我可以访问终端文件吗？

Question 1

您一直在访问终端文件。但这并不像您想象的那样。

当您写入磁盘文件，然后从中读取时，您读取的就是您写入的。对于终端等特殊文件来说，情况并非如此。文件是可以写入和读取的东西；写入内容和读取内容之间的联系取决于文件的性质。对于字符设备文件，通常根本没有链接。

终端文件连接两个扮演不同角色的实体：终端本身和想要与用户交互的应用程序。终端可以是由内核表示的硬件，也可以是终端仿真器（它是一个进程）。当应用程序写入数据时，终端开始读取数据（并且通常以某种方式将其显示给用户）；当应用程序读取数据时，数据来自终端（通常是用户输入的）。

在您的情况下，应用程序依次是 shell、cat、编辑器等。编辑器可能会尝试从终端读取数据，但如果是这样，它会等待您的输入，并且它可能会或可能不会对输入结束做出正确反应（您可以通过在行首按 Ctrl+D 来发出信号）。再说一次，从终端读取不会给你带来以前的东西输出到航站楼。

对于控制台，写入终端的数据将绘制在屏幕上。使用 Linux 控制台，/dev/tty1可以从设备读回显示的文本/dev/vcs1只要它保持可显示（因此您只能获得屏幕上显示的内容，加上向后滚动仍可用的内容；向后滚动无法到达的任何内容都将永远丢失）。

请注意，这是 Linux 终端接口提供的功能。终端可以简单地绘制像素并忘记文本。大多数终端仿真器不提供任何类似的功能。

¹_{实际上，大多数文件都是这样的，但不是全部。目录无法通过普通接口写入，并且在许多 UNIX 变体上也无法读取。有些设备不支持读取或写入，仅支持ioctl.}

Answer

您一直在访问终端文件。但这并不像您想象的那样。

当您写入磁盘文件，然后从中读取时，您读取的就是您写入的。对于终端等特殊文件来说，情况并非如此。文件是可以写入和读取的东西；写入内容和读取内容之间的联系取决于文件的性质。对于字符设备文件，通常根本没有链接。

终端文件连接两个扮演不同角色的实体：终端本身和想要与用户交互的应用程序。终端可以是由内核表示的硬件，也可以是终端仿真器（它是一个进程）。当应用程序写入数据时，终端开始读取数据（并且通常以某种方式将其显示给用户）；当应用程序读取数据时，数据来自终端（通常是用户输入的）。

在您的情况下，应用程序依次是 shell、cat、编辑器等。编辑器可能会尝试从终端读取数据，但如果是这样，它会等待您的输入，并且它可能会或可能不会对输入结束做出正确反应（您可以通过在行首按 Ctrl+D 来发出信号）。再说一次，从终端读取不会给你带来以前的东西输出到航站楼。

对于控制台，写入终端的数据将绘制在屏幕上。使用 Linux 控制台，/dev/tty1可以从设备读回显示的文本/dev/vcs1只要它保持可显示（因此您只能获得屏幕上显示的内容，加上向后滚动仍可用的内容；向后滚动无法到达的任何内容都将永远丢失）。

请注意，这是 Linux 终端接口提供的功能。终端可以简单地绘制像素并忘记文本。大多数终端仿真器不提供任何类似的功能。

¹_{实际上，大多数文件都是这样的，但不是全部。目录无法通过普通接口写入，并且在许多 UNIX 变体上也无法读取。有些设备不支持读取或写入，仅支持ioctl.}

Question 2

是的，但是终端文件不是常规文件。

如果列出终端文件的扩展属性，您将看到：

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

注意权限部分的第一个字符是字母“c”，这表明该文件是一个字符特殊设备。相反，常规文件中包含“-”，目录为“d”，块特殊设备为“b”，符号链接为“l”，unix 域套接字为“s”。

需要注意的是，在像 Linux 这样的 Unix 系统中，文件系统实际上更像是与内核对象交互的命名空间，您可以在其中为各种内核对象命名，以便系统的各个部分可以明确地引用它们。这些内核对象不仅仅是由持久存储支持的常规文件，而且还包括硬件设备或套接字等。

字符特殊设备是一个内核对象，通过读取和写入字符流与用户空间交互，它们可以通过执行以下操作来访问：read()和write()系统调用。

例如，在我的机器上使用 Ctrl+Alt+F1（在我的机器上是 /dev/tty1，而不是 tty0），我可以使用使用系统调用的程序读取输入到虚拟控制台的任何内容，read()例如cat：

在图形模拟器中，sudo cat /dev/tty1
使用 Ctrl+Alt+F1 切换到虚拟控制台模拟器
在虚拟控制台模拟器中输入一些内容
使用 Ctrl+Alt+F7 切换回图形 UI
在图形模拟器中，我会看到在虚拟控制台模拟器中输入的任何内容作为输出cat

相反，我还可以使用使用write()系统调用的程序在虚拟控制台中显示字符，例如tee：

在图形模拟器中，echo "hello world" | sudo tee /dev/tty1
使用 Ctrl+Alt+F1 切换到虚拟控制台模拟器
在虚拟控制台模拟器中，我会看到“hello world”

大多数常规文本编辑器将拒绝实际打开非常规特殊文件，因为它们被编程为检查文件类型并拒绝编辑非常规文件。这是为了防止“意外”，因为在常规文本编辑器中编辑特殊设备没有什么意义。此外，大多数常规文本编辑器实际上并不只是调用write()现有文件，而是写入新文件和rename()交换文件以替换旧文件。即使您有支持就地写入的文本编辑器，它们通常也会首先尝试截断文件，这当然在特殊字符设备中不受支持。

Answer

是的，但是终端文件不是常规文件。

如果列出终端文件的扩展属性，您将看到：

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

注意权限部分的第一个字符是字母“c”，这表明该文件是一个字符特殊设备。相反，常规文件中包含“-”，目录为“d”，块特殊设备为“b”，符号链接为“l”，unix 域套接字为“s”。

需要注意的是，在像 Linux 这样的 Unix 系统中，文件系统实际上更像是与内核对象交互的命名空间，您可以在其中为各种内核对象命名，以便系统的各个部分可以明确地引用它们。这些内核对象不仅仅是由持久存储支持的常规文件，而且还包括硬件设备或套接字等。

字符特殊设备是一个内核对象，通过读取和写入字符流与用户空间交互，它们可以通过执行以下操作来访问：read()和write()系统调用。

例如，在我的机器上使用 Ctrl+Alt+F1（在我的机器上是 /dev/tty1，而不是 tty0），我可以使用使用系统调用的程序读取输入到虚拟控制台的任何内容，read()例如cat：

在图形模拟器中，sudo cat /dev/tty1
使用 Ctrl+Alt+F1 切换到虚拟控制台模拟器
在虚拟控制台模拟器中输入一些内容
使用 Ctrl+Alt+F7 切换回图形 UI
在图形模拟器中，我会看到在虚拟控制台模拟器中输入的任何内容作为输出cat

相反，我还可以使用使用write()系统调用的程序在虚拟控制台中显示字符，例如tee：

在图形模拟器中，echo "hello world" | sudo tee /dev/tty1
使用 Ctrl+Alt+F1 切换到虚拟控制台模拟器
在虚拟控制台模拟器中，我会看到“hello world”

大多数常规文本编辑器将拒绝实际打开非常规特殊文件，因为它们被编程为检查文件类型并拒绝编辑非常规文件。这是为了防止“意外”，因为在常规文本编辑器中编辑特殊设备没有什么意义。此外，大多数常规文本编辑器实际上并不只是调用write()现有文件，而是写入新文件和rename()交换文件以替换旧文件。即使您有支持就地写入的文本编辑器，它们通常也会首先尝试截断文件，这当然在特殊字符设备中不受支持。

Question 3

1970 年代，我们有了硬件终端 CUI。

但在 70 年代没有人使用 CUI 这个术语。

现在，在我的 Linux 盒子中，我看到七个终端仿真器，其中 GUI 占用了第 7 个终端仿真器 (Ctrl+Alt+F7)。

这些终端仿真器在 80 年代就已经可用，而且还没有 GUI。

使用某些编辑器，这个终端文件 /dev/tty0 可以在用户空间访问吗？

这个问题没有意义。根据设计，所有文件都可以在用户空间中访问，这就是文件的全部要点，尤其是/dev./dev/tty0作为一种设备，它无法被编辑，因为它的“内容”本质上是短暂的。您从中读取的内容就是您最终在控制台中输入的内容，并且您在控制台上写入的内容将显示在屏幕上。

Answer