将x86平台的Linux控制台重定向到串口

一般地,安装在PC的Linux是使用鼠标、键盘作为输入源,显示器作为输出显示,但有些X86的设备,如工控机等,为了节省成本,会去掉认为无用的外设接口,以致熟悉了PC的人不习惯。一个设备,没有鼠标、键盘、显示器,但只要还有串口,还是可以控制的。本文将在一个具备串口的设备上配置Linux系统,以便将控制台重定向到串口。Linux使用ubuntu14.04发行版本。
需要改动的地方有2处,一是grub配置,二是登陆配置。当然,还有一个重要前提,就是串口能正常工作。
说来惭愧,由于板子不具备一般人所认为的SDK,——我们觉得板子自带有资料、SDK开发包是理所当然的,但实际上,有些却不然。为了测试哪个串口设备可用,我使用串口口调试助手逐一发送数据到指定的串口设备文件(命令如echo “latelee” /dev/ttyS0),幸好只测试到第3个设备文件即能成功,否则,还有一直测试下去(在/dev/目录下有32个ttyS设备,启动信息看到共有6个设备)。因此找到正确、正常能用的串口设备是最关键的。实际中,可能ttyS0可用,也可能ttyS2可用。下面以ttyS0为例说明。
通常情况下,波特率等参数是115200n8,有些配置内核时好像看到过,但没什么印象。
使用root权限,先备份好已有文件。
/etc/default/grub:配置
update-grub:/boot/grub/grub.cfg:

1、创建登陆配置文件

创建/etc/init/ttyS0.conf文件(如是其它串口,所有的ttyS0都改为ttySx,文件名也是ttSx.conf),下面是ttyS2.conf文件的内容,如下:

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# ttyS2 - getty
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# This service maintains a getty on ttyS2
description "Get a getty on ttyS2"
start on stopped rc RUNLEVEL=[2345] and (
not-container or
container CONTAINER=lxc or
container CONTAINER=lxc-libvirt)
stop on runlevel [!2345]
respawn
# no one will auto login(不自动登陆)
exec /sbin/getty -L 115200 ttyS2
# auto login as root or latelee
#exec /sbin/getty -a root -L 115200 ttyS2
#exec /sbin/getty -a latelee -L 115200 ttyS2

2、修改内核启动参数

ubuntu说不能直接修改/boot/grub/grub.cfg文件(实际上我改过,也没什么事情),而是改/etc/default/grub文件,然后执行命令update-grub,即会自动更新grub.cfg文件。修改的地方有几个。
启动参数:

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GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="console=tty0 console=ttyS0,115200n8"

配置串口控制台:

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# Uncomment to disable graphical terminal (grub-pc only)
GRUB_TERMINAL=console

# my add
GRUB_SERIAL_COMMAND="serial --speed=115200 --unit=0 --word=8 --parity=no --stop=1"

完整的文件如下:

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# If you change this file, run 'update-grub' afterwards to update
# /boot/grub/grub.cfg.
# For full documentation of the options in this file, see:
# info -f grub -n 'Simple configuration'
GRUB_DEFAULT=0
#GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0
#GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET=true
GRUB_TIMEOUT=1
GRUB_DISTRIBUTOR=\`lsb_release -i -s 2/dev/null || echo Debian\`
# this is for vga text
#GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet text"
#GRUB_CMDLINE_LINUX=""
# my serial console
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="consol=tty0 console=ttyS2,115200n8"
GRUB_CMDLINE_LINUX=""

# Uncomment to enable BadRAM filtering, modify to suit your needs
# This works with Linux (no patch required) and with any kernel that obtains
# the memory map information from GRUB (GNU Mach, kernel of FreeBSD ...)
#GRUB_BADRAM="0x01234567,0xfefefefe,0x89abcdef,0xefefefef"
# Uncomment to disable graphical terminal (grub-pc only)
GRUB_TERMINAL=console
# my add
GRUB_SERIAL_COMMAND="serial --speed=115200 --unit=0 --word=8 --parity=no --stop=1"
# The resolution used on graphical terminal
# note that you can use only modes which your graphic card supports via VBE
# you can see them in real GRUB with the command `vbeinfo'
#GRUB_GFXMODE=640x480
# Uncomment if you don't want GRUB to pass "root=UUID=xxx" parameter to Linux
GRUB_DISABLE_LINUX_UUID=true
# Uncomment to disable generation of recovery mode menu entries
#GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"
# Uncomment to get a beep at grub start
#GRUB_INIT_TUNE="480 440 1"

说明: GRUB_DISABLE_LINUX_UUI是指在指定根分区时,不使用该分区的UUID,而是直接用如/dev/sda2的格式。

3、更新grub

直接执行命令update-grub即可。
修改后的grub.cfg文件如下:

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menuentry 'Ubuntu' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-simple-e5b19d4d-199f-4426-bab9-0b0c02b54317' {
recordfail
load_video
gfxmode $linux_gfx_mode
insmod gzio
insmod part_msdos
insmod ext2
set root='hd0,msdos1'
if [ x$feature_platform_search_hint = xy ]; then
search --no-floppy --fs-uuid --set=root --hint-bios=hd0,msdos1 --hint-efi=hd0,msdos1 --hint-baremetal=ahci0,msdos1 a5c5a770-5bae-453c-a888-f83781fcaa1f
else
search --no-floppy --fs-uuid --set=root a5c5a770-5bae-453c-a888-f83781fcaa1f
fi
linux /vmlinuz-3.13.0-32-generic root=/dev/sda1 ro console=tty0 console=ttyS2,115200n8
initrd /initrd.img-3.13.0-32-generic

可以看到,内核启动参数已经配置成功。
另外,为了防止系统挂掉,可以运行update-grub后再手动改/boot/grub/grub.cfg文件,不要所有的启动项都是串口控制台,实际上有恢复模式可选,不改也行。我是把·Advanced options for Ubuntu·里面的配置改回原来的。
重新启动系统,查看启动参数

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# cat /proc/cmdline
BOOT_IMAGE=/boot/vmlinuz-3.13.0-32-generic root=/dev/sda1 ro console=tty0 console=ttyS2,115200n8

# who
latelee ttyS2

存疑:上面的grub配置,有2个console,分别是tty0和ttyS2,它们不匹配,但启动后也没什么问题,看到的终端还是ttyS2,不知道是什么原因。估计和启动参数的tty0关系不大,主要看ttyS2.conf配置。
说明:如果还是接有显示器,显示器依然有输出,Alt+Ctrl+1还是tty1,Alt+Ctrl+2还是tty2,原来是什么样子,还是什么样子。
遗留问题:串口控制台只能显示24x80(用secureCRT测试所得),有些命令太长则会回滚到一行的开始,虽然也是成功的,但影响了信息的提示,目前还不知道怎么改,在哪里改。
参考资料:
https://help.ubuntu.com/community/SerialConsoleHowto

李迟,发表于2014年10月22日中午休息前