实验名称：终端设备的控制

实验日期：2021年6月3号

班级：物联网193班

姓名：邹胡健

学号：1930110718

一、实验目的

• 1、实验相关知识阐述：

• 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。 printf() 等输出函数最终都是调用 write() 系统调用，所以控制好 write()，就能控制好输出字符。

• 2、实验原理的预习情况：

• 回答问题：

• 在原始代码中，按下 F12，中断响应后，中断服务程序会调用 func？它实现的是什么功能？

• 答：正常情况下打开模拟器中，按下功能键F12即可显示内核栈中各个进程的状态信息，而当把func中的call show_stat屏蔽掉后，再按下F12就什么也没有了，可见func实现的功能就是调用show_stat函数来显示内核栈中各个进程的状态信息。

• 在你的实现中，是否把向文件输出的字符也过滤了？如果是，那么怎么能只过滤向终端输出的字符？如果不是，那么怎么能把向文件输出的字符也一并进行过滤？

• 答：只过滤了向终端输出的字符，向文件输出的字符没有被过滤。因为我们最后修改的是控制向显存输出的con_write()函数，使其当flag=1的时候向显存输出星号。如果要过滤掉向文件输出的字符的话，需要找到对应的那个控制向文件输出的函数并修改。

• 3、实验注意事项：

• 本实验需要修改 Linux 0.11 的终端设备处理代码（kernel/chr_drv/console.c 文件），对键盘输入和字符显示进行非常规的控制。

二、实验环境

• oslab实验室

三、实验内容

• 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。

• 实验原理

• 键盘 I/O 是典型的中断驱动，在 kernel/chr_drv/console.c 文件中：

void con_init(void)  //控制台的初始化
{
    // 键盘中断响应函数设为 keyboard_interrupt
    set_trap_gate(0x21, &keyboard_interrupt);
}
copy

• 所以每次按键有动作，keyboard_interrupt 函数就会被调用，它在文件 kernel/chr_drv/keyboard.S（注意，扩展名是大写的 S）中实现。
• 所有与键盘输入相关的功能都是在此文件中实现的，所以本实验的部分功能也可以在此文件中实现。
• 简单说，keyboard_interrupt 被调用后，会将键盘扫描码做为下标，调用数组 key_table 保存的与该按键对应的响应函数。

四、实验步骤

• 环境准备

cd oslab
tar -zxvf hit-oslab-linux-20110823.tar.gz -C /home/shiyanlou
copy

• 在/kernel/chr_drv/keyboard.S中，删除call show_state.原代码中，F12用来显示进程信息，现在我们按下F12不需要该功能，注释掉。

func:
    push %eax
    push %ecx
    push %edx
    //call show_stat
    pop %edx
    pop %ecx
    pop %eax
copy

• 修改/kernel/chr_drv/tty_io.c文件。其中的copy_to_cooked函数是处理ASCII字符的函数。先在该函数的定义外面增加全局变量如下,flag即开关标志，f1~f3是等会判断要用到的一些中间变量。F12键的扫描码是ESC、[、[、L，它们对应的ASCII码是27,91,91,76，也就是说我连续判断四次字符，如果正好对应F12的ASCII码，那么就改变开关flag。

int flag = 0;
int f1=0,f2=0,f3=0;
copy

copy_to_cooked函数添加如下：

void copy_to_cooked(struct tty_struct * tty)
{
    signed char c; 
    while (!EMPTY(tty->read_q) && !FULL(tty->secondary)) {
        GETCH(tty->read_q,c);
//开始添加
if(c==27){
            f1 = 1;
            f2=f3=0;
        }
        else if(f1==1 && f2==0 && c==91){
            f2 = 1;
        }
        else if(f2==1 && f3==0 && c==91){
            f3 = 1;
        }
        else if(f3==1 && c==76 && flag==0){
            flag = 1;
            f1=f2=f3=0;
            continue;
        }
        else if(f3==1 && c==76 && flag==1){
            flag = 0;
            f1=f2=f3=0;
            continue;
        }
        else{
            f1=f2=f3=0;
        }
//添加结束
copy

• 为了实现按下F12键，文字变为“*”的功能，我们修改/kernel/chr_drv/console.c中的con_write()函数，添加if语句
• 要添加声明！！！

  extern int flag；
  copy

//添加开始
if(flag == 1){
    c = '*';
}
//添加结束
__asm__("movb attr,%%ah\n\t"
"movw %%ax,%1\n\t"
::"a" (c),"m" (*(short *)pos)
);
copy

• 编译
• 运行BIOS 输入ls，按下F12后输入的内容变为“**”，再按下F12后恢复

五、实验总结

• 这次实验不同于之前做的系统调用等等，需要多次修改系统中的文件，这次实验的主要目的是让我熟悉设备管理。我将理论知识与实践相结合，较为顺利地实现按下一个功能键完成特定功能的任务。通过这次实验，我熟悉了设备管理的基本知识，也为今后的学习打下了基础。