Ubuntu Desktop 实践 10、使用 fbterm 玩转全字符界面的 Linux

今天来一个怀旧的主题，那就是玩一玩全字符界面的 Linux。

有人可能会觉得这完全是废话啦，没有桌面，当然是使用命令行啦。

而且 Linux 的精髓不就是命令行吗？

这还有什么疑问？

但是，其实随着这些年硬件的发展，在裸机上玩命令行，还真的有点痛苦。不信？你看在我的 4K 分辨率的 X1 Carbon 2018 上的效果，如下图：

还有 Vim 的运行效果，如下图：

大家可以看出来，主要问题是屏幕的分辨率太高、字太小，次要问题是不能显示中文和特殊的符号，也不能输入中文。

这就让我不禁怀起旧来。大约在 6000 天之前，我还是用的一款华硕的笔记本，14 吋的 4:3 的屏幕，1024x768 的分辨率，那时候用 Linux 全字符界面是多么的爽。

不大不小的字体，黑底白字的屏幕，花花绿绿的代码，三四层楼那么高的逼格……

唉，一切都回不去了。

现在如果有人问我命令行怎么玩，我一定会告诉他在 Linux 桌面系统上起一个终端模拟器，想要装逼，那就设置成半透明的背景加一张拉风的壁纸，然后按 F11 全屏。

如果是要在服务器上使用，那还是老老实实 ssh 连上去。

如果一定要使用全字符界面的 Linux，那是不是就真的没办法用了呢？那也不一定，请听我慢慢道来。

先看一下我在使用桌面系统情况下的资源占用率，如下图：

可以看到，我使用 Gnome 桌面系统，系统资源的占用率其实是很低的，16 个 CPU 核心就只有一个占用率 3.2%，32G 的内存只使用了 1.47G。这对于我来说，就是毛毛雨的啦。

等会儿我们进入全字符界面后，再测一下不要桌面系统时的资源占用率。

不过进入全字符界面之前，我得先做点准备工作，那就是为 fbterm 准备一张背景图片，这个需要用到 GIMP，这个只有在图形界面下才能完成。

我准备的背景图片如下图：

直接使用这个背景图片是不行的，因为背景图片亮度比较高，色彩太复杂，会使得我们的命令行看不清楚字。所以需要调整曲线和色阶，使图片变暗，做成背景半透明的效果。如下两图：

好了，下面开始正式进入字符界面。

一、进入全字符界面的方法

有两个方法，第一种，是和桌面系统共存的方法，按Ctrl+Alt+F3、Ctrl+Alt+F4、Ctrl+Alt+F5或Ctrl+Alt+F6键，可以切换到字符界面。

原理是什么呢？是 Linux 系统提供的虚拟 tty 功能。所有 Linux 系统在启动后，都会有多个虚拟 tty 可用，其中 tty1 到 tty7 可供用户登陆和使用，只需要使用Ctrl+Alt+F1到Ctrl+Alt+F7切换即可。但是在使用桌面的 Ubuntu 中，如果只开一套桌面的话，则 tty1 被登录界面占用，tty2 被当前桌面系统占用，tty7 不知被什么占用，反正是没有命令行提示符。所以，我们可以在 tty3 到 tty6 中使用命令行界面。

什么？只开一套桌面？难道 Linux 可以开几套桌面环境吗？

还真的是可以的，没多开一套桌面环境，就需要多占用一个 tty。

以后有机会我专程为大家演示。

第二种进入全字符界面的方法，就是使系统开机后直接进入字符界面，不启动桌面环境。使用如下命令设置：

sudo systemctl set-default multi-user.target

然后重启系统就好了。

如果要回到桌面环境，使用如下命令设置：

sudo systemctl set-default graphical.target

然后重启系统，可以回到桌面环境。

这是由 systemd 控制的。如果有兴趣，可以学习 systemd 相关的知识。

二、在全字符界面下如何截图

这是我要解决的第二个问题，因为如果无法截图，我就无法和大家分享。

好在，全字符界面下，也有一个比较好的截图工具，那就是 fbgrab，使用如下命令安装：

sudo aptitude install fbcat

在全字符界面截图，包括我后面即将讲到的 fbterm，都需要 Linux 开启 Framebuffer 支持才行。目前在个人电脑上安装的 Linux，默认都开启了 Framebuffer，这个不需要担心。

其实严格来说，Framebuffer 也是一种图形系统。

使用 Framebuffer，在全字符界面下看图片和播放视频都没有问题。

使用 fbgrab 截图，我一般使用如下命令：

sudo fbgrab -s 10 xxx.png &

这样，会让 fbgrab 在后台运行，然后等待 10s，然后对当前的工作环境进行截图，保存为 .png 格式的图片。

前面那两张 4K 屏幕下字很小的图片，就是这么来的，大家可以放大了仔细看。

三、开启 Ubuntu 的 root 账户

Ubuntu 默认不开启 root 账户，平时所有的特权操作都使用 sudo 进行。

但是 fbterm 必须使用 root 账户运行，使用 sudo 都不行。运行sudo fbterm，会输出 stdin is not a interactive tty!

我查看了 fbterm 的源代码，发现它运行之前，会检查当前的 stdin 是不是 /dev/tty*，但是 sudo 运行程序的时候，又会起一个伪终端，这样，stdin 就变成了 /dev/pts/1，所以不能成功运行 fbterm。

而 fbterm 又必须要有 root 权限，因为 fbterm 需要访问 /dev/fb0，也需要修改内核中的键盘映射来注册它自己的快捷键。

所以我们只能使用 root 用户运行 fbterm。

开启 root 用户的办法很简单，就是为 root 用户设置密码就行了。命令为sudo passwd root。

四、安装运行 fbterm，并设置 fbterm 的字体和输入法

使用sudo aptitude search fbterm查看一下和 fbterm 有关的软件包有哪些，如下图：

可以看到，有一个 fbterm，还有三个包，和输入法有关。我当然选择最新的 fcitx5。所以安装 fbterm 和 fcitx5-frontend-fbterm。这里不赘述。

然后，按Ctrl+Alt+F3快捷键，进入字符界面，使用 root 用户登录。

先运行 fbterm 命令，再输入exit退出。

这次运行，会在/root目录下生成一个.fbtermrc文件，我们修改它的配置，主要是修改字体和输入法。我依然使用 UbuntuMono Nerd Font Mono 字体，在 4K 分辨率下，我选择的大小是 42。关于终端字体的论述，大家可以看我这一篇：

请记住，我们现在是以 root 用户在运行，所以我们要为 root 用户安装字体。很简单，把/home/youxia/.fonts目录复制到/root/.fonts即可。另外，我们同时也把/home/youxia/.vimrc文件和/home/youxia/.vim目录复制到/root目录下，那么，root 用户连 Vim 也有了。

.fbtermrc文件的配置内容如下：

通过配置字体之后，再也不会觉得字太小了，中文和符号也能正确显示了，如下图：

五、开启 256 色的终端效果

从上图中可以看出，Vim 的显示并不完美，颜色不太好看，而且 airline 完全没有显示出来。随便写几行 cpp 代码测试一下，发现 Vim 的经典布局，效果是这样的：

效果并不满意。为什么会这样呢？这是因为 Vim 认为 fbterm 提供的终端是传统的只有 8 种颜色的 linux 终端。为了使用 256 种颜色，需要设置环境变量 TERM 为 fbterm，命令为：

export TERM=fbterm

然后，再运行 Vim，就是下面这样的效果了：

该效果已经和桌面环境下基本无异了，除了没有背景图片。下面，我来为 fbterm 加上我之前准备的那个背景图片。

六、使 fbterm 显示背景图片

fbterm 本身是不能读取图片并将它设置为背景的。但是 fbterm 的文档里指出了一个办法，那就是先使用 fbv 将图片显示到屏幕上，然后启动 fbterm，使得 fbterm 具有背景图片的功能，为了这个功能，可以封装一个 Shell 脚本 fbterm-bi，我后面会展示。

这里，我先解决 fbv 的问题。

fbv 这个软件比较老了，Ubuntu 的软件仓库里没有。好在 github 里有，如下图：

先 clone 下来，然后自己编译，根据文档，编译之前，先安装 libungif，命令为sudo aptitude install libungif。

在 Linux 环境下，我们经常需要自己编译和安装一些以源代码形式发布的软件。其命令基本上如下：

./configure
make
make install

这三板斧究竟用到了什么知识呢？用到了 autotools 来进行工程管理的知识，autotools 包含了 autoconfig、automake 这样的工具。使用 Linux 就是这么神奇，它会不知不觉让你学会很多知识。除了 autotools，现在流行的 cmake 也得好好学一下。当然，这都是后话了。

这里直接照着做就行了。

有了 fbv，再来看看 fbterm-bi 脚本文件是什么样的，如下图：

可以看到，这个脚本很简单，它先使用 fbv 显示图片，然后设置环境变量 FBTERM_BACKGROUND_IMAGE=1，然后再启动 fbterm 就完事了。

所以，我们使用./fbterm-bi fbterm-background.png使用前面准备的背景图片启动 fbterm，效果如下图：

再运行 Vim 是下面这样的效果：

七、关于中文输入法

在前面安装和设置 fbterm 的时候，我已经安装了fcitx5-frontend-fbterm软件包，并将输入法设置为fcitx5-fbterm。

在安装fcitx5-frontend-fbterm时，已经自动安装了 fcitx5 输入法。

fcitx5-fbterm 只是 fbterm 中和 fcitx5 输入法沟通的桥梁，要想输入中文，还需要自己启动 fcitx5。

我使用的是fcitx5 &命令让 fcitx5 在后台运行。

这时，需要等一会儿，因为 fcitx5 启动比较慢。

最后，使用Ctrl+Shift+Space快捷键，就可以在 fbterm 中输入中文了，如下图：

八、最后，完全关掉桌面，进入全字符界面测试一下

使用sudo systemctl set-default multi-user.target，重启电脑，完全进入字符界面。使用htop看一下系统资源占用，是什么情况呢？让我来测试一下。

结果如下图：

可以看到，在不开启桌面的情况下，资源占用急剧下降，CPU 只有一个核占用不到 1%，其余的核全部空闲，内存占用直接下降了 1G，从 1.47G 下降到了 447M。

在我的电脑上，这点资源节约算不上什么。但是如果你正好有一台只有 2G 内存的电脑，那就很可观了。

在服务器上，也可以这么玩。

祝大家玩得愉快！