書接上回，上回書咱們說到，繼內存管理結構 mem_map 和中斷描述符表 idt 建立好之后，我們又在內存中倒騰出一個新的數據結構 request。

并且把它們都放在了一個數組中。

這是塊設備驅動程序與內存緩沖區的橋梁，通過它可以完整地表示一個塊設備讀寫操作要做的事。

我們繼續往下看，tty_init。

void main(void) { 
    ... 
    mem_init(main_memory_start,memory_end); 
    trap_init(); 
    blk_dev_init(); 
    chr_dev_init(); 
    tty_init(); 
    time_init(); 
    sched_init(); 
    buffer_init(buffer_memory_end); 
    hd_init(); 
    floppy_init(); 
     
    sti(); 
    move_to_user_mode(); 
    if (!fork()) {init();} 
    for(;;) pause(); 
} 

這個方法執行完成之后，我們將會具備鍵盤輸入到顯示器輸出字符這個最常用的功能。

打開這個函數后我有點慌。

void tty_init(void) 
{ 
    rs_init(); 
    con_init(); 
} 

看來這個方法已經多到需要拆成兩個子方法了。

打開第一個方法，還好。

void rs_init(void) 
{ 
    set_intr_gate(0x24,rs1_interrupt); 
    set_intr_gate(0x23,rs2_interrupt); 
    init(tty_table[1].read_q.data); 
    init(tty_table[2].read_q.data); 
    outb(inb_p(0x21)&0xE7,0x21); 
} 

這個方法是串口中斷的開啟，以及設置對應的中斷處理程序，串口在我們現在的 PC 機上已經很少用到了，所以這個直接忽略，要講我也不懂。

看第二個方法，這是重點。代碼非常長，有點嚇人，我先把大體框架寫出。

void con_init(void) { 
    ... 
    if (ORIG_VIDEO_MODE == 7) { 
        ... 
        if ((ORIG_VIDEO_EGA_BX & 0xff) != 0x10) {...} 
        else {...} 
    } else { 
        ... 
        if ((ORIG_VIDEO_EGA_BX & 0xff) != 0x10) {...} 
        else {...} 
    } 
    ... 
} 

可以看出，非常多的 if else。

這是為了應對不同的顯示模式，來分配不同的變量值，那如果我們僅僅找出一個顯示模式，這些分支就可以只看一個了。 啥是顯示模式呢?那我們得簡單說說顯示，一個字符是如何顯示在屏幕上的呢?換句話說，如果你可以隨意操作內存和 CPU 等設備，你如何操作才能使得你的顯示器上，顯示一個字符‘a’呢?

我們先看一張圖。

內存中有這樣一部分區域，是和顯存映射的。啥意思，就是你往上圖的這些內存區域中寫數據，相當于寫在了顯存中。而往顯存中寫數據，就相當于在屏幕上輸出文本了。

沒錯，就是這么簡單。 如果我們寫這一行匯編語句。

mov [0xB8000],'h' 

后面那個 h 相當于匯編編輯器幫我們轉換成 ASCII 碼的二進制數值，當然我們也可以直接寫。

mov [0xB8000],0x68 

其實就是往內存中 0xB8000 這個位置寫了一個值，只要一寫，屏幕上就會是這樣。

簡單吧，具體說來，這片內存是每兩個字節表示一個顯示在屏幕上的字符，第一個是字符的編碼，第二個是字符的顏色，那我們先不管顏色，如果多寫幾個字符就像這樣。

mov [0xB8000],'h' 
mov [0xB8002],'e' 
mov [0xB8004],'l' 
mov [0xB8006],'l' 
mov [0xB8008],'o' 

此時屏幕上就會是這樣。

是不是賊簡單?那我們回過頭看剛剛的代碼，我們就假設顯示模式是我們現在的這種文本模式，那條件分支就可以去掉好多。 代碼可以簡化成這個樣子。

#define ORIG_X          (*(unsigned char *)0x90000) 
#define ORIG_Y          (*(unsigned char *)0x90001) 
void con_init(void) { 
    register unsigned char a; 
    // 第一部分 獲取顯示模式相關信息 
    video_num_columns = (((*(unsigned short *)0x90006) & 0xff00) >> 8); 
    video_size_row = video_num_columns * 2; 
    video_num_lines = 25; 
    video_page = (*(unsigned short *)0x90004); 
    video_erase_char = 0x0720; 
    // 第二部分 顯存映射的內存區域  
    video_mem_start = 0xb8000; 
    video_port_reg  = 0x3d4; 
    video_port_val  = 0x3d5; 
    video_mem_end = 0xba000; 
    // 第三部分 滾動屏幕操作時的信息 
    origin  = video_mem_start; 
    scr_end = video_mem_start + video_num_lines * video_size_row; 
    top = 0; 
    bottom  = video_num_lines; 
    // 第四部分 定位光標并開啟鍵盤中斷 
    gotoxy(ORIG_X, ORIG_Y); 
    set_trap_gate(0x21,&keyboard_interrupt); 
    outb_p(inb_p(0x21)&0xfd,0x21); 
    a=inb_p(0x61); 
    outb_p(a|0x80,0x61); 
    outb(a,0x61); 
} 

別看這么多，一點都不難。

首先還記不記得之前匯編語言的時候做的工作，存了好多以后要用的數據在內存中。

所以，第一部分獲取 0x90006 地址處的數據，就是獲取顯示模式等相關信息。

第二部分就是顯存映射的內存地址范圍，我們現在假設是 CGA 類型的文本模式，所以映射的內存是從 0xB8000 到 0xBA000。

第三部分是設置一些滾動屏幕時需要的參數，定義頂行和底行是哪里，這里頂行就是第一行，底行就是最后一行，很合理。

第四部分是把光標定位到之前保存的光標位置處(取內存地址 0x90000 處的數據)，然后設置并開啟鍵盤中斷。

開啟鍵盤中斷后，鍵盤上敲擊一個按鍵后就會觸發中斷，中斷程序就會讀鍵盤碼轉換成 ASCII 碼，然后寫到光標處的內存地址，也就相當于往顯存寫，于是這個鍵盤敲擊的字符就顯示在了屏幕上。

這一切具體是怎么做到的呢?我們先看看我們干了什么。

1. 我們現在根據已有信息已經可以實現往屏幕上的任意位置寫字符了，而且還能指定顏色。

2. 并且，我們也能接受鍵盤中斷，根據鍵盤碼中斷處理程序就可以得知哪個鍵按下了。

有了這倆功能，那我們想干嘛還不是為所欲為?

好，接下來我們看看代碼是怎么處理的，很簡單。一切的起點，就是第四步的 gotoxy 函數，定位當前光標。

#define ORIG_X          (*(unsigned char *)0x90000) 
#define ORIG_Y          (*(unsigned char *)0x90001) 
void con_init(void) { 
    ... 
    // 第四部分 定位光標并開啟鍵盤中斷 
    gotoxy(ORIG_X, ORIG_Y); 
    ... 
} 

這里面干嘛了呢?

static inline void gotoxy(unsigned int new_x,unsigned int new_y) { 
   ... 
   x = new_x; 
   y = new_y; 
   pos = origin + y*video_size_row + (x<<1); 
} 

就是給 x y pos 這三個參數附上了值。

其中 x 表示光標在哪一列，y 表示光標在哪一行，pos 表示根據列號和行號計算出來的內存指針，也就是往這個 pos 指向的地址處寫數據，就相當于往控制臺的 x 列 y 行處寫入字符了，簡單吧?

然后，當你按下鍵盤后，觸發鍵盤中斷，之后的程序調用鏈是這樣的。

_keyboard_interrupt: 
    ... 
    call _do_tty_interrupt 
    ... 
     
void do_tty_interrupt(int tty) { 
   copy_to_cooked(tty_table+tty); 
} 
 
void copy_to_cooked(struct tty_struct * tty) { 
    ... 
    tty->write(tty); 
    ... 
} 
 
// 控制臺時 tty 的 write 為 con_write 函數 
void con_write(struct tty_struct * tty) { 
    ... 
    __asm__("movb _attr,%%ah\n\t" 
      "movw %%ax,%1\n\t" 
      ::"a" (c),"m" (*(short *)pos) 
      :"ax"); 
     pos += 2; 
     x++; 
    ... 
} 

前面的過程不用管，我們看最后一個函數 con_write 中的關鍵代碼。

__asm__ 內聯匯編，就是把鍵盤輸入的字符 c 寫入pos 指針指向的內存，相當于往屏幕輸出了。

之后兩行 pos+=2 和 x++，就是調整所謂的光標。

你看，寫入一個字符，最底層，其實就是往內存的某處寫個數據，然后順便調整一下光標。

由此我們也可以看出，光標的本質，其實就是這里的 x y pos 這仨變量而已。

我們還可以做換行效果，當發現光標位置處于某一行的結尾時(這個應該很好算吧，我們都知道屏幕上一共有幾行幾列了)，就把光標計算出一個新值，讓其處于下一行的開頭。

就一個小計算公式即可搞定，仍然在 con_write 源碼處有體現，就是判斷列號 x 是否大于了總列數。

void con_write(struct tty_struct * tty) { 
    ... 
    if (x>=video_num_columns) { 
        x -= video_num_columns; 
        pos -= video_size_row; 
        lf(); 
  } 
  ... 
} 
 
static void lf(void) { 
   if (y+1<bottom) { 
      y++; 
      pos += video_size_row; 
      return; 
   } 
 ... 
} 

相似的，我們還可以實現滾屏的效果，無非就是當檢測到光標已經出現在最后一行最后一列了，那就把每一行的字符，都復制到它上一行，其實就是算好哪些內存地址上的值，拷貝到哪些內存地址，就好了。

這里大家自己看源碼尋找。 所以，有了這個初始化工作，我們就可以利用這些信息，弄幾個小算法，實現各種我們常見控制臺的操作。

或者換句話說，我們見慣不怪的控制臺，回車、換行、刪除、滾屏、清屏等操作，其實底層都要實現相應的代碼的。 所以 console.c 中的其他方法就是做這個事的，我們就不展開每一個功能的方法體了，簡單看看有哪些方法。

// 定位光標的 
static inline void gotoxy(unsigned int new_x, unsigned int new_y){} 
// 滾屏，即內容向上滾動一行 
static void scrup(void){} 
// 光標同列位置下移一行 
static void lf(int currcons){} 
// 光標回到第一列 
static void cr(void){} 
... 
// 刪除一行 
static void delete_line(void){} 

內容繁多，但沒什么難度，只要理解了基本原理即可了。

OK，整個 console.c 就講完了，要知道這個文件可是整個內核中代碼量最大的文件，可是功能特別單一，也都很簡單，主要是處理鍵盤各種不同的按鍵，需要寫好多 switch case 等語句，十分麻煩，我們這里就完全沒必要去展開了，就是個苦力活。 到這里，我們就正式講完了 tty_init 的作用。

在此之后，內核代碼就可以用它來方便地在控制臺輸出字符啦!這在之后內核想要在啟動過程中告訴用戶一些信息，以及后面內核完全建立起來之后，由用戶用 shell 進行操作時手動輸入命令，都是可以用到這里的代碼的! 讓我們繼續向前進發，看下一個被初始化的倒霉鬼是什么東東。 欲知后事如何，且聽下回分解。

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