系统内核的洪荒之力：挪动鼠标

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Linux kernel Hacker, 从零构建自己的内核

当我们获得鼠标发送的数据后，我们就可以根据相应的信息绘制鼠标，从而实现鼠标的挪动效果，在此之前，我们得了解，鼠标发送的数据是怎么解读的。

鼠标发送的数据，必须三个字节连在一起解读，所以我们的内核要等待鼠标发送足够的数据后才可以采取行动。前面我们看到，当鼠标被激活后，它会立马给内核发送一个字节数据，数值为0xfa, 当内核收到这个数据后，就可以开始积攒数据，每接收三个字节后，根据数据绘制鼠标。

这三个字节数据是有一定特点的，第一个字节0xab, a的数值必须在0-3这个范围内，由于a对应的是八比特中的高四位，所以这意味着该字节的第7，8两个比特位必须为0，b对应着八比特位中的低四位，它的值必须在8-F之间，这意味着该字节数据对应的第4个比特位必须为1.把第一个字节转换成二进制，那么它必须满足下面格式(X,*代表0或1）：
0 0 X X 1 * \ * *
三个*用来表示鼠标按键，当鼠标的左键，滚轮，右键被按下时，对应的比特位会设置为1.

第二个字节用来表示鼠标的左右移动，对该字节进行相应处理后，可以得到鼠标平移的坐标变换。

第三个字节的数据表示鼠标的上下移动，对该字节进行相应处理后，可以得到鼠标垂直移动时的坐标数变化。

我们专门设置一个结构体来处理鼠标发送的相关信息：

struct MOUSE_DEC {    unsigned char buf[3], phase;    int x, y, btn;};

buf[3]用来存储鼠标发送的三个数据，phase表示当前接收到第几个数据了，x表示水平移动的坐标变换，y表示上下移动时鼠标的坐标变换，btn用来表示鼠标哪个按键被按下了。

内核中增加一个函数来解析鼠标发送的数据：

int mouse_decode(struct MOUSE_DEC *mdec, unsigned char dat) {    if (mdec->phase == 0) {        if (dat == 0xfa) {           mdec->phase = 1;        }       return 0;    }    if (mdec->phase == 1) {        if ((dat & 0xc8) == 0x08) {            mdec->buf[0] = dat;            mdec->phase = 2;        }        return 0;    }    if (mdec->phase == 2) {        mdec->buf[1] = dat;        mdec->phase = 3;        return 0;    }    if (mdec->phase == 3) {        mdec->buf[2] = dat;        mdec->phase = 1;        mdec->btn = mdec->buf[0] & 0x07;        mdec->x = mdec->buf[1];        mdec->y = mdec->buf[2];        if ((mdec->buf[0] & 0x10) != 0) {           mdec->x |= 0xffffff00;        }        if ((mdec->buf[0] & 0x20) != 0) {           mdec->y |= 0xffffff00;        }        mdec->y = -mdec->y;        return 1;    }    return -1;}

当收到字节0xfa的时候，系统进入数据收集阶段，当收到第一个数据时，判断字节是否符合前面所说的要求，符合的话，进入第二阶段，接收第二个字节，当进入第三阶段，接收完第三个字节后，开始对坐标数据进行处理，btn存储的是第一字节的低3位，它表示当前鼠标哪个按键被按下了，接着看第一字节的第5，第6个比特位，如果第5个比特位设置为1，那么第二字节需要做一些处理,也就是从第8位开始全部设置为1，至于为何要这么做，我们暂且不用关心，同理，如果第6个比特位设置为1，那么把第3个字节做一些处理才得到鼠标的垂直变换。

由于鼠标给的垂直变换跟我们屏幕坐标是相反的，所以y值要去反。通过这一步我们就解析了鼠标发送过来的数据。

在内核主函数中，我们要根据鼠标传输的数据重新绘制鼠标：

static int mx = 0, my = 0;void CMain() {   ....   mx = (xsize - 16) / 2;   my = (ysize - 28 - 16) / 2;     init_mouse_cursor(mcursor, COL8_008484);   putblock(vram, xsize, 16, 16, mx, my, mcursor, 16);  .....   else if (fifo8_status(&mouseinfo) != 0) {           show_mouse_info();       }}void computeMousePosition(struct MOUSE_DEC* mdec) {    mx += mdec->x;    my += mdec->y;    if (mx < 0) {       mx = 0;    }    if (my < 0) {       my = 0;    }    if (mx > xsize - 16) {       mx = xsize - 16;    }    if (my > ysize - 16) {       my = ysize - 16;    }}void eraseMouse(char* vram) {    boxfill8(vram, xsize, COL8_008484, mx, my, mx+15, my+15);}void drawMouse(char* vram) {    putblock(vram, xsize, 16, 16, mx, my, mcursor, 16);}void  show_mouse_info(void) {    char*vram = bootInfo.vgaRam;    unsigned char data = 0;    io_sti();    data = fifo8_get(&mouseinfo);    if (mouse_decode(&mdec, data) != 0) {         eraseMouse(vram);         computeMousePosition(&mdec);         drawMouse(vram);    }}

eraseMouse 作用是使用桌面的背景颜色将鼠标抹掉， drawMouse是根据鼠标新的坐标重新绘制鼠标图案，show_mouse_info里，先将通过mouse_decode获得鼠标数据，然后通过调用eraseMouse将鼠标在当前位置抹掉，computeMousePosition重新计算鼠标移动后的新位置，drawMouse根据新位置重新绘制鼠标。

将上面的C语言编译，然后反编译成汇编后，加入内核汇编模块，编译时会出现类似这样的错误：
error: short jump is out of range

这是因为在汇编语言中，跳转指令，例如jmp, jne等，跳转的距离不能超过127字节，但是由于我们现在的C语言使用了结构体等复杂数据结构，反汇编后，汇编代码语句会增多，从而造成jmp等指令所要跳转的目的地与当前指令间的距离超过127字节，解决办法是在指令出错的地方增添一个near关键字，例如语句:
jmp ?0_57
改成
jmp near ?0_57
那么上面错误就可以消除了，内核编译并加载如虚拟机后，鼠标便能灵动起来：

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