Преглед емулатора терминала

Неколико речи из нашег преводилачког бироа: обично сви теже да преведу најновије материјале и публикације, и ми нисмо изузетак. Али терминали нису нешто што се ажурира једном недељно. Стога смо за вас превели чланак Антоана Бопреа, објављен у пролеће 2018. године: упркос својој значајној „старости“ по савременим стандардима, по нашем мишљењу, материјал уопште није изгубио на важности. Поред тога, ово је првобитно била серија од два чланка, али смо одлучили да их спојимо у један велики пост.

Терминали имају посебно место у историји рачунара, али су последњих деценија били приморани да опстану поред командне линије, јер су графички интерфејси постали свеприсутни. Емулатори терминала заменили своје хардверска браћа, који су, заузврат, били модификација система заснованих на бушеним картицама и прекидачима. Модерне дистрибуције долазе са разним терминалним емулаторима свих облика и боја. И док су многи задовољни стандардним терминалом који им пружа њихово радно окружење, неки с поносом користе потпуно егзотичан софтвер за покретање свог омиљеног љуске или уређивача текста. Али, као што ћемо видети из овог чланка, нису сви терминали креирани на истој слици: они се у великој мери разликују по функционалности, величини и перформансама.

Неки терминали имају потпуно изненађујуће сигурносне рупе, плус већина има потпуно другачији скуп функција, од подршке за интерфејс са картицама до скриптовања. Иако смо погледао емулаторе терминала у далекој прошлости, овај чланак је ажурирање претходног материјала који ће помоћи читаоцима да одреде који терминал да користе у 2018. Прва половина чланка упоређује карактеристике, а друга половина оцењује перформансе.

Ево терминала које сам прегледао:

Ово можда нису најновије верзије, пошто сам био ограничен на стабилне верзије у време писања, које сам могао да избацим на Дебиан 9 или Федора 27. Једини изузетак је Алацритти. Он је потомак терминала убрзаних ГПУ-ом и написан је на необичном и новом језику за овај задатак - Руст. Изузео сам веб терминале из свог прегледа (укључујући оне на електрон), јер су прелиминарни тестови показали њихове изузетно лоше перформансе.

Уницоде подршка

Почео сам своје тестове са подршком за Уницоде. Први тест терминала је био да прикаже Уницоде стринг из Чланци на Википедији: „е, Δ, И, ק, م, ๗, あ, 叶, 葉 и 말.“ Овај једноставан тест показује да ли терминал може исправно да ради широм света. ктерм терминал не приказује арапски карактер Мем у подразумеваној конфигурацији:

Подразумевано, ктерм користи класични "фиксни" фонт, који, према и даље иста Вики, има „значајну покривеност Уницоде-ом од 1997. године“. Нешто се дешава у овом фонту што доводи до тога да се знак појављује као празан оквир и тек када се фонт текста повећа на 20+ поена, знак коначно почиње да се приказује исправно. Међутим, ова „поправка“ прекида приказ других Уницоде знакова:

Ови снимци екрана су направљени у Федори 27, јер је дао боље резултате од Дебиан-а 9, где неке старије верзије терминала (посебно млтерм) нису могле правилно да рукују фонтовима. Срећом, ово је поправљено у каснијим верзијама.

Сада приметите како се линија приказује у ктерм-у. Испоставило се да је симбол Мем и следећи семитски Копх погледајте скрипте у стилу РТЛ (десна на лево), тако да технички треба да буду приказани с десна на лево. Веб претраживачи као што је Фирефок 57 исправно обрађују горњу линију. Једноставнија верзија РТЛ текста је реч "Сара„ на хебрејском (הרה). Вики страница о двосмерним текстовима каже следеће:

„Многи рачунарски програми не могу исправно приказати двосмерни текст. На пример, хебрејско име „Сара“ састоји се од знакова син (ש) (који се појављује на десној страни), затим ресх (ר) и на крају он (ה) (који треба да се појави на левој страни).“

Многи терминали не успевају на овом тесту: Алацритти, ВТЕ-изведени Гноме и КСФЦЕ терминали, урквт, ст и ктерм приказују „Сара“ обрнутим редоследом, као да смо име написали као „Арас“.

Још један проблем са двосмерним текстовима је тај што их треба некако ускладити, посебно када је у питању мешање РТЛ и ЛТР текстова. РТЛ скрипте би требало да се покрећу са десне стране прозора терминала, али шта би требало да се деси са терминалима који подразумевано користе ЛТР енглески? Већина њих нема никакве посебне механизме и поравнавају цео текст са леве стране (укључујући и Консоле). Изузеци су птерм и млтерм, који се придржавају стандарда и поравнавају такве линије удесно.

Заштита од уметања

Следећа критична карактеристика коју сам идентификовао је заштита од уметања. Иако је опште познато да чаролије као што су:

$ curl http://example.com/ | sh

су пусх команде за извршавање кода, мало људи зна да скривене команде могу да се ушуњају у конзолу приликом копирања и лепљења из веб претраживача, чак и након пажљивог прегледа. Верификациони сајт Гианна Хорна сјајно показује колико је команда безазлена:

git clone git: //git.kernel.org/pub/scm/utils/kup/kup.git

претвара се у такву сметњу када се налепи са Хорнове веб странице у терминал:

git clone /dev/null;
    clear;
	echo -n "Hello ";
	whoami|tr -d 'n';
	echo -e '!nThat was a bad idea. Don'"'"'t copy code from websites you don'"'"'t trust! 
	Here'"'"'s the first line of your /etc/passwd: ';
	head -n1 /etc/passwd
	git clone git://git.kernel.org/pub/scm/utils/kup/kup.git

Како то ради? Злонамерни код је укључен у блок , који се премешта из корисничког приказа помоћу ЦСС-а.

Режим лепљења у заградама је јасно дизајниран да неутралише такве нападе. У овом режиму, терминали затварају налепљени текст у пар специјалних излазних секвенци како би рекли љусци о пореклу текста. Ово говори љусци да може да игнорише специјалне знакове које налепљени текст може да садржи. Сви терминали назад на угледни ктерм подржавају ову функцију, али лепљење у Брацкетед режиму захтева подршку љуске или апликације која се покреће на терминалу. На пример, коришћење софтвера ГНУ Реадлине (исти Басх), потребна је датотека ~/.инпутрц:

set enable-bracketed-paste on

Нажалост, Хорн-ов тест сајт такође показује како да заобиђете ову заштиту кроз само форматирање текста и прерано завршите примену режима у заградама на њега. Ово функционише зато што неки терминали не филтрирају исправно излазне секвенце пре него што додају сопствене. На пример, код мене никада нисам успео да успешно завршим Консоле тестове чак ни са исправном конфигурацијом .инпутрц фајл. То значи да можете лако да оштетите конфигурацију система због неподржане апликације или погрешно конфигурисане љуске. Ово је посебно опасно када се пријављујете на удаљене сервере, где је пажљив рад на конфигурацији ређи, посебно ако имате много таквих удаљених машина.

Добро решење за овај проблем је додатак за потврду лепљења за терминал урквт, који једноставно тражи дозволу да убаци било који текст који садржи нове редове. Нисам нашао сигурнију опцију за текстуални напад који је описао Хорн.

Картице и профили

Тренутно популарна карактеристика је подршка за интерфејс са картицама, који ћемо дефинисати као један прозор терминала који садржи неколико других терминала. Ова функција се разликује за различите терминале, и иако традиционални ктерм терминали уопште не подржавају табове, модерније инкарнације терминала као што су Ксфце Терминал, ГНОМЕ Терминал и Консоле имају ову функцију. Урквт такође подржава картице, али само ако користите додатак. Али у погледу саме подршке за картице, Терминатор је неоспорни лидер: не само да подржава картице, већ може и да организује терминале било којим редоследом (погледајте слику испод).

Још једна карактеристика Терминатора је могућност „груписања“ ових картица заједно и слања истих притисака тастера на више терминала у исто време, пружајући груби алат за обављање групних операција на више сервера истовремено. Слична функција је такође имплементирана у Консоле. Да бисте користили ову функцију на другим терминалима, морате користити софтвер треће стране као што је Цлустер ССХ, клак или тмук.

Картице посебно добро функционишу када су упарене са профилима: на пример, можете имати једну картицу за е-пошту, другу за ћаскање и тако даље. Ово је добро подржано Консоле терминалом и ГНОМЕ терминалом. Обе омогућавају свакој картици да аутоматски покрене сопствени профил. Терминатор такође подржава профиле, али нисам могао да пронађем начин да аутоматски покренем одређене програме када отворите одређену картицу. Други терминали уопште немају концепт „профила“.

Руффлес

Последња ствар коју ћу покрити у првом делу овог чланка је изглед терминала. На пример, ГНОМЕ, Ксфце и урквт подржавају транспарентност, али су недавно одустали од подршке за слике у позадини, приморавајући неке кориснике да се пребаце на терминал Тилик. Лично сам задовољан тиме и једноставно је Ксресоурцес, који поставља основни скуп боја позадине за урквт. Међутим, нестандардне теме боја такође могу створити проблеме. На пример, Соларизован не ради са апликацијама хтоп и ИПТраф, пошто већ користе своје боје.

Оригинални ВТ100 терминал нису подржавале боје, а нове су често биле ограничене на палету од 256 боја. За напредне кориснике који стилизују своје терминале, упити љуске или статусне траке на сложене начине могу бити досадно ограничење. Гист прати који терминали имају подршку за "Труе Цолор". Моји тестови потврђују да терминали засновани на ст, Алацритти и ВТЕ савршено подржавају Труе Цолор. Остали терминали не пролазе баш најбоље у овом погледу и, у ствари, не приказују чак ни 256 боја. Испод можете видети разлику између подршке за Труе Цолор у ГНОМЕ терминалима, ст и ктерм, који то добро раде са својом палетом боја од 256, и урквт, који не само да пада на тесту, већ чак и приказује неке знакове који трепћу уместо њих.

Неки терминали такође анализирају текст за УРЛ обрасце да би линкови могли кликнути. Ово се односи на све ВТЕ терминале, док урквт захтева посебан додатак који би трансформисао УРЛ-ове на клик или коришћењем пречице на тастатури. Остали терминали Тестирао сам приказане УРЛ адресе на друге начине.

Коначно, нови тренд у терминалима је опционост бафера за померање. На пример, ст нема бафер за померање; претпоставља се да ће корисник користити терминални мултиплексер као што је тмук и ГНУ екран.

Алацритти-ју такође недостају бафери за померање уназад, али биће ускоро додато своју подршку због „опсежних повратних информација“ корисника о овој теми. Осим ових почетника, сваки терминал који сам тестирао и који сам могао пронаћи подржава обрнуто скроловање.

Субтоталс

У другом делу материјала (у оригиналу су то била два различита чланка – прибл. лане) упоредићемо перформансе, употребу меморије и кашњење. Али већ видимо да неки од терминала у питању имају озбиљне недостатке. На пример, корисници који редовно раде са РТЛ скриптама можда ће желети да размотре млтерм и птерм, јер су они бољи у руковању сличним задацима од других. Консоле се такође добро показао. Корисници који не раде са РТЛ скриптама могу изабрати нешто друго.

У погледу заштите од убацивања злонамерног кода, урквт се издваја по посебној имплементацији заштите од ове врсте напада, што ми се чини дефинитивно згодним. За оне који траже нешто звона и звиждаљке, Консоле вреди погледати. На крају, вреди напоменути да је ВТЕ одлична база за терминале, која гарантује подршку за боје, препознавање УРЛ-а и тако даље. На први поглед, подразумевани терминал који долази са вашим омиљеним окружењем може испунити све захтеве, али оставимо ово питање отвореним док не разумемо перформансе.

Настављамо разговор

Генерално, перформансе терминала саме по себи могу изгледати као натегнут проблем, али како се испоставило, неки од њих показују изненађујуће велико кашњење за софтвер тако фундаменталног типа. Такође, следеће ћемо погледати шта се традиционално назива „брзина“ (у ствари, ово је брзина скроловања) и потрошња меморије терминала (са упозорењем да то данас није толико критично као што је било пре деценија).

Кашњење

Након детаљног проучавања перформанси терминала, дошао сам до закључка да је најважнији параметар у овом погледу латенција (пинг). У свом чланку “Штампамо са задовољством” Павел Фатин је погледао кашњење различитих уређивача текста и наговестио да терминали у том погледу могу бити спорији од најбржих уређивача текста. Тај наговештај ме је на крају навео да покренем сопствене тестове и напишем овај чланак.

Али шта је кашњење и зашто је толико важно? У свом чланку, Фатин је то дефинисао као „кашњење између притискања тастера и одговарајућег ажурирања екрана“ и цитирао „Водич за интеракцију човека и рачунара“, који каже: „Кашњење визуелне повратне информације на екрану рачунара има важан утицај на понашање и задовољство дактилографа.“

Фатин објашњава да овај пинг има дубље последице од самог задовољства: „куцање постаје спорије, јавља се више грешака, а напетост очију и мишића се повећава“. Другим речима, велико кашњење може довести до грешака у куцању, а такође и до нижег квалитета кода, јер доводи до додатног когнитивног оптерећења на мозгу. Али оно што је још горе је да пинг „повећава напрезање очију и мишића“, што изгледа имплицира развој повреда на раду у будућности (Очигледно, аутор мисли на проблеме са мишићима очију, леђа, руку и, наравно, видом - цца. лане) због стреса који се понавља.

Неки од ових ефеката су познати већ дуже време, а резултати истраживање, објављен давне 1976. у часопису Ергономицс, рекао је да кашњење од 100 милисекунди „значајно нарушава брзину куцања“. Недавно је представљен ГНОМЕ кориснички водич прихватљиво време одговора за 10 милисекунди, а ако идете даље, онда Мицрософт Ресеарцх показује да је 1 милисекунда идеална.

Фатин је спровео своје тестове на уређивачима текста; створио је преносиви инструмент тзв Типометар, који сам користио за тестирање пинга у емулаторима терминала. Имајте на уму да је тест спроведен у режиму симулације: у стварности, морамо узети у обзир и улазну (тастатура, УСБ контролер, итд.) и излаз (бафер видео картице, монитор) кашњење. Према Фатину, у типичним конфигурацијама то је око 20 мс. Ако имате опрему за играње, ову цифру можете постићи за само 3 милисекунде. Пошто већ имамо тако брз хардвер, апликација не мора да додаје сопствену латенцију. Фатинов циљ је да доведе кашњење апликације на 1 милисекунду, или чак да постигне бирање без мерљиво кашњењекао у ИнтеллиЈ ИДЕА 15.

Ево резултата мојих мерења, као и неких Фатинових резултата, који показују да се мој експеримент слаже са његовим тестовима:

Прва ствар која ме је погодила је боље време одзива старијих програма као што су ктерм и млтерм. Са најгором латенцијом регистра (2,4 мс), радили су боље од најбржег модерног терминала (10,6 мс за ст). Ниједан савремени терминал не пада испод прага од 10 милисекунди. Конкретно, Алацритти не успева да испуни тврдњу о „најбржем доступном емулатору терминала“, иако су се његови резултати побољшали од првог прегледа 2017. Заиста, аутори пројекта свесни ситуације и раде на побољшању приказа. Такође треба напоменути да је Вим који користи ГТК3 за ред величине спорији од свог ГТК2 колеге. Из овога можемо закључити да ГТК3 ствара додатно кашњење, а то се одражава на свим осталим терминалима који га користе (Терминатор, Ксфце4 Терминал и ГНОМЕ Терминал).

Међутим, разлике можда неће бити уочљиве оку. Како Фатин објашњава, „не морате бити свесни кашњења да би то утицало на вас. Фатин такође упозорава на стандардну девијацију: „свака сметња у кашњењу (иттер) ствара додатни стрес због своје непредвидљивости.

Горњи графикон је преузет на чистом Дебиан-у 9 (стретцх) са и3 менаџер прозора. Ово окружење даје најбоље резултате у тестовима кашњења. Како се испоставило, ГНОМЕ креира додатних 20 мс пинг за сва мерења. Могуће објашњење за ово је присуство програма са синхроном обрадом улазних догађаја. Фатин даје пример за такав случај Воркраве, што додаје кашњење тако што синхроно обрађује све улазне догађаје. Подразумевано, ГНОМЕ такође долази са менаџером прозора Муттер, што ствара додатни слој баферовања, који утиче на пинг и додаје латенције од најмање 8 милисекунди.

Брзина померања

Следећи тест је традиционални тест "брзине" или "пропусности", који мери колико брзо терминал може да скролује по страници док приказује велике количине текста на екрану. Механика теста варира; оригинални тест је био да се једноставно генерише исти текстуални низ помоћу команде сек. Остали тестови укључују Тхомас Е. Дицкеи-јев (ктерм одржавач) тест, који се понавља датотека терминфо.срц је преузета. У другом прегледу перформанси терминала Ден Луу користи басе32 кодиран низ насумичних бајтова, који се излази на терминал помоћу кат. Луу сматра да је такав тест „бескорисно мерило колико се може замислити“ и предлаже коришћење терминалног одговора као примарног показатеља. Дики такође свој тест назива погрешним. Међутим, оба аутора признају да пропусност прозора терминала може бити проблем. Луу је открио да се Емацс Есхелл замрзава при приказивању великих датотека, а Дицкеи је оптимизовао терминал да би се ослободио визуелне тромости ктрерма. Дакле, још увек има неке заслуге за овај тест, али пошто се процес рендеровања веома разликује од терминала до терминала, може се користити и као тест компонента за тестирање других параметара.

Овде видимо рквт и ст повлачење испред конкуренције, праћено много новијим Алацриттијем, који је дизајниран са фокусом на перформансе. Следе Ксфце (ВТЕ породица) и Консоле, који су скоро дупло бржи. Последњи је ктерм, који је пет пута спорији од рквт. Током теста, ктерм је такође много таласао, што је отежавало уочавање текста који је прошао чак и ако је то био исти ред. Конзола је била брза, али понекад је била незгодна: екран би се с времена на време замрзавао, приказујући делимичан текст или га уопште не приказујући. Други терминали су јасно приказивали низове, укључујући ст, Алацритти и рквт.

Дики објашњава да су разлике у перформансама последица дизајна бафера за померање у различитим терминалима. Конкретно, он оптужује рквт и друге терминале да "не поштују општа правила":

„За разлику од ктерм-а, рквт није покушао да прикаже сва ажурирања. Ако заостане, одбиће нека ажурирања да би сустигла заостатак. Ово је имало већи утицај на привидну брзину скроловања него на организацију интерне меморије. Један недостатак је био то што је АСЦИИ анимација била донекле непрецизна."

Да би поправио ову уочену спорост ктерм, Дицкеи предлаже коришћење ресурса фастСцролл, омогућавајући ктерм-у да одбаци нека ажурирања екрана како би одржао корак са током. Моји тестови потврђују да фастСцролл побољшава перформансе и доводи ктерм у ранг са рквт. Ово је, међутим, прилично груба штака, како сам Дики објашњава: „понекад се чини да ктерм – попут консоле – стаје док чека на нови сет ажурирања екрана након што су нека уклоњена. У том смислу, чини се да су други терминали пронашли најбољи компромис између брзине и интегритета екрана.

Потрошња ресурса

Без обзира на то да ли има смисла узети у обзир брзину померања као метрику перформанси, овај тест нам омогућава да симулирамо оптерећење терминала, што нам заузврат омогућава мерење других параметара као што су меморија или употреба диска. Метрике су добијене покретањем наведеног теста сек под надзором Питхон процеса. Прикупио је податке о бројилима гетрусаге() за ру_макрсс, износ ру_оублоцк и ру_инблоцк и једноставан тајмер.

У овом тесту, СТ заузима прво место са најнижом просечном потрошњом меморије од 8 МБ, што није изненађујуће с обзиром на то да је главна идеја дизајна једноставност. млтерм, ктерм и рквт троше мало више - око 12 МБ. Још један значајан резултат је Алацритти, који захтева 30 МБ за покретање. Затим постоје терминали ВТЕ породице са цифрама од 40 до 60 МБ, што је доста. Ова потрошња се може објаснити чињеницом да ови терминали користе библиотеке вишег нивоа, на пример, ГТК. Консоле долази на последњем месту са огромних 65МБ потрошње меморије током тестова, иако се то може оправдати његовим веома широким спектром функција.

У поређењу са претходним резултатима добијеним пре десет година, сви програми су почели да троше приметно више меморије. Кстерм је некада захтевао 4 МБ, али сада захтева 15 МБ само при покретању. Постоји сличан пораст потрошње за рквт, који сада захтева 16 МБ из кутије. Ксфце Терминал заузима 34 МБ, што је три пута више него раније, али ГНОМЕ терминалу је потребно само 20 МБ. Наравно, сви претходни тестови су спроведени на 32-битној архитектури. На ЛЦА 2012 Русти Русселл рекао, да постоји много суптилнијих разлога који би могли објаснити повећање потрошње меморије. Рекавши то, сада живимо у времену у којем имамо гигабајте меморије, па ћемо се некако снаћи.

Међутим, не могу а да не осећам да је додељивање више меморије нечему тако фундаменталном као што је терминал губитак ресурса. Ови програми би требало да буду најмањи од најмањих, требало би да могу да раде на било којој „кутији“, чак и на кутији за ципеле, ако икада дођемо до тачке у којој треба да буду опремљени Линук системима (а знате да ће тако бити ) . Али са овим бројевима, употреба меморије ће постати проблем у будућности у било ком окружењу које покреће више терминала осим неколико најлакших и најограниченијих могућности. Да би се ово компензовало, ГНОМЕ Терминал, Консоле, урквт, Терминатор и Ксфце Терминал имају Даемон режим који вам омогућава да контролишете више терминала кроз један процес, ограничавајући њихову потрошњу меморије.

Током мојих тестова, дошао сам до још једног неочекиваног резултата у вези са читањем и писањем на диск: очекивао сам да овде нећу видети ништа, али се показало да неки терминали записују најобимније податке на диск. Дакле, ВТЕ библиотека заправо чува бафер за померање на диску (ова функција примећен је још 2010, а то се још увек дешава). Али за разлику од старијих имплементација, сада су барем ови подаци шифровани помоћу АЕС256 ГЦМ (од верзије 0.39.2). Али поставља се разумно питање: шта је толико посебно у ВТЕ библиотеци да захтева тако нестандардан приступ имплементацији...

Закључак

У првом делу чланка открили смо да терминали засновани на ВТЕ-у имају добар скуп функција, али сада видимо да то долази са неким трошковима перформанси. Сада меморија није проблем јер се сви ВТЕ терминали могу контролисати кроз Даемон процес, што ограничава њихов апетит. Међутим, старији системи који имају физичка ограничења на количину РАМ-а и бафера кернела можда ће и даље требати старије верзије терминала, пошто троше знатно мање ресурса. Иако су ВТЕ терминали имали добре резултате у тестовима протока (померања), њихово кашњење приказа је изнад прага постављеног у ГНОМЕ корисничком водичу. Програмери ВТЕ-а би то вероватно требали узети у обзир. Ако узмемо у обзир да је чак и за почетнике Линук кориснике сусрет са терминалом неизбежан, они га могу учинити лакшим за употребу. За искусне штреберке, прелазак са подразумеваног терминала може чак значити мање напрезање очију и могућност избегавања будућих повреда и болести на послу због дугих радних сесија. Нажалост, само стари ктерм и млтерм нас доводе до магичног пинг прага од 10 милисекунди, што је за многе неприхватљиво.

Бенцхмарк мерења су такође показала да су програмери због развоја Линук графичких окружења морали да направе низ компромиса. Неки корисници ће можда желети да погледају обичне менаџере прозора јер обезбеђују значајно смањење пинга. Нажалост, није било могуће измерити кашњење за Ваиланд: програм Типометер који сам користио креиран је за оно што је Ваиланд дизајниран да спречи: шпијунирање других прозора. Надам се да Ваиланд цомпоситинг ради боље од Кс.орг-а, а такође се надам да ће у будућности неко наћи начин да измери кашњење у овом окружењу.

Извор: ввв.хабр.цом