Question

如何改造 Linux 虚拟终端显示文字

Answer 1

　　要想控制台能支持汉字显示，需要解决 3 个问题：

　　必须使用 UTF-8 模式 ( 默认 vc->utf=1 即可 )

　　虚拟控制台的 vc_screenbuf 必须修改以为 glyph 提供至少 16bit 的空间。

　　图形控制台需要 vc_font包含更多的字符，不只是 255 个，并提供代码绘制双倍宽度的中文字形，字体中的字符按照 UNICODE
排列，这样 glyph 就是字符的 UNICODE 编码。

　　修改虚拟控制台

　　一开始，我的打算是 vc_screenbuf 修改为 unsigned long long* 类型，32bit 给字符属性，分别表示 16bit
终端前景色和背景色。glyph 则拥有 31bit 的空间 , 因为汉字的宽度为双倍的英文字母 ，其中 1 bit 用来表示双字符宽度。比如 '我' 会表达为
两个 '我'，第二个'我'的最高位为 1：绘制任何字形的时候，只绘制字形的左半部分；如果发现最高位为 1
则绘制字体位图中的右半部分。这样同样的绘制代码可以适应英文字母和汉字。写入 vc_screenbuf 的时候，
如果是双倍宽度的字符，需要同时写入两份，第二份的最高位置 1 就可以。但是 vc_screenbuf
的格式已经被到处假定为每字符两个字节。如此修改导致牵一发动全身。许多艰涩难懂的代码都依赖 vc_screenbuf 是
每字符两个字节的设定，直接修改定义后，光是编译器能直接检测出来的就有百余个地方需要修改，还有更多的逻辑并不能被编译器检测出来。如此修改的后果就是会出现许多隐晦的错误，非常难于调式。挣扎后，为最终选择了另一条道路
:

　　为汉字重新分配一块 vc_unicode_screenbuf

　　vc_unicode_screenbuf 紧挨着 vc_screenbuf , 事实上 vc_screenbuf
在分配空间的时候，多分配了一倍的空间，多分配的空间充作 vc_unicode_screenbuf，因此 struct vc_data 里并没有添加
vc_unicode_screenbuf 成员。 vc_unicode_screenbuf 同样为每字符 2 个字节，并不包含字符属性，所以 2
个字节如数用来保存 glyph。vc_screenbuf 格式未变，所以 vgacon 不需要修改，这就减少了大量的工作量。向 vc_screenbuf
写入字符的时候，同时写入一份到 vc_unicode_screenbuf 。如果是汉字，由于其 glyph 大于 254 , 所以 vc_screenbuf
的那两个字符 ( 汉字双倍宽度 ) 实际写入的是 0xff 和 0xfe ( 故而上文提到是 glyph 大于 254 的字符 ,0xfe 被保留它用了
)。0xff 表示该字符的 glyph 要到 vc_unicode_screenbuf 提取，然后绘制左半部分；0xfe 表示该字符的 glyph 要到
vc_unicode_screenbuf 提取，然后绘制右半部分。对于 glyph 大于 254 但是又不是双倍宽度的字符，就不需要 0xfe
作陪了。比如屏幕上显示的文字是黑底白字的 “牛 B” , vc_screenbuf 的内容就是 “0x00ff, 0x0ffe, 0x0f42 ” ,
vc_unicode_screenbuf 的内容则是 “牛 , 牛 ,b”
。这是因为一个汉字为两倍的英文字母宽度。在屏幕文字缓冲区上也必须占用两个字符的位置。并且必须有一种机制能知道应该绘制左半部分和右半部分，我使用的就是 0xff
和 0xfe。

　　修改图形控制台绘制代码

　　要修改的地方只有 3 个。

　　struct console_font 添加 charcount 成员。将主线内核的字体设置为 charcount = 255。 主线内核带的字体都是
255 个 glyph 的，所以没有添加字符个数的必要。不过我们即将要添加的字体会有数万字符。

　　添加一个新的字体，复盖 UNICODE BMP 基本区域的所有符号。

　　修改字符绘制代码，添加 vc_unicode_screenbuf 的支持。

　　字符绘制代码的修改比较繁琐，代码分布在 drivers/video/console/ 下的多个文件中。fbcon_putc(s) 由由
vc->vc_sw->con_putc(s) 调用， fbcon_putc(s) 转而调用分散于 drivers/video/console/
的多个 puts 实现。因为终端要支持 console_rotate , decoration , timing , 故而每种模式下的绘制实现都是不同的。我拿
drivers/video/console/bitblt.c 最常用的不倾斜、不加装饰等的终端模式为例来讲解绘图部分的修改。由于中文字体为 16x16
点阵，是对齐的字体，故而其绘制代码为 bit_putcs_aligned() 原先的代码以 glyph 为下标到 vc->vc_font->data
获得字体数据，然后调用 fb_pad_aligned_buffer 执行块拷贝操作。我的修改很简单，原来获得字体数据的代码修改后放入 font_bits()
辅助函数。 在 font_bits 里，要判断 glyph 是否为 0xff 或者 0xfe, 如果不是，使用 glyph 为下标获得字体的左半部分后并返回。
如果是，则从 vc_unicode_screenbuf 获得真正的 glyph 数值，然后再依据现有的 glyph 是 0xff 还是 0xfe
去获得字体的右半部分还是左半部分返回。font_bits 获得字体数据后执行 fb_pad_aligned_buffer 块拷贝。需要修改的地方还有
drivers/video/console/fbcon_ccw.c fbcon_cw.c fbcon_ub.c 。依原理进行修改即可。

　　虚拟终端的不足之处

　　虽然费尽心机添加了中文支持，那只是一个 workaround ,
并不能算真正的支持。要真正的支持必须彻底重写虚拟终端和控制台。而要支持中文，就需要更进一步，全面支持 UNICODE ,
包括支持从右向左的书写习惯。在内核里实现一个全面支持 UNICODE
的控制台并不是一件容易的事情，何况内核的政策也不允许将如此庞大的字库装入内核。于是乎，这里出现了死胡同。KMS 和 Wayland
的出现让这死胡同似乎有了个完美的解。
　　System Compositor？

　　System Compositor 是一个 wayland compositor，只是运行于系统全局范围。

　　为了懒人我这里稍微讲解一下 wayland compositor 吧。 Wayland 不同于 X , 在 wayland 的世界里，只有
compositor 和 client。Client 利用各种 API (wayland 给出的示例使用的是 OpenGL ES, 但其实 wayland
并不限制使用的绘图 API 类型 ) 进行窗口绘图，然后将窗口的绘制结果直接提交给 compositor 合成到屏幕上。这样 wayland 本身就不包含绘图
API 而大大简化了 wayland 的设计。Wayland compositor 可以同 X 一样操作显卡向屏幕输出合成后的结果，也可以作为另一个
wayland compositor 的 client。

　　对于多账户同时登录的实现，固然可以让每一个本地 GUI 会话开启一个 wayland compositor，但是存在更好的办法就是固定开启一个
system compositor。而让所有用户会话的 wayland compositor 再作为 system compositor 的 client.
藉由 system compositor 的合成效果，进行快速用户切换也可以进行一些视觉效果。而且 Xorg 本身也已经支持作为 wayland client
运行，这样可以使用传统的 X 提供桌面，而让 wayland system compositor 实现终端切换。这还有一个好处，只有 wayland
system compositor 是以 root 运行的，而用户会话的 compositor 或 X 就不必以 root 权限运行。因为 Wayland
非常轻量，所以 system compositor 可以作为系统级服务常驻内存运行。而因为有了 system compositor ,
内核也不再需要实现虚拟终端了：只需要实现终端模拟器作为 system compositor 的 client
。由于是在用户空间实现的，所有可以加入 UNICODE，矢量字体，国际化的书写习惯等等的支持，再也不用受限于内核啦。 Wayland
还是一个非常年轻的项目，Wayland system compositor 目前还只是设想中的概念，需要更多的人关注参与。笔者相信不久的将来 wayland
一定能大有作为。转载

Answer 2

你是说要现实中文 还是仅仅改变字体 和颜色

Answer 3

右击终端，选择编辑配置文件，接下来自己应该会了