【哈工大_操作系统实验】Lab8 终端设备的控制

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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。

一、键盘输入处理

键盘中断发生步骤：

1. 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；
2. 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；
3. 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：

1. 输出字符到屏幕，系统调用write函数来进行；
2. write函数则会调用sys_write系统调用来实现字符输出；
3. 然后再调用tty_write函数；
4. 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。