含まれます。

文字特殊デバイスは、文字のストリームを読み書きすることでユーザー空間とインターフェースするカーネルオブジェクトであり、次のようにアクセスします。read()そしてwrite()システムコール。

たとえば、私のマシンでは Ctrl+Alt+F1 (私のマシンでは tty0 ではなく /dev/tty1) があり、read()次のような syscallを使用するプログラムを使用して、仮想コンソールに入力されている内容を読み取ることができますcat。

グラフィカルエミュレータでは、sudo cat /dev/tty1
Ctrl+Alt+F1で仮想コンソールエミュレーターに切り替えます
仮想コンソールエミュレータに何かを入力します
Ctrl+Alt+F7 でグラフィカル UI に戻ります
グラフィカルエミュレータでは、仮想コンソールエミュレータで入力したものが出力として表示されます。cat

逆に、write()次のような syscallを使用するプログラムを使用して、仮想コンソールに文字を表示することもできますtee。

グラフィカルエミュレータでは、echo "hello world" | sudo tee /dev/tty1
Ctrl+Alt+F1で仮想コンソールエミュレーターに切り替えます
仮想コンソールエミュレータでは、「hello world」が表示されます

通常のテキストエディターのほとんどは、ファイルの種類をチェックし、通常以外のファイルの編集を拒否するようにプログラムされているため、通常以外の特殊ファイルを実際に開くことを拒否します。これは、通常のテキストエディターで特殊デバイスを編集しても意味がないため、「事故」を防ぐためです。さらに、通常のテキストエディターのほとんどは、write()既存のファイルを呼び出すだけでなく、新しいファイルとスワップファイルに書き込み、rename()古いファイルを置き換えます。インプレース書き込みをサポートするテキストエディターを使用している場合でも、通常は最初にファイルを切り捨てようとしますが、これはもちろん特殊文字デバイスではサポートされていません。

Question 3

1970 年代には、ハードウェア端末 CUI がありました。

しかし、70 年代には CUI という用語を使用する人は誰もいませんでした。

現在、私の Linux ボックスには 7 つのターミナルエミュレーターがあり、GUI は 7 番目のターミナルエミュレーター (Ctrl+Alt+F7) を占有しています。

これらの端末エミュレーターは 80 年代にすでに利用可能でしたが、GUI はありませんでした。

何らかのエディタを使用して、この端末ファイル /dev/tty0 はユーザー空間からアクセス可能でしょうか?

この質問は意味をなさない。すべてのファイルは設計上、ユーザー空間でアクセス可能であり、それがファイルの本質であり、特に内のファイルはそうである/dev。/dev/tty0デバイスであるため、その「コンテンツ」は本質的に一時的なものであるため、編集することはできません。そこから読み取った内容は、最終的にコンソールに入力したものとなり、そこに書き込んだ内容は画面に表示されます。

Answer