console.c

linux 0.11 内核源码。kernel-011-src.tar

/*
* linux/kernel/console.c
*
* (C) 1991 Linus Torvalds
*/

/*
* console.c
*
* This module implements the console io functions
* 'void con_init(void)'
* 'void con_write(struct tty_queue * queue)'
* Hopefully this will be a rather complete VT102 implementation.
*
* Beeping thanks to John T Kohl.
*/
/*
* 该模块实现控制台输入输出功能
* 'void con_init(void)'
* 'void con_write(struct tty_queue * queue)'
* 希望这是一个非常完整的VT102 实现。
*
* 感谢John T Kohl 实现了蜂鸣指示。
*/

/*
* NOTE!!! We sometimes disable and enable interrupts for a short while
* (to put a word in video IO), but this will work even for keyboard
* interrupts. We know interrupts aren't enabled when getting a keyboard
* interrupt, as we use trap-gates. Hopefully all is well.
*/
/*
* 注意!!! 我们有时短暂地禁止和允许中断(在将一个字(word)放到视频IO)，但即使
* 对于键盘中断这也是可以工作的。因为我们使用陷阱门，所以我们知道在获得一个
* 键盘中断时中断是不允许的。希望一切均正常。
*/

/*
* Code to check for different video-cards mostly by Galen Hunt,
* <[e-mail]>
*/
/*
* 检测不同显示卡的代码大多数是Galen Hunt 编写的，
* <[e-mail]>
*/

#include <linux/sched.h> // 调度程序头文件，定义了任务结构task_struct、初始任务0 的数据，
// 还有一些有关描述符参数设置和获取的嵌入式汇编函数宏语句。
#include <linux/tty.h> // tty 头文件，定义了有关tty_io，串行通信方面的参数、常数。
#include <asm/io.h> // io 头文件。定义硬件端口输入/输出宏汇编语句。
#include <asm/system.h> // 系统头文件。定义了设置或修改描述符/中断门等的嵌入式汇编宏。

/*
* These are set up by the setup-routine at boot-time:
*/
/*
* 这些是设置子程序setup 在引导启动系统时设置的参数：
*/

// 参见对boot/setup.s 的注释，和setup 程序读取并保留的参数表。
#define ORIG_X (*(unsigned char *)0x90000) // 光标列号。
#define ORIG_Y (*(unsigned char *)0x90001) // 光标行号。
#define ORIG_VIDEO_PAGE (*(unsigned short *)0x90004) // 显示页面。
#define ORIG_VIDEO_MODE ((*(unsigned short *)0x90006) & 0xff) // 显示模式。
#define ORIG_VIDEO_COLS (((*(unsigned short *)0x90006) & 0xff00) >> 8) // 字符列数。
#define ORIG_VIDEO_LINES (25) // 显示行数。
#define ORIG_VIDEO_EGA_AX (*(unsigned short *)0x90008) // [??]
#define ORIG_VIDEO_EGA_BX (*(unsigned short *)0x9000a) // 显示内存大小和色彩模式。
#define ORIG_VIDEO_EGA_CX (*(unsigned short *)0x9000c) // 显示卡特性参数。

// 定义显示器单色/彩色显示模式类型符号常数。
#define VIDEO_TYPE_MDA 0x10 /* Monochrome Text Display */ /* 单色文本 */
#define VIDEO_TYPE_CGA 0x11 /* CGA Display */ /* CGA 显示器 */
#define VIDEO_TYPE_EGAM 0x20 /* EGA/VGA in Monochrome Mode */ /* EGA/VGA 单色*/
#define VIDEO_TYPE_EGAC 0x21 /* EGA/VGA in Color Mode */ /* EGA/VGA 彩色*/

#define NPAR 16

extern void keyboard_interrupt(void); // 键盘中断处理程序(keyboard.S)。

static unsigned char video_type; /* Type of display being used */
/* 使用的显示类型 */
static unsigned long video_num_columns; /* Number of text columns */
/* 屏幕文本列数 */
static unsigned long video_size_row; /* Bytes per row */
/* 每行使用的字节数 */
static unsigned long video_num_lines; /* Number of test lines */
/* 屏幕文本行数 */
static unsigned char video_page; /* Initial video page */
/* 初始显示页面 */
static unsigned long video_mem_start; /* Start of video RAM */
/* 显示内存起始地址 */
static unsigned long video_mem_end; /* End of video RAM (sort of) */
/* 显示内存结束(末端)地址 */
static unsigned short video_port_reg; /* Video register select port */
/* 显示控制索引寄存器端口 */
static unsigned short video_port_val; /* Video register value port */
/* 显示控制数据寄存器端口 */
static unsigned short video_erase_char; /* Char+Attrib to erase with */
/* 擦除字符属性与字符(0x0720) */

// 以下这些变量用于屏幕卷屏操作。
static unsigned long origin; /* Used for EGA/VGA fast scroll */ // scr_start。
/* 用于EGA/VGA 快速滚屏 */ // 滚屏起始内存地址。
static unsigned long scr_end; /* Used for EGA/VGA fast scroll */
/* 用于EGA/VGA 快速滚屏 */ // 滚屏末端内存地址。
static unsigned long pos; // 当前光标对应的显示内存位置。
static unsigned long x,y; // 当前光标位置。
static unsigned long top,bottom; // 滚动时顶行行号；底行行号。
// state 用于标明处理ESC 转义序列时的当前步骤。npar,par[]用于存放ESC 序列的中间处理参数。
static unsigned long state=0; // ANSI 转义字符序列处理状态。
static unsigned long npar,par[NPAR]; // ANSI 转义字符序列参数个数和参数数组。
static unsigned long ques=0;
static unsigned char attr=0x07; // 字符属性(黑底白字)。

static void sysbeep(void); // 系统蜂鸣函数。

/*
* this is what the terminal answers to a ESC-Z or csi0c
* query (= vt100 response).
*/
/*
* 下面是终端回应ESC-Z 或csi0c 请求的应答(=vt100 响应)。
*/
// csi - 控制序列引导码(Control Sequence Introducer)。
#define RESPONSE "\033[?1;2c"

/* NOTE! gotoxy thinks x==video_num_columns is ok */
/* 注意！gotoxy 函数认为x==video_num_columns，这是正确的 */
//// 跟踪光标当前位置。
// 参数：new_x - 光标所在列号；new_y - 光标所在行号。
// 更新当前光标位置变量x,y，并修正pos 指向光标在显示内存中的对应位置。
static inline void gotoxy(unsigned int new_x,unsigned int new_y)
{
// 如果输入的光标行号超出显示器列数，或者光标行号超出显示的最大行数，则退出。
if (new_x > video_num_columns || new_y >= video_num_lines)
return;
// 更新当前光标变量；更新光标位置对应的在显示内存中位置变量pos。
x=new_x;
y=new_y;
pos=origin + y*video_size_row + (x<<1);
}

//// 设置滚屏起始显示内存地址。
static inline void set_origin(void)
{
cli();
// 首先选择显示控制数据寄存器r12，然后写入卷屏起始地址高字节。向右移动9 位，表示向右移动
// 8 位，再除以2(2 字节代表屏幕上1 字符)。是相对于默认显示内存操作的。
outb_p(12, video_port_reg);
outb_p(0xff&((origin-video_mem_start)>>9), video_port_val);
// 再选择显示控制数据寄存器r13，然后写入卷屏起始地址底字节。向右移动1 位表示除以2。
outb_p(13, video_port_reg);
outb_p(0xff&((origin-video_mem_start)>>1), video_port_val);
sti();
}

//// 向上卷动一行（屏幕窗口向下移动）。
// 将屏幕窗口向下移动一行。参见程序列表后说明。
static void scrup(void)
{
// 如果显示类型是EGA，则执行以下操作。
if (video_type == VIDEO_TYPE_EGAC || video_type == VIDEO_TYPE_EGAM)
{
// 如果移动起始行top=0，移动最底行bottom=video_num_lines=25，则表示整屏窗口向下移动。
if (!top && bottom == video_num_lines) {
// 调整屏幕显示对应内存的起始位置指针origin 为向下移一行屏幕字符对应的内存位置，同时也调整
// 当前光标对应的内存位置以及屏幕末行末端字符指针scr_end 的位置。
origin += video_size_row;
pos += video_size_row;
scr_end += video_size_row;
// 如果屏幕末端最后一个显示字符所对应的显示内存指针scr_end 超出了实际显示内存的末端，则将
// 屏幕内容内存数据移动到显示内存的起始位置video_mem_start 处，并在出现的新行上填入空格字符。
if (scr_end > video_mem_end) {
// %0 - eax(擦除字符+属性)；%1 - ecx((显示器字符行数-1)所对应的字符数/2，是以长字移动)；
// %2 - edi(显示内存起始位置video_mem_start)；%3 - esi(屏幕内容对应的内存起始位置origin)。
// 移动方向：[edi]??[esi]，移动ecx 个长字。
__asm__( "cld\n\t" // 清方向位。
"rep\n\t" // 重复操作，将当前屏幕内存数据
"movsl\n\t" // 移动到显示内存起始处。
"movl _video_num_columns,%1\n\t" // ecx=1 行字符数。
"rep\n\t" // 在新行上填入空格字符。
"stosw"
:: "a" (video_erase_char),
"c" ((video_num_lines-1)*video_num_columns>>1),
"D" (video_mem_start),
"S" (origin)
: "cx", "di", "si");
// 根据屏幕内存数据移动后的情况，重新调整当前屏幕对应内存的起始指针、光标位置指针和屏幕末端
// 对应内存指针scr_end。
scr_end -= origin-video_mem_start;
pos -= origin-video_mem_start;
origin = video_mem_start;
} else {
// 如果调整后的屏幕末端对应的内存指针scr_end 没有超出显示内存的末端video_mem_end，则只需在
// 新行上填入擦除字符(空格字符)。
// %0 - eax(擦除字符+属性)；%1 - ecx(显示器字符行数)；%2 - edi(屏幕对应内存最后一行开始处)；
__asm__( "cld\n\t" // 清方向位。
"rep\n\t" // 重复操作，在新出现行上
"stosw" // 填入擦除字符(空格字符)。
:: "a" (video_erase_char),
"c" (video_num_columns),
"D" (scr_end-video_size_row)
: "cx", "di");
}
// 向显示控制器中写入新的屏幕内容对应的内存起始位置值。
set_origin();
// 否则表示不是整屏移动。也即表示从指定行top 开始的所有行向上移动1 行(删除1 行)。此时直接
// 将屏幕从指定行top 到屏幕末端所有行对应的显示内存数据向上移动1 行，并在新出现的行上填入擦
// 除字符。
// %0-eax(擦除字符+属性)；%1-ecx(top 行下1 行开始到屏幕末行的行数所对应的内存长字数)；
// %2-edi(top 行所处的内存位置)；%3-esi(top+1 行所处的内存位置)。
} else {
__asm__( "cld\n\t" // 清方向位。
"rep\n\t" // 循环操作，将top+1 到bottom 行
"movsl\n\t" // 所对应的内存块移到top 行开始处。
"movl _video_num_columns,%%ecx\n\t" // ecx = 1 行字符数。
"rep\n\t" // 在新行上填入擦除字符。
"stosw"
:: "a" (video_erase_char),
"c" ((bottom-top-1)*video_num_columns>>1),
"D" (origin+video_size_row*top),
"S" (origin+video_size_row*(top+1))
: "cx", "di", "si");
}
}
// 如果显示类型不是EGA(是MDA)，则执行下面移动操作。因为MDA 显示控制卡会自动调整超出显示范围
// 的情况，也即会自动翻卷指针，所以这里不对屏幕内容对应内存超出显示内存的情况单独处理。处理
// 方法与EGA 非整屏移动情况完全一样。
else /* Not EGA/VGA */
{
__asm__( "cld\n\t"
"rep\n\t"
"movsl\n\t"
"movl _video_num_columns,%%ecx\n\t"
"rep\n\t"
"stosw"
:: "a" (video_erase_char),
"c" ((bottom-top-1)*video_num_columns>>1),
"D" (origin+video_size_row*top),
"S" (origin+video_size_row*(top+1))
: "cx", "di", "si");
}
}

//// 向下卷动一行（屏幕窗口向上移动）。
// 将屏幕窗口向上移动一行，屏幕显示的内容向下移动1 行，在被移动开始行的上方出现一新行。参见
// 程序列表后说明。处理方法与scrup()相似，只是为了在移动显示内存数据时不出现数据覆盖错误情
// 况，复制是以反方向进行的，也即从屏幕倒数第2 行的最后一个字符开始复制
static void scrdown(void)
{
// 如果显示类型是EGA，则执行下列操作。
// [??好象if 和else 的操作完全一样啊!为什么还要分别处理呢？难道与任务切换有关？]
if (video_type == VIDEO_TYPE_EGAC || video_type == VIDEO_TYPE_EGAM)
{
// %0-eax(擦除字符+属性)；%1-ecx(top 行开始到屏幕末行-1 行的行数所对应的内存长字数)；
// %2-edi(屏幕右下角最后一个长字位置)；%3-esi(屏幕倒数第2 行最后一个长字位置)。
// 移动方向：[esi]??[edi]，移动ecx 个长字。
__asm__( "std\n\t" // 置方向位。
"rep\n\t" // 重复操作，向下移动从top 行到bottom-1 行
"movsl\n\t" // 对应的内存数据。
"addl $2,%%edi\n\t" /* %edi has been decremented by 4 */
/* %edi 已经减4，因为也是方向填擦除字符 */
"movl _video_num_columns,%%ecx\n\t" // 置ecx=1 行字符数。
"rep\n\t" // 将擦除字符填入上方新行中。
"stosw"
:: "a" (video_erase_char),
"c" ((bottom-top-1)*video_num_columns>>1),
"D" (origin+video_size_row*bottom-4),
"S" (origin+video_size_row*(bottom-1)-4)
: "ax", "cx", "di", "si");
}
// 如果不是EGA 显示类型，则执行以下操作（目前与上面完全一样）。
else /* Not EGA/VGA */
{
__asm__( "std\n\t"
"rep\n\t"
"movsl\n\t"
"addl $2,%%edi\n\t" /* %edi has been decremented by 4 */
"movl _video_num_columns,%%ecx\n\t"
"rep\n\t"
"stosw"
:: "a" (video_erase_char),
"c" ((bottom-top-1)*video_num_columns>>1),
"D" (origin+video_size_row*bottom-4),
"S" (origin+video_size_row*(bottom-1)-4)
: "ax", "cx", "di", "si");
}
}

//// 光标位置下移一行(lf - line feed 换行)。
static void lf(void)
{
// 如果光标没有处在倒数第2 行之后，则直接修改光标当前行变量y++，并调整光标对应显示内存位置
// pos(加上屏幕一行字符所对应的内存长度)。
if (y+1<bottom) {
y++;
pos += video_size_row;
return;
}
// 否则需要将屏幕内容上移一行。
scrup();
}

//// 光标上移一行(ri - reverse line feed 反向换行)。
static void ri(void)
{
// 如果光标不在第1 行上，则直接修改光标当前行标量y--，并调整光标对应显示内存位置pos，减去
// 屏幕上一行字符所对应的内存长度字节数。
if (y>top) {
y--;
pos -= video_size_row;
return;
}
// 否则需要将屏幕内容下移一行。
scrdown();
}