echo "abc" > /dev/console 输出到系统控制台（console=ttyS0,表示系统控制台是串口）
echo "abc" > /dev/tty 和下面的相等
echo "abc" > `tty` 输出到本控制台（tty命令就是输出本控制台）

在Linux中, tty可分为如下几类：

- 串行端口终端（serial port terminal）: 指使用计算机串行端口连接的终端设备, /dev/ttySn
- 伪终端（pseudo terminal）: 通常是通过ssh登陆的终端, /dev/pts/*
- 控制终端（controlling terminal）: 代表当前tty设备 /dev/tty
- 控制台终端（console）: 指计算机的输出设备, 通常是printk信息输出的设备, /dev/ttyn、/dev/console

详细定义如下：

/* tty driver types */
#define TTY_DRIVER_TYPE_SYSTEM         0x0001
#define TTY_DRIVER_TYPE_CONSOLE        0x0002
#define TTY_DRIVER_TYPE_SERIAL         0x0003
#define TTY_DRIVER_TYPE_PTY            0x0004
#define TTY_DRIVER_TYPE_SCC            0x0005
/* scc driver */
#define TTY_DRIVER_TYPE_SYSCONS        0x0006

`1.echo abc > /dev/ttyS0`

tty_cdev_add 给 tty driver 分配字符设备，设置字符设备的文件操作函数指针指向 tty_fops ，后者的写函数为 tty_write

static int tty_cdev_add(struct tty_driver *driver, dev_t dev,unsigned int index, unsigned int count)
{...driver->cdevs[index]->ops = &tty_fops;...
}static const struct file_operations tty_fops = {.llseek       = no_llseek,.read      = tty_read,.write      = tty_write,.poll      = tty_poll,.unlocked_ioctl = tty_ioctl,.compat_ioctl  = tty_compat_ioctl,.open       = tty_open,.release    = tty_release,.fasync      = tty_fasync,.show_fdinfo  = tty_show_fdinfo,
};

tty_write 只是做一些检查，保证 line discipline 的写函数需要的组件可用，真正的操作由 do_tty_write 调用 ld->ops->write 完成。

static ssize_t tty_write(struct file *file, const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{struct tty_struct *tty = file_tty(file);struct tty_ldisc *ld;ssize_t ret;if (tty_paranoia_check(tty, file_inode(file), "tty_write"))return -EIO;// tty->ops->write 在 n_tty_write 中使用if (!tty || !tty->ops->write || tty_io_error(tty))return -EIO;/* Short term debug to catch buggy drivers */// tty->ops->write_room 在 n_tty_write-> process_output_block 中使用if (tty->ops->write_room == NULL)tty_err(tty, "missing write_room method\n");ld = tty_ldisc_ref_wait(tty);if (!ld)return hung_up_tty_write(file, buf, count, ppos);if (!ld->ops->write)ret = -EIO;elseret = do_tty_write(ld->ops->write, tty, file, buf, count);tty_ldisc_deref(ld);return ret;
}

2. `echo abc > /dev/tty`

根据 tty_init 函数， /dev/tty 的文件操作函数指针和 /dev/ttyS0 相同，因此写 /dev/tty 的操作执行的函数和写 /dev/ttyS0 相同。

`3.cho abc > /dev/tty1`

/dev/ttyn 设备的文件操作指针也是 tty_fops ，因此向其写入数据时，同样会调用 tty_write 函数。
tty_write 调用 line discipline 的写函数完成输出操作，最终调用 con_write 输出字符串。

4. `echo abc > /dev/console`

/dev/console 使用的文件操作函数指针为：

static const struct file_operations console_fops = {.llseek     = no_llseek,.read      = tty_read,.write      = redirected_tty_write,.poll       = tty_poll,.unlocked_ioctl = tty_ioctl,.compat_ioctl  = tty_compat_ioctl,.open       = tty_open,.release    = tty_release,.fasync      = tty_fasync,
};

因此写操作调用的函数为 redirected_tty_write ：函数首先获取变量 struct file *redirect ，如果文件指针存在，调用 vfs_write 将 buf 中内容输出到 redirect 文件；否则调用 tty_write 完成输出操作。

ssize_t redirected_tty_write(struct file *file, const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{struct file *p = NULL;spin_lock(&redirect_lock);if (redirect)p = get_file(redirect);spin_unlock(&redirect_lock);if (p) {ssize_t res;res = vfs_write(p, buf, count, &p->f_pos);fput(p);return res;}return tty_write(file, buf, count, ppos);
}

4.1. 控制台重定向 redirect

redirect 定义在 drivers/tty/tty_io.c 中，修改 direct 的函数只有 tioccons ，用于相应 tty ioctl 的 TIOCCONS 命令。

根据 man tty_ioctl 的输出，这个命令的功能为：

重定向控制台输出，将原本要输出到 /dev/console 或者 /dev/tty0 的内容重定向到给定的终端。如果终端是一个伪终端的主设备，将其发送到从设备。

static struct file *redirect;static int tioccons(struct file *file)
{if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))return -EPERM;// 传入的文件指针是 /dev/console 或者 /dev/tty0 ，结束重定向if (file->f_op->write == redirected_tty_write) {struct file *f;spin_lock(&redirect_lock);f = redirect;redirect = NULL;spin_unlock(&redirect_lock);if (f)fput(f);return 0;}spin_lock(&redirect_lock);// 如果已经设置了重定向，返回 EBUSYif (redirect) {spin_unlock(&redirect_lock);return -EBUSY;}// 设置重定向redirect = get_file(file);spin_unlock(&redirect_lock);return 0;
}

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Linux TTY基本概念之ttys、tty、ttyS*、console理解

`1.echo abc > /dev/ttyS0`

2. `echo abc > /dev/tty`

`3.cho abc > /dev/tty1`

4. `echo abc > /dev/console`

4.1. 控制台重定向 redirect

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