致敬經典：在國產開源操作系統 RT-Thread 重溫 UNIX 彩色終端

引言

上篇文章里我們向大家介紹了 RT-Thread v5.1.0 的一些新特性。其中包括了終端環境的進一步完善。終端是人機交互的重要接口。實用的終端工具可以顯著地提升系統使用者的幸福指數。舉例來說，當我們想要修改一些系統配置，或是編寫腳本時，一個好用的文本編輯器總是不可或缺。以 UNIX 文本編輯器 Vim 為例子。得益于 v5.1.0 內核對于 POSIX 的支持，我們拉取源碼構建燒錄后，就可以在 RT-Thread Smart 上享受到原滋原味的 Vim 編程體驗啦。

在 smart 上編輯 ./rt-thread/tools/building.py

感覺如何？如果你不滿足于淺嘗輒止，請不要擔心。接下來的文章里我們將向你繼續分享 RT-Thread Smart 中的終端環境組成和使用。

Busybox

被業內稱之為瑞士軍刀的BusyBox，嵌入式Linuxer對它肯定不會感到陌生，甚至熟悉到忽略他無時無刻的存在。它在單一的可執行文件中提供了精簡的Unix工具集，可運行于多款POSIX環境的操作系統。

RT-Thread Smart 已適配了上百種 Busybox 命令。而 Busybox 也是 Smart 當前的終端環境的一個重要組成部分。其中包括 init 提供的初始化和系統管理，ash提供的命令解釋、腳本執行、作業控制等。接下來我們結合實際例子深入探索這些部分的實際應用和能力。

Smart 已適配的 Busybox 命令集

init進程介紹

init（為英語：initialization的簡寫）是 Unix 和類Unix 系統中用來產生其它所有進程的程序。它以守護進程的方式存在，其進程號為1。系統在引導時加載內核后，便由內核加載init程序，由init程序完成余下的引導過程，比如加載執行級別，加載服務，啟動Shell/圖形化界面等等。

init進程運行之后會加載解析/etc/inittab文件的內容，根據腳本項目決定接下來的運行模式和需要啟動的命令。以下是本次體驗中使用的 inittab 腳本。

1#?Copyright?(c)?2006-2024,?RT-Thread?Development?Team2#3#?SPDX-License-Identifier:?Apache-2.045#?Mount?Filesystem6::sysinit:mkdir?-p?/dev/shm?/dev/pts?/proc7::sysinit:mount?-a89#?Run?getty?&?login
10console::respawn:/sbin/getty?115200?/dev/console
11
12#?Restart?bussiness
13::restart:/sbin/init

根據這個腳本，init 進程會首先創建掛載點，然后通過 mount 命令掛載文件系統。等到上序進程都退出后，啟動 getty 獲得 console TTY 設備作為會話控制終端。getty 接著會啟動 login。它在 TTY 設備上等待用戶登錄，并在用戶名、密碼校驗成功后啟動 shell 程序，也就是 busybox ash 。

ash介紹

Almquist shell，經常被簡稱為 A Shell 或 ash，一種Unix shell，源自于Bourne shell，由肯尼斯·艾昆斯特（Kenneth Almquist）在SVR4上建立了這個分支。它的特色是快而且輕巧，兼容于POSIX，在后來的BSD版本上，它取代了Bourne shell。在BusyBox中，實現了類似于ash標準的shell的程序。

結合上文介紹的初始化過程配置，在系統登錄完成后，就會看到 ash 打印的命令提示符。此時一個 ash 進程就運行在 RT-Thread Smart 內核中實現用戶交互，命令解析。

系統登錄并執行 top 命令效果

既然來到shell中，那就不得不忽略其強大的腳本執行功能。shell 腳本的兼容度對于批處理、自動化測試來說非常重要。我們通過一個流行的 shell 腳本單元測試工具 shUnit2 展示這個功能。

https://github.com/kward/shunit2

shUnit2 本質是一套 shell 腳本庫，包含了眾多預定義函數。我們利用它，可以用簡單的腳本實現復雜的單元測試過程。將克隆下來的倉庫放入根文件系統的 /root 文件夾之后，可以在 ./shunit2/example 下看到一些樣例代碼。這里給出一個測試 suite 腳本。

1#!/bin/sh2#?本腳本就是倉庫對應路徑 ./example/suite_test.sh 文件的內容。3#?這是一個測試套件樣例，允許開發者將測試函數注冊到?shUnit2?框架中，4#?使其成為測試執行的一部分。對應的，沒有注冊的函數不會在 report 中體現5suite()?{6??suite_addTest?suite_test_one78??suite_test_two9}
10
11suite_test_one()?{
12??assertEquals?1?1
13}
14
15suite_test_two()?{
16??assertNotEquals?1?2
17}
18
19#?Load?and?run?shUnit2.
20.?../shunit2

在 ash 中執行這個文件，我們就成功在 RT-Smart 中運行了一個基于命令解釋器實現的單元測試 suite。

執行測試套件 suite_test.sh

作業控制（Job Control）介紹

在解釋作業控制前，我們先要簡單介紹一下它的概念。對于當前操作者來說，能夠操作的命令控制臺終端shell是一個獨立的shell，并根據是否可以直接操作當前shell的程序來將shell中的作業分為前臺與后臺兩種狀態。能夠直接在shell上交互的程序稱為前臺狀態，而不能直接交互的程序為后臺狀態。如果把所有的前后臺程序都統一稱作作業(job)，那么可以基于當前的shell對所有的job來進行作業控制，從而稱作job control。

如上所述job control就是基于當前的shell前后臺作業來實現作業管理的，典型的管理有：將一個前臺程序ctrl+c終止掉，或將一個新的作業啟動放入后臺（&后綴啟動），或將一個后臺程序放入前臺（fg命令）。其它的操作例如還有：jobs命令查看所有后臺作業狀態，ctrl+z暫停一個前臺作業并放入后臺，bg將一個后臺作業轉入后臺運行等等。常用的操作命令集如：

●?jobs命令

●?fg 命令

●?bg 命令

●?ctrl+c/ctrl+z/ctrl+d/ctrl+\

●?& 啟動后臺作業

那么作業控制有什么具體的應用呢？假設一個日常生活中的常見場景，首先我們使用 Vim 創建一個文件開始編輯。編輯過程中，可能突然需要做別的事情。此時就可以像 GUI 中的“最小化”操作一樣，通過 Ctrl^z 掛起 Vim 并回到 ash。通過 jobs 命令我們可以看到 Vim 掛起后更新為作業 %1 并處于停止狀態（Stopped）。

Vim 掛起效果

當我們想要繼續編輯時，就可以在 ash 中使用 fg 命令指定 Vim，將其恢復到前臺運行。這類似 GUI 中的“最大化”操作。當我們在 Vim 完成文檔編輯操作并退出后，可以通過 jobs 命令看到作業已經清空。通過 cat 命令我們看到文件已經成功保存。

后臺作業換入前臺效果

總結

基于 Busybox ，我們介紹了 RT-Smart 終端環境的使用體驗，看到了“瑞士軍刀” BusyBox 強大的功能。通過實際的啟動腳本示例，展示了 init 進程如何加載和初始化系統，通過 shUnit2 展示了 ash 提供的強大腳本執行能力，并借助 Vim 展示了job control 的前后臺控制特性。

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ART-Pi Smart 硬件規格情況

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