引言

在嵌入式平臺(tái)性能飛速發(fā)展的時(shí)代，市場(chǎng)上如雨后春筍般涌現(xiàn)出各類高性能高性價(jià)比的新興平臺(tái)，為我們的開發(fā)帶來(lái)了諸多便利。RT-Thread Smart 正是為更好地利用這些性能優(yōu)勢(shì)而生的一款解決方案。通過(guò)它，我們可以輕松復(fù)用豐富的 RT-Thread Smart 系統(tǒng)組件以及 POSIX ,UNIX，GNU 生態(tài)的軟件棧，實(shí)現(xiàn)更高效的驗(yàn)證和功能開發(fā)。

我們通過(guò)終端環(huán)境中功能強(qiáng)大的終端多路復(fù)用工具 tmux 作為引子，在本文里展示眾多豐富的組件在多窗口多終端及遠(yuǎn)程登陸應(yīng)用上的實(shí)際體驗(yàn)，同時(shí)了解RT-Thread Smart 系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜應(yīng)用依賴的各類基礎(chǔ)設(shè)施提供的完善支持。

在正文開始前，我們可以通過(guò)以下的視頻對(duì)這些功能的效果一睹為快。
上圖展示了通過(guò)終端工具 ssh 遠(yuǎn)程登錄到 RT-Thread Smart 系統(tǒng)，并綁定一個(gè)原先創(chuàng)建，正在運(yùn)行中的會(huì)話的效果。左邊窗口中通過(guò) top 工具實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)占用率，右邊則是運(yùn)行中的 tar 打包和 bz2 壓縮任務(wù)。同時(shí)，我們創(chuàng)建了一個(gè)新的窗口，執(zhí)行了一個(gè) ps 命令。

tmux 簡(jiǎn)介

Tmux 是一個(gè)終端復(fù)用器，允許用戶在一個(gè)終端會(huì)話中管理多個(gè)終端會(huì)話。用戶可以在一個(gè)窗口中分割多個(gè)面板、創(chuàng)建多個(gè)窗口、以及在不同會(huì)話之間切換。更重要的是，它可以在會(huì)話分離后繼續(xù)運(yùn)行任務(wù)，并在會(huì)話重新連接時(shí)恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)（正如我們?cè)陂_篇中的視頻里展現(xiàn)的那樣）。這使得它非常適合需要同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行任務(wù)的用戶。

配置遠(yuǎn)程終端服務(wù)

rt-smart 已經(jīng)支持基于 Dropbear 的SSH 服務(wù)器，從而可以使用主機(jī)電腦用SSH遠(yuǎn)程登錄來(lái)使用板端Smart操作系統(tǒng)。

https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-smart/introduction/rt-smart-experiences/rt-smart-experiences?id=%e6%8a%a2%e5%85%88%e9%a2%84%e8%a7%88

smart上手體驗(yàn) (rt-thread.org)

從以上鏈接可以獲取 smart-prebuild預(yù)構(gòu)建鏡像。使用 prebuilt 版本啟動(dòng)系統(tǒng)后，可以在 /etc/inittab中看到如下內(nèi)容：

其中含有dropbear的啟動(dòng)命令/bin/dropbear -F 2>/root/dropbear.log，故系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)dropbear ssh服務(wù)器。qemu啟動(dòng)腳本則將qemu的22號(hào)端口映射到主機(jī)58080端口。

新建Tmux 會(huì)話與脫離

第一個(gè)啟動(dòng)的 Tmux 窗口，編號(hào)是0，第二個(gè)窗口的編號(hào)是1，以此類推。這些窗口對(duì)應(yīng)的會(huì)話，就是 0 號(hào)會(huì)話、1 號(hào)會(huì)話。當(dāng)然，使用編號(hào)區(qū)分會(huì)話不太直觀。因此我們也可以為會(huì)話起名，便于記憶。

tmux new-s

使用上面的命令就可以創(chuàng)建一個(gè)指定名稱的會(huì)話。下圖展示了這個(gè)命令的使用。在創(chuàng)建會(huì)話后，我們可以如同普通 shell 那樣在tmux 中執(zhí)行命令。

此外，在執(zhí)行腳本的過(guò)程中，按下Ctrl+b d或者輸入tmux detach -t /命令，就會(huì)將當(dāng)前會(huì)話與窗口分離。但是會(huì)話和里面的進(jìn)程仍然在后臺(tái)運(yùn)行。使用結(jié)果如同上圖最后操作的那樣，我們會(huì)看到 tmux 打印 “detached (from session test)”。同時(shí)，終端回到 shell 程序控制。

連接先前創(chuàng)建的 Tmux 會(huì)話

tmux attach -t /

我們使用上面的命令接入先前創(chuàng)建的會(huì)話。這時(shí)終端回到原有的會(huì)話現(xiàn)場(chǎng)。這給我們檢查之前創(chuàng)建的管道狀態(tài)提供了巨大便利。

下圖展示了會(huì)話創(chuàng)建后脫離并重新連接的過(guò)程：

我們先使用tmux new-s hello 命令創(chuàng)建了一個(gè)名為hello的會(huì)話，接著使用Ctrl+b d 組合鍵將當(dāng)前會(huì)話與窗口分離，接著又使用tmux attach -t hello接入hello會(huì)話現(xiàn)場(chǎng)。這時(shí)我們可以看到腳本仍在正常執(zhí)行。

tmux switch -t /

此外，當(dāng)我們創(chuàng)建了多個(gè)會(huì)話時(shí)，可以通過(guò)tmux switch 來(lái)切換不同的會(huì)話。這里以hello 為例子。

上圖中可以看到成功切換到hello,里面的進(jìn)程仍在運(yùn)行

tmux rename-session -t /

此外，我們還可以通過(guò)命令重命名已經(jīng)創(chuàng)建的會(huì)話。

對(duì)于不想要的會(huì)話也可以通過(guò)tmux kill-session -t /來(lái)結(jié)束掉。當(dāng)會(huì)話結(jié)束后，我們使用 tmux ls 命令就看不到 test2 會(huì)話了，并且也不能用attach再進(jìn)行連接。

Tmux 窗格管理

Tmux 可以將窗口分成多個(gè)窗格（pane），每個(gè)窗格運(yùn)行不同的命令。以下命令都是在 Tmux 窗口中執(zhí)行。

●使用tmux split-window可以劃分上下兩個(gè)窗格，tmux split-window -h可以劃分為左右兩個(gè)窗格。

●窗格劃分后，可以通過(guò)tmux select-pane -U/D/L/R 命令移動(dòng)光標(biāo)位置，或者使用快捷鍵 ctrl+b 。

下面是窗格管理的快捷鍵使用大全：

Ctrl+b %：劃分左右兩個(gè)窗格。

Ctrl+b "：劃分上下兩個(gè)窗格。
Ctrl+b ：光標(biāo)切換到其他窗格。是指向要切換到的窗格的方向鍵，比如切換到下方窗格，就按方向鍵↓。
Ctrl+b ;：光標(biāo)切換到上一個(gè)窗格。
Ctrl+b o：光標(biāo)切換到下一個(gè)窗格。
Ctrl+b {：當(dāng)前窗格與上一個(gè)窗格交換位置。
Ctrl+b }：當(dāng)前窗格與下一個(gè)窗格交換位置。
Ctrl+b Ctrl+o：所有窗格向前移動(dòng)一個(gè)位置，第一個(gè)窗格變成最后一個(gè)窗格。
Ctrl+b Alt+o：所有窗格向后移動(dòng)一個(gè)位置，最后一個(gè)窗格變成第一個(gè)窗格。
Ctrl+b x：關(guān)閉當(dāng)前窗格。
Ctrl+b !：將當(dāng)前窗格拆分為一個(gè)獨(dú)立窗口。
Ctrl+b z：當(dāng)前窗格全屏顯示，再使用一次會(huì)變回原來(lái)大小。
Ctrl+b Ctrl+：按箭頭方向調(diào)整窗格大小。
Ctrl+b q：顯示窗格編號(hào)。`在這里插入代碼片`

下面展示使用快捷鍵分割窗口和切換光標(biāo)位置的過(guò)程：

Tmux 窗口管理

除了將一個(gè)窗口劃分成多個(gè)窗格，Tmux 也允許新建多個(gè)窗口。我們可以使用 tmuxnew-window命令創(chuàng)建新窗口，通過(guò)tmux select-window -t 命令用來(lái)切換窗口，通過(guò)tmux rename-window命令用于為當(dāng)前窗口起名（或重命名）。

這些命令同樣有快捷鍵替代：

Ctrl+b c：創(chuàng)建一個(gè)新窗口，狀態(tài)欄會(huì)顯示多個(gè)窗口的信息。

Ctrl+b p：切換到上一個(gè)窗口（按照狀態(tài)欄上的順序）。

Ctrl+b n：切換到下一個(gè)窗口。

Ctrl+b ：切換到指定編號(hào)的窗口，其中的是狀態(tài)欄上的窗口編號(hào)。

Ctrl+b w：從列表中選擇窗口。

Ctrl+b ,：窗口重命名。

使用快捷鍵進(jìn)行窗口的創(chuàng)建，切換，重命名過(guò)程如下：

同樣如果想要關(guān)閉某個(gè)窗格可以使用Ctrl+b x組合命令，這里不再演示

tmux 中使用 scp 實(shí)現(xiàn)安全文件傳輸

RTT內(nèi)核用作ssh服務(wù)器，我們就可以通過(guò)scp來(lái)向其傳輸文件。以通過(guò)終端工具傳輸 mksd 腳本為例。我們首先配置好 RT-Smart 服務(wù)器的地址和用戶名，密碼。然后可以直接拖動(dòng)客戶端操作系統(tǒng)上的文件到左側(cè)文件系統(tǒng)視窗中。此時(shí)會(huì)自動(dòng)建立 scp 進(jìn)程完成文件拷貝。

在 Tmux 背后是……

Tmux 的這些強(qiáng)大功能依賴于操作系統(tǒng)的幾個(gè)核心機(jī)制。首先是會(huì)話和進(jìn)程組，Tmux 利用這些機(jī)制來(lái)管理和組織不同的終端會(huì)話和進(jìn)程。每個(gè) Tmux 會(huì)話可以包含多個(gè)窗口，而每個(gè)窗口又可以包含多個(gè)進(jìn)程，這些進(jìn)程被組織成進(jìn)程組，以便統(tǒng)一管理。

其次，終端和偽終端是 tmux 實(shí)現(xiàn)多窗口和分割面板的基礎(chǔ)。偽終端提供了一個(gè)虛擬終端設(shè)備，使得用戶可以創(chuàng)建和管理多個(gè)虛擬終端，這些終端可以獨(dú)立運(yùn)行并顯示各自的輸出。

此外，Tmux 是一個(gè)基于前后端架構(gòu)的應(yīng)用。前端負(fù)責(zé)用戶輸入和顯示輸出，而后端負(fù)責(zé)實(shí)際的任務(wù)管理和執(zhí)行。前后端通信及異步事件處理也依賴于 libevent 庫(kù)。libevent 是一個(gè)輕量級(jí)的事件驅(qū)動(dòng)編程庫(kù)，它基于 Unix 域套接字（UDS）、netlink 等基礎(chǔ)設(shè)施，為進(jìn)程間雙工通信、多播和內(nèi)核異步事件通知提供了高效的實(shí)現(xiàn)。這使得 tmux 能夠在需要處理大量并發(fā)事件時(shí)，依然保持高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。

信號(hào)處理也是 tmux 功能的關(guān)鍵部分。Tmux 可以在會(huì)話分離和重新連接時(shí)通過(guò)內(nèi)核提供的 SIGCONT、SIGSTOP 等POSIX 作業(yè)控制信號(hào)正確地管理和恢復(fù)進(jìn)程狀態(tài)，確保任務(wù)能夠持續(xù)運(yùn)行而不受干擾

上圖總結(jié)了 Tmux 在 RT-Thread Smart 的運(yùn)行環(huán)境中的各類軟硬件組件。它們保證了 RT-Thread Smart在多個(gè)方面為程序應(yīng)用提供了便利和靈活。無(wú)論是進(jìn)程間通信、與內(nèi)核進(jìn)行信息交換、還是通過(guò)netlink 處理異步事件，抑或是通過(guò)偽終端與終端仿真器進(jìn)行交互，用戶程序都能夠更加輕松地操作系統(tǒng)，提高工作效率。RT-Smart 系統(tǒng)提供的豐富系統(tǒng)組件為嵌入式開發(fā)帶來(lái)了更多可能性，讓我們?cè)谶@個(gè)快速發(fā)展的技術(shù)世界中走得更快、更遠(yuǎn)。

結(jié)語(yǔ)

本文我們介紹了 RT-Thread Smart 系統(tǒng)在支持復(fù)雜應(yīng)用方面的強(qiáng)大能力。從多窗口終端管理的 tmux 到遠(yuǎn)程登錄的 SSH，RT-Thread Smart 展現(xiàn)了其在嵌入式開發(fā)中的靈活性和高效性。

希望通過(guò)本文，能夠讓更多的開發(fā)者了解并使用 RT-Thread Smart，在這個(gè)充滿活力的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)更多精彩的應(yīng)用。讓我們一起期待，在未來(lái)的嵌入式開發(fā)旅程中，RT-Thread Smart 將繼續(xù)為我們帶來(lái)更多驚喜和便利。