使用控制台与键盘进行输入输出

1、控制台简介与初始化

计算机在上电启动后，显示器被默认配置成80x25列的文本显示模式 。其使用从0xb8000开始，一共32KB的显存用于显示。如要在屏幕上指定位置显示特定的字符，则只需找到该位置对应的显存地址，写入2字节的数据：ascii码和颜色属性字节。

由于一屏共8025个字符，每个字符占用2个字节，所以一屏字符显示需要约4000字节数据。而显存一共32KB，因此这些存储区域可以存储8块屏幕的显示数据。

后续可以通过切换对应的显存屏幕数据。

2、在控制台上显示字符串

采用老式屏幕显示方式，没有采用现在的显卡写。

显示字符，只需要往计算机的显存中写入数据即可。计算机上的显卡会自动从这块区域读取数据，完后控制屏幕显示。

具体显示时，如果需要往屏幕上写字符显示，需要使用两个字节来控制。一个字节用于显示字符，一个字节用于配置显示属性

3、处理换行和清屏

清屏：填入空白字符即可实现清屏功能。即只需要将当前屏幕对应的显存内容全部用空格符号清空，或者用前景色和后景色相同的字符清空

换行：当已经显示满屏时，整个屏幕需要上移滚屏。具体实现采用了非常简单的方式：将整个屏幕区域的数据往上复制一行。

3、设置光标

光标的主要作用是帮助用户感知下一字符显示的位置

在文本模式下，计算机显示硬件自动会提供一个光标，并且经BIOS设置后会显示在屏幕上。但是，当我们在显存上写入字符后，光标并不会自动调整位置。 因此，我们要做的只是随着显示的位置，调整光标的显示位置，无需再初始化。

光标的位置为在整个屏幕中显示的字符符号。在当前的显示模式下，显示范围为80列*25行，因此总共有2000个字符，如果以0开始进行编址，则光标的地址范围为0~1999。即屏幕左上角的位置为0，右下角的位置为1999.

4、保存并恢复光标位置

本小节实现光标位置的保存和恢复，其两个序列如下：

示例：

int main (void) {
 printf("\0337Hello,word!\0338123\n");  // ESC 7,8 输出123lo,word!
 printf("\033[31;42mHello,word!\033[39;49m123\n");  // ESC [pn m, Hello,world红色，>其余绿色
 printf("123\033[2DHello,word!\n");  // 光标左移2，1Hello,word!
 printf("123\033[2CHello,word!\n");  // 光标右移2，123  Hello,word!

 printf("\033[31m");  // ESC [pn m, Hello,world红色，其余绿色
 printf("\033[10;10H test!\n");  // 定位到10, 10，test!
 printf("\033[20;20H test!\n");  // 定位到20, 20，test!
 printf("\033[32;25;39m123\n");  // ESC [pn m, Hello,world红色，其余绿色
}

5、更新显示字体的颜色

| CSI n m | SGR – 选择图形再现（Select Graphic Rendition） | 设置SGR参数 ，包括文字颜色

CSI后可以是0或者更多参数，用分号分隔。如果没有参数，则视为CSI 0 m（重置/常规）。

6、移动光标位置并清屏

7、键盘初始化

PC机中使用键盘控制器（KBC）处理键盘与鼠标的链接。键盘与鼠标通过KBC与CPU进行通信，并链接到中断控制器IRQ1和IRQ2

通过端口0x60和0x64对KBC进行配置以及读取相应的数据

其中状态寄存器的值如下

在计算机上电后，BIOS会自动完成对键盘相关的初始化，因此我们只需要使用缺省值即可，无需再次初始化

8、借助按键映射表进行键值转换

主要对读取的键值进行转码，并且处理shift健按下时大小写转换的问题

键盘扫描码

当按键按下时，将触发中断，可从中断中读取按键的键值，但是这个值并非按键上的字符丝印对应的字符，而是某种特定编码的数值，这套编码为键盘扫描码集1（Scan Code Set 1），如下表：

9、

1）每个键按下和弹起时，都会产生扫描码(scan code)

2）扫描码根据字节量可分为三种：

• 单个字节
• 以E0开头的2字节或4字节
• 以E1开头的6字节（只有一两个键）、

3）扫描码根据按下和弹起，又分为：make code，break code，区别是扫描码的最高位第7位是否为1

例如：

• 当A键按下时，产生扫描码0x1E（第7位为0）；断开时，产生扫描码0x9E（第7位为1）

• 当光标向左键按下时，产生扫描码0xE0, 0x4B（第7位为0）；断开时，产生扫描码0xE0, 0xCB（第7位为1）

9、处理caplock键

这个键本身并不任何有效的字符输入，而是用于控制其它键输入的效果。

• capslock：每按1次转换一下,键上方有对应的大小写指示灯(绿灯亮为大写字母输入模式,反之为小写字母输入模式)。如果shift键和Capslock键一起按时，是小写字母模式

10、其他特殊功能健

在不同的操作系统和应用程序下可能有不同的用户，例如在浏览器中，F1键可能是用于打开帮助页面。我们现在是在键盘驱动程序中编写代码，F1等功能键不对应于任何具体的字符，也不对应具体的功能；因此，目前只是在代码中将其识别出来，具体有什么用可以留等以后扩展。