TTYについてと日本語表示化
目次
はじめに
画面が固まってしまった時、よく使うのが仮想コンソールから特定のプロセスを殺すことです。
わたしの場合、そのためだけに仮想コンソールを使っていると言っても良いです。
ですので特に日本語表示の必要性は高くなかったのですが、日本語が文字化けしていることについてはずっと気になっていました。
そこで、今回はあらためて仮想コンソールまわりの知識の整理・まとめを行い、日本語表示できるようにするまでを残しておきたいと思います。
記事の終わりに参考文献リストを載せています。そちらをみていただければ日本語入力まで行うことができるでしょう。わたしには必要ないので、今回の記事では日本語表示できるようにするまでを扱います。
環境
$ inxi -Sxxx --filter
System:
Kernel: 6.5.0-35-generic x86_64 bits: 64 compiler: N/A Desktop: Unity
wm: gnome-shell dm: GDM3 42.0 Distro: Ubuntu 22.04.4 LTS (Jammy Jellyfish)UbuntuにおけるTTY端末
UNIXの黎明期に大量に使われていた端末が
Teletypeです。
コンピュータからの出力はプリンタに長い紙に打ち出されており、人間からの入力には紙テープやタイプライターが使われていました。UNIXでは端末のことをttyと呼ぶことがありますが、このttyという名称はテレタイプ(TeleTYpe)から来ています。
テレタイプの後に登場したのがダム端末(dumb terminal)です。これには文字だけを映せるモニタとキーボードと、それに付随するハードウェアが付いていました。コンピュータのような自分で計算する機能が付いていないからdumb(馬鹿)です。ダム端末で最も有名なのは、今はなきDECが出していたVT100でしょう。
ところで、VT100を始めとする初期のダム端末はキャラクタ端末(character terminal)とよばれ、、文字しか入出力できませんでした。入力（キーボード）の方は良いとしても、「文字しか出力できない」というのは中々想像しにくいでしょう。（中略）
そして最も最近に登場したのが、端末エミュレータ(terminal emulator)です。もともとハードウェアであった端末を全てソフトウェアにしてしまったのが端末エミュレータで、GNOME terminal, Konsoel, mlterm, kterm, rxvtなどがその例としてあげられます。
仮想コンソール
Linuxでは物理的な端末がそのまま使われるわけではなく、仮想コンソール(virtual console)が間に挟まっています。（中略）
Linuxマシンを起動した時、真っ黒い画面に白い文字が大量に表示されるのを見たことがあるでしょう。これがLinuxの仮想コンソールの最初の１つです。Ctrl+alt+Fnを押すと、仮想コンソールを切り替えられます。
ちなみにX Window Systemの起動中はXが端末を1つ専有します。つまり普通は仮想コンソールを1つ使うことになるでしょう。おそらくtty7が使われているはずです。
参考：青木 蜂郎. ふつうのLinuxプログラミング. ソフトバンククリエイティブ, 2005, pp. 63-65.
Ubuntuも以前のバージョンではtty7を使っていましたが、現在はtty1, 2です。systemdの導入からここらへんが変化したようです。
Virtual ConsoleとPseudo Terminal
どちらも日本語にすると「仮想端末」になってしまうので混乱の元^1なのですが、仮想コンソール(/dev/ttyX)は仮想端末(gnome-terminalなど)とは異なります。 後者は正しくは「疑似端末」です。が、ふつうに話すときは「仮想端末」と（わたしも）表現しています。単に「端末」とか「コンソール」と読んだりしますね。 英語だとVirtual ConsoleとPseudo Terminal`となっていてわかりやすいのですが。
例えば、以下のように違いがあります。
Virtual Consol
$ tty
/dev/tty3Pseudo Terminal
# tty: 現在のターミナルデバイスファイルパスを表示
$ tty
/dev/pts/0補足：Pseudo TerminalのMasterとSlave
あまり深堀はしませんが、Pseudo Terminalにおける/dev/pts/0について簡単に触れておきます。/dev/ptsディレクトリのptsはPseudo Terminal Slave（疑似端末スレーブ）の略です。/dev/ptsディレクトリは疑似端末を管理するためのディレクトリです。/dev/pts/0は最初の疑似端末(Pseudo Terminal)を表しています。次に作成された疑似端末は/dev/pts/1のように表現されます。
先程Slave（スレーブ）と表現しましたが、当然Master（マスター）もあります。^2
Master:/dev/ptmx。ターミナルエミュレータがアクセスするデバイスファイル。Slave:/dev/pts/N。ユーザが直接操作する仮想端末。Nは端末番号。
ユーザーがターミナルで入力する内容は、スレーブデバイスを通じてマスターデバイスに渡され、そこからシェルなどに伝えられます。
補足：chvtコマンド
Ctrl+Alt+Fnキーの他にも仮想コンソールを切り替えることができます。
$ which chvt
/usr/bin/chvtたとえば以下のようにして仮想コンソールを切り替えます。
$ sudo chvt 4参考：How To Switch Between TTYs Without Using Function Keys In Linux
Virtual Consolの文字化けとその対策
グラフィカルインターフェイス内の仮想端末、すなわちgnome-terminalのようなPseudo Terminalでは日本語の表示および入力には問題はありません。
しかし何らかのトラブルが起きてVirtual Consolを立ち上げた時、日本語の部分が文字化けして読めないことがふつうにあります。Virtual Consolを起動するのはトラブル時だけだし、しかも滞在時間が短いため、日本語表示が文字化けしていてもそのままにしている方も多いと思います。
一応昔から対応策はあって、よく「ロケールを変更しましょう」と言われます。
具体的には以下のとおりです。
export LANG=CCロケール、すなわちPOSIX標準ロケールに設定せよ、ということです。
ただこの場合、日本語ファイル名はエスケープされた文字となり、どっちにしろ読むことができません。
これの解決策は以下のとおりです。
かつては
kon,kon2が利用されてきましたが、最近ではVESAフレームバッファコンソールが有効になっています。しかしコンソールで日本語の読み書きをするにはbogl-bterm,jfbtermなどのターミナルソフトウェアと入力システムを別途導入する必要があります。
参考：中島 熊和. 熊田 伸一郎. CentOS 徹底入門 第3版. 翔泳社, 2012, p. 159.
kon, kon2はサポート終了しており、非推奨です。bogl-bterm, jfbtermも古くなってしまいました。fbtermを使いましょう。
さてVESAフレームバッファ（通常有効になっていますが）が有効になっているか調べるには以下のようにします。
$ sudo dmesg | grep -i framebuffer
[ 0.724663] efifb: framebuffer at 0xf1000000, using 3072k, total 3072kこのように表示されれば、フレームバッファが有効になっています。
または、以下の感じでも確認できます。
$ ls /dev/fb*
/dev/fb0もしフレームバッファが有効化されていない場合はあきらめます。^3
どうしてもの場合は以下のようにします。（未検証）
sudo nano /etc/default/grub
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash vga=0x318"
sudo update-grubさて、VESAフレームバッファの確認ができたら、fbtermなどのインストールを行います。
Ubuntu 22.04 ではfbtermパッケージは登録されています（universeセクション）。
マウス操作ができると便利ですのでgpmデーモンもインストールします。
sudo apt install -y fbterm gpmfbtermなどのインストールが終わったら、SetUIDビットを使用使用して、特権ユーザーの権限を借りることにします。
sudo chmod u+s /usr/bin/fbtermこれによりフレームバッファーターミナルエミュレータとしてfbtermで日本語表示と入力を行うことができます。
補足：インストールしないもの
これ以外、日本語フォントの導入や、日本語入力システムの導入は、すでに行われている場合必要ありません。
わたしの環境では、ibus-mozc, HackGenNerd-Regular.ttfがインストールされていましたので、それらのインストール作業は行いません。
仮想コンソールでのfbtermの設定や起動
仮想コンソールに入ったら、フォントやロケールの設定、fbtermの起動を行います。
まずフォントの場所を把握しておく必要があります。わたしの環境では以下のとおりでした。~/.local/share/fonts/HackGenNerd_v2.5.3/HackGenNerd-Regular.ttf
fbtermがvideoグループに属しているため、ユーザーをvideoグループに属させます。
この操作を行わないとfbtermが立ち上がらず、再起動を余儀なくされます。sudo usermod -aG video user-name
fbtermの設定ファイル~/.fbtermrcを設定します。
これらの値は試行錯誤が必要です。
- font-names=mono
- font-size=12
+ font-names=HackGenNerd-Regular.ttf
+ font-size=20
- input-method=
+ input-method=ibus-mozc※ input-methodを指定していますが、実際にはエラーが出てibus-mozcを使用できませんでした。
- 仮想コンソールに切り替え
Ctrl + Alt + F3 fbtermの起動fbterm
※ fbterm --vesa-mode=listでリストを得られるのですが、--vesa-mode=N(Nは数値)を指定するとなぜか必ずブラックアウトしてしまいます。
fbtermのヘルプを以下に載せておきます。
使用法: fbterm [オプション] [--] [コマンド [引数]]
Linux用の高速フレームバッファ/VESAベースのターミナルエミュレータ
-h, --help このヘルプメッセージを表示して終了
-V, --version FbTermのバージョンを表示して終了
-v, --verbose 詳細情報を表示
-n, --font-names=TEXT フォントファミリ名を指定
-s, --font-size=NUM フォントのピクセルサイズを指定
--font-width=NUM フォント幅を指定
--font-height=NUM フォント高さを指定
-f, --color-foreground=NUM 前景色を指定
-b, --color-background=NUM 背景色を指定
-e, --text-encodings=TEXT 追加のテキストエンコーディングを指定
-r, --screen-rotate=NUM 画面表示の向きを指定
-a, --ambiguous-wide 曖昧な幅の文字を広く扱う
-i, --input-method=TEXT 入力方法プログラムを指定
--cursor-shape=NUM デフォルトのカーソル形状を指定
--cursor-interval=NUM カーソルの点滅間隔を指定
--vesa-mode=NUM VESAビデオモードを強制
list 利用可能なVESAビデオモードを表示
これらのオプションの詳細については、~/.fbtermrc のコメントを参照してください。参考：
最後に
日本語表示はできるようになりましたが、きれいに表示させるには至りませんでした。（一応読める程度）
ですが、参考文献リストを読むといろいろな可能性に気付かされました。
以上です。ありがとうございました。
参考文献
- 青木 蜂郎. ふつうのLinuxプログラミング. ソフトバンククリエイティブ, 2005, pp. 63-65.
- 中島 熊和. 熊田 伸一郎. CentOS 徹底入門 第3版. 翔泳社, 2012, p. 44.
- コンソールで日本語入力
- フレームバッファの使用と日本語表示: Vine Linux
- fbtermの日本語表示．uim-fepとuim-anthyで日本語入力も．ついでに，vimの256色化も
