[OS] 21. Shell

서론

이번 강의에서는 작성했던 코드를 정리하고 가장 기본적인 Shell을 구현하겠습니다. 해당 Github 강의는 다음과 같습니다.

https://github.com/cfenollosa/os-tutorial/tree/master/21-shell

GitHub - cfenollosa/os-tutorial: How to create an OS from scratch

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코드

이번 강의에서는 위 Github 링크에서 설명하는 대로 파일의 경로들을 재설정하고, 단순 구현을 진행합니다. 코드를 컴파일하면서 Warning이 발생하는 지점들을 수정하시길 바랍니다. 간단한 입력을 지원하는 Shell 창은 keyboard.c에서 구현했습니다.

drivers/keyboard.c

#include "keyboard.h"
#include "../cpu/ports.h"
#include "../cpu/isr.h"
#include "../libc/string.h"
#include "../libc/function.h"
#include "screen.h"
#include "../kernel/kernel.h"

#define BACKSPACE 0x0E
#define ENTER 0x1C

static char key_buffer[256];

#define SC_MAX 0x39

const char *sc_name[] = { "ERROR", "Esc", "1", "2", "3", "4", "5", "6", 
    "7", "8", "9", "0", "-", "=", "Backspace", "Tab", "Q", "W", "E", 
        "R", "T", "Y", "U", "I", "O", "P", "[", "]", "Enter", "Lctrl", 
        "A", "S", "D", "F", "G", "H", "J", "K", "L", ";", "'", "`", 
        "LShift", "\\", "Z", "X", "C", "V", "B", "N", "M", ",", ".", 
        "/", "RShift", "Keypad *", "LAlt", "Spacebar"};
const char sc_ascii[] = { '?', '?', '1', '2', '3', '4', '5', '6',     
    '7', '8', '9', '0', '-', '=', '?', '?', 'Q', 'W', 'E', 'R', 'T', 'Y', 
        'U', 'I', 'O', 'P', '[', ']', '?', '?', 'A', 'S', 'D', 'F', 'G', 
        'H', 'J', 'K', 'L', ';', '\'', '`', '?', '\\', 'Z', 'X', 'C', 'V', 
        'B', 'N', 'M', ',', '.', '/', '?', '?', '?', ' '};

static void keyboard_callback(registers_t regs) {
    // PIC가 scancode를 0x60 port에 저장
    u8 scancode = port_byte_in(0x60);
    
    if(scancode>SC_MAX) {
        return;
    } else if(scancode==BACKSPACE) {
        backspace(key_buffer);
        kprint_backspace();
    } else if(scancode==ENTER) {
        kprint("\n");
        // 특정 명령어인지 확인
        user_input(key_buffer);
        key_buffer[0] = '\0';
    } else {
        char letter = sc_ascii[(int)scancode];
        char str[2] = {letter, '\0'};
        append(key_buffer, letter);
        kprint(str);
    }
    // Compilter Warning 제거
    UNUSED(regs);
}

void init_keyboard() {
    register_interrupt_handler(IRQ1, keyboard_callback);
}

Backspace을 입력한 경우 화면에서 출력되었던 문자를 지우는 기능은 screen.c에서 다음과 같이 설정합니다.

drivers/screen.c

// Backspace 입력된 경우
void kprint_backspace() {
	// 마지막으로 출력된 문자 위치
    int offset = get_cursor_offset()-2;
    int row = get_offset_row(offset);
    int col = get_offset_col(offset);
    // 0x08: Backspace
    print_char(0x08, col, row, WHITE_ON_BLACK);
}

// print_char 수정
int print_char(char c, int col, int row, char attr) {
    unsigned char *vidmem = (unsigned char*) VIDEO_ADDRESS;
    if(!attr) {
        attr = WHITE_ON_BLACK;
    }

    // 좌표가 범위 밖일 때 경고 문자 출력
    if(col>=MAX_COLS || row>=MAX_ROWS) {
        vidmem[2*(MAX_COLS)*(MAX_ROWS)-2] = 'E';
        vidmem[2*(MAX_COLS)*(MAX_ROWS)-1] = RED_ON_WHITE;
        return get_offset(col, row);
    }

    int offset;
    if(col>=0 && row>=0) {
        offset = get_offset(col, row);
    } else {
        offset = get_cursor_offset();
    }

    // 줄바꿈일때는 현재 row에 +1
    if(c=='\n') {
        row = get_offset_row(offset);
        offset = get_offset(0, row+1);
    } else if(c==0x08) {
        vidmem[offset] = ' ';
        vidmem[offset+1] = attr;
    } else {
        vidmem[offset] = c;
        vidmem[offset+1] = attr;
        offset += 2;
    }

    // offset이 화면 크기보다 크면 스크롤함
    if(offset>=MAX_ROWS*MAX_COLS*2) {
        int i;
        // 현재 라인을 이전 라인으로 하나씩 밀음 
        for(i=1; i<MAX_ROWS; i++) {
            memory_copy((u8 *)(get_offset(0, i)+VIDEO_ADDRESS), (u8 *)(get_offset(0, i-1)+VIDEO_ADDRESS), MAX_COLS*2);
        }
        // 마지막 줄을 빈칸으로
        char *last_line = (char *)(get_offset(0, MAX_ROWS-1) + VIDEO_ADDRESS);
        for(i=0; i<MAX_COLS*2; i++) {
            last_line[i] = 0;
        }
        // 범위 넘은 offset을 스크롤 다음 줄로 밀음
        offset -= 2*MAX_COLS;
    }

    set_cursor_offset(offset);
    return offset;
}

다음으로 간단한 명령어를 지원하는 함수를 kernel.c에 추가하겠습니다.

kernel/kernel.c

void user_input(char *input) {
    if(strcmp(input, "END")==0) {
        kprint("Stop System...\n");
        // hlt: halt CPU
        asm volatile("hlt");
    }
    kprint("> Typed: ");
    kprint(input);
    kprint("\n");
}

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실행 결과

실행 결과 입력을 할 수 있는 Shell을 만들었습니다.

Shell