普通 virtserialport：字节通信与 Bash shell demo

vport 不属于 TTY，也不是内核 console，但可以通过用户态程序承载交互式 Bash。本 demo 使用 Python 3.11+ 标准库，无须安装第三方 Python 包。

物理机                                           虚拟机
host.py ↔ Unix socket ↔ QEMU virtserialport ↔ virtqueue ↔ /dev/vportXpY
                                                            ↕
                                                         guest.py
                                                            ↕
                                                         PTY master
                                                            ↕
                                                         PTY slave
                                                            ↕
                                                   bash --noprofile --norc -i

SSH 仅用于复制/启动 guest 程序；Bash 输入输出和 Ctrl+C 均走 vport。运行时 guest 只有 loopback 网卡，本路径不依赖 guest TCP/IP 网络。

文件

文件	作用
`guest.py`	guest 收发数据；shell 模式可用 PTY、普通管道或 HVC0 启动 Bash
`host.py`	host 交互终端；支持 vport JSON relay 或 HVC host-PTY relay
`wire.py`	JSON 行分帧；终端字节用 base64 编码

vport 和 Unix socket 都是字节流，不保留消息边界，所以程序自己分帧。协议包含 shell、ready、data、exit、close；shell 的 data 帧装原始终端字节。例如 Ctrl+C 是 0x03，guest 将它写入 PTY master，PTY 的行规程向前台进程组发送 SIGINT。退出状态通过 exit 帧返回，因为 guest 关闭 vport 不等同于 QEMU 关闭 host socket。

复现

本次实验的 VM 和端口保留，guest 程序已复制到 /tmp/virtio-port-demo/。每次运行 guest.py 处理一个会话，结束后重新启动它即可再连。

物理机工作目录：

cd /home/martins3/data/vn/docs/kernel/tty/code/virtio-port-demo

只有在重新启动 QEMU 或新的 VM 上才需要热插入；同一实例不要重复 attach：

python3 attach.py \
  --qmp /home/martins3/data/hack/vm/sysrq-lab-20260925/s/qmp-no-pretty \
  --socket /home/martins3/data/hack/vm/sysrq-lab-20260925/s/vport-demo.sock

默认总线是本机实际查询到的 virtio-serial-bus.0；其他 VM 可传 --bus。使用当前活动 QEMU 的 s 或 t 路径。guest 须启用 CONFIG_VIRTIO_CONSOLE， PCI 传输还需要 CONFIG_VIRTIO_PCI；数据端口不需要任何 console= 参数。端口通过 QMP 热插入，仅在本次 QEMU 进程中存在，不修改 collei 配置或 cmd.sh。

guest 重启清空 /tmp 后，可在 host 重新复制：

ssh -o StrictHostKeyChecking=no -o UserKnownHostsFile=/dev/null \
  -o 'ProxyCommand=/home/martins3/.nix-profile/bin/socat - VSOCK-CONNECT:1162:22' \
  root@virtme 'mkdir -p /tmp/virtio-port-demo'
scp -o StrictHostKeyChecking=no -o UserKnownHostsFile=/dev/null \
  -o 'ProxyCommand=/home/martins3/.nix-profile/bin/socat - VSOCK-CONNECT:1162:22' \
  guest.py wire.py root@virtme:/tmp/virtio-port-demo/

终端 A：在 guest 中启动服务。以 root 打开设备，但 Bash 降权到 martins3：

ssh -o StrictHostKeyChecking=no -o UserKnownHostsFile=/dev/null \
  -o 'ProxyCommand=/home/martins3/.nix-profile/bin/socat - VSOCK-CONNECT:1162:22' \
  root@virtme 'python3 /tmp/virtio-port-demo/guest.py --user martins3'

终端 B：启动交互 Bash：

python3 host.py \
  --socket /home/martins3/data/hack/vm/sysrq-lab-20260925/s/vport-demo.sock

在 vport-demo$ 提示符下输入 hostname、tty、sleep 30 等。 Ctrl+C 转发给 guest；exit 正常退出；Ctrl+] 断开会话。 demo 启动时传一次窗口大小，没有实现运行中的窗口缩放或登录认证； socket 权限为 0600，shell 以 --user 指定的用户运行。

guest.py 默认使用 PTY，也可以启动不带 PTY 的 Bash：

# PTY：有 controlling terminal、行规程、终端回显和作业控制
sudo /home/martins3/data/vn/docs/kernel/tty/code/virtio-port-demo/guest.py \
  --user martins3 --mode pty

# pipe：Bash 的标准流直接连接普通管道，不创建 controlling terminal
sudo /home/martins3/data/vn/docs/kernel/tty/code/virtio-port-demo/guest.py \
  --user martins3 --mode pipe

两种模式都使用同一个 host 命令。PTY 模式下 tty 返回 /dev/pts/*， test -t 0 成功，Ctrl+C 由终端行规程转换为 SIGINT；pipe 模式下 tty 报 not a tty，test -t 0 失败，输入只是普通字节，不能依靠终端生成 SIGINT。

HVC0 是另一条独立路径，不经过 vport.sock 或 JSON framing。当前 QEMU 的 query-chardev 会把 char_pty 报告为类似 pty:/dev/pts/19 的宿主机路径；这个路径是 QEMU 的 host-side PTY，不是 guest 内的 /dev/pts/N。启动方式如下：

# guest：Bash 的 stdin/stdout/stderr 直接接到 /dev/hvc0
sudo /home/martins3/data/vn/docs/kernel/tty/code/virtio-port-demo/guest.py \
  --user martins3 --mode hvc

# host：把本地终端原始字节转发到 QEMU 报告的 char_pty 路径
/home/martins3/data/vn/docs/kernel/tty/code/virtio-port-demo/host.py \
  --hvc /dev/pts/19

HVC 模式下 tty 返回 /dev/hvc0，test -t 0 成功；guest 不会创建新的 /dev/pts/N。当前 VM 没有在 hvc0 上运行 getty；如果实际 VM 有 getty，需要先停掉它。 HVC 路径没有 vport 的 close 帧，先在 shell 中执行 exit 再退出 host relay； VM 重启后 host-side PTY 编号可能改变，需要重新查询 char_pty。

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