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Linux作為一款設(shè)計(jì)用于服務(wù)器的操作系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中通常是沒(méi)有界面的。操作系統(tǒng)內(nèi)核中提供了系統(tǒng)調(diào)用接口，用戶(hù)程序可以通過(guò)調(diào)用這些接口來(lái)獲取系統(tǒng)資源的使用。在嵌入式系統(tǒng)中，通常會(huì)通過(guò)控制臺(tái)串口與開(kāi)發(fā)板進(jìn)行交互。但是，有時(shí)候需要將控制臺(tái)重定向到其他設(shè)備，如串口，網(wǎng)口等。本文將介紹如何在移植Linux到嵌入式系統(tǒng)時(shí)實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)重定向的技巧。
一、控制臺(tái)簡(jiǎn)介
在Linux中，標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出分別對(duì)應(yīng)于設(shè)備文件stdin、stdout和stderr。默認(rèn)情況下，這三個(gè)文件都與控制臺(tái)終端關(guān)聯(lián)?？刂婆_(tái)是一種物理設(shè)備，通常是一個(gè)顯示屏或者指向一個(gè)顯示器的串口。通過(guò)這種設(shè)備，用戶(hù)可以看到操作系統(tǒng)的輸出和響應(yīng)。如果將控制臺(tái)終端與其他設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)，則可以將輸出流和輸入流的數(shù)據(jù)通過(guò)該設(shè)備進(jìn)行傳輸。重定向的基本概念是將一個(gè)數(shù)據(jù)流輸送到另一個(gè)輸出端口。
二、實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)重定向的方法
實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)重定向可以通過(guò)修改內(nèi)核代碼或者修改啟動(dòng)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。重定向可以將控制臺(tái)輸出重定向到串口或網(wǎng)口等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的交互、遙測(cè)采集等操作。下面將分別介紹這兩種方法。
1. 修改內(nèi)核代碼
重定向控制臺(tái)可通過(guò)修改內(nèi)核中的相關(guān)代碼實(shí)現(xiàn)。主要有兩種情況：
（1）串口重定向控制臺(tái)
對(duì)于串口，我們需對(duì)內(nèi)核代碼進(jìn)行修改，主要包括：
在開(kāi)發(fā)板的硬件配置文件中，配置串口信息，包含端口、波特率等參數(shù)。在內(nèi)核中尋找控制臺(tái)終端的代碼，修改以支持串口設(shè)備。有些內(nèi)核中已經(jīng)對(duì)這一部分代碼進(jìn)行了修改，不需要再對(duì)其進(jìn)行更改。 使用向量表進(jìn)行重定向。向量表是一個(gè)記錄中斷服務(wù)程序的地址的表。當(dāng)硬件出現(xiàn)中斷時(shí)，中斷控制器查找向量表來(lái)確定中斷服務(wù)程序的地址，然后跳轉(zhuǎn)到該程序中執(zhí)行代碼。向量表中有幾項(xiàng)保留為串口的I/O，我們可以使用這些保留中的一個(gè)項(xiàng)，將控制臺(tái)終端指向該項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)重定向。 使用啟動(dòng)參數(shù)進(jìn)行重定向。在這種情況下，需要在啟動(dòng)參數(shù)中添加如下內(nèi)容：console=ttySAC0,115200。其中，ttySAC0是串口的設(shè)備節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)，115200是串口的波特率。
（2）網(wǎng)絡(luò)重定向控制臺(tái)
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)重定向控制臺(tái)，我們可以通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：
代碼修改。在內(nèi)核中尋找控制臺(tái)終端的代碼，修改以支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這種方式需要對(duì)內(nèi)核源代碼進(jìn)行修改，較為復(fù)雜。 啟動(dòng)參數(shù)設(shè)置。在啟動(dòng)參數(shù)中添加如下內(nèi)容：console=tty、tty0或者tty1，其中tty是泛指的字符設(shè)備，表示所有的終端設(shè)備，tty0表示內(nèi)核控制臺(tái)，tty1表示之一條串口，依此類(lèi)推?？刂婆_(tái)的輸出會(huì)直接在網(wǎng)卡上發(fā)送，因此需要將輸出流連接到特定的網(wǎng)卡上，并指定其通道。指定特定的內(nèi)核模塊用于網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序。
2. 修改啟動(dòng)參數(shù)
修改啟動(dòng)參數(shù)是實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)重定向的最簡(jiǎn)單方式，無(wú)需進(jìn)行內(nèi)核代碼的修改。這種方式適用于不需要特定的設(shè)置或用戶(hù)不想修改內(nèi)核的情況下。修改啟動(dòng)參數(shù)需要進(jìn)行如下設(shè)置：
設(shè)置串口信息。在啟動(dòng)參數(shù)中添加如下內(nèi)容：console=ttySAC0,115200。其中，ttySAC0是串口的設(shè)備節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)，115200是串口的波特率。 如果需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制臺(tái)重定向，則需要設(shè)置類(lèi)似于如下內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：console=tty、tty0或者tty1 netconsole=eth0,1500@192.168.1.120/24,12345@192.168.1.1/。其中，eth0是設(shè)備節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)，1500@192.168.1.120/24表示本地地址，12345@192.168.1.1/表示遠(yuǎn)程地址和端口號(hào)。
三、控制臺(tái)重定向的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用
通過(guò)控制臺(tái)重定向，我們可以實(shí)現(xiàn)以下功能：
1. 遠(yuǎn)程調(diào)試
通過(guò)控制臺(tái)重定向，我們可以將開(kāi)發(fā)板的運(yùn)行狀態(tài)輸出到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。這對(duì)于開(kāi)發(fā)調(diào)試非常有用。當(dāng)用戶(hù)無(wú)法即時(shí)訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)時(shí)，該功能可以協(xié)助用戶(hù)進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和監(jiān)測(cè)。該功能在嵌入式開(kāi)發(fā)中十分常見(jiàn)。
2. 遠(yuǎn)程控制
控制臺(tái)重定向也可以用于遠(yuǎn)程控制。用戶(hù)可以通過(guò)相應(yīng)的文本命令，在終端輸入指令，控制服務(wù)器上程序的運(yùn)行、關(guān)閉等命令。
3. 系統(tǒng)監(jiān)控
通過(guò)將輸出流連接到網(wǎng)卡之后，我們可以將控制臺(tái)重定向到其他設(shè)備上進(jìn)行監(jiān)控。例如，你可以將控制臺(tái)重定向到警報(bào)系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，可以使用警報(bào)系統(tǒng)發(fā)出警示。該功能在從事嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的人員中較為常見(jiàn)。
4. 遙測(cè)采集
通過(guò)將控制臺(tái)重定向到特定的網(wǎng)口上，可以用于遙測(cè)采集。例如，對(duì)于無(wú)人機(jī)等適合進(jìn)行遙測(cè)采集的應(yīng)用，我們可以將采集器與無(wú)人機(jī)的控制臺(tái)終端進(jìn)行連接，通過(guò)采集器采集無(wú)人機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬲净蛟破脚_(tái)上進(jìn)行分析。
結(jié)語(yǔ)
本文介紹了如在移植Linux到嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)重定向的方法。內(nèi)核代碼修改和啟動(dòng)參數(shù)設(shè)置兩種方式可以輕松實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)重定向。重定向功能可以用于開(kāi)發(fā)過(guò)程中的遠(yuǎn)程調(diào)試和控制，系統(tǒng)監(jiān)控以及數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用，這些功能對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和調(diào)試非常有用。重定向是控制臺(tái)應(yīng)用的一個(gè)重要組成部分，因此是嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中必不可少的技巧。
相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：
- linux重定向的設(shè)備代碼
linux重定向的設(shè)備代碼
標(biāo)準(zhǔn)輸入(stdin) 代碼為 0 ，實(shí)際映射關(guān)系：/dev/stdin -> /proc/self/fd/0
標(biāo)準(zhǔn)輸出(stdout)代碼為 1 ， 實(shí)際映射關(guān)系：/dev/stdout -> /proc/self/fd/1
標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出(stderr)代碼為顫旅 2 ，實(shí)際映射關(guān)系： /dev/stderr ->/pro/self/fd/2
舉例：正常輸出態(tài)斗和錯(cuò)誤信息都不顯示，把標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤都重定向到/dev/null
# ls 1>/dev/null 2>茄閉凳/dev/null
由于問(wèn)題比較具體建議對(duì)照劉遄老師的《Linux就該這么學(xué)》這本書(shū)相關(guān)章節(jié)，或是去網(wǎng)站：
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