【哈工大_操作系统实验】Lab8 终端设备的控制
本节将更新哈工大《操作系统》课程第八个 Lab 实验 终端设备的控制。按照实验书要求，介绍了非常详细的实验操作流程，并提供了超级无敌详细的代码注释。
实验目的：
- 加深对操作系统设备管理基本原理的认识，实践键盘中断、扫描码等概念；
- 通过实践掌握 Linux 0.11 对键盘终端和显示器终端的处理过程。
实验任务：
本实验的基本内容是修改 Linux 0.11 的终端设备处理代码，对键盘输入和字符显示进行非常规的控制。
在初始状态，一切如常。用户按一次 F12 后，把应用程序向终端输出所有字母都替换为*。用户再按一次 F12，又恢复正常。第三次按F12，再进行输出替换。依此类推。
| 文件名 | 介绍 |
|---|---|
| hit-操作系统实验指导书.pdf | 哈工大OS实验指导书 |
| Linux内核完全注释(修正版v3.0).pdf | 赵博士对Linux v0.11 OS进行了详细全面的注释和说明 |
| file1615.pdf | BIOS 涉及的中断数据手册 |
| hit-oslab-linux-20110823.tar.gz | hit-oslab 实验环境 |
| gcc-3.4-ubuntu.tar.gz | Linux v0.11 所使用的编译器 |
| Bochs 汇编级调试指令 | bochs 基本调试指令大全 |
| 最全ASCII码对照表0-255 | 屏幕输出字符对照的 ASCII 码 |
| x86_64 常用寄存器大全 | x86_64 常用寄存器大全 |
一、键盘输入处理
键盘中断发生步骤：
- 键盘 I/O 是典型的中断驱动，在
kernel/chr_drv/console.c文件中将键盘中断响应函数设为keyboard_interrupt。每次按键有动作，keyboard_interrupt函数就会被调用，函数定义在文件kernel/chr_drv/keyboard.S中； - 根据扫描码，查
key_table表进行扫描码处理，表中定义了相关所有扫描码对应键的处理函数，比如f1-f12键的处理则要先运行一段处理函数func； - 将扫描码放到键盘输入队列中，调用
do_tty_interrupt函数进行处理。
为了实现按
F12实现切换，只需要定义一个切换函数，并将其放在ket_table中F12对应的处理函数位置即可。
1、修改文件linux-0.11/kernel/chr_drv/tty_io.c，定义标志位，实现每按下一次F12标志位就会变化。
int switch_show_char_flag = 0;
void press_F12_handle(void)
{switch_show_char_flag = switch_show_char_flag ? 0 : 1;
}
2、修改linux-0.11/include/linux/tty.h文件，将标志位和函数声明为全局。
extern int switch_show_char_flag;
void press_F12_handle(void);
3、修改linux-0.11/kernel/chr_drv/keyboard.S文件中key_table中F12对应的处理函数。
key_table:/* .long func,none,none,none 58-5B f12 ? ? ? */.long press_F12_handle,none,none,none /* 58-5B f12 ? ? ? */
二、屏幕输出控制
屏幕输出过程：
- 输出字符到屏幕，系统调用
write函数来进行； write函数则会调用sys_write系统调用来实现字符输出；- 然后再调用
tty_write函数； - 最终调用
con_write函数将字符输出。
故只需要修改
con_write最终写到显存中的字符就可以了。具体修改文件linux-0.11/kernel/chr_drv/console.c，修改如下：
void con_write(struct tty_struct * tty)
{
// ....switch(state) {case 0:if (c>31 && c<127) {if (x>=video_num_columns) {x -= video_num_columns;pos -= video_size_row;lf();}// 新增代码，若扫描码为大小写字母或者数字，则改为*if(switch_show_char_flag) {if((c>='A'&&c<='Z')||(c>='a'&&c<='z')||(c>='0'&&c<='9'))c = '*';}
三、编译并运行
1、编译并运行
cd oslab_Lab7/linux-0.11
make all
../run
2、测试结果
在 Bochs 中进行测试：
- 若没有按下
F12，输出为正常显示； - 若按下
F12，则数字和字母的回显变为*； - 且再次按下
F12，显示将恢复正常。
