وحدة تحكم لينكس

وحدة تحكم لينكس هي وحدة تحكم نظام داخلية لنواة لينكس . وهي الجهاز الذي يستقبل جميع رسائل النواة وتحذيراتها، ويتيح تسجيل الدخول في وضع المستخدم الواحد. ^{[ 1 ]} توفر وحدة تحكم لينكس للنواة والعمليات الأخرى وسيلةً لإرسال مخرجات نصية إلى المستخدم، واستقبال مدخلات نصية منه. عادةً ما يُدخل المستخدم النص باستخدام لوحة مفاتيح الحاسوب ، ويقرأ النص الناتج على شاشة الحاسوب . تدعم نواة لينكس وحدات التحكم الافتراضية - وهي وحدات تحكم منفصلة منطقيًا، ولكنها تستخدم نفس لوحة المفاتيح والشاشة. ^{[ 2 ]} يتم تنفيذ وحدة تحكم لينكس (ووحدات التحكم الافتراضية) بواسطة النظام الفرعي VT (الطرفية الافتراضية) لنواة لينكس، ولا تعتمد على أي برامج في مساحة المستخدم . ^{[ 3 ]} وهذا على عكس محاكي الطرفية ، وهو عملية في مساحة المستخدم تحاكي الطرفية، ويُستخدم عادةً في بيئة عرض رسومية.

كانت وحدة تحكم لينكس إحدى أولى ميزات نواة النظام، وقد كتبها لينوس تورفالدز في الأصل عام ١٩٩١ ^{[ ٤ ]} (انظر تاريخ لينكس ). يوجد تطبيقان رئيسيان: وضع الإطار ووضع النص . يُعد تطبيق الإطار هو الوضع الافتراضي في توزيعات لينكس الحديثة ، وبالتزامن مع إعدادات وضع النواة ، يوفر دعمًا على مستوى النواة لأجهزة العرض وميزات مثل عرض الرسومات أثناء بدء تشغيل النظام. ^{[ ٥ ]} استُخدم تطبيق وضع النص القديم في الأنظمة المتوافقة مع أجهزة الكمبيوتر الشخصية المزودة ببطاقات رسومات CGA و EGA و MDA و VGA . استخدمت البنى غير x86 وضع الإطار لأن بطاقات الرسومات الخاصة بها لم تكن تدعم وضع النص. ^{[ ٥ ]} تستخدم وحدة تحكم لينكس صورًا نقطية ثابتة الحجم وخطوطًا أحادية المسافة ، وعادةً ما يكون حجمها الافتراضي ٨×١٦ بكسل لكل حرف. ^{[ ٥ ]}

تُعدّ وحدة تحكم لينكس ميزة اختيارية في نواة النظام، ولا تُفعّلها معظم أنظمة لينكس المدمجة . عادةً ما توفر هذه الأنظمة واجهة مستخدم بديلة (مثل واجهة ويب)، أو تبدأ التشغيل مباشرةً بواجهة مستخدم رسومية وتستخدمها كوسيلة أساسية للتفاعل مع المستخدم. تشمل التطبيقات الأخرى لوحدة تحكم لينكس وحدة تحكم برايل لدعم شاشات برايل القابلة للتحديث ^{[ 6 ]} ووحدة تحكم المنفذ التسلسلي ^{[ 7 ]} .

تُتيح وحدة تحكم لينكس للنواة والعمليات الأخرى إمكانية إخراج رسائل نصية للمستخدم، واستقبال مدخلات نصية منه. في لينكس، يمكن استخدام عدة أجهزة كوحدة تحكم للنظام: طرفية افتراضية، ^{[ 8 ]} منفذ تسلسلي، ^{[ 9 ]} منفذ تسلسلي USB، ^{[ 10 ]} شاشة VGA في وضع النص، ^{[ 11 ]} إطار العرض. ^{[ 12 ]} بعض أنظمة لينكس الحديثة تخلت عن إدخال وإخراج النص عبر النواة، وتعرض بدلاً من ذلك شعارًا رسوميًا أو شريط تقدم أثناء بدء تشغيل النظام، يليه مباشرةً تشغيل واجهة مستخدم رسومية (مثل خادم X.Org في توزيعات سطح المكتب، أو SurfaceFlinger في أندرويد).

أثناء عملية إقلاع النواة، تُستخدم وحدة التحكم عادةً لعرض سجل إقلاع النواة. يتضمن هذا السجل معلومات حول الأجهزة المكتشفة، وتحديثات حول حالة عملية الإقلاع. في هذه المرحلة، تكون النواة هي البرنامج الوحيد قيد التشغيل، وبالتالي لا يمكن تسجيل البيانات عبر مساحة المستخدم (مثل syslog )، لذا توفر وحدة التحكم مكانًا مناسبًا لعرض هذه المعلومات. بمجرد انتهاء النواة من الإقلاع، تُشغّل عملية init (التي تُرسل أيضًا مخرجات إلى وحدة التحكم)، والتي تتولى إقلاع باقي النظام، بما في ذلك بدء أي خدمات تعمل في الخلفية .

بعد اكتمال عملية بدء التشغيل ، تُستخدم وحدة التحكم لإنشاء عدة محطات طرفية افتراضية (يمكن الوصول إليها بالضغط على Ctrl+Alt+F1، أو Ctrl+Alt+F2، أو Ctrl+Alt+السهم الأيسر، أو Ctrl+Alt+السهم الأيمن، أو باستخدام الأمر chvt ^{[ 13 ]} ). في كل محطة طرفية افتراضية ، يتم تشغيل عملية getty ، والتي بدورها تُشغّل /bin/login للتحقق من هوية المستخدم. بعد التحقق، يتم تشغيل موجه الأوامر . المحطات الطرفية الافتراضية، مثل وحدة التحكم، مدعومة على مستوى نواة لينكس. ^{[ 14 ]}

تُنفذ وحدة تحكم لينكس نوع طرفية يُسمى "لينكس"، وتوجد تسلسلات الهروب التي تستخدمها في صفحة الدليل console_codes . ^{[ 15 ]}

تتيح وحدات التحكم الافتراضية تخزين عدة مخازن نصية، مما يسمح بتشغيل برامج مختلفة في وقت واحد مع تفاعلها مع المستخدم في سياقات مختلفة. ومن وجهة نظر المستخدم، يخلق هذا وهم وجود عدة وحدات تحكم مستقلة.

يمكن لكل وحدة تحكم افتراضية أن تحتوي على مجموعة أحرف وتخطيط لوحة مفاتيح خاص بها. وقد أتاح نظام لينكس 2.6 إمكانية تحميل خط مختلف لكل وحدة تحكم افتراضية (بينما تقوم إصدارات النواة السابقة لـ 2.6 بتغيير الخط عند الطلب فقط).

يُستخدم وضع النص في أنظمة الحاسوب الشخصي المزودة ببطاقة رسومات قديمة من نوع CGA/EGA/MDA/VGA تدعم أوضاع عرض الفيديو النصية. في هذا الوضع، تُرسل نواة النظام مصفوفة ثنائية الأبعاد من الأحرف إلى بطاقة الرسومات، التي بدورها تُحوّل الأحرف إلى وحدات بكسل لعرضها.

إطار عرض لينكس (fbdev) هو طبقة تجريد رسومية مستقلة عن العتاد، تم تطويرها في الأصل لتمكين نواة لينكس من محاكاة وحدة تحكم نصية على أنظمة مثل أبل ماكنتوش التي لا تحتوي على شاشة عرض نصية. يوفر الآن محاكاة وضع نصي في مساحة النواة على أي منصة. ميزته على SVGATextMode (غير المُحدَّث حاليًا) هي موثوقيته وتوافقه الأفضل مع العتاد. كما يسمح بتجاوز جميع القيود التقنية لأوضاع نص VGA .

لا تختلف وحدة تحكم إطار العرض في نظام لينكس عن وحدة تحكم VGA إلا في طريقة عرض الأحرف. أما معالجة أحداث لوحة المفاتيح ودعم وحدات التحكم الافتراضية فهما متطابقان تماماً.

وحدة التحكم التسلسلية في لينكس هي تطبيق لوحدة التحكم عبر منفذ تسلسلي ، يتم تفعيله بواسطة خيار CONFIG_SERIAL_CONSOLE في إعدادات النواة. يمكن استخدامها في بعض الأنظمة المدمجة والخوادم ، حيث لا يُتوقع التفاعل المباشر مع المستخدم . تتيح وحدة التحكم التسلسلية نفس إمكانية الوصول إلى النظام كما في وضع إطار العرض، ولكن عادةً بسرعة أبطأ نظرًا لعرض النطاق الترددي المحدود لواجهة RS-232 . غالبًا ما تُستخدم وحدة التحكم التسلسلية أثناء تطوير برامج الأنظمة المدمجة، وأحيانًا تُترك متاحة عبر منفذ تصحيح الأخطاء .

تستجيب وحدة التحكم لعدد من أحرف التحكم : ^{[ 17 ]}

اضغط على مفتاح الهروب (Escape) من أجل ^[.

تدعم وحدة التحكم أيضًا تسلسلات الهروب الموسعة، وتسلسلات وضع ANSI CSI ، وتسلسلات وضع DEC الخاص. ^{[ 15 ] [ 17 ]} يمكن لهذه التسلسلات الموسعة التحكم في الألوان، والمؤثرات البصرية مثل الوميض، والتسطير، وشدة الإضاءة، وعكس الفيديو، وتردد نغمة الجرس ومدتها، وفترة إطفاء شاشة VESA. وباستثناء إطفاء النصوص، لا توجد طريقة معروفة لوضع محول VGA في وضع الاستعداد.

يهدف مشروع Kmscon إلى إنشاء بديل حديث لوحدة تحكم لينكس ، يعمل في مساحة المستخدم. ^{[ 18 ] [ 19 ]} تشمل أولويات التطوير دعم إعدادات الشاشات المتعددة ، وعرض خطوط يونيكود باستخدام Pango ، ومعالجة لوحة مفاتيح XKB ، وتسريع OpenGL باستخدام وحدة معالجة الرسومات . ^{[ 20 ]} تشمل الشكاوى المتعلقة بتنفيذ النواة الحالي: "أنه واجهة مستخدم في مساحة النواة، وأن الكود يُدار بشكل سيئ، ويتعامل مع لوحات المفاتيح بشكل رديء، وينتج عنه عرض خطوط رديء، ويفتقر إلى إعدادات الوضع ودعم الشاشات المتعددة، ولا يدعم تعدد المستخدمين، كما أن معالجة التوصيل السريع محدودة، وتقتصر على التوافق مع معيار VT102 ." ^{[ 3 ]}

• وحدة تحكم ويندوز