1.2 printk函数

在介绍完MaQueOS的显示器驱动程序的实现后，为了提供在显示器上显示字符串的接口，MaQueOS实现了一个接口函数printk，它的作用是将传递给它的字符串参数显示在显示器上。本章实验code1的main函数如代码清单1.3所示。

下面分析代码清单1.3。

·第3行： MaQueOS实现了一个由显示器和键盘组成的控制台。调用con_init函数对控制台进行初始化。con_init函数的实现详见代码清单1.4。

·第4行： 调用printk函数，在显示器上显示字符串“hello，world.”。显示过程详见1.2.1节。

·第5～6行： 进入死循环。

在 第5～6行 中，MaQueOS定义了2个全局变量：x和y（具体定义见第1行），用于指示下一个显示字符在显示器上的坐标。在con_init函数中，将x和y变量初始化为0，即控制台初始化完成后，第1个显示字符在显示器上的坐标为（0，0）。

1.2.1 显示字符串

在显示器驱动程序中，printk函数用于将指定的字符串显示到显示器上，显示位置由（x，y）坐标指定。printk函数的参数为需显示字符串的起始地址。printk函数的实现详见代码清单1.5。本节以在main函数中调用printk函数显示字符串“hello，world.”为例，分析printk函数的处理过程。

下面分析代码清单1.5。

·第14～15行： 通过while循环计算字符串的长度，计算得到字符串“hello，world.\n”的长度为14，其中字符“\n”为换行符（ASCII值为10）。

·第16行： 调用erase_char函数擦除光标，具体擦除过程详见1.2.2节。光标由字符“_”表示，用于指示下一个显示字符在显示器上的位置。因此，在显示字符前，需要先将光标清除。

·第17～34行： 循环遍历字符串中的所有字符，根据字符的ASCII值进行相应的处理。其中，第19行表示从字符串中获取待处理字符的ASCII值。

·第20～27行： 若该字符为可显示字符（ASCII值为32～126），则调用write_char函数（第22行）将字符直接显示在显示器上，显示过程详见1.1.2节。 第23行 表示将显示器上当前行已显示字符的个数保存到sum_char_x数组中，每行对应数组中的1项，总共50项，sum_char_x数组的定义详见第7行。在 第24行 中，将列数加一。在 第25～26行 中，若该字符为当前行的最后一个字符，则调用cr_lf函数进行回车换行处理，处理过程详见1.2.3节。

·第28～29行： 若该字符为换行符（ASCII值为10）或回车符（ASCII值为13），则调用cr_lf函数进行处理。当字符串“hello，world.”被处理到最后一个字符“\n”时，调用cr_lf函数进行回车换行处理。

·第30～31行： 若该字符为删除符（ASCII值为127），则调用del函数进行处理，处理过程详见1.2.5节。

·第32～33行： 若该字符不属于以上情况，则视为不可识别字符，调用panic函数显示错误信息，处理过程详见1.2.6节。

·第35行： 当字符串处理结束后，调用write_char函数在字符串末尾显示光标，并指示下一个显示字符在显示器上的位置。

1.2.2 字符擦除

字符擦除函数erase_char用于擦除显示器上给定坐标（xx，yy）处的字符。erase_char函数的实现详见代码清单1.6。所谓擦除，就是将像素绘制成背景色（黑色）。

下面分析代码清单1.6。

·第12行： 获取待擦除字符的起始像素在显存中的起始地址，计算过程详见代码清单1.2的第14行。

·第13～23行： 按行循环遍历待擦除字符的像素，共遍历16行。在 第15～21行 中，每行按列循环遍历待擦除字符的像素，共遍历8个像素。将每个像素在显存中的（B，G，R）对应的字节设置为（0，0,0），表示将该像素绘制为黑色。在 第22行 中，每行遍历结束后，重新获取字符下一行像素的起始像素在显存中的起始地址。

1.2.3 回车换行

对回车换行的处理由函数cr_lf实现，cr_lf函数的实现详见代码清单1.7。

下面分析代码清单1.7。

·第7行： 将列坐标x清0，实现回车处理。

·第8～11行： 进行换行处理。在 第8～9行 中，若当前行不是显示器的最后一行，则通过将行坐标y加1，实现换行处理。在 第10～11行 中，若当前行是显示器的最后一行，则需要调用scrup函数进行卷屏处理，处理过程详见1.2.4节。

1.2.4 卷屏

当显示内容超出显示器最后一行时，需要调用scrup函数进行卷屏处理。卷屏的主要处理过程是将显示器第1～49行的内容分别复制到第0～48行中，并将第49行的内容擦除。scrup函数的实现详见代码清单1.8。

下面分析代码清单1.8。

·第15行： 获取显示器第0行第0列字符的起始像素在显存中的地址0x40000000。

·第16行： 获取显示器第1行第0列字符的起始像素在显存中的地址0x40000000+（16×1280×4）=0x40014000，计算过程详见代码清单1.2的第14行。

·第17～18行： 将显示器第1～49行中所有像素在显存中的内容，以字节大小为单位（每个像素对应4字节）复制到第0～48行对应的显存中，需要复制的字节总数为（800-16）×1280×4=4014080。

·第19～20行： 循环调用erase_char函数，擦除第49行中的160个字符。

·第21～22行： 将显示器第1～49行在数组sum_char_x中对应项的值分别复制到第0～48行对应的项中。

·第23行： 将显示器最后一行在数组sum_char_x中的对应项清0。

1.2.5 删除字符

对字符的删除处理由函数del实现，del函数的实现详见代码清单1.9。

下面分析代码清单1.9。

·第3～7行： 此时坐标（x，y）指向光标所在的位置，若光标不位于行首，则在 第5行 中，对列坐标x减1后，坐标（x，y）指向待删除的字符。在 第6行 中，更新sum_char_x数组。

·第8～13行： 若光标位于行首，并且不在首行，表示待删除字符是上一行的最后1个字符（由sum_char_x数组指定），则在 第10行 中将当前行的字符数清0，在 第11行 中将行坐标减1，在 第12行 中从sum_char_x数组获取待删除字符的行坐标。此时，坐标（x，y）指向待删除的字符。

·第14行： 调用erase_char函数，删除待删除字符。删除过程详见1.2.2节。此时，坐标（x，y）指向下一个显示字符在显示器上的位置。

1.2.6 panic函数

当系统发生错误需要终止运行时，调用panic函数显示出错信息，并进入死循环。panic函数的实现详见代码清单1.10。

下面分析代码清单1.10。

·第3行： 调用printk函数显示错误信息，显示过程详见1.2.1节。

·第4～5行： 进入死循环。 1h5K0D6rPxDYvWNs6Dh+sGeGWoRwNOfZJ3i5rCiw4W2o6Qjgx0nDJ+b4nztqniaM