что такое терминал в линуксе
Вместе изучаем Linux. Введение. Терминал и полезные команды
Вместе изучаем Linux
Здравствуйте! Я Анатолий Гусляков, модератор сайта Comss.ru. С сегодняшнего дня мы открываем серию интересных тем под общим названием «Вместе изучаем Linux». Темы обсуждений будут в виде статей или сообщений, в которых будут рассматриваться различные материалы по изучению Ubuntu и его производных систем. Материал будет выкладываться не только администрацией ресурса, но и пользователями, желающими поделится своими знаниями (интересны именно личные знания, без копипаста со сторонних ресурсов). Если будут выкладываться объемные темы, предварительно необходимо обговорить с администрацией ресурса, возможно предложенная тема будет выложена в виде отдельной статьи.
Начнем первое обсуждение!
Терминал и полезные команды
Все команды терминала работают и в консоли. Консоль работает без графической оболочки и как правило необходима при проблемах с запуском системы.
Примеры наиболее популярных команд (терминал можно запустить с помощью горячих клавиш: Ctrl+Alt+T):
sudo apt-get update (обновление индекса пакетов)
sudo apt-get upgrade (непосредственное обновление программ)
Рассмотрим составляющие команды:
Программы лучше всего устанавливать, добавляя их репозитории, это даст возможность дальнейшего автоматического обновления программы, предварительно проверив что программы нет в Центре приложений Ubuntu (таким образом проверяем если данный репозиторий у нас не подключен).
Рекомендую ознакомиться и добавить в закладки ссылку: Очень полезные команды Linux на одном листе.
Предлагаю каждому пользователю поделиться скриншотом запущенной полезной команды.
И напоследок несколько интересных команд:
Популярные эмуляторы терминала
Как оказывается есть различные эмуляторы терминала. Каждый их них по-своему интересен.
Рассмотрим наиболее популярные эмуляторы терминала:
Переходим к установке. На момент написания данной статьи репозиторий программы не работал, поэтому устанавливать будем из исходников. Дополнительный инструмент Git, который установим для установки Final term нам пригодится в дальнейшем для установки других программ.
sudo apt-get install git build-essential cmake intltool (необходимые довольно популярные инструменты)
sudo apt-get install valac libgtk-3-dev intltool clutter-gtk-1.0 libkeybinder-3.0-dev libgee-0.8-dev libnotify-bin libmx-dev (дополнительные пакеты для GTK )
git clone https://github.com/p-e-w/finalterm.git (загружаем исходники)
cd finalterm/ (переходим в папку finalterm)
mkdir build (создаем папку build )
make (инструмент для автоматической сборки программы из исходного кода)
sudo make install (непосредственно установка)
Установить можно из Центра приложений Ubuntu.
Доступен в родном репозитории Ubuntu.
Ну а тем, кто продолжает использовать стандартный Терминал предлагаю его немного украсить рисунком, например пингвином по имени Tux (официальный талисман Linux).
sudo apt-get install cowsay fortunes-ru
Всем отличного настроения. До встречи в обсуждениях темы.
Почему исследователи до сих пор используют эмуляторы терминалов
Что такое Терминал?
Начнем с понимания значения слова «терминал». Терминал – это часть некой системы, обеспечивающая ее взаимодействие с внешней средой. Например, терминал является частью аэропорта, где производятся операции с пассажирами перед их отправкой в самолет или после прибытия самолета в аэропорт. То есть, терминал аэропорта – это точка входа и выхода в системе авиаперевозок, в которой персонал задает параметры для операций с пассажирами: кто, когда и куда отправляется. То же самое делает терминал в компьютере, только вместо пассажиров – данные, а вместо персонала – пользователь. Таким образом, терминал – это окно коммуникации между человеком и операционной системой.
До появления привычных нам графических интерфейсов люди пользовались текстовыми терминалами, в которые вводили команды при помощи клавиатуры, а результат вычислений выводился на экран. Однако, и по сей день терминал, точнее эмулятор терминала, есть в каждой операционной системе: в Windows – это приложение cmd.exe (Command Line или просто «Консоль»), в Linux и MacOS– программа Terminal.
Все эмуляторы выглядят примерно одинаково: это командная строка, работающая по принципу «задал вопрос, получил ответ». Зачастую это черный экран, на фоне которого отображен белый текст и мигающий курсор, который используется для навигации по строке ввода.
Зачем нужен Терминал?
Есть три причины, которые делают Терминал незаменимым инструментом для исследователей, анализирующих большие массивы данных:
Разберем каждый из этих аспектов подробнее.
Терминал, как манипулятор файлов и папкок
Большинству пользователей нет необходимости использовать Терминал благодаря графической оболочке их операционной системы. Однако, без него не обойтись, когда речь идет о манипуляциях с файлами и папками более сложными, чем: «скопировать документ из одной папки и вставить в другую». Я приведу простой пример, показывающий ограниченность использования графической оболочки операционной системы.
Допустим, мне нужно переименовать фотографию и добавить к текущему названию дату, когда эта фотография была сделана. Что может быть проще, скажите Вы: «открой свойства файла, скопируй дату создания файла, закрой окно «Свойства» и вставь дату в название файла». Так и есть, все довольно просто, вот только повторить это действие нужно для всех фотографий на моем компьютере (а их у меня более 25 тысяч). Очевидно, что если я буду делать это подобным образом, то это задание отнимет у меня несколько недель.
Решение этой же задачи в Терминале займет не более получаса даже у начинающего пользователя. Фокус в том, что в Терминале пользователь может программировать действия, делегируя компьютеру рутинную работу. В разных типах эмуляторов терминала – разные языки программирования, но вероятно самым распространенным в наши дни является язык bash (о нем скоро будет отдельная статья).
Использование Терминала для создания скриптов
Другая важная особенность эмуляторов терминала – это возможность запуска в нем других программ, чтобы автоматизировать процессы в программах и обеспечить автономное взаимодействие между ними. Если входные и выходные данные этих программ оформить в виде файлов, то Терминал сможет запускать последовательно программы. Алгоритм будет напоминать цепочку из таких действий: запустить программу А, загрузить туда входные данные (файл А), экспортировать результаты анализа в файл B, закрыть программу A, запустить программу B, загрузить туда файл B, ну и так далее…
Таким образом, миллионы файлов могут быть проанализированы автоматически и в быстрые сроки. Эта особенность делает Терминал незаменимым инструментом среди биоинформатиков, генетиков и эволюционных биологов, работающих с геномами организмов, которые в оцифрованном виде представляют из себя множество текстовых файлов оформленных в разных форматах.
Управления суперкомпьютерами и серверами через Терминал
Терминал является не только окном в операционную систему персонального компьютера, но также и в операционную систему сервера или суперкомпьютера, который может находиться в тысячах километров от Вашего текущего месторасположения. Через эмулятор терминала на суперкомпьютер можно подавать алгоритмы (bash-скрипты), выполнение которых на Вашем компьютере могло бы занять неделю. Благодаря своей мощности суперкомпьютер проведет расчёты за считанные часы. Подобный подход позволяет проводить анализ больших массивов данных в кратчайшие сроки.
Как правило, на суперкомпьютерах и серверах стоят версии операционной системы Linux. Так как различий между эмуляторами терминала на Линуксе и на Маке практически нет, в дальнейших статьях я буду писать только об эмуляторах терминала, работающих на языке программирования bash (например, программа Terminal).
Заключение
Надеюсь эта статья была полезной и помогла дать общее представление о терминалах операционных систем и их роли в жизни исследователей. Если есть вопросы, задавайте их в комментариях, буду рад ответить.
В следующей статье мы рассмотрим как открыть Terminal на Linux и на MacOS, а также настроим его под себя для последующей удобной работы.
Что такое терминал в линуксе
Итак сегодня я начинаю серию статей об терминале linux.
В этой статье мы посмотрим
В этих заметках я не буду подробно останавливаться на каждой команде, так как в каждой команде есть свои атрибуты и нужно будет писать целую книгу об терминале(таких есть достаточно), поэтому если Вы хотите узнать подробнее что делает каждая команда, то можно просто набрать команду и добавить атрибут например
Если Вы перешли на unix систему то просто обязаны знать основные команды в терминала. Для пользователей windows это будет чуть необычно, но я постараюсь объяснить все подробно.
Что такое терминал
Терминал — графическая программа эмулирующая консоль.
Такие программы позволяют не выходя из графического режима выполнять команды.
Терминал по сравнению с консолью имеет дополнительный функционал (различные настройки, вкладки, можно запускать много окон, управление мышью в некоторых программах, контекстное меню, главное меню, полоса прокрутки).
Как открыть терминал
Чтобы открыть терминал в linux-подобных системах, будет просто на клавиатуре нажать сочетания клавиш «CTRL+ALT+T«, или зайти в меню и в поиске набрать «terminal«, и откроется вот такое окно.
Чтобы закрыть терминал можно набрать в прямо в этом окне
Самая первая команда при запуске системы
При запуске системы. я всегда проверяю обновление системы, рекомендую и вам также поступать, для этого наберите в терминале
Включение-выключение компьютера из терминала
Итак чтобы перезагрузить компьютер через терминал, достаточно набрать команду
Чтобы выключить компьютер набираем
А если Вы хотите выключить компьютер через некоторое время, то эта команда для вас
Далее у нас идет управление пользователями
Включить корневую учетную запись:
Заблокировать корневую учетную запись:
Чтобы добавить нового пользователя:
Ну и естественно удалить пользователя:
Удалить пользователя вместе с его домашним каталогом:
Изменить имя пользователя и название его домашнего каталога:
Изменить пароль пользователя:
Восстановить пароль к учетной записи в режиме восстановления системы (нажать Esc в процессе загрузки GRUB):
В этом так называемом уроке мы узнали как открыть терминал, как выключить компьютер и как управлять пользователями из терминала.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Работа в терминале Linux для начинающих
Действительно, в операционной системе Linux есть терминал, где вы можете выполнять нужные вам команды, чтобы очень эффективно управлять своей системой. Но это вовсе не обязательно, многим вполне достаточно графического интерфейса. Сейчас использование терминала отошло на второй план, но он остается основным средством для доступа к удаленным серверам и инструментом для профессионалов.
Терминал Linux намного интереснее, чем командная строка Windows и в этой статье будет подробно рассмотрена работа в терминале Linux для начинающих, а также что такое терминал Linux и собственно, что он из себя представляет.
Что такое терминал Linux?
С тех пор, такой способ ввода использовался во многих системах, в том числе DOS и OS/2 от Apple, пока не был придуман графический интерфейс. Затем текстовый режим терминала был успешно вытеснен, но его до сих пор продолжают использовать там, где это нужно.
Выше, под терминалом мы понимали то место, где можно вводить команды и получать на них ответ от компьютера. Это может быть текстовый режим Linux или же открытое в графическом режиме окно терминала. В Linux часто встречаются слова: консоль, терминал, командная строка, командная оболочка, tty, эмулятор терминала. Все они относятся к терминалу, но означают немного разные вещи. Перед тем как перейти дальше давайте разберемся с терминами, чтобы называть все своими именами.
Под терминалом принято понимать окружение, где можно вводить команды и получать на них ответ, это может быть физический терминал или терминал на компьютере.
Теперь, когда мы разобрались что такое терминал Linux и знаем все основные принципы, перейдем к практике работы с ним.
Как открыть терминал Linux?
Это текстовые терминалы без графического интерфейса, в них может быть не совсем удобно работать, но, зато такие терминалы будут полезны, если графический интерфейс не работает.
Второй способ позволяет открыть виртуальный терминал прямо в графическом интерфейсе с помощью эмулятора терминала. Эмулятор терминала linux работает с файлами в каталоге /dev/pts/* и еще называется псевдотерминалом, потому что не использует tty.
В Ubuntu вы можете запустить терминал linux нажав сочетание клавиш Ctrl+Alt+T:
Также его можно найти в меню приложений Dash:
Как видите, открыть командную строку в linux очень просто.
Выполнение команд в терминале
Рассмотрим более подробно терминал Linux для начинающих. Как я уже говорил, терминал и файлы устройств tty отвечают только за передачу данных. За обработку команд отвечает командная оболочка, которой и передаются полученные от пользователя данные.
Вы можете набрать что-либо и убедиться, что это работает:
Чтобы выполнить команду достаточно написать ее и нажать Enter.
Более того, командная оболочка Bash поддерживает автодополнение, поэтому вы можете написать половину команды, нажать TAB и если на такие символы начинается только одна команда, то она будет автоматически дополнена, если же нет, то вы можете нажать два раза TAB, чтобы посмотреть возможные варианты.
Точно такая же схема работает для путей к файлам и параметров команд:
В Windows вы о таком и мечтать не могли. Чтобы выполнить команду можно указать имя ее исполняемого файла или полный путь к нему, относительно корневой или любой другой папки. Важно заметить, что командная оболочка Linux, в отличие от Windows, чувствительна к регистру, а поэтому будьте внимательны при вводе команд и их параметров.
По умолчанию работа в командной строке linux может выполняться с помощью большого количества команд, многие из них, например, для перемещения по каталогам, просмотра содержимого, установки ПО поставляются вместе с системой.
Экземпляр запущенной команды называется процесс. Когда в терминале Linux выполняется одна команда нам нужно подождать ее завершения, чтобы выполнить следующую.
Команды могут выполняться без параметров, что мы видели выше, или же с параметрами, которые позволяют указать данные, с которыми будет работать программа, также есть опции, с помощью которых можно настроить поведение. Большинство стандартных утилит придерживаются такого синтаксиса:
$ команда опции параметр1 параметр2.
С параметром, указывающим какую папку посмотреть:
В с опцией и параметром:
Можно комбинировать две опции:
В основном, это все, что нужно знать про команды, чтобы продуктивно их использовать. Еще можно было бы рассказать про объединение команд и перенаправление вывода одной команды в другую, но это уже отдельная тема.
Выводы
В этой статье была рассмотрена работа в терминале linux для начинающих. Командная строка Linux может показаться сначала очень сложной, но это совсем не так, она намного проще в использовании чем в Windows и позволяет управлять системой более эффективно. Надеюсь, эта статья пролила немного света на эту очень большую тему.
Hello, World! Глубокое погружение в Терминалы
На написание данной статьи меня вдохновила статья об анализе Сишного printf. Однако, там был пропущен момент о том, какой путь проходят данные после того, как они попадают в терминальное устройство. В данной статье я хочу исправить этот недочет и проанализировать путь данных в терминале. Также мы разберемся, чем отличается Terminal от Shell, что такое Pseudoterminal, как работают эмуляторы терминалов и многое другое.
Основы
Давайте для начала разберемся, что такое Terminal, Shell, Console, чем отличается Terminal Emulator от обычного Terminal и почему он так назван. Информации об этом написано уже довольно много, поэтому ничего нового вы здесь не услышите. Почти вся информация здесь была взята из интернета, ссылки приведу в конце статьи. Кто уже знает, что все эти вещи обозначают, может смело пропускать данный раздел.
Terminal
Terminal (терминал) — это комбинация дисплея и клавиатуры, то есть физическое устройство. До того, как терминалы стали именно данной комбинацией, они являлись неким устройством под названием teleprinter (teletype, teletypewriter или TTY сокращенно), то есть комбинацией принтера и клавиатуры. Обычно несколько терминалов подключались к одному и тому же компьютеру. Таким образом возможно было работать нескольким пользователям за одним и тем же компьютером, причем каждому выделялась своя сессия, независимая от других. Терминал был назван так потому, что он находился на конце терминального кабеля (terminal end).
Это Teletype:
А это Terminal:
Console
Console (консоль) — терминал, который подключен напрямую к компьютеру. Дело в том, что большинство терминалов были соединены неявно, но хотя бы один был подключен напрямую к компьютеру. Консоль было разрешено использовать строго определенному кругу лиц, так как она позволяла настраивать компьютер.
Shell
Если предыдущие два представляют собой физические устройства, то данное определение относится исключительно к программному обеспечению.
Shell — это command line interpreter. Главное предназначение — запускать другие программы. Существует большое количество различных Shell’ов. Самым распространенным является Bash (от англ. Bourne Again SHell, что как подсказывает Википедия, является каламбуром для «Born again» Shell, то есть «возрождённый» Shell). Другие примеры: Dash (легковесный Shell, доступен, если запустить бинарник по адресу /bin/sh), Zsh.
Конечно же, и терминалы, и консоли не могли не найти своего отражения в современности. Поэтому далее мы рассмотрим такие вещи, как Terminal Emulator и Virtual Console.
Terminal Emulator
Terminal Emulator — эмулятор старого доброго терминала. Эмулятор терминала требуется для программ, которые не могут напрямую взаимодействовать с X Window System — Bash, Vim и прочие.
Давайте для начала установим обязанности терминала:
Так и наш Terminal Emulator выполняет абсолютно то же самое: он доставляет ввод пользователя в запущенную программу, а также отображает вывод программы на дисплей. В любом случае, смысл сохраняется — между пользователем и запущенной программой, существует какой-то слой, отвечающий за ввод/вывод. Примеры Terminal Emulator: gnome-terminal, xterm, konsole.
Прошу не путать Shell и Terminal Emulator!
Terminal Emulator — GUI приложение, то есть окно в X Window System. Shell — это command line interpreter, то есть просто исполнитель команд, он не имеет графической оболочки. Если говорить совсем правильно, вы не запускаете Bash, вы запускаете Terminal Emulator, который запускает внутри себя Bash. Terminal Emulator и Bash — абсолютно 2 различные программы. Первая отвечает исключительно за ввод/вывод, вторая — за обработку команд.
Далее в статье все упоминания терминала будут относиться к эмулятору терминала.
Virtual Console (Virtual Terminal)
Нажмите Ctrl+Alt+FN, где N, обычно, имеет значения от 1 до 6. То, что вы сейчас видели — называется Virtual Console (виртуальная консоль) или Virtual Terminal (виртуальный терминал). Помните, что я говорил ранее о терминалах? Множество терминалов были подсоединены к одному компьютеру и каждый терминал был отдельной сессией, независимой от других. Virtual Console повторяет эту идею: внутри вашего компьютера может быть несколько независимых сессий (однако, ресурсы компьютера все же, очевидно, общие).
Вы можете именовать данную сущность как Virtual Console, так и Virtual Terminal, так как по определению, консоль — это терминал, подключенный напрямую к компьютеру, но ведь все виртуальные терминалы в каком-то смысле подключены напрямую к компьютеру.
TTY устройства
Каждому терминалу назначается свое TTY устройство (терминальное устройство), которое обеспечивает работу консоли. Хотя телетайпы вы вряд ли уже найдете, но сокращение TTY дошло и до наших дней.
TTY устройство состоит из двух фундаментальных компонентов:
Строение TTY устройства:
Существует 3 типа TTY устройств:
В данной статье мы будем говорить именно о втором типе TTY устройств — псевдотерминалах.
TTY Line Discipline
Начнем рассматривать дисциплину линии TTY устройств.
Первой важной особенностью дисциплиной линии является то, что она отвечает за процессинг ввода/вывода. Это включает в себя, например, обработку управляющих символов (см. Управляющие символы) и форматирование вывода. Например, вы вводите любой текст, но вдруг понимаете, что ошиблись в написании чего-то и хотите это стереть — именно тут в дело вступает дисциплина линии.
Разберем подробно, что именно происходит, когда мы работаем в Bash, запущенном в терминале. По умолчанию TTY устройство работает в каноничном режиме с включенным эхо (echoing). Эхо — это отображение введенных вами символов на экране.
TTY Line Editing
TTY Line Editing — это тот компонент, который отвечает за процессинг ввода в дисциплине линии. Следует сказать, что Line Editing — это общее понятие и относится оно к процессингу ввода. Например, Bash и Vim имеют свой Line Editing.
Мы можем контролировать настройки дисциплины линии текущего TTY устройства с помощью программы stty. Давайте немного поэкспериментируем.
Откройте Bash или любой другой Shell и введите:
Теперь попробуйте что-нибудь ввести — и вы не увидите вашего ввода (не беспокойтесь, вы все еще можете передавать ввод в программу). Вы только что отключили эхо — то есть отображение введенных символов на экране. Теперь введите:
Больше информации вы сможете найти в man stty.
Terminal Emulator и Pseudoterminal
Каждый раз, когда мы открываем новый терминал в X Window System, GNOME Terminal Server порождает новый процесс и запускает в нём выбранную по умолчанию программу. Обычно, это какой-то Shell (например, Bash).
Общение с запущенной программой происходит через так называемый Pseudoterminal (псевдотерминал, PTY). Сам псевдотерминал существует в ядре, однако ввод получает из пользовательского пространства — из эмулятора терминала.
Псевдотерминал состоит из следующих двух виртуальных TTY устройств:
1) PTY master (PTM) — ведущая часть псевдотерминала. Используется GNOME Terminal Server для передачи ввода с клавиатуры в запущенную внутри терминала программу, а также для чтения вывода программы и отображения вывода на дисплей. GNOME Terminal Server в свою очередь общается с X Window System по X протоколу.
2) PTY slave (PTS) — ведомая часть псевдотерминала. Используется программой, запущенной внутри терминала, для чтения ввода с клавиатуры и отображения вывода на экран. По крайней мере, так думает сама программа (объясню, что это значит, чуть далее).
Любые данные, записанные в PTS устройство, являются вводом PTM устройства, то есть становятся доступны для чтения на PTM устройстве. И наоборот: любые данные, записанные в PTM устройство, являются вводом PTS устройства. Именно таким образом и происходит общение GNOME Terminal Server и запущенной внутри терминала программы. Каждому PTM устройству сопоставляется свое PTS устройство.
Помните, я сказал, что программа, использующая PTS устройство, только думает, что она общается напрямую с терминалом? Дело в том, что PTS также является терминальным устройством (TTY устройством), но разница между PTS устройством и действительным TTY устройством в том, что PTS устройство ввод получает не с клавиатуры, а с master устройства, а вывод идет не на дисплей, а на master устройство. Именно поэтому псевдотерминал назван так — псевдотерминал лишь имитирует (опять??) терминал. Разница между эмулятором терминала и псевдотерминалом в том, что эмулятор терминала — это лишь графическая программа, позволяющая запускать терминал прямо внутри оконного интерфейса, но реализована эта возможность с помощью псевдотерминала.
То, что PTS устройство является TTY устройством — это очень важно. Вот почему:
PTM устройство также является TTY устройством, но это не играет никакой роли, так как оно не используется в роли управляющего терминала. Более того, дисциплина линии PTM устройства установлена в raw режим, поэтому процессинг при передаче данных от PTS к PTM устройству не производится. Однако, вызовы read() и write() из пользовательского пространства все равно сперва обслуживаются дисциплиной линии на обоих устройствах. Данный момент сыграет еще большую роль, как мы увидим позднее.
Процесс общения GNOME Terminal Server и запущенной внутри терминала программы выглядит следующим образом:
Следует поподробнее рассмотреть роль, которую играет дисциплина линии при общении между обеими частями псевдотерминала. Здесь дисциплина линии отвечает за процессинг данных, переходящих от PTM к PTS устройству, а также за доставку данных из одной части псевдотерминала в другую. Когда мы находимся в драйвере PTS устройства, мы задействуем дисциплину линии PTM устройства, и наоборот.
Виртуальные устройства
Вы, наверное, могли подумать, что можете открыть файл по пути /dev/pts/N и писать или читать данные из него, как из обычного текстового файла? Да, все устройства в Unix-подобных системах являются файлами благодаря фундаментальному принципу Unix, который гласит, что все является файлом. Однако, никакие специальные файлы устройств (англ. — device file) не являются текстовыми файлами. Такие устройства называются виртуальными устройствами (virtual device) — то есть существуют исключительно в памяти, а не на диске.
Устройство псевдотерминала
Мы все ближе приближаемся к заключительной части статьи, но перед этим заглянем «под капот» Linux — рассмотрим устройство псевдотерминала на уровне ядра. Будет много кода, но я постараюсь объяснять каждый приведенный блок кода максимально подробно, сокращать неважные детали и идти последовательно.
Перед началом введем так называемую «корзину компонентов». По мере продвижения по ядру, мы будет добавлять в нее всё больше компонентов и находить связь между ними. Надеюсь, это еще лучше поможет понять устройство псевдотерминала. Приступим.
Когда Linux запускается, он загружает необходимые драйверы устройств. Такой драйвер имеется и у нашего псевдотерминала. Его регистрация начинается с вызова данной функции:
Для всех современных систем будет вызвана функция unix98_pty_init() :
Здесь нас интересует 3 вещи:
1. tty_set_operations
Функция tty_set_operations() всего лишь устанавливает таблицу функций для текущего драйвера:
Структура tty_operations — это таблица функций, которая используется для доступа к функциям драйвера TTY устройства.
Здесь можете наблюдать уже знакомую по статье о Сишном printf функцию pty_write — к ней мы вернемся чуть позднее.
Давайте добавим данную структуру в нашу корзину компонентов: 
2. ptmx_open
Теперь перейдем к ptmx_open():
Сначала разберем функцию alloc_tty_struct() :
Единственное, что нас здесь интересует, это функция tty_ldisc_init() :
Которая вызывает tty_ldisc_get() :
Вроде бы ничего сложного? Давайте добавим все рассмотренные до этого момента структуры в нашу корзину и свяжем их таким же образом, как они связаны в коде: 
Но мы создали tty_struct всего лишь для PTM устройства. А что же о PTS устройстве? Для этого вернемся к функции tty_init_dev() и вспомним о том, что дальше нас ожидает вызов функции tty_driver_install_tty() :
Комментарий подсказывает нам, что данный метод ответственен за создание различных дополнительных структур. PTS устройство и будет являться нашей дополнительной структурой. Признаюсь, это было для меня крайне удивительно, ибо это, черт возьми, целое устройство, а не просто какая-то дополнительная структура! Но мы то с вами понимаем, что все устройства — это всего лишь какие-то структуры, так что идем дальше. Хорошо, что такое здесь driver->ops->install? Для этого посмотрим на таблицу функций для PTM драйвера ещё раз:
И поймем, что нас интересует функция pty_unix98_install() :
Которая вызывает функцию pty_common_install() :
Мы видим, что для PTS устройства создается абсолютно такая же структура tty_struct за исключением того, что в ней будет находиться драйвер PTS устройства. Обе структуры хранят указатели друг на друга для общения между собой. Добавляем tty_struct для PTS устройства в нашу корзину.
Регистрация драйвера
Мы не будем рассматривать весь процесс регистрации драйвера, так как нас интересует только установка таблицы функций для файла TTY устройства (ведь мы должны как-то получить доступ к самому устройству при работе с файлом?).
Это — таблица функций, которая будет установлена для файла как PTM, так и PTS устройства:
Мы не будем добавлять данную структуру в нашу корзину, ибо она в принципе то и не относится к устройству псевдотерминалов и служит лишь для доступа к TTY устройству.
Готово. Мы рассмотрели процесс создания обоих устройств, который будет произведен при открытии мультиплексора /dev/ptmx. Таким образом, включая второе PTS устройство, которое имеет точно такое же строение, как и PTM устройство, общая картина строения псевдотерминала складывается следующая:
Hello, World!
Ну вот мы и подошли к самому главному. В данной главе мы полностью разберем путь нашей строки «Hello, World!», отправленной из простой Си программы в терминальное устройство.
Итак, наша строка «Hello, World!» отправляется в увлекательное путешествие. На самом деле, программа не знает ничего, кроме того, что она пишет в стандартный поток вывода. Ей больше нет разницы, куда этот вывод пойдет. Направьте stdout в /dev/null — и вывод вообще не будет нигде отображаться. Здесь я не буду рассказывать о вызовах библиотечных Си функций, а начнем сразу с файловой системы Linux.
Так как каждое устройство в Unix является файлом с определенными для него функциями write(), read(), close() и прочими, то при вызове write() на /dev/pts/0 мы попадаем в общую для всех файлов функцию __vfs_write() :
Здесь мы вызываем операцию write() из таблицы функций для текущего файла. Как вы помните, таблица функций была установлена при регистрации драйвера и выглядела она следующим образом:
Данная функция получает структуру tty_struct для текущего файла TTY устройства, а потом достает из нее дисциплину линии и вызывает функцию write() для нее. Таблица функций дисциплины линии выглядела следующим образом:
Переходим к функции n_tty_write() :
Итак, строка «Hello, World!» наконец отправилась в write() функцию драйвера PTS устройства. Найдем эту функцию в таблице функций драйвера:
Давайте здесь остановимся и проследим наш путь до этого места:
Вроде бы ничего не упустили. Итак, буфер передается в очередь ввода на PTM устройство. Разберемся, как именно это происходит.
Для начала, следует познакомить вас с новой структурой данных под названием flip buffer. Flip buffer — это структура данных, состоящая из двух массивов. Когда tty driver получает новые данные, он сохраняет их в первом массиве. Когда массив заполняется, ожидающая данных сторона будет об этом уведомлена и сможет прочитать данные из этого массива. Если в будущем появятся новые данные, они сохранятся уже во второй массив для того, чтобы не перезаписать читающиеся другой стороной данные. Когда и этот массив заполняется, ожидающая данных сторона снова будет уведомлена, а новые данные в следующий раз будут снова записываться в первый массив. Именно из-за такой логики данная структура данных и названа flip buffer — потому что данные перемещаются между массивами (наверное, здесь лучше подойдет какое-то другое слово, но я не знаю хорошего перевода для слова flip).
На самом деле, flip buffer был замёнен новой имплементацией в новых версиях ядра, однако поведение буфера осталось почти таким же, а все функции остались совместимы с раннее реализованными драйверами. Не стоит сильно вникать в устройство данного буфера, ясно одно — в конце концов данные будут перемещены в PTM устройство, а после окончания записи ожидающая сторона будет уведомлена о готовых для чтения данных.
Итак, наша строка «Hello, World!» оказалась в PTM устройстве. В это время GNOME Terminal Server заблокирован на вызове poll() (техника мультиплексирования I/O) и ожидает новых данных на любом из master устройств. Вы думаете, сейчас он проснется и прочитает новые данные на устройстве? Как бы не так. Когда я говорил об ожидающей стороне, я говорил о дисциплине линии, ведь это именно её задача — принимать ввод и производить его процессинг при необходимости.
Дисциплина линии будет уведомлена о новых данных с помощью вызова функции tty_flip_buffer_push() (в том же pty_write):
Я не знаю, что здесь подразумевается под work (предположу, что это какая-то внутренняя структура ядра для планировки различных задач) и какой компонент ядра отвечает за планировку, но из комментариев ясно следующее — когда задача начнет выполняться, доставку организует функция flush_to_ldisc() :
Все функции, начинающиеся с n_tty_receive_buf (кроме тех, где есть суффикс _raw) производят процессинг данных и записывают данные в буфер под названием read_buf, который и является основным буфером для чтения с TTY устройства. Так как дисциплина линии для PTM устройства установлена в raw режим, то процессинг не будет произведен и данные сразу запишутся в read_buf. Однако, если бы мы разбирали доставку данных от PTM к PTS устройству, то процессинг был бы произведен.
Опишу полную цепочку вызовов до конечного вызова, включая пропущенные вызовы:
Заметьте, никакая функция PTM драйвера при перемещении данных не была использована — вся работа произошла в дисциплине линии и драйвере PTS устройства.
Таким образом, наша строчка «Hello, World!» проходит следующий путь:
Заключение
Подведем итог. В данной статье мы узнали:
На этом все, спасибо за внимание! Если у вас возникли какие-нибудь вопросы — смело задавайте их в комментариях, буду рад ответить!