2017操作系统实验三1

操作系统实验三旨在让学生深入理解操作系统的中断与异常、I/O操作及其机制，以及实模式和保护模式下的中断处理。本次实验要求编写一个OS层次的I/O程序，以实现键盘输入并在屏幕上回显，同时支持特定的键盘组合键和功能。 1. 实验内容： - 程序需要从屏幕左上角开始接收并显示键盘输入的a-z、A-Z和0-9字符，同时支持大小写切换、回车换行、退格键删除、空格键和Tab键。 - 每20秒左右，屏幕将被清空，输入字符重新从左上角开始显示。 - Esc键进入查找模式，输入关键字高亮显示，回车后匹配文本高亮，再次Esc键恢复原状。 - 基准分10分的额外要求包括处理空白字符的特殊情况，如连续回车后的退格、Tab键的对齐等。 - 程序必须在保护模式下运行，使用make构建，提交代码及运行截图，makefile应支持`make run`命令。 2. 注意事项： - 使用make完成编译过程。 - 需要阅读《Orange’s》相关章节以理解中断、I/O等概念。 - 可以基于提供的代码修改，但需说明改动之处。 3. 问题清单： - 中断向量是中断处理程序的地址和处理状态的集合。 - 中断类型码标识中断的种类。 - 中断向量表存储所有中断和异常的中断向量。 - 在实模式下，中断程序地址通过中断向量表中的段基址和偏移地址计算得出。 - 保护模式下，中断程序地址由中断描述符表中的中断门描述符获取。 - 中断向量的地址存储在中断向量表中。 - 实模式下，通过中断向量表的物理地址和中断号来获取中断程序地址。 - 中断描述符是保护模式下描述中断或陷阱处理程序的结构。 - 保护模式下，中断描述符表用于存储所有中断门和陷阱门。 - 中断门是保护模式中断描述符表中的一个条目，用于跳转到中断处理程序。 - 中断分为硬件中断和软件中断，如时钟中断、键盘中断和INT指令触发的中断。 - 中断是外部事件引起的，异常是内部错误或指令引起的。 - 实模式中断处理直接跳转到中断处理程序，保护模式下需要经过中断描述符表。 - 识别键盘组合键可通过检测键盘状态寄存器，还有其他方法如软件模拟。 - IDT（Interrupt Descriptor Table）是保护模式下的中断描述符表，用于定位中断处理程序。 - IDT中有中断门和陷阱门两种描述符。 - 异常通常分为算术异常、页错误和调试异常等类别。 - 用户态和内核态分别为特权级3和0。 - 中断向量表中，每个中断占用8字节，结构包括段选择子和偏移量。 - 中断和异常的共同点：都会暂停当前进程，切换到处理程序；不同点：中断通常由硬件引发，异常由软件或异常条件引发；中断可被屏蔽，异常不可；异常处理通常涉及错误恢复。 4. 参考资料： - 《Orange’S: 一个操作系统的实现》 通过这次实验，学生将掌握操作系统底层的中断处理、I/O操作及模式切换等核心概念，为深入学习操作系统原理打下坚实基础。