如何使用 x86 裸机组件获取键盘输入？

Question

我正在尝试将内核的第一部分组合在一起。我目前将整个内核编译为 C 代码，并且我设法让它在控制台窗口中显示文本以及所有这些美好的东西。现在，我想开始接受键盘输入，这样我就可以实际使用它并开始进行流程管理。

我正在使用 DJGPP 进行编译，并使用 GRUB 进行加载。我还使用了一小部分程序集，它基本上直接跳转到我编译的 C 代码中，我很高兴从那里开始。

我所做的所有研究似乎都指向 $0x16 处的 ISR 以从键盘缓冲区读取下一个字符。据我所知，这应该将 ASCII 值存储在 ah 中，将键码存储在 al 中，或者类似的东西。我试图在内联汇编中使用以下例程对此进行编码：

char getc(void) 
{
    int output = 0;

    //CRAZY VOODOO CODE
    asm("xor %%ah, %%ah\n\t"
        "int $0x16"
        : "=a" (output)
        : "a" (output)
        : 

        );

    return (char)output;
}

调用此代码时，内核立即崩溃。（我在 VirtualBox 上运行它，我觉得没有必要在真实硬件上尝试这种基本的东西。）

现在我实际上有几个问题。没有人能够告诉我（因为我的代码是从 GRUB 启动的）我目前是在实模式还是保护模式下运行。我还没有以一种或另一种方式进行跳转，我计划在设置进程处理程序之前以实模式运行。

所以，假设我在实模式下运行，我做错了什么，我该如何解决？我只需要一个基本的 getc 例程，最好是非阻塞的，但如果谷歌在这方面提供帮助，我会被诅咒。一旦我能做到这一点，我就可以从那里做剩下的事情。

我想我在这里问的是，我是否靠近正确的轨道？人们通常如何获得这一级别的键盘输入？

编辑：哦...所以我在保护模式下运行。这当然解释了当时试图访问实模式函数的崩溃。

那么我想我正在寻找如何从保护模式访问键盘 IO。我可能可以自己找到，但如果有人碰巧知道，请随意。再次感谢。

Answer 1

您在那里获得的代码正在尝试访问实模式 BIOS 服务。如果您在保护模式下运行，这可能是考虑到您正在编写内核，那么中断将不起作用。您需要执行以下操作之一：

• 将 CPU 转为实模式，确保中断向量表正确，并使用您拥有的实模式代码或
• 编写您自己的保护模式键盘处理程序（即使用输入/输出指令）。

第一个解决方案将涉及运行时性能开销，而第二个将需要有关键盘 IO 的一些信息。

Answer 2

如果您使用 gcc 进行编译，除非您使用 linux 内核使用的疯狂的“.code16gcc”技巧（我非常怀疑），否则您无法处于实模式。如果您使用 GRUB 多重引导规范，GRUB 本身会为您切换到保护模式。因此，正如其他人指出的那样，您必须直接与兼容 8042 的键盘/鼠标控制器对话。除非它是 USB 键盘/鼠标并且 8042 仿真被禁用，否则您需要一个 USB 堆栈（但您可以使用键盘/鼠标的“启动”协议，这更简单）。

没有人说编写操作系统内核很简单。