Раздел «История», пропустите, если скучно

Question

В Linux Терминал связан с Оболочкой. Терминал отправляет ввод в Оболочку (например: pwd), а Оболочка отправляет вывод обратно в Терминал (например: /home/paul).

На этой диаграмме показана связь между Терминалом и Оболочкой (предположим, что Терминал, который я использую, — это gnome-terminal, а Оболочка — это bash):

Теперь я хочу узнать, какой механизм используют Терминал и Shell для обмена данными. Вот что, по-моему, происходит:

• При gnome-terminalвыполнении он создаст файл, представляющий последовательный порт в каталоге /dev/pts(допустим, имя файла — /dev/pts/0).
• gnome-terminalзатем запустит связанную с ней оболочку (например: bash) и передаст ей имя файла pts (имя файла pts можно передать, например, через аргументы командной строки).
• Теперь и то gnome-terminal, и bashдругое начнет читать с /dev/pts/0.
• При gnome-terminalнеобходимости отправки данных в bash, он записывает эти данные в /dev/pts/0, а затем bashсчитывает эти данные из /dev/pts/0.
• Когда bashтребуется отправить данные в gnome-terminal, он записывает эти данные в /dev/pts/0, and gnome-terminalсчитывает эти данные из /dev/pts/0.

На этой диаграмме показано то, что я только что объяснил:

Правильно ли я понимаю?

---

Примечание: конечно, файл pts мог бы быть файлом tty, если бы мы использовали виртуальные терминалы (т.е. когда мы не используем графический интерфейс), но логика все равно была бы той же.

Answer 1

Вам не хватает необходимой части. Устройства псевдо-tty не симметричны, как сокеты. Есть главный и подчиненный конец. Файлы в /dev/ptsпредставляют подчиненные устройства.

Эмулятор терминала создает псевдо-tty путем вызова openpty(или, forkptyчто openptyплюс некоторая бонусная настройка для общего случая, когда вы хотите запустить новый процесс на вашем новом tty). На более низком уровне это включает открытие /dev/ptmxи выполнение некоторых магических ioctl.

В результате вызова openptyэмулятор терминала получает пару файловых дескрипторов, а также может получить имя файла в /dev/ptsсоответствии с подчиненным процессом. Главный процесс не получает индивидуального имени, поскольку дочернему процессу никогда не нужно открывать его по имени.

Ведущие и ведомые устройства действуют как противоположные концы сокета: то, что вы пишете на одном конце, считывается с другого. Но поскольку это tty, все режимы tty применяются к данным на пути.

Например, если вы эмулятор терминала и получаете нажатие клавиши A, вы должны записать 'a'в главный файловый дескриптор. Это напрямую эквивалентно отправке этого байта по последовательной линии с терминала на компьютер. Это приведет к 'a'считыванию с подчиненного устройства (любой программой, которая его считывает, например, оболочкой).

Если вы получили нажатие клавиши, Dкогда Ctrlклавиша нажата, вы должны записать 4байт ( 'D' ^ 0x40) в главный файловый дескриптор. (Потому что это то, что настоящий терминал отправляет по проводу.) Что произойдет дальше, зависит от режима tty. В необработанном режиме программа, считывающая подчиненный tty, увидит байт 4. В приготовленном режиме tty активирует поведение «нажата специальная клавиша EOF».

В обратном направлении также есть некоторая обработка. Когда какая-то программа пишет '\n'в подчиненный tty, вы, вероятно, получите "\r\n"на главном файловом дескрипторе, из-за onlcrпостобработки.

Раздел «История», пропустите, если скучно

Давным-давно у подчиненных устройств были имена вроде , /dev/ttyp0и у каждого из них был соответствующий мастер, вроде /dev/ptyp0. Они не создавались динамически. Эмулятор терминала мог просто проверить их все, чтобы найти неиспользуемое в данный момент устройство, и начать его использовать. Управление владением и разрешениями было проблемой. xtermsetuid-root был просто для того, чтобы он мог chownить подчиненное устройство.

Новая схема, называемая «UNIX98 ptys», управляет созданием устройств и владением ими с помощью магических ioctl, поэтому файлы появляются только тогда, /dev/ptsкогда они используются, и ими владеет пользователь, запустивший программу, создавшую их.