致敬经典：在国产开源操作系统 RT-Thread 重温 UNIX 彩色终端

 

引言

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上篇文章里我们向大家介绍了 RT-Thread v5.1.0 的一些新特性。其中包括了终端环境的进一步完善。终端是人机交互的重要接口。实用的终端工具可以显著地提升系统使用者的幸福指数。举例来说，当我们想要修改一些系统配置，或是编写脚本时，一个好用的文本编辑器总是不可或缺。以 UNIX 文本编辑器 Vim 为例子。得益于 v5.1.0 内核对于 POSIX 的支持，我们拉取源码构建烧录后，就可以在 RT-Thread Smart 上享受到原滋原味的 Vim 编程体验啦。

 

在 smart 上编辑 ./rt-thread/tools/building.py

 

 

 

感觉如何？如果你不满足于浅尝辄止，请不要担心。接下来的文章里我们将向你继续分享 RT-Thread Smart 中的终端环境组成和使用。
 

Busybox

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被业内称之为瑞士军刀的BusyBox，嵌入式Linuxer对它肯定不会感到陌生，甚至熟悉到忽略他无时无刻的存在。它在单一的可执行文件中提供了精简的Unix工具集，可运行于多款POSIX环境的操作系统。

 

 

RT-Thread Smart 已适配了上百种 Busybox 命令。而 Busybox 也是 Smart 当前的终端环境的一个重要组成部分。其中包括 init 提供的初始化和系统管理，ash提供的命令解释、脚本执行、作业控制等。接下来我们结合实际例子深入探索这些部分的实际应用和能力。

Smart 已适配的 Busybox 命令集

 

 

init进程介绍

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init（为英语：initialization的简写）是 Unix 和 类Unix 系统中用来产生其它所有进程的程序。它以守护进程的方式存在，其进程号为1。系统在引导时加载内核后，便由内核加载init程序，由init程序完成余下的引导过程，比如加载执行级别，加载服务，启动Shell/图形化界面等等。

 

 

init进程运行之后会加载解析/etc/inittab文件的内容，根据脚本项目决定接下来的运行模式和需要启动的命令。以下是本次体验中使用的 inittab 脚本。

1# Copyright (c) 2006-2024, RT-Thread Development Team
2#
3# SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
4
5# Mount Filesystem
6:mkdir -p /dev/shm /dev/pts /proc
7:mount -a
8
9# Run getty & login
10console:/sbin/getty 115200 /dev/console
11
12# Restart bussiness
13:/sbin/init
 

根据这个脚本，init 进程会首先创建挂载点，然后通过 mount 命令挂载文件系统。等到上序进程都退出后，启动 getty 获得 console TTY 设备作为会话控制终端。getty 接着会启动 login。它在 TTY 设备上等待用户登录，并在用户名、密码校验成功后启动 shell 程序，也就是 busybox ash 。

 

 

ash介绍

Almquist shell，经常被简称为 A Shell 或 ash，一种Unix shell，源自于Bourne shell，由肯尼斯·艾昆斯特（Kenneth Almquist）在SVR4上建立了这个分支。它的特色是快而且轻巧，兼容于POSIX，在后来的BSD版本上，它取代了Bourne shell。在BusyBox中，实现了类似于ash标准的shell的程序。

 

 

结合上文介绍的初始化过程配置，在系统登录完成后，就会看到 ash 打印的命令提示符。此时一个 ash 进程就运行在 RT-Thread Smart 内核中实现用户交互，命令解析。

 

系统登录并执行 top 命令效果

 

 

 

既然来到shell中，那就不得不忽略其强大的脚本执行功能。shell 脚本的兼容度对于批处理、自动化测试来说非常重要。我们通过一个流行的 shell 脚本单元测试工具 shUnit2 展示这个功能。

 

 

https://github.com/kward/shunit2

shUnit2 本质是一套 shell 脚本库，包含了众多预定义函数。我们利用它，可以用简单的脚本实现复杂的单元测试过程。将克隆下来的仓库放入根文件系统的 /root 文件夹之后，可以在 ./shunit2/example 下看到一些样例代码。这里给出一个测试 suite 脚本。

 

 

1#!/bin/sh
2# 本脚本就是仓库对应路径 ./example/suite_test.sh 文件的内容。
3# 这是一个测试套件样例，允许开发者将测试函数注册到 shUnit2 框架中，
4# 使其成为测试执行的一部分。对应的，没有注册的函数不会在 report 中体现
5suite() {
6  suite_addTest suite_test_one
7
8  suite_test_two
9}
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 中执行这个文件，我们就成功在 RT-Smart 中运行了一个基于命令解释器实现的单元测试 suite。

 

 

执行测试套件 suite_test.sh

 

 

 

作业控制（Job Control）介绍

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在解释作业控制前，我们先要简单介绍一下它的概念。对于当前操作者来说，能够操作的命令控制台终端shell是一个独立的shell，并根据是否可以直接操作当前shell的程序来将shell中的作业分为前台与后台两种状态。能够直接在shell上交互的程序称为前台状态，而不能直接交互的程序为后台状态。如果把所有的前后台程序都统一称作作业(job)，那么可以基于当前的shell对所有的job来进行作业控制，从而称作job control。

 

 

如上所述job control就是基于当前的shell前后台作业来实现作业管理的，典型的管理有：将一个前台程序ctrl+c终止掉，或将一个新的作业启动放入后台（&后缀启动），或将一个后台程序放入前台（fg命令）。其它的操作例如还有：jobs命令查看所有后台作业状态，ctrl+z暂停一个前台作业并放入后台，bg将一个后台作业转入后台运行等等。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+\

 

 

● & 启动后台作业

 

 

那么作业控制有什么具体的应用呢？假设一个日常生活中的常见场景，首先我们使用 Vim 创建一个文件开始编辑。编辑过程中，可能突然需要做别的事情。此时就可以像 GUI 中的“最小化”操作一样，通过 Ctrl^z 挂起 Vim 并回到 ash。通过 jobs 命令我们可以看到 Vim 挂起后更新为作业 %1 并处于停止状态（Stopped）。

Vim 挂起效果

当我们想要继续编辑时，就可以在 ash 中使用 fg 命令指定 Vim，将其恢复到前台运行。这类似 GUI 中的“最大化”操作。当我们在 Vim 完成文档编辑操作并退出后，可以通过 jobs 命令看到作业已经清空。通过 cat 命令我们看到文件已经成功保存。

 

 

 

后台作业换入前台效果

 

 

 

总结

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基于 Busybox ，我们介绍了 RT-Smart 终端环境的使用体验，看到了“瑞士军刀” BusyBox 强大的功能。通过实际的启动脚本示例，展示了 init 进程如何加载和初始化系统，通过 shUnit2 展示了 ash 提供的强大脚本执行能力，并借助 Vim 展示了job control 的前后台控制特性。

 

 

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ART-Pi Smart 硬件规格情况