Linux控制台重定向方法

本文介紹一種通過文件描述符重定向終端輸入/輸出的方法。

一、背景

一些嵌入式設備，一般都會留有調試串口，經由RS232/485標準與PC的COM口相連，將打印輸出在PC上顯示，並可以接收PC端的輸入，如下圖所示：

設備出厂部署後，不方便接調試串口，查看設備輸出就變得比較困難，不利於問題定位。如果設備具有聯網能力，我們可以通過telnet或者ssh登錄到設備上，進行遠程調試。這時候就面臨一個問題：如何把設備的打印信息顯示出來？

常見做法有以下幾種：

以上幾種做法各有優劣，下面介紹一種通過文件描述符重定向終端輸入/輸出的方法。

下圖展示了Linux系統中標準輸入/輸出（STDIN/STDOUT）與控制終端的關係，其中ttyS0即串口:

用戶通過telnet或者ssh登錄後，會動態生成一個控制終端(比如/dev/pts/0)，如下圖所示：

我們是否可以把標準輸入/輸出（STDIN/STDOUT）從ttyS0解綁，重新映射到pts0上呢？答案是肯定的。

如下圖所示，重新綁定後，打印就可以直接輸出到telnet或者ssh對應的控制台，經由網絡傳輸到PC上；同時，也可以從PC上接收輸入（如果應用程序監聽了STDIN，PC上的輸入就可以直接被應用程序讀取到，不重定向的話是收不到的）。

註：在某個控制終端執行的命令（啟動的程序），默認綁定當前終端，所以正常情況下telnet或者ssh到設備後，執行ls等命令，輸出都是在當前終端。

如下圖所示，應用程序中需要集成一個Server，用來接收Client發送來的重定向指令。

相關過程說明如下：

在telnet或者ssh對應的終端上，執行可執行程序Client。
Client調用系統函數ttyname獲取當前控制終端名稱(一般為/dev/pts/0)，並將相關信息發送給Server。
Client和Server之間的通信方式可以是本地域套接字，也可以是本地網絡套接字。不過應用程序不能直接監聽STDIN，因為默認只能收到串口終端上的輸入，telnet/ssh終端上的輸入它收不到。
Server收到重定向指令後，執行下面的代碼段，將STDOUT重定向到telnet/ssh對應的控制終端（/dev/pts/0）。 int fd_out = open("/dev/pts/0", O_WRONLY); if (fd_out < 0) { printf("Fail to open /dev/pts/0.error:%s", strerror(errno)); return; } dup2(fd_out, STDOUT_FILENO); close(fd_out);
同理，STDIN和STDERR也可以這樣重定向。
在重定向前，可以通過下面的代碼將標準輸入/輸出綁定的終端備份下，這樣執行dup2(fd_out_bak, STDOUT_FILENO)就可以還原原來的終端，達到以下效果：一個telnet已經把打印拉過來了，當它不想用的時候，發送還原指令，打印就又跑到原來的終端那邊了。 fd_out_bak = dup(STDOUT_FILENO); fd_in_bak = dup(STDIN_FILENO);

優點：

缺點：