OSDev:为什么我的VGA终端滚动不起作用？

Question

我正在开发一个操作系统作为个人爱好，这样我就可以了解软件工程和计算机体系结构。

我试图让VGA终端“滚动”时，文本到达底部，或VGA_HEIGHT。我正在使用来自OSDev wiki的代码与我自己的代码混合。

我的目标是复制每一行，然后把它写到它上面的线上。

下面是我使用的代码：

void terminal_putentryat(unsigned char c, uint8_t color, size_t x, size_t y) {
    const size_t index = y * VGA_WIDTH + x;
    terminal_buffer[index] = vga_entry(c, color);
}

void terminal_putchar(char c) {
    unsigned char uc = c;

    switch(c) {
      case NEWLINE:
        terminal_row++;
        terminal_column = 0;
        terminal_putentryat(' ', terminal_color, terminal_column, terminal_row);
        update_cursor(terminal_column + 1, terminal_row);
        break;

      case '\t':
        /* TODO: Implement tab */
        terminal_column += 4;
        break;

      default:
        terminal_putentryat(uc, terminal_color, terminal_column, terminal_row);
        update_cursor(terminal_column + 1, terminal_row);
        if (++terminal_column == VGA_WIDTH) {
          terminal_column = 0;
          if (++terminal_row == VGA_HEIGHT)
            terminal_row = 0;
        }
    }
    if(terminal_row >= VGA_HEIGHT) {
      terminal_print_error();
      terminal_buffer[(15 * VGA_WIDTH) + 15] = terminal_buffer[(0 * VGA_WIDTH) + 4];
      size_t i, j;
      for(i = 0; i < VGA_WIDTH-1; i++) {
        for(j = VGA_HEIGHT-2; j > 0; j--)
          terminal_buffer[(j * VGA_WIDTH) + i] = terminal_buffer[((j+1) * VGA_WIDTH) + i];
      }
    }
}

但这种功能只起了部分作用。SPecifically，本节：

if(terminal_row >= VGA_HEIGHT) {
      terminal_print_error();
      terminal_buffer[(15 * VGA_WIDTH) + 15] = terminal_buffer[(0 * VGA_WIDTH) + 4];
      size_t i, j;
      for(i = 0; i < VGA_WIDTH-1; i++) {
        for(j = VGA_HEIGHT-2; j > 0; j--)
          terminal_buffer[(j * VGA_WIDTH) + i] = terminal_buffer[((j+1) * VGA_WIDTH) + i];
      }
    }

它只复制了部分数据。例如，当我用'printf()‘写入终端时，如果字符串比正在滚动的数据长，它将不会滚动。

/*
 * This is the screen driver. It contains functions which print
 * characters and colors to the screen
 * using the VGA controller.
 */

#include <stdbool.h>
#include <stddef.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>

#include <kernel/tty.h>

#include "vga.h"

#define REG_SCREEN_CTRL 0x3D4
#define REG_SCREEN_DATA 0x3D5

#define NEWLINE 0x0A
#define TAB 0x09

static const size_t VGA_WIDTH = 80;
static const size_t VGA_HEIGHT = 25;
static uint16_t *const VGA_MEMORY = (uint16_t *)0xC03FF000;

static size_t terminal_row;
static size_t terminal_column;
static uint8_t terminal_color;
static uint16_t *terminal_buffer;

int get_offset(int col, int row) {
  return 2 * (row * VGA_WIDTH + col);
}

int get_offset_row(int offset) {
  return offset / (2 * VGA_WIDTH);
}

int get_offset_col(int offset) {
  return (offset - (get_offset_row(offset) * 2 * VGA_WIDTH)) / 2;
}

static void scroll() {
  if(terminal_row >= VGA_HEIGHT) {

  }
}
void terminal_print_error(void) {
  if(terminal_row >= VGA_HEIGHT) {
    terminal_row = 0;
    /* print white/red E to bottom right corner of screen */
    terminal_putentryat('E', vga_entry_color(VGA_COLOR_RED, VGA_COLOR_WHITE),
                        VGA_WIDTH - 1, VGA_HEIGHT - 1);
  }
}

void terminal_initialize(void) {
    terminal_row = 0;
    terminal_column = 0;
    terminal_color = vga_entry_color(VGA_COLOR_BLACK, VGA_COLOR_CYAN);
    terminal_buffer = VGA_MEMORY;
    for (size_t y = 0; y < VGA_HEIGHT; y++) {
        for (size_t x = 0; x < VGA_WIDTH; x++) {
            const size_t index = y * VGA_WIDTH + x;
            terminal_buffer[index] = vga_entry(' ', terminal_color);
        }
    }
}

void terminal_setcolor(uint8_t color) {
    terminal_color = color;
}

void terminal_putentryat(unsigned char c, uint8_t color, size_t x, size_t y) {
    const size_t index = y * VGA_WIDTH + x;
    terminal_buffer[index] = vga_entry(c, color);
}

void terminal_putchar(char c) {
    unsigned char uc = c;

    switch(c) {
      case NEWLINE:
        terminal_row++;
        terminal_column = 0;
        terminal_putentryat(' ', terminal_color, terminal_column, terminal_row);
        update_cursor(terminal_column + 1, terminal_row);
        break;

      case '\t':
        /* TODO: Implement tab */
        terminal_column += 4;
        break;

      default:
        terminal_putentryat(uc, terminal_color, terminal_column, terminal_row);
        update_cursor(terminal_column + 1, terminal_row);
        if (++terminal_column == VGA_WIDTH) {
          terminal_column = 0;
          if (++terminal_row == VGA_HEIGHT)
            terminal_row = 0;
        }
    }
    if(terminal_row >= VGA_HEIGHT) {
      terminal_print_error();
      terminal_buffer[(15 * VGA_WIDTH) + 15] = terminal_buffer[(0 * VGA_WIDTH) + 4];
      size_t i, j;
      for(i = 0; i < VGA_WIDTH-1; i++) {
        for(j = VGA_HEIGHT-2; j > 0; j--)
          terminal_buffer[(j * VGA_WIDTH) + i] = terminal_buffer[((j+1) * VGA_WIDTH) + i];
      }
    }
}

void terminal_write(const char *data, size_t size) {
    for (size_t i = 0; i < size; i++)
        terminal_putchar(data[i]);
}

void terminal_writestring(const char *data) {
    terminal_write(data, strlen(data));
}

/* inb */
unsigned char port_byte_in(unsigned short port) {
  unsigned char result;
  asm ("in %%dx, %%al" : "=a" (result) : "d" (port));
  return result;
}

void port_byte_out(unsigned short port, unsigned char data) {
  asm ("out %%al, %%dx" : : "a" (data), "d" (port));
}

int get_cursor_offset() {
  /* Use the VGA ports to get the current cursor position
   * 1. Ask for high byte of the cursor offset (data 14)
   * 2. Ask for low byte (data 15)
   */
  port_byte_out(REG_SCREEN_CTRL, 14);
  int offset = port_byte_in(REG_SCREEN_DATA) << 8; /* High byte: << 8 */
  port_byte_out(REG_SCREEN_CTRL, 15);
  offset += port_byte_in(REG_SCREEN_DATA);
  return offset * 2; /* Position * size of character cell */
}

void set_cursor_offset(int offset) {
  /* Similar to get_cursor_offset, but instead of reading we write data */
  offset /= 2;
  port_byte_out(REG_SCREEN_CTRL, 14);
  port_byte_out(REG_SCREEN_DATA, (unsigned char)(offset >> 8));
  port_byte_out(REG_SCREEN_CTRL, 15);
  port_byte_out(REG_SCREEN_DATA, (unsigned char)(offset & 0xff));
}

void update_cursor(int x, int y) {
  uint16_t pos = y * VGA_WIDTH + x;

  port_byte_out(REG_SCREEN_CTRL, 15);
  port_byte_out(REG_SCREEN_DATA, (uint8_t)(pos & 0xFF));
  port_byte_out(REG_SCREEN_CTRL, 14);
  port_byte_out(REG_SCREEN_DATA, (uint8_t)(pos >> 8) & 0xFF);
}

/*
void enable_cursor(uint8_t cursor_start, uint8_t cursor_end) {
  outb(0x3D4, 0x0A);
  outb(0x3D, (inb(0x3D5) & 0xC0) | cursor_start);

  outb(0x3D4, 0x0B);
  outb(0x3D5, (inb(0x3D5) & 0xE0) | cursor_end);
}
*/

Answer 1

我相信循环滚动的工作原理基本上是正确的，不过，在导致您所遇到的一些bug之前，很多代码都是正确的。

开关语句中的默认情况是，当光标宽度超过屏幕的右侧时，将增加光标行。如果行增量超过屏幕的底部边缘，则if (++terminal_row == VGA_HEIGHT)将光标行重置为0。这将防止滚动代码运行。您应该删除if (++terminal_row == VGA_HEIGHT) terminal_row = 0;，并将其替换为terminal_row++;，因为开关后面的逻辑处理终端行变量。

我建议将修改terminal_row和terminal_column的逻辑与验证、重置和滚动这些变量的逻辑分开。例如，如果将'\t‘字符放置在一行的最后3个字符中，则会将字符溢出到下一行，而不会将terminal_row和terminal_column vars更新到它们应该位于的位置。

• 您的换行符总是在行的开头留下一个空白字符，因为您在将光标修改为换行符之后执行terminal_putentryat操作，而不是在之前。实际上，您不应该对任何换行符执行terminal_putentryat操作，因为显然没有任何字符改变，只有光标位置。
• 您可能希望修改\t的处理，以调用terminal_write(' ');，而不是直接修改列变量。这简化了实际更新终端的逻辑。上文第二段详细介绍了此更改解决的一些问题。
• update_cursor()只应该被调用一次，在terminal_putchar()的末尾，因为您放置的每个字符都应该更新游标。如果您希望terminal_putchar()处理0宽度的字符，这可能会改变，但这在我看来是违反直觉的，因为这个函数是专门为处理显示的字符而设计的。
• 将终端缓冲区向上修改为滚动的循环从不清除底部的字符行。
• 函数底部处理terminal_row >= VGA_HEIGHT的逻辑从不将terminal_row重置为有效值。它确实调用了terminal_print_error()，但是当您希望将行保持在底部时，此函数会将您的行重置为0。 terminal_putchar(char ){无符号字符uc = c；//句柄字符输出和终端_行/列修改开关( c) {大小写纽线: terminal_row++；terminal_column = 0；中断；大小写‘t’：terminal_write(‘')；中断；默认值: terminal_putentryat(uc、terminal_color、terminal_column、terminal_row)；terminal_column++；} //句柄在terminal_column上验证terminal_row之前，因为terminal_column中的逻辑可以更新terminal_row if(terminal_column >= VGA_WIDTH) { terminal_column = 0；} //句柄验证terminal_row，并在必要时向上滚动屏幕。如果( terminal_row >= VGA_HEIGHT) { //您不应该需要terminal_print_error()，因为您正在处理terminal_row >= VGA_HEIGHT // terminal_print_error()；//这一行做什么？显示将第16行的第16字符设置为与第1行的第5字符相同的值。// terminal_buffer(15 * VGA_WIDTH) + 15 = terminal_buffer(0 * VGA_WIDTH) + 4；size_t i，j；for(i = 0；i< VGA_WIDTH-1；i++) { for(j =VGA_i++2；j> 0；j-){ terminal_buffer(j * VGA_WIDTH) +i= terminal_buffer((j+1) * VGA_WIDTH) + i；} //还清除(i= 0；i< VGA_WIDTH-1；i++) { terminal_putentryat(‘'，terminal_color，i，VGA_WIDTH 1)的底部行；} terminal_row =VGA_ the 1；} update_cursor(terminal_column，terminal_row)}；