簡介： 本文就 CJKTTY 補丁如何讓 linux 虛擬終端顯示漢字的原理進行了討論，為此介紹了 Linux 虛擬終端和其依賴的硬件的工作原理。過程中我們分析了 Linux 字符終端的不足之處，并向讀者介紹前沿的 Wayland system compositor 是什么以及為什么 需要它。
CJKTTY 補丁是什么，為什么我寫了它
當你不使用 X 的時候，打開電腦，你就在使用虛擬終端。這么多年來它工作的很好，直到它來到了中國。包含中文字符的文件名無法正確顯示，中文文檔無法閱讀。當然可以使用 X , 但是我為什么不能讓終端也能顯示漢字呢?如果在 X 下我能讓屏幕顯示漢字，終端下一定也能。為此我開始了 internet 上的搜尋。 我找到了 fbterm，這是個可以利用 /dev/fb0 實現(xiàn)的終端模擬器，和 XTERM 一樣，只不過 XTERM 利用的 X 繪制文字，而 fbterm 直接寫入 /dev/fb0。
/dev/fb0 是什么?
幀緩沖區(qū)設(shè)備。幀緩沖區(qū)是一塊存儲區(qū)域(內(nèi)存或者顯存或者其他的輸出設(shè)備的存儲空間)，內(nèi)核將其抽象為一個設(shè)備。通過訪問該設(shè)備就能訪問幀緩沖區(qū)。幀緩沖區(qū)的內(nèi)容既是屏幕映像。由輸出設(shè)備不停的掃描幀緩沖區(qū)生成顯示設(shè)備的控制信號。
然而我似乎總是忘記登錄后開啟 fbterm，對我來說，等看到亂碼的時候突然想起沒有開啟 fbterm 并不是那么愉快的經(jīng)歷。這只是其中一個缺點。fbterm 占用了幀緩沖區(qū)設(shè)備，導致 w3m 這類使用幀緩存繪制圖像的終端 www 瀏覽器不能正常工作。許多依賴幀緩沖區(qū)設(shè)備的終端程序都不能被 fbterm 良好的兼容。 于是我繼續(xù)尋找，找到了 youbest 寫的中文補丁。 我有個喜歡使用最新內(nèi)核的習慣，當內(nèi)核升級導致 youbest 的補丁再也不能使用的時候，我開始到 youbest 發(fā)布補丁的頁面留言，希望 youbest 百忙中能修改一下他的補丁。
Youbest 似乎很忙，在新內(nèi)核的誘惑下，我決定自己在修改。那個時候我才真正的開始看內(nèi)核的代碼。終于了解了虛擬終端的工作原理后，我開始修改內(nèi)核。由于內(nèi)核內(nèi)部結(jié) 構(gòu)變動導致 youbest 的補丁無法應(yīng)用，我?guī)缀跏菑念^開始了開發(fā)而不是簡單的將無法應(yīng)用的部分進行修整。唯一得到保留的就是 youbest 補丁中的點陣字庫。我將其命名為 CJKTTY , 取能顯示 CJK 的 TTY 之意。
從那里獲得中文顯示補丁呢?
我將補丁托管在了 ，依據(jù)你使用的內(nèi)核版本，簽出內(nèi)核版本 -utf8 分支就可以。
控制臺是如何顯示文字呢?
那么，為了能在控制臺下顯示出漢字到底需要做什么樣的修改么?在開始前，我想先介紹一些名字，并介紹一些控制臺在硬件上是如何進行文字顯示的。 首先我解釋一下幾個名詞，知道的人可以到這里開始閱讀。
UNICODE
為每一個字符分配全球唯一的一個數(shù)字，但是并沒有規(guī)定這個數(shù)字的表示方法。數(shù)字的表示方法由 UTF 規(guī)范規(guī)定。UTF-16 使用 2 個字節(jié)表示一個 UNICODE 數(shù)字，但是對于 >=216的數(shù)字使用 4 字節(jié)來表達。UTF-8 則對于 <127 的數(shù)字采取單字節(jié)表示，大于 127 的數(shù)字要根據(jù)其大小選擇 2~6 個字節(jié)進行表示。UNICODE 在程序內(nèi)部則簡單的使用 unsigned long 即可表示一個字符。
GLYPH
GLYPH 指的是字體里的字形。字符總是要在特定的字體下表示的，該表示就是字形。比如一個只包含 26 個大小寫字母的字體，只包含了 52 個字形，如果該字體是先大寫后小寫排列的，那么數(shù)字 0 就表示字形 'A' , 數(shù)字 1 就表示字形 'B'。UNICODE 或者 ASCII 到 GLYPH 的映射是由一個稱作 CMAP 的映射表做的。如果字體里字符就是按照 UNICODE 排列的，則其 CMAP 就是 UNICODE CMAP。同理也有 ASCII CMAP。 VGA 自帶字體沒有提供 CMAP，操作系統(tǒng)假定它的 CMAP 是 ASCII CMAP。事實上也是如此。
TTY
內(nèi)核為終端提供的接口，對應(yīng)用程序而言就是 TTY 設(shè)備。通常是使用 stdin stdout 來訪問。TTY 提供各種 IOCTL 用來設(shè)置終端的模式。TTY 也提供了用戶控制程序的方法，比如 Ctrl-C 終止當前程序。 TTY 可以是顯示器 + 鍵盤構(gòu)成的控制臺，也可以是串口(可以通過貓鏈接到電話線上)，可以通過 pts 模擬。XTERM 即利用 pts 為里面運行的程序提供的模擬的終端 , 對應(yīng)的設(shè)備文件 /dev/pts/* 由模擬終端程序動態(tài)創(chuàng)建。
控制臺 (CONSOLE)
控制臺特指由顯示器 + 鍵盤構(gòu)成的終端。其中顯示器由顯卡控制，而且當前 VGA 兼容顯卡有兩種模式，文字模式和圖形模式。Linux 即可以使用文字模式也可以使用圖形模式。
控制臺對于程序是無法訪問的，程序只能通過虛擬終端使用控制臺
虛擬終端 (VT)