如何修复自定义操作系统中PS/2键盘输入字符乱屏问题

1. 修正扫描码到ASCII的映射逻辑 #

PS/2键盘发送的是扫描码而非直接ASCII字符，必须区分通码（按键按下，最高位为0）和断码（按键松开，最高位为1），仅处理按下事件：

• 误将断码当成通码处理会映射出错误字符，比如0x9E（A键断码）不能直接映射为'A'
• 初始化时清空键盘缓冲区，避免残留扫描码干扰：

void keyboard_init() {
    // 清空缓冲区残留数据
    while (inb(0x64) & 0x01) {
        inb(0x60);
    }
    // 启用键盘中断（主PS/2端口）
    outb(0x64, 0xAE);
    uint8_t status = inb(0x60);
    status |= 0x01;
    outb(0x64, 0x60);
    outb(0x60, status);
}

void keyboard_handler() {
    uint8_t scancode = inb(0x60);
    // 忽略断码
    if (scancode & 0x80) {
        // 发送中断结束信号
        outb(0x20, 0x20);
        return;
    }
    char c = scancode_to_ascii[scancode];
    if (c != 0) {
        terminal_putchar(c);
    }
    // 发送中断结束信号
    outb(0x20, 0x20);
}

2. 确保终端光标与显存写入同步 #

乱显示大多是软件跟踪的光标位置（terminal_row/terminal_column）与实际显存写入位置不一致导致：

• 写入字符后必须正确更新行列值，处理换行和屏幕滚动，同步硬件光标：

#define VGA_WIDTH 80
#define VGA_HEIGHT 25

uint16_t* terminal_buffer = (uint16_t*)0xB8000;
size_t terminal_row;
size_t terminal_column;
uint8_t terminal_color;

void terminal_putchar(char c) {
    cli(); // 关闭中断避免被打断
    if (c == '\n') {
        terminal_row++;
        terminal_column = 0;
    } else {
        size_t index = terminal_row * VGA_WIDTH + terminal_column;
        terminal_buffer[index] = (uint16_t)c | ((uint16_t)terminal_color << 8);
        terminal_column++;
    }

    // 处理屏幕滚动
    if (terminal_row >= VGA_HEIGHT) {
        // 向上滚动一行
        memcpy(terminal_buffer, terminal_buffer + VGA_WIDTH, (VGA_HEIGHT - 1) * VGA_WIDTH * sizeof(uint16_t));
        // 清空最后一行
        size_t last_row_idx = (VGA_HEIGHT - 1) * VGA_WIDTH;
        for (size_t i = 0; i < VGA_WIDTH; i++) {
            terminal_buffer[last_row_idx + i] = (uint16_t)' ' | ((uint16_t)terminal_color << 8);
        }
        terminal_row = VGA_HEIGHT - 1;
    }

    // 更新硬件光标位置
    size_t cursor_pos = terminal_row * VGA_WIDTH + terminal_column;
    outb(0x3D4, 0x0F);
    outb(0x3D5, (uint8_t)(cursor_pos & 0xFF));
    outb(0x3D4, 0x0E);
    outb(0x3D5, (uint8_t)((cursor_pos >> 8) & 0xFF));

    sti(); // 恢复中断
}

3. 修复中断处理的竞态问题 #

键盘中断（IRQ1）处理不当会导致重复触发或寄存器混乱：

• 中断处理函数必须完整保存/恢复寄存器，发送EOI（中断结束）信号：

keyboard_interrupt:
    pusha               ; 保存所有通用寄存器
    call keyboard_handler
    mov al, 0x20
    out 0x20, al        ; 向主PIC发送EOI信号
    popa                ; 恢复寄存器
    iret                ; 中断返回

4. 保证显存操作的原子性 #

如果系统支持多任务或中断可能打断显存写入，会出现字符拆分显示：

• 在terminal_putchar中用cli()和sti()包裹写入逻辑，确保操作不被中断打断（如上面代码示例）

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tessa312