xref: /DragonOS/kernel/src/driver/tty/virtual_terminal/mod.rs (revision b5b571e02693d91eb6918d3b7561e088c3e7ee81)
152da9a59SGnoCiYeH use core::sync::atomic::Ordering;
252da9a59SGnoCiYeH 
352da9a59SGnoCiYeH use alloc::{string::String, sync::Arc, vec::Vec};
452da9a59SGnoCiYeH use system_error::SystemError;
552da9a59SGnoCiYeH 
652da9a59SGnoCiYeH use crate::{
752da9a59SGnoCiYeH     driver::{
852da9a59SGnoCiYeH         base::device::{
952da9a59SGnoCiYeH             device_number::{DeviceNumber, Major},
1052da9a59SGnoCiYeH             device_register, IdTable,
1152da9a59SGnoCiYeH         },
1252da9a59SGnoCiYeH         video::fbdev::base::fbcon::framebuffer_console::BlittingFbConsole,
1352da9a59SGnoCiYeH     },
1452da9a59SGnoCiYeH     filesystem::devfs::devfs_register,
1552da9a59SGnoCiYeH     libs::spinlock::SpinLock,
1652da9a59SGnoCiYeH };
1752da9a59SGnoCiYeH 
1852da9a59SGnoCiYeH use self::virtual_console::{VirtualConsoleData, CURRENT_VCNUM};
1952da9a59SGnoCiYeH 
2052da9a59SGnoCiYeH use super::{
2152da9a59SGnoCiYeH     console::ConsoleSwitch,
2252da9a59SGnoCiYeH     termios::{InputMode, TTY_STD_TERMIOS},
2352da9a59SGnoCiYeH     tty_core::{TtyCore, TtyCoreData},
2452da9a59SGnoCiYeH     tty_device::TtyDevice,
2552da9a59SGnoCiYeH     tty_driver::{TtyDriver, TtyDriverManager, TtyDriverType, TtyOperation},
2652da9a59SGnoCiYeH };
2752da9a59SGnoCiYeH 
2852da9a59SGnoCiYeH pub mod console_map;
2952da9a59SGnoCiYeH pub mod virtual_console;
3052da9a59SGnoCiYeH 
3152da9a59SGnoCiYeH pub const MAX_NR_CONSOLES: u32 = 63;
3252da9a59SGnoCiYeH pub const VC_MAXCOL: usize = 32767;
3352da9a59SGnoCiYeH pub const VC_MAXROW: usize = 32767;
3452da9a59SGnoCiYeH 
3552da9a59SGnoCiYeH pub const DEFAULT_RED: [u16; 16] = [
3652da9a59SGnoCiYeH     0x00, 0xaa, 0x00, 0xaa, 0x00, 0xaa, 0x00, 0xaa, 0x55, 0xff, 0x55, 0xff, 0x55, 0xff, 0x55, 0xff,
3752da9a59SGnoCiYeH ];
3852da9a59SGnoCiYeH 
3952da9a59SGnoCiYeH pub const DEFAULT_GREEN: [u16; 16] = [
4052da9a59SGnoCiYeH     0x00, 0x00, 0xaa, 0x55, 0x00, 0x00, 0xaa, 0xaa, 0x55, 0x55, 0xff, 0xff, 0x55, 0x55, 0xff, 0xff,
4152da9a59SGnoCiYeH ];
4252da9a59SGnoCiYeH 
4352da9a59SGnoCiYeH pub const DEFAULT_BLUE: [u16; 16] = [
4452da9a59SGnoCiYeH     0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xaa, 0xaa, 0xaa, 0xaa, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
4552da9a59SGnoCiYeH ];
4652da9a59SGnoCiYeH 
47*b5b571e0SLoGin pub const COLOR_TABLE: &[u8] = &[0, 4, 2, 6, 1, 5, 3, 7, 8, 12, 10, 14, 9, 13, 11, 15];
4852da9a59SGnoCiYeH 
4952da9a59SGnoCiYeH lazy_static! {
5052da9a59SGnoCiYeH     pub static ref VIRT_CONSOLES: Vec<Arc<SpinLock<VirtualConsoleData>>> = {
5152da9a59SGnoCiYeH         let mut v = Vec::with_capacity(MAX_NR_CONSOLES as usize);
5252da9a59SGnoCiYeH         for i in 0..MAX_NR_CONSOLES as usize {
5352da9a59SGnoCiYeH             v.push(Arc::new(SpinLock::new(VirtualConsoleData::new(i))));
5452da9a59SGnoCiYeH         }
5552da9a59SGnoCiYeH 
5652da9a59SGnoCiYeH         v
5752da9a59SGnoCiYeH     };
5852da9a59SGnoCiYeH }
5952da9a59SGnoCiYeH 
6052da9a59SGnoCiYeH #[derive(Debug, Clone, Copy, Default)]
6152da9a59SGnoCiYeH pub struct Color {
6252da9a59SGnoCiYeH     pub red: u16,
6352da9a59SGnoCiYeH     pub green: u16,
6452da9a59SGnoCiYeH     pub blue: u16,
6552da9a59SGnoCiYeH     pub transp: u16,
6652da9a59SGnoCiYeH }
6752da9a59SGnoCiYeH 
6852da9a59SGnoCiYeH impl Color {
6952da9a59SGnoCiYeH     pub fn from_256(col: u32) -> Self {
7052da9a59SGnoCiYeH         let mut color = Self::default();
7152da9a59SGnoCiYeH         if col < 8 {
7252da9a59SGnoCiYeH             color.red = if col & 1 != 0 { 0xaa } else { 0x00 };
7352da9a59SGnoCiYeH             color.green = if col & 2 != 0 { 0xaa } else { 0x00 };
7452da9a59SGnoCiYeH             color.blue = if col & 4 != 0 { 0xaa } else { 0x00 };
7552da9a59SGnoCiYeH         } else if col < 16 {
7652da9a59SGnoCiYeH             color.red = if col & 1 != 0 { 0xff } else { 0x55 };
7752da9a59SGnoCiYeH             color.green = if col & 2 != 0 { 0xff } else { 0x55 };
7852da9a59SGnoCiYeH             color.blue = if col & 4 != 0 { 0xff } else { 0x55 };
7952da9a59SGnoCiYeH         } else if col < 232 {
8052da9a59SGnoCiYeH             color.red = ((col - 16) / 36 * 85 / 2) as u16;
8152da9a59SGnoCiYeH             color.green = ((col - 16) / 6 % 6 * 85 / 2) as u16;
8252da9a59SGnoCiYeH             color.blue = ((col - 16) % 6 * 85 / 2) as u16;
8352da9a59SGnoCiYeH         } else {
8452da9a59SGnoCiYeH             let col = (col * 10 - 2312) as u16;
8552da9a59SGnoCiYeH             color.red = col;
8652da9a59SGnoCiYeH             color.green = col;
8752da9a59SGnoCiYeH             color.blue = col;
8852da9a59SGnoCiYeH         }
8952da9a59SGnoCiYeH 
9052da9a59SGnoCiYeH         color
9152da9a59SGnoCiYeH     }
9252da9a59SGnoCiYeH }
9352da9a59SGnoCiYeH 
9452da9a59SGnoCiYeH #[derive(Debug)]
9552da9a59SGnoCiYeH pub struct TtyConsoleDriverInner {
9652da9a59SGnoCiYeH     console: Arc<BlittingFbConsole>,
9752da9a59SGnoCiYeH }
9852da9a59SGnoCiYeH 
9952da9a59SGnoCiYeH impl TtyConsoleDriverInner {
10052da9a59SGnoCiYeH     pub fn new() -> Result<Self, SystemError> {
10152da9a59SGnoCiYeH         Ok(Self {
10252da9a59SGnoCiYeH             console: Arc::new(BlittingFbConsole::new()?),
10352da9a59SGnoCiYeH         })
10452da9a59SGnoCiYeH     }
10552da9a59SGnoCiYeH 
10652bcb59eSGnoCiYeH     fn do_write(&self, tty: &TtyCoreData, buf: &[u8], mut nr: usize) -> Result<usize, SystemError> {
10752da9a59SGnoCiYeH         // 关闭中断
10852da9a59SGnoCiYeH         let mut vc_data = tty.vc_data_irqsave();
10952da9a59SGnoCiYeH 
11052da9a59SGnoCiYeH         let mut offset = 0;
11152da9a59SGnoCiYeH 
11252da9a59SGnoCiYeH         // 这个参数是用来扫描unicode字符的,但是这部分目前未完成,先写着
11352da9a59SGnoCiYeH         let mut rescan = false;
11452da9a59SGnoCiYeH         let mut ch: u32 = 0;
11552da9a59SGnoCiYeH 
11652da9a59SGnoCiYeH         let mut draw = DrawRegion::default();
11752da9a59SGnoCiYeH 
11852da9a59SGnoCiYeH         // 首先隐藏光标再写
11952da9a59SGnoCiYeH         vc_data.hide_cursor();
12052da9a59SGnoCiYeH 
12152da9a59SGnoCiYeH         while nr != 0 {
12252da9a59SGnoCiYeH             if !rescan {
12352da9a59SGnoCiYeH                 ch = buf[offset] as u32;
12452da9a59SGnoCiYeH                 offset += 1;
12552da9a59SGnoCiYeH                 nr -= 1;
12652da9a59SGnoCiYeH             }
12752da9a59SGnoCiYeH 
12852da9a59SGnoCiYeH             let (tc, rescan_last) = vc_data.translate(&mut ch);
12952da9a59SGnoCiYeH             if tc.is_none() {
13052da9a59SGnoCiYeH                 // 表示未转换完成
13152da9a59SGnoCiYeH                 continue;
13252da9a59SGnoCiYeH             }
13352da9a59SGnoCiYeH 
13452da9a59SGnoCiYeH             let tc = tc.unwrap();
13552da9a59SGnoCiYeH             rescan = rescan_last;
13652da9a59SGnoCiYeH 
13752da9a59SGnoCiYeH             if vc_data.is_control(tc, ch) {
13852da9a59SGnoCiYeH                 vc_data.flush(&mut draw);
13952da9a59SGnoCiYeH                 vc_data.do_control(ch);
14052da9a59SGnoCiYeH                 continue;
14152da9a59SGnoCiYeH             }
14252da9a59SGnoCiYeH 
14352da9a59SGnoCiYeH             if !vc_data.console_write_normal(tc, ch, &mut draw) {
14452da9a59SGnoCiYeH                 continue;
14552da9a59SGnoCiYeH             }
14652da9a59SGnoCiYeH         }
14752da9a59SGnoCiYeH 
14852da9a59SGnoCiYeH         vc_data.flush(&mut draw);
14952da9a59SGnoCiYeH 
15052da9a59SGnoCiYeH         // TODO: notify update
15152da9a59SGnoCiYeH         return Ok(offset);
15252da9a59SGnoCiYeH     }
15352bcb59eSGnoCiYeH }
15452da9a59SGnoCiYeH 
15552bcb59eSGnoCiYeH impl TtyOperation for TtyConsoleDriverInner {
15652bcb59eSGnoCiYeH     fn install(&self, _driver: Arc<TtyDriver>, tty: Arc<TtyCore>) -> Result<(), SystemError> {
15752bcb59eSGnoCiYeH         let tty_core = tty.core();
15852bcb59eSGnoCiYeH         let mut vc_data = VIRT_CONSOLES[tty_core.index()].lock();
15952bcb59eSGnoCiYeH 
16052bcb59eSGnoCiYeH         self.console.con_init(&mut vc_data, true)?;
16152bcb59eSGnoCiYeH         if vc_data.complement_mask == 0 {
16252bcb59eSGnoCiYeH             vc_data.complement_mask = if vc_data.color_mode { 0x7700 } else { 0x0800 };
16352bcb59eSGnoCiYeH         }
16452bcb59eSGnoCiYeH         vc_data.s_complement_mask = vc_data.complement_mask;
16552bcb59eSGnoCiYeH         // vc_data.bytes_per_row = vc_data.cols << 1;
16652bcb59eSGnoCiYeH         vc_data.index = tty_core.index();
16752bcb59eSGnoCiYeH         vc_data.bottom = vc_data.rows;
16852bcb59eSGnoCiYeH         vc_data.set_driver_funcs(Arc::downgrade(
16952bcb59eSGnoCiYeH             &(self.console.clone() as Arc<dyn ConsoleSwitch>),
17052bcb59eSGnoCiYeH         ));
17152bcb59eSGnoCiYeH 
17252bcb59eSGnoCiYeH         // todo: unicode字符集处理?
17352bcb59eSGnoCiYeH 
17452bcb59eSGnoCiYeH         if vc_data.cols > VC_MAXCOL || vc_data.rows > VC_MAXROW {
17552bcb59eSGnoCiYeH             return Err(SystemError::EINVAL);
17652bcb59eSGnoCiYeH         }
17752bcb59eSGnoCiYeH 
17852bcb59eSGnoCiYeH         vc_data.init(None, None, true);
17952bcb59eSGnoCiYeH         vc_data.update_attr();
18052bcb59eSGnoCiYeH 
18152bcb59eSGnoCiYeH         let window_size = tty_core.window_size_upgradeable();
18252bcb59eSGnoCiYeH         if window_size.col == 0 && window_size.row == 0 {
18352bcb59eSGnoCiYeH             let mut window_size = window_size.upgrade();
18452bcb59eSGnoCiYeH             window_size.col = vc_data.cols as u16;
18552bcb59eSGnoCiYeH             window_size.row = vc_data.rows as u16;
18652bcb59eSGnoCiYeH         }
18752bcb59eSGnoCiYeH 
18852bcb59eSGnoCiYeH         if vc_data.utf {
18952bcb59eSGnoCiYeH             tty_core.termios_write().input_mode.insert(InputMode::IUTF8);
19052bcb59eSGnoCiYeH         } else {
19152bcb59eSGnoCiYeH             tty_core.termios_write().input_mode.remove(InputMode::IUTF8);
19252bcb59eSGnoCiYeH         }
19352bcb59eSGnoCiYeH 
19452bcb59eSGnoCiYeH         // 加入sysfs?
19552bcb59eSGnoCiYeH 
19652bcb59eSGnoCiYeH         Ok(())
19752bcb59eSGnoCiYeH     }
19852bcb59eSGnoCiYeH 
19952bcb59eSGnoCiYeH     fn open(&self, _tty: &TtyCoreData) -> Result<(), SystemError> {
20052bcb59eSGnoCiYeH         Ok(())
20152bcb59eSGnoCiYeH     }
20252bcb59eSGnoCiYeH 
20352bcb59eSGnoCiYeH     fn write_room(&self, _tty: &TtyCoreData) -> usize {
20452bcb59eSGnoCiYeH         32768
20552bcb59eSGnoCiYeH     }
20652bcb59eSGnoCiYeH 
20752bcb59eSGnoCiYeH     /// 参考: https://code.dragonos.org.cn/xref/linux-6.1.9/drivers/tty/vt/vt.c#2894
20852bcb59eSGnoCiYeH     #[inline(never)]
20952bcb59eSGnoCiYeH     fn write(&self, tty: &TtyCoreData, buf: &[u8], nr: usize) -> Result<usize, SystemError> {
21052bcb59eSGnoCiYeH         let ret = self.do_write(tty, buf, nr);
21152bcb59eSGnoCiYeH         self.flush_chars(tty);
21252bcb59eSGnoCiYeH         ret
21352bcb59eSGnoCiYeH     }
21452bcb59eSGnoCiYeH 
21552bcb59eSGnoCiYeH     #[inline(never)]
21652da9a59SGnoCiYeH     fn flush_chars(&self, tty: &TtyCoreData) {
21752da9a59SGnoCiYeH         let mut vc_data = tty.vc_data_irqsave();
21852da9a59SGnoCiYeH         vc_data.set_cursor();
21952da9a59SGnoCiYeH     }
22052da9a59SGnoCiYeH 
22152da9a59SGnoCiYeH     fn put_char(&self, tty: &TtyCoreData, ch: u8) -> Result<(), SystemError> {
22252da9a59SGnoCiYeH         self.write(tty, &[ch], 1)?;
22352da9a59SGnoCiYeH         Ok(())
22452da9a59SGnoCiYeH     }
22552da9a59SGnoCiYeH 
22652da9a59SGnoCiYeH     fn ioctl(&self, _tty: Arc<TtyCore>, _cmd: u32, _arg: usize) -> Result<(), SystemError> {
22752da9a59SGnoCiYeH         // TODO
22852da9a59SGnoCiYeH         Err(SystemError::ENOIOCTLCMD)
22952da9a59SGnoCiYeH     }
23052da9a59SGnoCiYeH }
23152da9a59SGnoCiYeH 
23252da9a59SGnoCiYeH #[derive(Debug, Clone)]
23352da9a59SGnoCiYeH pub struct VtModeData {
23452da9a59SGnoCiYeH     mode: VtMode,
23552da9a59SGnoCiYeH     /// 释放请求时触发的信号
23652da9a59SGnoCiYeH     relsig: u16,
23752da9a59SGnoCiYeH     /// 获取请求时触发的信号
23852da9a59SGnoCiYeH     acqsig: u16,
23952da9a59SGnoCiYeH }
24052da9a59SGnoCiYeH 
24152da9a59SGnoCiYeH #[allow(dead_code)]
24252da9a59SGnoCiYeH #[derive(Debug, Clone)]
24352da9a59SGnoCiYeH pub enum VtMode {
24452da9a59SGnoCiYeH     /// 自动切换模式,即在请求输入时自动切换到终端
24552da9a59SGnoCiYeH     Auto,
24652da9a59SGnoCiYeH     /// 手动切换模式,需要通过 ioctl 请求切换到终端
24752da9a59SGnoCiYeH     Process,
24852da9a59SGnoCiYeH     /// 等待终端确认,即在切换到终端时等待终端的确认信号
24952da9a59SGnoCiYeH     Ackacq,
25052da9a59SGnoCiYeH }
25152da9a59SGnoCiYeH 
25252da9a59SGnoCiYeH /// 用于给vc确定要写入的buf位置
25352da9a59SGnoCiYeH #[derive(Debug, Default)]
25452da9a59SGnoCiYeH pub struct DrawRegion {
25552da9a59SGnoCiYeH     /// 偏移量
25652da9a59SGnoCiYeH     pub offset: usize,
25752da9a59SGnoCiYeH     /// 写入数量
25852da9a59SGnoCiYeH     pub size: usize,
25952da9a59SGnoCiYeH     pub x: Option<u32>,
26052da9a59SGnoCiYeH }
26152da9a59SGnoCiYeH 
26252da9a59SGnoCiYeH // 初始化虚拟终端
26352da9a59SGnoCiYeH #[inline(never)]
26452da9a59SGnoCiYeH pub fn vty_init() -> Result<(), SystemError> {
26552da9a59SGnoCiYeH     // 注册虚拟终端设备并将虚拟终端设备加入到文件系统
26652da9a59SGnoCiYeH     let vc0 = TtyDevice::new(
26752da9a59SGnoCiYeH         "vc0",
26852da9a59SGnoCiYeH         IdTable::new(
26952da9a59SGnoCiYeH             String::from("vc0"),
27052da9a59SGnoCiYeH             Some(DeviceNumber::new(Major::TTY_MAJOR, 0)),
27152da9a59SGnoCiYeH         ),
27252da9a59SGnoCiYeH     );
27352da9a59SGnoCiYeH     // 注册tty设备
27452da9a59SGnoCiYeH     // CharDevOps::cdev_add(
27552da9a59SGnoCiYeH     //     vc0.clone() as Arc<dyn CharDevice>,
27652da9a59SGnoCiYeH     //     IdTable::new(
27752da9a59SGnoCiYeH     //         String::from("vc0"),
27852da9a59SGnoCiYeH     //         Some(DeviceNumber::new(Major::TTY_MAJOR, 0)),
27952da9a59SGnoCiYeH     //     ),
28052da9a59SGnoCiYeH     //     1,
28152da9a59SGnoCiYeH     // )?;
28252da9a59SGnoCiYeH 
28352da9a59SGnoCiYeH     // CharDevOps::register_chardev_region(DeviceNumber::new(Major::TTY_MAJOR, 0), 1, "/dev/vc/0")?;
28452da9a59SGnoCiYeH     device_register(vc0.clone())?;
28552da9a59SGnoCiYeH     devfs_register("vc0", vc0)?;
28652da9a59SGnoCiYeH 
28752da9a59SGnoCiYeH     // vcs_init?
28852da9a59SGnoCiYeH 
28952da9a59SGnoCiYeH     let console_driver = TtyDriver::new(
29052da9a59SGnoCiYeH         MAX_NR_CONSOLES,
29152da9a59SGnoCiYeH         "tty",
29252da9a59SGnoCiYeH         1,
29352da9a59SGnoCiYeH         Major::TTY_MAJOR,
29452da9a59SGnoCiYeH         0,
29552da9a59SGnoCiYeH         TtyDriverType::Console,
296*b5b571e0SLoGin         *TTY_STD_TERMIOS,
29752da9a59SGnoCiYeH         Arc::new(TtyConsoleDriverInner::new()?),
29852da9a59SGnoCiYeH     );
29952da9a59SGnoCiYeH 
30052da9a59SGnoCiYeH     TtyDriverManager::tty_register_driver(console_driver)?;
30152da9a59SGnoCiYeH 
30252da9a59SGnoCiYeH     CURRENT_VCNUM.store(0, Ordering::SeqCst);
30352da9a59SGnoCiYeH 
30452da9a59SGnoCiYeH     // 初始化键盘?
30552da9a59SGnoCiYeH 
30652da9a59SGnoCiYeH     // TODO: 为vc
30752da9a59SGnoCiYeH 
30852da9a59SGnoCiYeH     Ok(())
30952da9a59SGnoCiYeH }
310