Linux コンソールコントロール

この章では Linux コンソールにおいて特殊な機能(つまり、現在のカーソル位置に 文字のイメージを印字する以外のこと)を起こさせる全てのコントロール文字と エスケープシーケンスについて述べる。

コントロール文字

コントロール文字とは、(マッピングテーブルによる変換前のコードが) 00 (NUL), 07 (BEL), 08 (BS), 09 (HT), 0a (LF), 0b (VT), 0c (FF), 0d (CR), 0e (SO), 0f (SI), 18 (CAN), 1a (SUB), 1b (ESC), 7f (DEL) の 14 のコードのうちのどれかである文字である。 "コントロール文字表示(display control characters)"モード(後述)を 設定すると、07, 09, 0b, 18, 1a, 7f をグリフとして表示することができる。 一方、 UTF-8 モードでは、00-1f の全てのコードは、コントロール文字表示 モードが指定された場合でもコントロール文字として扱われる。

コントロール文字がある時には、それはすぐに(たとえエスケープシーケンスの 途中でも)実行され、破棄される。エスケープシーケンスは次の文字から続けられる (しかし、ESC は新しいエスケープシーケンスを始めるので、 前の終了していないエスケープシーケンスが中止される可能性がある。 さらに、CAN と SUB はどんなエスケープシーケンスも中止する)。 認められているコントロール文字は、BEL, BS, HT, LF, VT, FF, CR, SO, SI, CAN, SUB, ESC, DEL, CSI である。これらは期待どおりの動作をする:

BEL (0x07, ^G) はビープ音を鳴らす;

BS (0x08, ^H) はバックスペース (ただし、行頭は越えない);

HT (0x09, ^I) は次のタブストップ(tab stop)へ移動する、そこから行末までに タブストップが無い場合は行の終りに移動する;

LF (0x0A, ^J), VT (0x0B, ^K), FF (0x0C, ^L) これらは全て ラインフィード(linefeed)を与える; LF/NL (ニューラインモード(new line mode))がセットされていれば キャリッジリターンもアクティブにする;

CR (0x0D, ^M) はキャリッジリターンを与える;

SO (0x0E, ^N) は G1 文字集合をアクティブにする。

SI (0x0F, ^O) は G0 文字集合をアクティブにする;

CAN (0x18, ^X) と SUB (0x1A, ^Z) はエスケープシーケンスを中断する;

ESC (0x1B, ^[) はエスケープシーケンスを始める。

DEL (0x7F) は無視される;

CSI (0x9B) は ESC [ と等価。

エスケープシーケンスであるが CSI シーケンスでないもの

ECMA-48 CSI シーケンス

CSI (または ESC [ ) のあとに、最大で NPAR (16) 個のセミコロンで区切られた 10 進数のパラメーターシーケンスが続く。 空であるかそこにないパラメーターは 0 とされる。 パラメーターシーケンスの前にはひとつのクエスチョンマークがつくことがある。

しかし、CSI [ (または ESC [ [ ) の後では、一文字が読まれ、このすべての パラメーターシーケンスが無視される(要するにファンクションキーのエコーは 無視されるということである)。

CSI シーケンスの動作は、その最後の文字によって決まる。

ECMA-48 グラフィクスレンディション(Graphics Rendition)の設定

ECMA-48 SGR シーケンス ESC [ <パラメーター> m は表示属性を設定する。 セミコロンで区切ることで、同じシーケンスでいくつかの属性を設定できる。 空パラメーター(セミコロンか文字列開始文字か文字列終端文字の間)はゼロと解釈される。

ECMA-48 モードスイッチ(Mode Switches)

ESC [ 3 h

DECCRM (デフォルトではオフ): コントロール文字を表示する。

ESC [ 4 h

DECIM (デフォルトではオフ): 挿入モードにする。

ESC [ 20 h

LF/NL (デフォルトではオフ): LF, VT, FFをエコーしたあと自動的 CR をつける。

ECMA-48 状態リポートコマンド(Status Report Commands)

ESC [ 5 n

デバイス状態のリポート(DSR): 返事は ESC [ 0 n (端末 OK).

ESC [ 6 n

カーソル位置のリポート(CPR): 返事は ESC [ y ; x R、 x,y はカーソルの位置をあらわす。

DEC プライベートモード (DECSET/DECRST) シーケンス

これらは ECMA-48 では記述されていない。ここでは、セットモード シーケンス (Set Mode sequences)を記載する; 最後の 'h' を 'l' に 置き換えるとリセットモードシーケンス(Reset Mode sequences)になる。

ESC [ ? 1 h

DECCKM (デフォルトはオフ): セットされた時にはカーソルキーは ESC [ ではなく ESC O を前につけて送る。

ESC [ ? 3 h

DECCOLM (デフォルトはオフ = 80 桁): 80/132 の桁モード切替え。 ドライバーのソースの注釈には、これだけでは十分でなく resizecons(8) のようなユーザーモードのユーティリティーで、コンソールビデオカードの ハードウェアレジスターを変える必要があると書かれている。

ESC [ ? 5 h

DECSCNM (デフォルトはオフ): 反転表示モードのセット。

ESC [ ? 6 h

DECOM(デフォルトはオフ): セットされた時には、カーソルのアドレッシングが、 スクロール範囲の左上隅からの相対位置になる。

ESC [ ? 7 h

DECAWM(デフォルトはオン): オートラップを設定。このモードの時は、80 桁 (DECCOLM がオンのときは 132 桁)を超えたグラフィックキャラクターは、 強制的に次の行の先頭に折り返されて表示される。

ESC [ ? 8 h

DECARM(デフォルトはオン): キーボードのオートリピートをオンにセット。

ESC [ ? 9 h

X10 マウスリポート(デフォルトはオフ): リポートモードを 1 にセット(または、 0 にリセット)—後述

ESC [ ? 25 h

DECTECM (デフォルトはオン): カーソルを可視(visible)にする。

ESC [ ? 1000 h

X11 マウスリポート(デフォルトはオフ): リポートモードを 2 にセット(または、 0にリセット)—後述

Linux コンソールプライベート CSI シーケンス

以下のシーケンスは ECMA-48 のものでも本来の VT102 のものでもでもなく、 Linuxコンソールドライバーに固有なシーケンスである。色は SGR パラメーターで 表現される: 0 = 黒, 1= 赤, 2 = 緑, 3 = 茶, 4 = 青, 5 = マゼンタ, 6 = シアン, 7 = 白

文字集合

カーネルは、バイト列からコンソールスクリーン符号の変換を 4 つ 知っている。 4 つの変換テーブルとは、a) Latin1 -> PC, b) VT100 graphics -> PC, c) PC -> PC, d) ユーザー定義, である。

G0 と G1 と呼ばれる二つの文字集合があり、そのうち一つが現在の 文字集合である(初期値は G0 )。 ^N をタイプすると G1 が ^O を入力すると G0 が現在の文字集合になる。

変数 G0 と G1 は変換テーブルを指しており、ユーザーにより変更できる。 最初はそれぞれテーブル a) と テーブル b) を指している。 ESC ( B 、 ESC ( 0 、 ESC ( U 、 ESC ( K のそれぞれのシーケンスにより、 G0 が変換テーブル a)、 b)、 c)、 d) を指すようになる。 また、ESC ) B 、 ESC ) 0 、 ESC ) U 、 ESC ) K のそれぞれのシーケンス により、G1 が変換テーブル a)、 b)、 c)、 d) を指すようになる。

ESC c のシーケンスは端末をリセットする。スクリーンがめちゃくちゃになった 時にそうすることが必要である。よくアドバイスされる "echo ^V^O" は G0 を現在の文字集合にするだけであり、G0 がテーブル a) を指しているという 保証はない。 いくつかのディストリビューションには、 reset(1) というプログラムが含まれるが、これはただ "echo ^[c" を実行するものである。 もし、コンソールの terminfo エントリーが正しい(かつ rs1=\Ec のエントリーが ある)ならば、"tput reset"でも同じ効果がある。

ユーザー定義のマッピングテーブルは mapscrn(8) を使って定義できる。 マッピングの結果、シンボル c が印字されるとシンボル s = map[c] が ビデオメモリーに送られる。s に対応するビットマップはキャラクター ROM にあり、 setfont(8) により変更可能である。

マウストラッキング

マウストラッキング機能は、 xterm(1)-互換の マウスステータスリポート(mouse status reports)を返させるためのものである。 コンソールドライバーはマウスのデバイスや種類について知る方法が ないので、仮想ターミナルドライバーがマウス更新の ioctl を受け取った時だけ、 マウスステータスリポートがコンソールの入力ストリームに送られる。 この ioctl は、 gpm(8) デーモンのようなマウス対応のユーザーモード アプリケーションが発生しなければならない。

xterm(1) によって生成される全てのマウス追跡エスケープシーケンスのための パラメーターは、数値を value+040 のように符号化し、一つの文字として あらわす。 例えば、'!' は 1 になる。スクリーン座標は 1 をベースにする。

X10 互換モードでは、ボタンが押された時にマウスの位置と押されたマウスの ボタンとをエンコードしたエスケープシーケンスを送る。 この機能は ESC [ ? 9 h を送ると有効になり ESC [ ? 9 l により無効になる。 ボタンが押されると xterm(1) は ESC [ M bxy (の 6 文字)を送る。 ここで b は button-1, x と y は マウスがボタンが押された 時の x と y 座標である。 このコードはカーネルが発生するのと同じコードである。

ノーマルトラッキングモード(Normal tracking mode)(Linux 2.0.24 では 実装されていない)では、両方のボタンが押されたか離された時に エスケープシーケンスが送られる。 モディファイアの情報も一緒に送られる。 この機能は、ESC [ ? 1000 h を送ると有効になり ESC [ ? 1000 l で無効になる。 ボタンが押されるか離されるかした時には、xterm(1) は ESC [ M bxy を送る。 b の低位の2ビットにはボタン情報がエンコードされる: 0=MB1 が押された, 1=MB2 が押された, 2=MB3 が押された, 3=離された。 高位のビットには、ボタンが押された時にどのモディファイアがダウンしていたかが エンコードされる: 4=Shift, 8=Meta, 16=Control。 そして、上位と下位ビットが加算される。 ここでも x と y は、マウスイベントが起こった時の x と y 座標であり、左上の隅が(1,1)である。

他のターミナルとの比較

多くの異なるターミナルタイプが、Linux コンソールのように、"VT100互換"を 名乗っている。 ここでは、Linux コンソールと 2 つの最も重要なターミナルである DEC VT102 と xterm(1) との違いについて述べる。

コントロール文字の取り扱い

VT102 は以下のコントロール文字も認識する:

NUL (0x00) は無視される;

ENQ (0x05) はアンサーバックメッセージ(answerback message)を発生する;

DC1 (0x11, ^Q, XON) は送信を再開する;

DC3 (0x13, ^S, XOFF) は VT100 に XOFF と XON 以外のコードを無視(そして 送信の停止)を起こさせる。

端末ドライバーにより VT100 に似た DC1/DC3 処理を有効にする。

xterm(1) (VT100 モード)は BEL, BS, HT, LF, VT, FF, CR, SO, SI, ESC の コントロール文字を認識する。

エスケープシーケンス

Linux コンソールで実装されていない VT100 コンソールシーケンスは以下の通り:

xterm(1) (VT100 モード)は ESC c, ESC # 8, ESC >, ESC =, ESC D, ESC E, ESC H, ESC M, ESC N, ESC O, ESC P ... ESC \, ESC Z を認識する("わたしは高等ビデオオプション付きの VT100 です"という 意味で ESC [ ? 1 ; 2 c と返答する)、ESC ^ ... ESC \ は上述と同じ意味を あらわす。ESC (, ESC ), ESC *, ESC + に続く 0, A, B を DEC 特殊文字と して受け、それぞれラインドローイング(line drawing) のセット、UK、 US-ASCII をあらわす。

ユーザーは xterm(1) が VT220 特有のコントロールシーケンスに 反応するように設定でき、また設定と初期化のされかたによって 自分自身を VT52, VT100 などと認識する。

xterm は、特定のリソースの設定のために ESC ] (OSC) を受け付ける。 ECMA-48 の文字列終端文字 (ST) に加えて、 xterm(1) は BEL を OSC 文字列を終端するものとして受け付ける。 以下は xterm(1) が認識する OSC コントロールシーケンスの一部である。

以下のものは、少し違った意味にとられる (より多くの状態を保存し、より VT100/VT220 に近いふるまいをする):

また、次のものも認識する:

また ESC % を認識し、Linux コンソールより更に完全な UTF-8 実装を提供する。

CSI シーケンス

X11R5 由来のような、古いバージョンの xterm(1) はブリンク SGR を ボールド SGR として解釈する。 1995 年の XFree86 3.1.2A のような、ANSI カラーが実装された、より新しい バージョンでは、ブリンク属性を色として表示することによってこれを 改善している。 最近のバージョンの xterm はブリンク SGR をテキストをブリンクさせることで 実装し、さらにまた、SGR 表示の代替案として色付きのテキストも利用できる。 Stock X11R6 版では、XFree86 xterm が組み入れられた X11R6.8 リリースまで 色設定 SGR を認識しなかった。 Linux が認識する他のすべての ECMA-48 CSI シーケンスは xterm でも認識されるが、xterm(1) は Linux が認識しない いくつかの ECMA-48 と DEC のコントロールシーケンスも実装している。

xterm(1) は上述のすべての DEC プライベートモードのシーケンスを認識するが、 Linux プライベートモードのシーケンスはどれも認識しない。 xterm(1) 自身のプライベートモードシーケンスに関しての議論は、 X 配布とともに入手可能な Edward Moy, Stephen Gildea,Thomas E. Dickey による Xterm Control Sequences ドキュメントを参照されたい。 このドキュメントは、簡潔なものであるが、このマニュアルページより 遥かに長いものである。 年代順の概観としては、

には xterm の変更の詳細がある。

vttest は

で入手でき、これらのコントロールシーケンスの多くに関するデモを行う。 xterm(1) ソース配布パッケージには その他の機能を学ぶことが出来るサンプルスクリプトが入っている。