实验目的

1. 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；
2. 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。

实验内容

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。

以ls命令为例：

正常情况：

ls
hello.c hello.o hello

第一次按F12，然后输入ls：

 **
*****.* *****.* *****

第二次按F12，然后输入ls：

ls
hello.c hello.o hello

第三次按F12，然后输入ls：

**
*****.* *****.* *****

实验过程

要完成这个实验，要清楚两点，第一是键盘输入是如何处理的，第二点是信息是怎么显示到显示器上的，详细的过程可以看李治军老师的书《操作系统原理、实现与实践》中的第8章。

键盘输入处理

键盘I/O是典型的中断驱动，所以这个过程是从中断开始的，当然这里指的是按下按键之后。以scanf()函数为例，整个过程如下：

keyboard_interrupt ---> inb 0x60,al ---> do_self ---> read_q ---> copy_to_cooked ---> secondary --->
wake_up ---> tty_read ---> rw_ttyx ---> rw_char ---> sys_read ---> read ---> scanf.

当然并不是所有按键都调用do_self函数进行处理，对于F12按键，其调用的函数是func，因此要对该函数进行修改或者重写，目的就是要在按下F12的时候进行标记。

信息显示过程

以调用printf()函数为例，打印到显示器信息需要经历下面的过程：

printf ---> write ---> sys_write ---> rw_char ---> rw_ttyx --- > tty_write ---> wtite_q --->
 con_write ---> "mov ax,[pos]"

上面的过程中，con_write函数是真正的写函数，因此需要在此之前修改显示的内容，可以在写write_q队列的时候进行修改。

结合上面的两个过程，总结起来要修改两个地方，一是按键处理，二是显示处理。

修改F12按键的处理函数

在`kernel/chr_drv/keyboard.S文件中找到key_table数组，在其中找到F12对应的处理函数，如下图所示：

由于func函数对应多个按键，因此这里将F12按键对应的处理函数改称myfunc，然后实现myfunc函数，这里函数里主要是标记F12是否按下。

F12按键处理函数的实现

处理函数的实现很简单，仅仅只是标记F12是否按下。为了方便（其实是偷懒），将这个函数放到已有的c文件中，这里我把它放到console.c文件中，同时定义一个全局变量，用于标记F12的状态。代码如下：

int f12_flag = 0;

extern void myfunc(void);

void myfunc(void)
{
	if(f12_flag)
		f12_flag = 0;
	else
		f12_flag = 1;
}

显示处理

上面已经标记了按键状态，则显示的时候只需要根据全局变量的值进行相应的显示就可以了。这里在写write_q队列的时候进行修改，即在con_write函数中修改，该函数在kernel/chr_drv/tty_io.c文件中，修改如下：

验证

编译然后运行，测试结果如下：（注意，笔记本可能需要按Fn + F12）

可以发现，在第二次按下之后，可以恢复显示，为了能够更清楚的显示，可以保留原来的换行，即不替换换行，代码如下：

/* 新增代码 */
if(f12_flag && c != '\n')
	c = '*';   //按下一次f12后，所有的字符都变成 '*'

只要弄清楚了键盘中断处理过程和显示过程，这个实验就非常简单了。