打字机 (Typewriter)

QWERTY 键盘 (1860s)

• 为降低打字速度设计的防卡纸方案
  • 毕竟机械结构，每一下都需要足够的力量

打字机时代的遗产

Shift

• 使字锤或字模向上移动一段距离，切换字符集

CR & LF

• \r CR (Carriage Return): 回车，将打印头移回行首
  • print('Hel\rlo')
• \n LF (Line Feed): 换行，将纸张向上移动一行
  • UNIX 的 \n 同时包含 CR 和 LF

Tab & Backspace

• 位置移动 (Backspace + 减号 = 错了划掉)

电传打字机 (Teletypewriter)

为了发电报设计 (收发两端同时打印)

• Telex (teleprinter exchange): 1920s，早于计算机
  • 使用 Baudot Code (5-bit code)
  • 很自然地也能用在计算机上

电传打字机 (cont'd)

• Teletype Model 28 (1951); technical data sheet

VT100: 封神之路

Video Teletypewriter (DEC, 1978)

• 成为事实上的行业标准
  • 首个完整实现 ANSI Escape Sequence 的终端
  • $80\times 24$ 字符显示成为标准布局

计算机终端：原理

作为输出设备

• 接受 UART 信号并显示 (Escape Sequence 就非常自然了)

作为输入设备

• 把按键的 ASCII 码输出到 UART (所以有很多控制字符)

今天：伪终端 (Pseudo Terminal)

一对 “管道” 提供双向通信通道

• 主设备 (PTY Master): 连接到终端模拟器
• 从设备 (PTY Slave): 连接到 shell 或其他程序
  • 例如 /dev/pts/0

伪终端经常被创建

• ssh, tmux new-window, ctrl-alt-t, ...
• openpty(): 通过 /dev/ptmx 申请一个新终端
  • 返回两个文件描述符 (master/slave)
  • (感受到 “操作系统对象” 的恐怖体量了吧)

终端模拟器 (Terminal Emulator)

这下你也会实现了

• openpty + fork
  • 子进程：stdin/stdout/stderr 指向 slave
  • 父进程：从 master 读取输出显示到屏幕; 将键盘输入写入 master

甚至可以扩展 Escape Sequence 来显示图片

• Kitty: \033[60C\_ 开头，\033\ 结尾
  • 允许控制大小、位置、动画等
  • kitten icat img.png | cat
• 应该内嵌 WebView 的 期待这个革命性的产品

终端：更多功能

终端模式

• Canonical Mode: 按行处理
  • 回车发送数据 (终端提供行编辑功能)
• Non-canonical Mode: 按字符处理
  • 每个字符立即发送给程序
  • 用于实现交互式程序: vim, ssh sshtron.zachlatta.com

终端属性控制

• tcgetattr/tcsetattr (terminal control)
• 可以控制终端的各种行为：回显、信号处理、特殊字符等
  • (你输密码的时候关闭了终端的回显)