Русификация и шрифты

Может возникнуть вопрос: а надо ли подробно разбирать вопрос русификации, не лучше ли просто сразу установить русифицированный дистрибутив? Тем более, что в последних версиях дистрибутивов Red Hat Cyrillic Edition, ASPLinux и AltLinux русификация выполнена на вполне приемлемом уровне. Однако, даже в случае установки русифицированного дистрибутива вы имеете шанс столкнуться с проблемой русификации на последующих этапах. Может получиться так, что новая версия нерусифицированного дистрибутива появится раньше, чем соответствующий русифицированный вариант, и вы захотите его установить. Не всегда хочется дожидаться пока выйдет русская версия. Русификация может нарушиться при обновлении отдельных программных пакетов. У меня, например, что-то случилось с русификацией после установки XFree86 версии 4.0.1. Таким образом, задача русификации может встать перед любым пользователем ОС Linux.

Когда я начинал работать с ОС Linux, самым лучшим материалом по русификации был "The Linux Cyrillic HOWTO" Александра Беликова (Версия 4.2 b2, Декабрь 11, 1998) в переводе Е.М. Балдина. Кроме этого HOWTO были доступны только материалы со странички Леонида Кантера. Однако оба этих источника уже в то время существенно устарели, так как в Red Hat версии 6 изменились даже команды выбора шрифта. Переводчик "The Linux Cyrillic HOWTO" Е. Балдин в настоящее время создает свой вариант HOWTO по кириллизации http://www.inp.nsk.su/~baldin. Думаю, что в ближайшее время (когда автор закончит работу над ним) он станет исчерпывающим источником сведений по этому вопросу^{1К сожалению, это мое предсказание не сбылось - Е.Балдин так и не закончил работу над Ciryllic HOWTO. Правда, с одной стороны вопрос оказался сложнее, чем первоначально казалось, из-за непоследовательности в развитии ПО, а с другой стороны, актуальность вопроса снизилась в силу того, что появились хорошо русифицированные дистрибутивы, а также потому, что Линукс начал движение в сторону UNICODE.}. Очень полезен также RU.LINUX.FAQ. Настоящая лекция во многом следует этим двум основным источникам..

Начать надо с двух замечаний. Во-первых, поскольку способы вывода информации на экран в графическом и текстовом режимах принципиально различны, придется отдельно рассмотреть вопрос о русификации текстового и графического режима. Во-вторых, в системе Linux существуют два конкурирующих пакета управления консольными шрифтами и клавиатурой:

• kbd (ftp://ftp.win.tue.nl/pub/linux/utils/kbd/ или ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/utils/kbd/)
• и consoletools (http://lcr.sourceforge.net).

В разных дистрибутивах применяются или один, или другой. Например, в Red Hat 4.х и 5.x для русификации консоли применялся пакет kbd. В Red Hat 6.x применяется уже другой пакет - consoletools. Приводимое ниже описание ориентировано, в основном, на пакет consoletools.

Предварительные сведения

В "лекции 9" мы уже рассмотрели вопрос о кодировке символов и о работе клавиатуры, а также научились задавать (изменять) раскладку клавиатуры, т. е. вопрос о вводе информации в компьютер. Теперь надо рассмотреть вторую сторону этого вопроса - вопрос о выводе информации для восприятия человеком.

Вывод символов на экран

Обычно (если не считать управляющих комбинаций) код нажатой клавиши либо записывается в файл, либо соответствующий символ отображается на экране. В файл, разумеется, записываются последовательности байтов, а не символы как таковые, но и они в конечном итоге предназначены для прочтения человеком, а человек воспринимает только изображения печатных знаков на экране или в распечатке.

Текстовый режим

Работа экранного драйвера текстового режима основана на использовании 16 битовой кодировки символов UNICODE (UCS2). Изображение каждого символа, соответствующего любому двухбайтовому коду кодировки UNICODE, представляется матрицей из нолей и единиц размером 8 столбцов на H строк (обычно H принимает значения 8, 14 или 16). Единица в этой матрице соответствует светящейся точке на экране, а ноль - затемненной точке. Каждая строка этой матрицы кодируется одним байтом. Совокупность таких матриц (точнее, их байтовых представлений) для всех символов UNICODE образует таблицу экранного шрифта (Screen Font Map - SFM). Файл, в котором хранится такая таблица, может содержать шрифт одного размера по высоте (H) или шрифты нескольких размеров.

Сам экранный драйвер может работать в одном из двух режимов: режиме UTF или байтовом режиме. Выбор режима определяется приложением, которое обращается к этому драйверу для вывода символов на экран.

В режиме UTF последовательности байтов, получаемые от приложения для отображения на экране консоли, преобразуются по алгоритму UTF в коды UNICODE. После такого преобразования драйвер экрана обращается к загруженной в память таблице экранного шрифта (SFM) за соответствующим данному коду изображением символа.

В байтовом режиме драйвер экрана использует дополнительную таблицу - таблицу перекодировки символов (Application Charset Map или кратко ACM) для преобразования получаемых от приложения последовательностей байтов в коды UNICODE. Эта таблица зависит от кодировки символов, применяемой приложением. В дальнейшем драйвер экрана, как и в режиме UTF, обращается к таблице экранного шрифта (SFM) для того, чтобы извлечь из нее изображение нужного символа.

В ядре Linux отведено место для хранения четырех таблиц перекодировки ACM. Первые три таблицы определяют 437 кодовую страницу IBM (cp437), таблицу для набора символов терминала DEC VT100 (vt100) и таблицу для набора символов ISO latin1 (iso01). Эти три таблицы встроены в ядро и никогда не меняются. В качестве четвертой таблицы перекодировки в ядре может быть записана таблица перекодировки, выбранная пользователем.

Консольный драйвер Linux позволяет для каждой виртуальной консоли определить (с помощью команды charset ) две ссылки (в документации их называют "сокетами") на таблицы перекодировки ACM. Эти две ссылки обозначаются как G0 и G1, причем для каждого виртуального терминала значения, присвоенные этим ссылкам, выбираются независимо. Однако, хотя ссылки G0 и G1 задаются независимо для каждого виртуального терминала, выбор таблицы перекодировки, определяемой каждой ссылкой, можно производить только из четырех таблиц, записанных в ядре. Поэтому реально все терминалы используют одну и ту же пользовательскую таблицу ACM. То есть, вы можете задать для tty1 использование G0=cp437 и G1=vt100, а для tty2 использование G0=iso01 и G1=user1 (определяемая пользователем кодировка), но не можете сделать так, что в одно и то же время tty1 использует таблицу user1, а tty2 использует таблицу user2.

Команда consolechars используется для изменения ACM, так же как и для задания шрифта и ассоциированной с ним таблицы SFM. С помощью команды consolechars можно считать консольный шрифт (таблицу экранного шрифта SFM) 8xH из файла и загрузить его в память, а также сохранить в файле шрифт, загруженный в память. Эта же команда служит для загрузки в ядро таблицы перекодировки, а также позволяет переопределить ссылки G0 и G1.

В качестве одной из опций команды consolechars при загрузке экранного шрифта из файла может быть задан размер шрифта по вертикали H. Значение H должно считываться из файла шрифта. Однако файлы некоторых форматов (в частности, файлы, содержащие только битовые образы символов) не содержат прямого указания на этот размер. В таком случае значение опции -H вычисляется исходя из размера файла (обычно -H 8, -H 14 или -H 16 ). Поскольку в настоящее время Linux не позволяет программно переключать режим работы дисплея, то выбор подходящего значения H в зависимости от установленного разрешения экрана полностью возлагается на пользователя.

В заключение отметим еще, что файлы с экранными шрифтами по умолчанию располагаются в каталоге /usr/lib/kbd/consolefonts/, а каталог /usr/lib/kbd/consoletrans/ используется для хранения как таблиц ACM, так и SFM.

Графический режим

В графическом режиме нет разбиения экрана на знакоместа, изображение любого символа можно вывести практически в любую позицию экрана. Изображения символов для конкретного набора символов составляют шрифт. Шрифты хранятся в файлах, которые принято называть файлами шрифтов. Вывод символов того или иного шрифта на экран организуется с помощью специального сервера шрифтов. Поэтому проблема русификации графического режима сводится к выбору русифицированного шрифта. Вопрос о том, что такое шрифты и как работает сервер шрифтов, подробно рассмотрен ниже.