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16강 소스코드입니다.
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오늘은 Shell 을 만들어봅시다!
Shell을 만드는 궁극적인 목적은 사용자로부터 명령어를 입력받아 처리하기 위함입니다.
키보드 드라이버를 저번 강의 때 구현했기 때문에, Shell은 이를 이용하기만 하면 됩니다.
따라서 어떤 방식으로 구현하던지 상관이 없겠죠? 아래의 코드를 참고로 자신만의 Shell을 만들어봅시다.
코드를 수정하기에 앞서 다음과 같이 shell.h와 shell.c 를 추가합시다. ( 새로 만들었으니 당연히 makefile 에 추가하는 것도 잊지 말아야겠죠? ) 그리고 data.h 도 추가합시다.
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// data.h
#pragma once
#define videomaxline 25
#define videomaxcol 80
#define BACKSPACE 0x08
#define ENTER 0x13
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define DEBUG 24
unsigned char keyboard[videomaxcol]; // 지난 강의의 두 변수를 data.h로 옮긴 겁니다.
unsigned short kindex; // 왜냐하면 main.c 에서 이 변수들을 접근할 것이기 때문입니다.
unsigned short curline; // shell 상의 현재 라인
unsigned short curcol; // shell 상의 현재 column
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// shell.h
#pragma once
void sh_clear();
void sh_version();
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// shell.c
#include "data.h"
#include "shell.h"
#include "function.h"
void sh_clear()
{
kprintf_clear_all();
curline = -1;
}
void sh_version()
{
kprintf("HoGoS [version 0.0.1]", ++curline, 0);
kprintf("Copyright <c> 2018 HoGuSoft. All rights reserved", ++curline, 0);
}
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cs |
data.h를 만들어서 어디에서나 include 하면 변수들을 접근할 수 있도록 전역변수 성격의 변수들을 저장합니다. 그리고 shell.h 와 .c 를 만들어서 shell이 제공하는 명령어들을 이곳에서 직접 구현합시다.
그 다음에 interrupt.c를 다음과 같이 수정합시다.
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#include "interrupt.h"
#include "function.h"
#include "data.h"
struct IDT inttable[3];
struct IDTR idtr = { 256 * 8 - 1,0 };
unsigned char keyt[2] = { 'A', 0 };
unsigned char keybuf;
void init_intdesc()
{
{
isr = (unsigned short*)(0x0 + 8 * 0x21);
*isr = inttable[2].offsetl;
*(isr + 1) = inttable[2].selector;
*(isr + 2) = inttable[2].type;
*(isr + 3) = inttable[2].offseth;
kindex = 0;
for (int i = 0; i < videomaxcol; i++)
keyboard[i] = 0;
}
}
void idt_timer()
{
__asm__ __volatile__
(
"push gs;"
"push fs;"
"push es;"
"push ds;"
"pushad;"
"pushfd;"
"mov al, 0x20;"
"out 0x20, al;"
);
kprintf(keyt, videomaxline-1, videomaxcol-1);
keyt[0]++;
__asm__ __volatile__
(
"popfd;"
"popad;"
"pop ds;"
"pop es;"
"pop fs;"
"pop gs;"
"leave;"
"nop;"
"iretd;"
);
}
void idt_keyboard()
{
__asm__ __volatile__
(
"push gs;"
"push fs;"
"push es;"
"push ds;"
"pushad;"
"pushfd;"
"xor al,al;"
"in al, 0x60;"
);
__asm__ __volatile__("mov %0, al;" :"=r"(keybuf) );
keybuf = transScan(keybuf);
if (keybuf == BACKSPACE && kindex != 0) // 백스페이스 입력
keyboard[--kindex] = 0;
else if (keybuf != 0xFF && keybuf != BACKSPACE)
keyboard[kindex++] = keybuf;
__asm__ __volatile__
(
"mov al, 0x20;"
"out 0x20, al;"
);
__asm__ __volatile__
(
"popfd;"
"popad;"
"pop ds;"
"pop es;"
"pop fs;"
"pop gs;"
"leave;"
"nop;"
"iretd;"
);
}
unsigned char transScan(unsigned char target)
{
unsigned char result;
switch (target) // scan code set 1 기준
{
case 0x1E: result = 'a'; break;
case 0x30: result = 'b'; break;
case 0x2E: result = 'c'; break;
case 0x20: result = 'd'; break;
case 0x12: result = 'e'; break;
case 0x21: result = 'f'; break;
case 0x22: result = 'g'; break;
case 0x23: result = 'h'; break;
case 0x17: result = 'i'; break;
case 0x24: result = 'j'; break;
case 0x25: result = 'k'; break;
case 0x26: result = 'l'; break;
case 0x32: result = 'm'; break;
case 0x31: result = 'n'; break;
case 0x18: result = 'o'; break;
case 0x19: result = 'p'; break;
case 0x10: result = 'q'; break;
case 0x13: result = 'r'; break;
case 0x1F: result = 's'; break;
case 0x14: result = 't'; break;
case 0x16: result = 'u'; break;
case 0x2F: result = 'v'; break;
case 0x11: result = 'w'; break;
case 0x2D: result = 'x'; break;
case 0x15: result = 'y'; break;
case 0x2C: result = 'z'; break;
case 0x39: result = ' '; break; // 스페이스
case 0x0E: result = BACKSPACE; break; // 백스페이스 아스키코드 = 8
case 0x1C: result = ENTER; break; // Enter key
default: result = 0xFF; break;
// 구현안된 것은 무시한다. 구분자는 0xFF
}
return result;
}
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전체 코드는 빼고, 수정된 부분만 넣었습니다.
init_intdesc() 에서는 data.h에 있는 kindex와 keyboard 를 초기화하는 코드를 넣었습니다.
idt_timer() 에서 출력되는 요란한(?) 타이머는 오른쪽 밑 맨 구석에다가 넣어놨습니다.
idt_keyboard() 에서는 data.h 에 정의된 #define 등을 이용해 코드를 좀 이쁘게 다듬었습니다.
마지막으로 transScan 에서는 ScanCode 0x1C 즉 ENTER 값을 받았을 경우를 추가했습니다.
idt_timer() 에서 출력되는 요란한(?) 타이머는 오른쪽 밑 맨 구석에다가 넣어놨습니다.
idt_keyboard() 에서는 data.h 에 정의된 #define 등을 이용해 코드를 좀 이쁘게 다듬었습니다.
마지막으로 transScan 에서는 ScanCode 0x1C 즉 ENTER 값을 받았을 경우를 추가했습니다.
그리고 function.h와 .c 를 다음과 같이 수정합시다.
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#pragma once
void kprintf(char*, int, int); // str : 출력할 스트링 주소 , int : 몇 번째 줄에 출력할 것인지, int : 몇 번째 행에 출력할 것인지
void kprintf_line_clear(int, int);
void kprintf_clear_all();
int kstrcmp(char*, char*);
int kstrlen(char*);
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#include "function.h"
#include "data.h"
void kprintf(char* str, int line, int col) // str 글자를 line 번째 줄에 출력하는 함수
{
char *video = (char*)(0xB8000 + 160 * line + 2*col);
for (int i = 0; str[i] != 0; i++)
{
*video++ = str[i];
*video++ = 0x03; // 첫 째는 배경색, 둘 때는 글자 자체 색
}
return;
}
void kprintf_line_clear(int line, int col)
{
char *video = (char*)(0xB8000 + 160 * line + 2*col);
for (int i = 0; i < 160-2*col ; i++)
{
*video++ = 0;
*video++ = 0x03;
}
}
void kprintf_clear_all()
{
for (int i = 0; i < videomaxline; i++)
kprintf_line_clear(i,0);
}
int kstrcmp(char* str1, char* str2)
{
for (int i = 0; i < kstrlen(str1); i++)
if (str1[i] != str2[i]) return FALSE;
return TRUE;
}
int kstrlen(char* str1)
{
int i = 0;
while (str1[i] != 0) i++;
return i;
}
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좋습니다! 준비는 이제 다 끝났습니다. main.c를 다음과 같이 수정해봅시다.
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// main.c
#include "function.h"
#include "interrupt.h"
#include "data.h"
#include "shell.h"
void shell();
void translate_shell();
void main()
{
kprintf("We are now in C!", 10, 10);
init_intdesc();
kprintf_clear_all();
shell();
}
void shell()
{
char path[] = "HoGoS>>";
curline = 0;
curcol = kstrlen(path);
while (1)
{
__asm__ __volatile__("cli");
if ( kindex != 0 && keyboard[kindex - 1] == ENTER)
{
kprintf_line_clear(curline, curcol + kindex - 1);
keyboard[kindex - 1] = 0;
translate_shell();
for (int i = 0; i < videomaxcol; i++)
keyboard[i] = 0;
curline++;
kindex = 0;
}
kprintf(path,curline,0);
kprintf_line_clear(curline, curcol+kindex);
kprintf(keyboard, curline, curcol);
__asm__ __volatile__("sti");
}
}
void translate_shell()
{
if (keyboard[0] == 0) { return; } // 명령어 없이 그냥 ENTER 침
if (kstrcmp(keyboard, "clear")) { sh_clear(); return; }
if (kstrcmp(keyboard, "version")) { sh_version(); return; }
kprintf("There is no such command.",++curline, 0);
}
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논리가 어려울 수 있습니다. 하지만 논리를 요약하면 다음과 같습니다.
" HoGoS>> " 이후에 명령어를 입력한다. while(1) 이 돌아가면서 주기적으로 >> 이후에 keyboard에 적혀있는 버퍼값을 써준다 ( 이는 사용자가 키보드를 두들긴 값들이 차곡차곡 적혀있다. )
그러다가 ENTER 값이 들어왔을 경우를 IF로 분기하여, ENTER를 눌렀다면 곧바로 해당 명령어를 해석하는 translate_shell()를 호출한다. 이 함수에서는 if 문을 통해 어떤 명령어가 입력되었는지 확인한다. 그리고 알맞게 해당 명령어 수행하는 함수를 호출한다.
지금 Shell 은 매우매우 기초적인 단계이기 때문에 지원하는 명령어가 clear와 version이 전부입니다. 차차 개발해나가면서 많은 명령어들이 추가될 것입니다.
이제 제대로 동작하는지 돌려봅시다. 언제나 그랬듯이 컴파일 후 가상머신에 돌립시다.
아주 잘 돌아가는군요. version 과 clear 명령어 모두 잘 동작합니다. 그 외 입력이 오면 모두 오류처리를 하구요. 깨알같이 우측하단에는 타이머 인터럽트에 의해 계속 프린트가 찍히는 것을 볼 수 있습니다.
이렇게 해서 기본적인 Shell 까지 구현해보았습니다.
다음 강의에서는 대망의 파일시스템을 구현해보고, 관련된 shell 명령어를 추가해보겠습니다. 제가 생각하는 마의 고지(?) 중 하나인데 성공한다면 Unix 기반 운영체제처럼 디렉토리 및 파일을 읽고 쓸 수 있게 될 겁니다!
감사합니다.
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