《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, 64 * 1024) + 64 * 1024;
idle->tss.eip = (int) &task_idle;//dile任务做的事，执行这个函数
idle->tss.es = 1 * 8;
idle->tss.cs = 2 * 8;
idle->tss.ss = 1 * 8;
idle->tss.ds = 1 * 8;
idle->tss.fs = 1 * 8;
idle->tss.gs = 1 * 8;
//idle放在最后一层，FLAG置1
task_run(idle, MAX_TASKLEVELS - 1, 1);
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, 256 * 165);
sheet_setbuf(sht_cons, buf_cons, 256, 165, -1);/* 设置缓冲区，将CMD窗口图层写到缓冲区中 */
make_window8(buf_cons, 256, 165, "console", 0);//用CMD缓冲区的内容画窗口
make_textbox8(sht_cons, 8, 28, 240, 128, 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, 64 * 1024) + 64 * 1024 - 8;
task_cons->tss.eip = (int) &console_task;　　  //任务执行的函数（内容）
task_cons->tss.es = 1 * 8;
task_cons->tss.cs = 2 * 8;
task_cons->tss.ss = 1 * 8;
task_cons->tss.ds = 1 * 8;
task_cons->tss.fs = 1 * 8;
task_cons->tss.gs = 1 * 8;
*((int *) (task_cons->tss.esp + 4)) = (int) sht_cons;//将CMD图层地址放到CMD任务块首部
task_run(task_cons, 2, 2); 　　/* 设置LEVEL和优先级level=2, priority=2 */
//.....
sheet_slide(sht_back,  0,  0);//图层开始显示的位置
sheet_slide(sht_cons, 32,  4);
sheet_slide(sht_win,  64, 56);
sheet_slide(sht_mouse, mx, my);
sheet_updown(sht_back,  0);　　//设置图层的高度
sheet_updown(sht_cons,  1);
sheet_updown(sht_win,   2);
sheet_updown(sht_mouse, 3);
//.....
}
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[128], cursor_x = 8, cursor_c = COL8_000000;
fifo32_init(&fifo, 128, 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, 1);
timer_settime(timer, 50);

for (;;) {
io_cli();　　　　　　　//禁止中断
if (fifo32_status(&fifo) == 0) {
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 <= 1) { /* 光标闪烁定时器超时 */
if (i != 0) {
timer_init(timer, &fifo, 0);  /* 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, 1);  /* 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);　　　　　//50个count计数的时间、文本显示框
boxfill8(sheet->buf, sheet->bxsize, cursor_c, cursor_x, 28, cursor_x + 7, 43);
sheet_refresh(sheet, cursor_x, 28, cursor_x + 8, 44);//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, 0,         0,         xsize - 1, 0        );
boxfill8(buf, xsize, COL8_FFFFFF, 1,         1,         xsize - 2, 1        );
boxfill8(buf, xsize, COL8_C6C6C6, 0,         0,         0,         ysize - 1);
boxfill8(buf, xsize, COL8_FFFFFF, 1,         1,         1,         ysize - 2);
boxfill8(buf, xsize, COL8_848484, xsize - 2, 1,         xsize - 2, ysize - 2);
boxfill8(buf, xsize, COL8_000000, xsize - 1, 0,         xsize - 1, ysize - 1);
boxfill8(buf, xsize, COL8_C6C6C6, 2,         2,         xsize - 3, ysize - 3);
boxfill8(buf, xsize, COL8_848484, 1,         ysize - 2, xsize - 2, ysize - 2);
boxfill8(buf, xsize, COL8_000000, 0,         ysize - 1, xsize - 1, ysize - 1);
//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[14][16] = {
"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 != 0) {
tc = COL8_FFFFFF;
tbc = COL8_000084;
} else {
tc = COL8_C6C6C6;
tbc = COL8_848484;
}
boxfill8(buf, xsize, tbc, 3, 3, xsize - 4, 20);
putfonts8_asc(buf, xsize, 24, 4, tc, title);
for (y = 0; y < 14; y++) {
for (x = 0; x < 16; 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[(5 + y) * xsize + (xsize - 21 + 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 (256 <= i && i <= 511) { /* 如果获得的是键盘中断的数据 */
//......
if (i == 256 + 0x0f) {  /* 键盘中断的键值是TAB键 */
if (key_to == 0) {  //这里的原理和光标闪烁是一样的
key_to = 1;　　 //发送到CMD窗口
make_wtitle8(buf_win,  sht_win->bxsize,  "task_a",  0);
make_wtitle8(buf_cons, sht_cons->bxsize, "console", 1);
} else {
key_to = 0;　　 //发送到任务A
make_wtitle8(buf_win,  sht_win->bxsize,  "task_a",  1);
make_wtitle8(buf_cons, sht_cons->bxsize, "console", 0);
}　　　　　　　　　　 //接着刷新CMD和窗口图层
sheet_refresh(sht_win,  0, 0, sht_win->bxsize,  21);
sheet_refresh(sht_cons, 0, 0, sht_cons->bxsize, 21);
}
}
//.....
}

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 (256 <= i && i <= 511) { 　　  /* 键盘数据 */
sprintf(s, "%02X", i - 256); //在背景图层显示按下的 键值
putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 16, COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, 2);
if (i < 0x54 + 256 && keytable[i - 256] != 0) { /* 在keytable表中找到一般字符 */
if (key_to == 0) {    　　/* 把获得的字符发送给任务A的缓冲区 */
if (cursor_x < 128) {//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[0] = keytable[i - 256];
s[1] = 0;
//在窗口（任务A）图层显示字符
putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, 28, COL8_000000, COL8_FFFFFF, s, 1);
cursor_x += 8;
}
} else {/* 发送到CMD窗口（任务）的缓冲区 */
fifo32_put(&task_cons->fifo, keytable[i - 256] + 256);
}
}
if (i == 256 + 0x0e) {    /* Backspace键 */
if (key_to == 0) {    /* 发送信息到A任务 */
if (cursor_x > 8) {
　　　　　　　　 /* 闪烁光标向左移动8个像素 */
putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, 28, COL8_000000, COL8_FFFFFF, " ", 1);
cursor_x -= 8;
}
} else {    　　　　　　/* 发送到任务CMD窗口 */
fifo32_put(&task_cons->fifo, 8 + 256);
}
}
//......
}
}
//...
}

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] = {
0,   0,   '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0', '-', '^', 0,   0,
'Q', 'W', 'E', 'R', 'T', 'Y', 'U', 'I', 'O', 'P', '@', '[', 0,   0,   'A', 'S',
'D', 'F', 'G', 'H', 'J', 'K', 'L', ';', ':', 0,   0,   ']', 'Z', 'X', 'C', 'V',
'B', 'N', 'M', ',', '.', '/', 0,   '*', 0,   ' ', 0,   0,   0,   0,   0,   0,
0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   '7', '8', '9', '-', '4', '5', '6', '+', '1',
'2', '3', '0', '.', 0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
0,   0,   0,   0x5c, 0,  0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0x5c, 0,  0
};
static char keytable1[0x80] = {
0,   0,   '!', 0x22, '#', '$', '%', '&', 0x27, '(', ')', '~', '=', '~', 0,   0,
'Q', 'W', 'E', 'R', 'T', 'Y', 'U', 'I', 'O', 'P', '`', '{', 0,   0,   'A', 'S',
'D', 'F', 'G', 'H', 'J', 'K', 'L', '+', '*', 0,   0,   '}', 'Z', 'X', 'C', 'V',
'B', 'N', 'M', '<', '>', '?', 0,   '*', 0,   ' ', 0,   0,   0,   0,   0,   0,
0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   '7', '8', '9', '-', '4', '5', '6', '+', '1',
'2', '3', '0', '.', 0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
0,   0,   0,   '_', 0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   '|', 0,   0
};
//.....
for (;;) {
//......
if (256 <= i && i <= 511) { /* 获得的是键盘的数据 */
sprintf(s, "%02X", i - 256);
putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 16, COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, 2);
if (i < 0x80 + 256) { /* 按照键盘的编码进行转换 */
if (key_shift == 0) {
s[0] = keytable0[i - 256];
} else {
s[0] = keytable1[i - 256];
}
} else {
s[0] = 0;
}
if (s[0] != 0) { /* 一般字符 */
if (key_to == 0) {    /* 想任务A中写 */
if (cursor_x < 128) {
/* 光标后移 */
s[1] = 0;
putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, 28, COL8_000000, COL8_FFFFFF, s, 1);
cursor_x += 8;
}
} else {    /* 向CMD窗口中写 */
fifo32_put(&task_cons->fifo, s[0] + 256);
}
}
//........
if (i == 256 + 0x2a) {    /* 左shift ON */
key_shift |= 1;
}
if (i == 256 + 0x36) {    /* 右shift ON */
key_shift |= 2;
}
if (i == 256 + 0xaa) {    /* 左shift OFF */
key_shift &= ~1;
}
if (i == 256 + 0xb6) {    /* 右shift OFF */
key_shift &= ~2;
}
//./.....
}
}
}//.....
}

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 = 0, key_shift = 0, key_leds = (binfo->leds >> 4) & 7;
//......
if ('A' <= s[0] && s[0] <= 'Z') {    /* 大写字母A-Z之间 */
if (((key_leds & 4) == 0 && key_shift == 0) ||  //自行在草稿纸上推算
((key_leds & 4) != 0 && key_shift != 0)) {
s[0] += 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;

读取状态寄存器，等待bit1的值变为0

向数据输出（0060）写入要发送的1个字节的数据

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）

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[128], keycmd_buf[32];
//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 = 0, key_shift = 0, key_leds = (binfo->leds >> 4) & 7, keycmd_wait = -1;
//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) > 0 && keycmd_wait < 0) {
/* 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) == 0) {
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 (256 <= i && i <= 511) {/* 得到键盘数据 */
//.....
if (i == 256 + 0x3a) { /* CapsLock */
key_leds ^= 4;　　 //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 == 256 + 0x45) {    　　　　　　/* NumLock */
key_leds ^= 2;    　　　　　　　　//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 == 256 + 0x46) {    　　　　　　/* ScrollLock */
key_leds ^= 1;    　　　　　　　　//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 == 256 + 0xfa) {    　　　　　　/* 键盘成功接收数据返回一个ACK（0xfa） */
keycmd_wait = -1;　　　　　　　　 //这是又可以继续向键盘控制器发送数据了
}
if (i == 256 + 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
}
//.......
}
}
}
}