《30天自制操作系统》17_day_学习笔记

harib14a：

　　接着上一天的内容，我们来思考一个问题：当所有的LEVEL中都没有任务的时候怎么办？采用前面定时器链表中加入“哨兵”的思路，我们加入一个idle任务，去执行HLT。接下来我们只需要将这个闲置任务idle放在最下层的LEVEL就行了。之后修改一下HariMain测试一下结果。

void task_idle(void)//限制任务idle
{
    for (;;) {
        io_hlt();//让CPU不断的HLT等待中断的到来
    }
}
struct TASK *task_init(struct MEMMAN *memman)
{
    struct TASK *task, *idle;
    //.....
    idle = task_alloc();//为dile分配空间
    idle->tss.esp = memman_alloc_4k(memman,  * ) +  * ;
    idle->tss.eip = (int) &task_idle;//dile任务做的事，执行这个函数
    idle->tss.es =  * ;
    idle->tss.cs =  * ;
    idle->tss.ss =  * ;
    idle->tss.ds =  * ;
    idle->tss.fs =  * ;
    idle->tss.gs =  * ;
    //idle放在最后一层，FLAG置1
    task_run(idle, MAX_TASKLEVELS - , );
    return task;
}

harib14b：
　　这里我们尝试创建一个命令行窗口。首先对任务B的程序进行一些修改，并将任务A的一部分融合进去，把计数代码从任务B中删除；然后单独创建一个新的任务

void HariMain(void)
{    //.....
    /* sht_cons */
    sht_cons = sheet_alloc(shtctl);//命令行窗口图层、缓冲区
    buf_cons = (unsigned char *) memman_alloc_4k(memman,  * );
    sheet_setbuf(sht_cons, buf_cons, , , -);/* 设置缓冲区，将CMD窗口图层写到缓冲区中 */
    make_window8(buf_cons, , , "console", );//用CMD缓冲区的内容画窗口
    make_textbox8(sht_cons, , , , , COL8_000000);//CMD图层下的文本框
    task_cons = task_alloc();　　　　　　　　　　　　 //CMD窗口的任务、分配空间
    task_cons->tss.esp = memman_alloc_4k(memman,  * ) +  *  - ;
    task_cons->tss.eip = (int) &console_task;　　  //任务执行的函数（内容）
    task_cons->tss.es =  * ;
    task_cons->tss.cs =  * ;
    task_cons->tss.ss =  * ;
    task_cons->tss.ds =  * ;
    task_cons->tss.fs =  * ;
    task_cons->tss.gs =  * ;
    *((int *) (task_cons->tss.esp + )) = (int) sht_cons;//将CMD图层地址放到CMD任务块首部
    task_run(task_cons, , ); 　　/* 设置LEVEL和优先级level=2, priority=2 */
    //.....
    sheet_slide(sht_back,  ,  );//图层开始显示的位置
    sheet_slide(sht_cons, ,  );
    sheet_slide(sht_win,  , );
    sheet_slide(sht_mouse, mx, my);
    sheet_updown(sht_back,  );　　//设置图层的高度
    sheet_updown(sht_cons,  );
    sheet_updown(sht_win,   );
    sheet_updown(sht_mouse, );
    //.....
}
void console_task(struct SHEET *sheet)
{
    struct FIFO32 fifo;　　　　　　　//闪烁定时器缓冲区
    struct TIMER *timer;　　　　　　 //闪烁定时器
    struct TASK *task = task_now();//当前运行中任务地址

    int i, fifobuf[], cursor_x = , cursor_c = COL8_000000;
    fifo32_init(&fifo, , fifobuf, task);//当前任务写到缓冲区

    timer = timer_alloc();　　　　　　　　　　//闪烁定时器设置
    timer_init(timer, &fifo, );
    timer_settime(timer, );

    for (;;) {
        io_cli();　　　　　　　//禁止中断
        if (fifo32_status(&fifo) == ) {
            task_sleep(task);//缓冲区没有内容，让当前运行中的任务睡眠
            io_sti();允许中断
        } else {
            i = fifo32_get(&fifo);
            io_sti();
            if (i <= ) { /* 光标闪烁定时器超时 */
                if (i != ) {
                    timer_init(timer, &fifo, );  /* i=1;此时重新设置光标定时器，写入FIFO中改为0 */
                    cursor_c = COL8_FFFFFF;　　　　//黑色背景
                } else {
                    timer_init(timer, &fifo, );  /* i=1;此时重新设置光标定时器，写入FIFO中改为0 */
                    cursor_c = COL8_000000;　　　　//白色背景
                }
                timer_settime(timer, );　　　　　//50个count计数的时间、文本显示框
                boxfill8(sheet->buf, sheet->bxsize, cursor_c, cursor_x, , cursor_x + , );
                sheet_refresh(sheet, cursor_x, , cursor_x + , );//刷新显示
            }
        }
    }
}

harib14c：
　　到这里我们已经有两个窗口了，下面我们一步一步实现按下TAB的时候切换输入的窗口的功能，这里我们先修改窗口标题栏的颜色
　　1、改写make_windows8（）

//我们将描绘窗口标题栏的代码和描绘窗口文本框的代码区分开来
void make_window8(unsigned char *buf, int xsize, int ysize, char *title, char act)
{   //这一部分是描绘窗口输入文本框的代码
    //第一步：将设置的文本框的信息写到缓存中
    boxfill8(buf, xsize, COL8_C6C6C6, ,         ,         xsize - ,         );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_FFFFFF, ,         ,         xsize - ,         );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_C6C6C6, ,         ,         ,         ysize - );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_FFFFFF, ,         ,         ,         ysize - );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_848484, xsize - , ,         xsize - , ysize - );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_000000, xsize - , ,         xsize - , ysize - );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_C6C6C6, ,         ,         xsize - , ysize - );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_848484, ,         ysize - , xsize - , ysize - );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_000000, ,         ysize - , xsize - , ysize - );
    //第二步：调用这个函数，将缓存中的内容写到VRAM中
    make_wtitle8(buf, xsize, title, act);
    return;
}
void make_wtitle8(unsigned char *buf, int xsize, char *title, char act)
{   //这里是描绘窗口标题栏的代码，这里没有什么可讲的。
    //就是把两部分代码区分开，便于设置标题的颜色（用ACT参数）
    static char closebtn[][] = {
        "OOOOOOOOOOOOOOO@",
        "OQQQQQQQQQQQQQ$@",
        "OQQQQQQQQQQQQQ$@",
        "OQQQ@@QQQQ@@QQ$@",
        "OQQQQ@@QQ@@QQQ$@",
        "OQQQQQ@@@@QQQQ$@",
        "OQQQQQQ@@QQQQQ$@",
        "OQQQQQ@@@@QQQQ$@",
        "OQQQQ@@QQ@@QQQ$@",
        "OQQQ@@QQQQ@@QQ$@",
        "OQQQQQQQQQQQQQ$@",
        "OQQQQQQQQQQQQQ$@",
        "O$$$$$$$$$$$$$$@",
        "@@@@@@@@@@@@@@@@"
    };
    int x, y;
    char c, tc, tbc;
    if (act != ) {
        tc = COL8_FFFFFF;
        tbc = COL8_000084;
    } else {
        tc = COL8_C6C6C6;
        tbc = COL8_848484;
    }
    boxfill8(buf, xsize, tbc, , , xsize - , );
    putfonts8_asc(buf, xsize, , , tc, title);
    for (y = ; y < ; y++) {
        for (x = ; x < ; x++) {
            c = closebtn[y][x];
            if (c == '@') {
                c = COL8_000000;
            } else if (c == '$') {
                c = COL8_848484;
            } else if (c == 'Q') {
                c = COL8_C6C6C6;
            } else {
                c = COL8_FFFFFF;
            }
            buf[( + y) * xsize + (xsize -  + x)] = c;
        }
    }
    return;
}

　　2、修改HariMain

//加入TAB键的判断，调用make_wtitle8并修改两个窗口标题的颜色
void HariMain(void)
{    　　　　　　　　　　　　　　　 //.....i为从FIFO中获得中断的数据
    if ( <= i && i <= ) { /* 如果获得的是键盘中断的数据 */
        //......
        if (i ==  + 0x0f) {  /* 键盘中断的键值是TAB键 */
            if (key_to == ) {  //这里的原理和光标闪烁是一样的
                key_to = ;　　 //发送到CMD窗口
                make_wtitle8(buf_win,  sht_win->bxsize,  "task_a",  );
                make_wtitle8(buf_cons, sht_cons->bxsize, "console", );
            } else {
                key_to = ;　　 //发送到任务A
                make_wtitle8(buf_win,  sht_win->bxsize,  "task_a",  );
                make_wtitle8(buf_cons, sht_cons->bxsize, "console", );
            }　　　　　　　　　　 //接着刷新CMD和窗口图层
            sheet_refresh(sht_win,  , , sht_win->bxsize,  );
            sheet_refresh(sht_cons, , , sht_cons->bxsize, );
        }
    }
    //.....
}

harib14d：
　　我们虽然让窗口的颜色从灰色变成了蓝色，下面我们实现向CMD窗口中输入字符串。只要在键盘被按下的时候，往CMD任务的FIFO中发送数据即可。考虑到很多任务都需要用到缓冲区，我们将FIFO加到任务结构体TASK中。
　　1、将FIFO加到任务结构体TASK中。

struct TASK {
    int sel, flags; /* sel表示GDT的编号 */
    int level, priority;
    struct FIFO32 fifo;//任务的缓冲区
    struct TSS32 tss;//任务段的内容
};

　　2、修改HariMain

//判断key_to的值，并向FIFO发送数据。
void HariMain(void)
{    //....
    for (;;) {
        //...
            if ( <= i && i <= ) { 　　  /* 键盘数据 */
                sprintf(s, "%02X", i - ); //在背景图层显示按下的 键值
                putfonts8_asc_sht(sht_back, , , COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, );
                if (i < 0x54 +  && keytable[i - ] != ) { /* 在keytable表中找到一般字符 */
                    if (key_to == ) {    　　/* 把获得的字符发送给任务A的缓冲区 */
                        if (cursor_x < ) {//窗口的最大长度128像素
                            /* 每输入一个字符，光标向后移动8个像素 */
                            s[] = keytable[i - ];
                            s[] = ;
                            //在窗口（任务A）图层显示字符
                            putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, , COL8_000000, COL8_FFFFFF, s, );
                            cursor_x += ;
                        }
                    } else {/* 发送到CMD窗口（任务）的缓冲区 */
                        fifo32_put(&task_cons->fifo, keytable[i - ] + );
                    }
                }
                if (i ==  + 0x0e) {    /* Backspace键 */
                    if (key_to == ) {    /* 发送信息到A任务 */
                        if (cursor_x > ) {
                           　　　　　　　　 /* 闪烁光标向左移动8个像素 */
                            putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, , COL8_000000, COL8_FFFFFF, " ", );
                            cursor_x -= ;
                        }
                    } else {    　　　　　　/* 发送到任务CMD窗口 */
                        fifo32_put(&task_cons->fifo,  + );
                    }
                }
        //......
        }
    }
    //...
}

harib14e：
　　这里我们来实现“！”和“%”的输入，我们先来看看Shift键的编码:
　　　　　　　　 按下 　　 抬起
　　左Shift 　　0x2a 　　0xaa
　　右Shift 　　0x36 　　0xb6
　　因此我们准备一个key_shift变量，当左Shift按下时置为1，当右Shift按下时置为2，两个都不按时置为0，两个都按下的时候就置为3。当key_shift为0时，我们用keytable0[]进行字符编码转换，当key_shift不为0时，我们使用keytable1[]进行转换。

void HariMain(void)
{
    static char keytable0[0x80] = {
        ,   ,   '', '', '', '', '', '', '', '', '', '', '-', '^', ,   ,
        'Q', 'W', 'E', 'R', 'T', 'Y', 'U', 'I', 'O', 'P', '@', '[', ,   ,   'A', 'S',
        'D', 'F', 'G', 'H', 'J', 'K', 'L', ';', ':', ,   ,   ']', 'Z', 'X', 'C', 'V',
        'B', 'N', 'M', ',', '.', '/', ,   '*', ,   ' ', ,   ,   ,   ,   ,   ,
        ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   '', '', '', '-', '', '', '', '+', '',
        '', '', '', '.', ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,
        ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,
        ,   ,   ,   0x5c, ,  ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   0x5c, ,
    };
    static char keytable1[0x80] = {
        ,   ,   '!', 0x22, '#', '$', '%', '&', 0x27, '(', ')', '~', '=', '~', ,   ,
        'Q', 'W', 'E', 'R', 'T', 'Y', 'U', 'I', 'O', 'P', '`', '{', ,   ,   'A', 'S',
        'D', 'F', 'G', 'H', 'J', 'K', 'L', '+', '*', ,   ,   '}', 'Z', 'X', 'C', 'V',
        'B', 'N', 'M', '<', '>', '?', ,   '*', ,   ' ', ,   ,   ,   ,   ,   ,
        ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   '', '', '', '-', '', '', '', '+', '',
        '', '', '', '.', ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,
        ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,
        ,   ,   ,   '_', ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   '|', ,
    };
    //.....
    for (;;) {
            //......
            if ( <= i && i <= ) { /* 获得的是键盘的数据 */
                sprintf(s, "%02X", i - );
                putfonts8_asc_sht(sht_back, , , COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, );
                if (i < 0x80 + ) { /* 按照键盘的编码进行转换 */
                    if (key_shift == ) {
                        s[] = keytable0[i - ];
                    } else {
                        s[] = keytable1[i - ];
                    }
                } else {
                    s[] = ;
                }
                if (s[] != ) { /* 一般字符 */
                    if (key_to == ) {    /* 想任务A中写 */
                        if (cursor_x < ) {
                            /* 光标后移 */
                            s[] = ;
                            putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, , COL8_000000, COL8_FFFFFF, s, );
                            cursor_x += ;
                        }
                    } else {    /* 向CMD窗口中写 */
                        fifo32_put(&task_cons->fifo, s[] + );
                    }
                }
                //........
                if (i ==  + 0x2a) {    /* 左shift ON */
                    key_shift |= ;
                }
                if (i ==  + 0x36) {    /* 右shift ON */
                    key_shift |= ;
                }
                if (i ==  + 0xaa) {    /* 左shift OFF */
                    key_shift &= ~;
                }
                if (i ==  + 0xb6) {    /* 右shift OFF */
                    key_shift &= ~;
                }
            //./.....
            }
        }
    }//.....
}

harib14f：
　　接下来我们要实现大写、小写字母的输入，要区分字母的大小写，我们必须同时判断Shift键的状态以及CapsLock的状态。这里笔者总结出小写字母的条件：Shift和CapsLock的状态相同（同为ON或者OFF）我们从BIOS中获取CapsLock的状态
　　　　binfo->leds的第四位->ScrollLock的状态
　　　　binfo->leds的第五位->NumLock 的状态
　　　　binfo->leds的第六位->CapsLock 的状态
　　我们使用上述的数据和规则来处理大小写字母的输入问题：

void HariMain(void)
{    //......这里只取binfo->leds4-6位的数据。
    int key_to = , key_shift = , key_leds = (binfo->leds >> ) & ;
    //......
    if ('A' <= s[] && s[] <= 'Z') {    /* 大写字母A-Z之间 */
        if (((key_leds & ) ==  && key_shift == ) ||  //自行在草稿纸上推算
                ((key_leds & ) !=  && key_shift != )) {
            s[] += 0x20;    /* 字符值0x20变为小写字母的值 */
        }
    }
    //......
}

harib14g：
　　对键盘上锁定键的支持，我们在上面已经实现了锁定键的切换，但是有时候指示灯并不进行相应的切换，下面我们来解决这个问题。先来看看常用三个锁定键的键值：
　　　　　　0x3a : CapsLock
　　　　　　0x45 : NumLock
　　　　　　0x46 : ScrollLock
　　对于键盘上锁定键LED的控制，可采用以下方法想键盘发送指令和数据;

1. 1. 读取状态寄存器，等待bit1的值变为0
   2. 向数据输出（0060）写入要发送的1个字节的数据
   3. 等待键盘返回1个字节的信息，这和等待键盘输入采用的方法相同(用IRQ等待或者用轮询状态寄存器bit1的值知道变为0都可以）
   4. 返回的信息如果是0xfa，表示1个字节的数据已经成功发送给键盘了。如果为0xfe则表示发送失败，返回 1 步重新发送

　　要控制LED的状态，需要按照上述方法执行两次，向键盘发送EDxx数据，其中，xx的bit0（ScrollLock）bit1(NumLock)bit2(CapsLock),0表示熄灭，1表示点亮。

void HariMain(void)
{

    struct FIFO32 fifo, keycmd;
    int fifobuf[], keycmd_buf[];
    //keycmd_wait表示键盘向控制器发送数据的状态。
    // ==-1：通常状态可以发送指令
    //！=-1：键盘控制器正在等待发送的数据（保存在keycmd_wait）
    //key_leds设置指示灯的状态，这个数据是要送到键盘控制器的

    int key_to = , key_shift = , key_leds = (binfo->leds >> ) & , keycmd_wait = -;
    //初始化KEYCMD任务A想键盘发送数据的缓冲区
    fifo32_put(&keycmd, KEYCMD_LED);
    fifo32_put(&keycmd, key_leds);
    //.....
    for (;;) {
        if (fifo32_status(&keycmd) >  && keycmd_wait < ) {
            /* 如果存在想键盘控制器发送的数据，则发送它 */
            keycmd_wait = fifo32_get(&keycmd);//从KEYCMD缓冲区中获得要向键盘发送的数据
            wait_KBC_sendready();　　　　　　　　//等待ACK；等待键盘准备好
            io_out8(PORT_KEYDAT, keycmd_wait);//将keycmd_wait的值送到键盘控制器
        }
        io_cli();
        if (fifo32_status(&fifo) == ) {
            task_sleep(task_a);　　//任务A中没有信息，没有从键盘接收的数据，休眠
            io_sti();
        } else {   　　　　　　　　 //任务A有信息
            i = fifo32_get(&fifo);//从任务A的缓冲区得到信息
            io_sti();
            if ( <= i && i <= ) {/* 得到键盘数据 */
                //.....
                if (i ==  + 0x3a) { /* CapsLock */
                    key_leds ^= ;　　 //设置CapsLock指示灯亮（ley_leds的第2位为1）
                    fifo32_put(&keycmd, KEYCMD_LED);//先送入默认的KEYCMD_LED是为了下一次获得ACK（0xfa)
                    fifo32_put(&keycmd, key_leds);  //接着再送入设置的指示灯状态信息
                }
                if (i ==  + 0x45) {    　　　　　　/* NumLock */
                    key_leds ^= ;    　　　　　　　　//设置NumLock 指示灯亮（ley_leds的第1位为1）
                    fifo32_put(&keycmd, KEYCMD_LED);//同上
                    fifo32_put(&keycmd, key_leds);
                }
                if (i ==  + 0x46) {    　　　　　　/* ScrollLock */
                    key_leds ^= ;    　　　　　　　　//设置ScrollLock 指示灯亮（ley_leds的第0位为1）
                    fifo32_put(&keycmd, KEYCMD_LED);//同上
                    fifo32_put(&keycmd, key_leds);
                }
                if (i ==  + 0xfa) {    　　　　　　/* 键盘成功接收数据返回一个ACK（0xfa） */
                    keycmd_wait = -;　　　　　　　　 //这是又可以继续向键盘控制器发送数据了
                }
                if (i ==  + 0xfe) {    　　　　　　/* 键盘接收数据失败返回ACK（0xfe) */
                    wait_KBC_sendready();　　　　　　　//等着（0xfa)键盘准备好
                    io_out8(PORT_KEYDAT, keycmd_wait);//重新把keycmd_wait的值发送到键盘控制器
                }
                //.......
            }
        }
    }
}