TTY

• TTY(TeleTYpewriter)，电传打字机，作为输入输出的终端设备连接到计算机进行交互，后泛指计算机的文本命令行终端
• TTY 驱动
  • line discipline 是一个逻辑组件
    • 可通过 stty 查看设置 TTY 的特征和 line discipline 规则
    • line discipline 主要有以下功能：
      • 缓存字符，回车发送给与 TTY 相关的前台用户进程
      • 拦截处理一些特殊的功能键，发送进程信号，如当用户按 CTRL+c 时，它向连接到 PTY slave 的进程发送 kill -2（SIGINT） 信号
  • 会话管理
    • 同时运行多个程序
• 随着硬件终端逐渐演化成了软件的概念，出现了软件仿真终端，称为终端模拟器（terminal emulator），其直接运行在内核态。就像过去的物理终端一样，它监听来自键盘的事件将其发送到 TTY 驱动，并从 TTY 驱动读取响应，通过显卡驱动将结果渲染到显示器上
• 在 Linux 和类 Unix 系统中，TTY 都由一个特殊的设备文件 /dev/tty[n] 所抽象化表示。与这个虚拟终端的交互，是通过对这个设备文件的读写操作，以及使用 ioctl 系统调用操作这个设备文件进行的
  • 通过执行 tty 命令可以查看代表当前虚拟终端的设备文件：

    $ tty
    /dev/ttys005
    

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  • 查看与 tty 交互的后台进程，与 tty 持久交互的则是前台进程

    $ lsof /dev/ttys005
    COMMAND   PID          USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
    zsh     68684 lianyuansheng    0u   CHR   16,5 0t214736 1185 /dev/ttys005
    zsh     68684 lianyuansheng    1u   CHR   16,5 0t214736 1185 /dev/ttys005
    zsh     68684 lianyuansheng    2u   CHR   16,5 0t214736 1185 /dev/ttys005
    zsh     68684 lianyuansheng   10u   CHR   16,5   0t6811 1185 /dev/ttys005
    lsof    79386 lianyuansheng    0u   CHR   16,5 0t214736 1185 /dev/ttys005
    lsof    79386 lianyuansheng    1u   CHR   16,5 0t214736 1185 /dev/ttys005
    lsof    79386 lianyuansheng    2u   CHR   16,5 0t214736 1185 /dev/ttys005
    

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  • 与 Shell 区别
    • Shell 由 terminal 程序 fork 出来，是 terminal 的子进程
    • Shell 负责解释执行用户输入的字符命令，而 TTY 则是处理键盘事件，负责字符的显示
• 伪终端 PTY（pseudo TTY）：运行用户态的仿终端软件，比如 xterm，gnome-terminal，以及远程终端 ssh
  • 伪终端如何与 TTY 驱动交互（以 gnome-terminal 为例）
    • 先分配一个伪终端
      • PTY 是通过打开特殊的设备文件 /dev/ptmx 创建，由一对双向的字符设备构成，称为 PTY master 和 PTY slave
    • 让 gnome-terminal 持有 PTY master 的文件描述符 /dev/ptmx
    • fork 一个 shell 子进程，并让 shell 持有 PTY slave 的设备文件 /dev/pts/[n]，即让其标准输入、标准输出和标准错误都设置为 PTY slave
    • PTY master 和 PTY slave 之间通过 TTY 驱动会话交流
    • 输入的命令由 shell 子进程执行

远程终端

TODO: 实现一个远程终端玩具

学习参考

• 理解 Linux 终端、终端模拟器和伪终端
• The TTY demystified