Linux下的consolen(控制台)和terminal(终端)

Linux下的console除了真实的硬件设备外，还有virtual console，也就是你按alt+Fn或者alt+ctrl+Fn切换到的东西。所谓虚拟就是这些console共享同一个真实的设备，只有一个活动的console才显示在前面。这些console对应的设备是：/dev/ttyN，其中1 ≤ N ≤ 63。而/dev/tty0则是指向当前的terminal；/dev/console是指向当前console，但它现在并_不是_对/dev/tty0的符号链接。更多可参考console(4)。

/dev/tty是另一个特殊设备，它指向控制终端（controlling terminal）。如果某个进程的控制终端是/dev/tty3，那么/dev/tty就指向/dev/tty3了。控制终端是什么概念？它是一个进程的某个属性，是依附带该进程上的终端。比如我们在某个终端下输入ctrl+C，那么它控制的前台进程就会收到SIGINT，而后台进程会收到SIGTtiN或SIGTTOU ，如果它们读写该终端的话。被同一个终端控制的所有进程被称为一个会话（session），会话的领导就是创建改会话的进程，其子进程也会被该终端控制。所以，1) 需要交互的命令行程序通常会从/dev/tty这个设备进行读写；2) Unix后台进程都需要在fork之后调用setsid(2)，3) 需要加O_NOCTTY，当你open一个可能是终端的文件时。

另外，想要确定/dev/tty究竟是指向哪个设备，可以调用TIOCCONS ioctl。参考tty(4)。

下面是另外一个概念——伪终端（pseudo-terminal），根据pty(7)的介绍，伪终端一对虚拟设备，提供端到端双向通信的通路，一端称为master，另一端称为slave。在slave那端看到的和在真实终端看到的效果一样。所以伪终端一般被ssh等网络登录程序使用。历史上，有两套伪终端接口，一个是Unix 98伪终端，另一个是BSD伪终端。

BSD提供的接口很简单：/dev/pty[p-za-e][0-9a-f] 是master; /dev/tty[p-za-e][0-9a-f] 是slave，它们都是配好对的。这样看起来很简单，但对程序员来说不容易，要找到一个合适的终端需要一个个从头尝试。所以这种方式已经被遗弃。

而Unix 98伪终端则完全不同，它始终使用/dev/ptmx作为master复制设备，然后在每次打开它的时候才得到一个master设备的fd，同时在/dev/pts/目录下得到一个slave设备。这样编程就相对容易了，根据pts(4)介绍，需要三个新的API： ptsname(3)，grantpt(3)和unlockpt(3)。我们可以通过一个实例看一下如何使用：

• #include <stdio.h>
• #include <sys/stat.h>
• #include <fcntl.h>
• #include <sys/ioctl.h>
• #include <termios.h>
• #include <unistd.h>
• #include <pthread.h>
• #include <sched.h>
• #include <stropts.h>
• char    *mptname = "/dev/ptmx";         /* master pseudo-tty device */
• //...
• int master,slave;
• struct termios sbuf;
• struct  winsize size;
• void getmaster()
• {
•     struct stat stb;
•     if ((master = open(mptname, O_RDWR))>= 0) {  /* a pseudo-tty is free */
•         (void) ioctl(0, TCGETS, (char *)&sbuf);
•         (void) ioctl(0, TIOCGWINSZ, (char *)&size);     /// TIOCGWINSZ 获得终端设备的窗口大小 get
•         return;
•     } else {                    /* out of pseudo-tty's */
•         perror(mptname);
•         fprintf(stderr, gettext("Out of pseudo-tty's\n"));
•         exit(1);
•     }
• }
• void getslave()
• {
•     char *slavename;    /* name of slave pseudo-tty */
•     grantpt(master);        /* change permissions of slave */
•     unlockpt(master);          /* unlock slave */
•     slavename = ptsname(master);        /* get name of slave */
•     slave = open(slavename, O_RDWR);    /* open slave */
•     if (slave <0) {       /* error on opening slave */
•         perror(slavename);
•         exit(1);
•     }
•     ioctl(slave, I_PUSH, "ptem");   /* push pt hw emulation module */
•     ioctl(slave, I_PUSH, "ldterm");  /* push line discipline */
•     (void) ioctl(slave, TCSETSF, (char *)&sbuf);
•     (void) ioctl(slave, TIOCSWINSZ, (char *)&size);
• }
  

• /** Return the pathname of the pseudo terminal slave associated with
•    the master FD is open on, or NULL on errors.
•    The returned storage is good until the next call to this function.  */
• char * ptsname (int fd)
• {
•   static char peername[1024];  /** XXX */
•   error_t err;
•   err = __ptsname_r (fd, peername, sizeof (peername));
•   if (err)
•     __set_errno (err);
•   return err ? NULL : peername;
• }
• /** Store at most BUFLEN characters of the pathname of the slave pseudo
•    terminal associated with the master FD is open on in BUF.
•    Return 0 on success, otherwise an error number.  */
• int
• __ptsname_r (int fd, char *buf, size_t buflen)
• {
•   char peername[1024];  /** XXX */
•   size_t len;
•   error_t err;
•   peername[0] = '\0';
•   if (err = HURD_DPORT_USE (fd, __term_get_peername (port, peername)))
•     return _hurd_fd_error (fd, err);
•   len = strlen (peername) + 1;
•   if (len > buflen)
•     return ERANGE;
•   memcpy (buf, peername, len);
•   return 0;
• }
  

• sina@ubuntu:~/work/seriol$ mount | grep devpts
• devpts on /dev/pts type devpts (rw,noexec,nosuid,gid=5,mode=0620)