【问题标题】:Checking if a key is down in MS-DOS (C/C++)在 MS-DOS (C/C++) 中检查某个键是否已关闭
【发布时间】:2017-04-19 02:16:36
【问题描述】:

是的,我指的是真正的 MS-DOS,而不是 Windows 的 cmd.exe shell 控制台。

有没有办法在 MS-DOS 中检查某个键是否按下,类似于 WinAPI 中的 GetAsyncKeyState() 函数?

目前我正在使用kbhit()getch(),但它真的很慢,在第一个字符之后有延迟,不允许同时使用多个键等。

我使用的是 Turbo C++ 3.1。有人可以帮忙吗?

(顺便说一句,不要问我为什么要在这么古老的系统上编写游戏)

【问题讨论】:

  • @ZachP:“不要问我为什么要在如此古老的系统上编写我的游戏”:永远在逆向游戏。
  • 参见webpages.charter.net/danrollins/techhelp/0106.HTM ... 特别是位“具有触发弹出窗口的热键的 TSR 通常拦截 INT 09H 并使用如下序列测试某个键: ..."
  • 顺便说一句,如果你真的需要它,你可以覆盖 IVT。
  • 我认为您可以直接使用interrupt vectors 而不是尝试查找一些C 库API。
  • 使用 DOS (INT21) 或 BIOS (INT16) 中断检查一个键是否“关闭”是一件痛苦的事,您最多只能得到“键在键盘缓冲区中”。您可能最好提供自己的 INT9 处理程序并创建一个裸“键盘驱动程序”。见stackoverflow.com/questions/19766771/…

标签: c++ c dos


【解决方案1】:

你为什么要在 su 上编写你的游戏……开个玩笑!

在 MS-DOS 中,“API”函数被实现为中断服务程序。在 x86 汇编语言中,您使用 INT instruction 并指定要执行的中断号。大多数中断要求在执行INT 之前在某些寄存器中设置它们的“参数”。在INT 指令将控制权返回给您的代码后,其结果将被放置在某些寄存器和/或标志中,如中断调用的文档所定义。

我不知道 Turbo C++ 如何实现中断,因为这早于我参与编程,但我知道它允许您执行它们。谷歌一下语法,或者查看你的 Turbo C++ 文档。

知道这些是中断将使您在搜索时获得解决方案的 90%。 Ralf Brown compiled and published a famous list of DOS and BIOS interrupt codes. 任何一本关于 DOS 编程的书中都应该有它们——如果你对复古编程很认真,那么你绝对应该考虑买一本。亚马逊上的二手副本应该只会让你花掉几美元。现在大多数人认为这些毫无价值。

Here 是一个列出可用于 DOS 中断 21h 的子功能的站点。与您的使用相关的是01060708。这些基本上就是像getch 这样的C 标准库函数将在后台执行的操作。我觉得很难想象,但我听说过去的程序员发现直接调用 DOS 中断更快。我质疑的原因是我无法想象运行时库的实现者会愚蠢到提供不必要的缓慢实现。但也许他们是。

如果 DOS 中断对您来说仍然太慢,您最后的办法是直接使用 BIOS 中断。这可能会在速度上产生明显的差异,因为您正在绕过每个可能的抽象层。但它确实使您的程序的可移植性大大降低,这就是像 DOS 这样的操作系统一开始就提供这些更高级别的函数调用的原因。再次检查 Ralf Brown 的列表,了解与您的使用相关的中断。例如,INT 16 with the 01h sub-function

【讨论】:

  • 谢谢 ;) 我已经在使用 int 10h 来设置视频模式(VGA 320x200x16),所以我知道如何在 turbo c++ 中使用中断,但无论如何这会比我预期的要难看不到任何可以帮助我一次检查多个键状态的东西(嗯,有 int 16h ah=02h,但我不想将控件限制为 ctrl、shift 等)
  • MSDOS 是否区分了按键按下和释放时间?我的理解是,在按下并释放键后,您会遇到中断或可以读取“寄存器”;没有区别。
  • 如果你真的很擅长复古编程,你可以访问键盘电路来尝试找出如何检测哪个键被按下以及何时释放。我会搜索数据表和 BIOS。
  • 你不能用 MS-DOS 或 BIOS 中断来做原始发布者想要的。除了修饰键之外,它们都不会跟踪当前哪些键处于关闭状态。
【解决方案2】:

pressing on the arrows keys shoots two Keyboard interrupts ? ( int 09h ) 这个问题中的实现工作得很好,所以如果有人出于某种原因想要一个现成的函数,你去吧:

unsigned char read_scancode() {
    unsigned char res;
    _asm {
        in al, 60h
        mov res, al
        in al, 61h
        or al, 128
        out 61h, al
        xor al, 128
        out 61h, al
    }
    return res;
}

(编辑:将 char 更正为 unsigned char,因此将此函数的返回值放在带有 scancode & 0x80 之类的“if”语句中实际上有效)

当一个键被按下时,它会返回其中列出的扫描码之一http://www.ctyme.com/intr/rb-0045.htm,当它被释放时,它会返回相同的扫描码,但与 80h 进行或运算。

如果你真的在游戏循环中运行它,你最终会溢出 BIOS 键盘缓冲区并且计算机会向你发出哔哔声。释放键盘缓冲区的方法当然是while(kbhit()) getch();,但由于我们处于 286 实模式并且我们有所有硬件可供使用,所以这里有一个更底层的解决方案:

void free_keyb_buf() {
    *(char*)(0x0040001A) = 0x20;
    *(char*)(0x0040001C) = 0x20;
}

如果您想了解它的工作原理和原因,请看这里:

BIOS 键盘缓冲区从0040:001Ah 开始,如下所示:2 字节“头”指针、2 字节“尾”指针和 32 字节的 2 字节扫描码。 “尾”指针指示从键盘缓冲区开始读取的位置,“头”指针指示停止位置。因此,通过将这两个都设置为0x20(因此它们实际上指向0040:0020h),我们基本上可以欺骗计算机,使其认为没有准备好提取的新击键。

【讨论】:

  • 请注意,如果您正在做一个实时游戏,您很可能真的想制作自己的 int 9 处理程序。这使您可以完全避免键盘轮询,这对于任何重要的实时控件都是非常必要的。如果你想要一些灵感,有很多老式的学校游戏已经开源了。例如 Wolfenstein 3D - github.com/id-Software/wolf3d/blob/master/WOLFSRC/ID_IN.C 这实际上都很简单(你没有 CPU 或内存来做任何复杂的事情:))。但它需要大量的底层知识。
  • 我同意,旧的 DOS 游戏通常会设置一个键盘中断处理程序,它们会在其中维护一个包含键盘状态的 256 字节数组。然后在其他地方使用该数组来了解是否按下了某个键(例如:主游戏循环)
  • 这不是一款真正的严肃游戏,也不是我想要发布的东西,所以现在我只需每秒检查 30 次扫描码就可以了。但是,是的,创建一个 int 09h 处理程序并写入一个 256 字节的数组可能是保持它无错误的唯一方法。
【解决方案3】:

Turbo C++、MS-DOS 或 BIOS 没有提供与 Windows 功能GetAsyncKeyState 对应的功能。 BIOS 只跟踪哪些修改键(Shift、Ctrl 或 Alt)被按住,它不跟踪任何其他键。如果你想这样做,你需要直接与键盘控制器对话,并监控它从键盘接收到的 make(按下键)和 break(释放键)扫描代码。

为此,您需要挂钩键盘中断(IRQ 1,INT 0x09),从键盘控制器读取扫描码,然后更新您自己的键盘状态表。

这是一个简单的程序来演示如何做到这一点:

#include <conio.h>
#include <dos.h>
#include <stdio.h>

unsigned char normal_keys[0x60];
unsigned char extended_keys[0x60];

static void interrupt 
keyb_int() {
    static unsigned char buffer;
    unsigned char rawcode;
    unsigned char make_break;
    int scancode;

    rawcode = inp(0x60); /* read scancode from keyboard controller */
    make_break = !(rawcode & 0x80); /* bit 7: 0 = make, 1 = break */
    scancode = rawcode & 0x7F;

    if (buffer == 0xE0) { /* second byte of an extended key */
        if (scancode < 0x60) {
            extended_keys[scancode] = make_break;
        }
        buffer = 0;
    } else if (buffer >= 0xE1 && buffer <= 0xE2) {
        buffer = 0; /* ingore these extended keys */
    } else if (rawcode >= 0xE0 && rawcode <= 0xE2) {
        buffer = rawcode; /* first byte of an extended key */
    } else if (scancode < 0x60) {
        normal_keys[scancode] = make_break;
    }

    outp(0x20, 0x20); /* must send EOI to finish interrupt */
}

static void interrupt (*old_keyb_int)();

void
hook_keyb_int(void) {
    old_keyb_int = getvect(0x09);
    setvect(0x09, keyb_int);
}

void
unhook_keyb_int(void) {
    if (old_keyb_int != NULL) {
        setvect(0x09, old_keyb_int);
        old_keyb_int = NULL;
    }
}

int
ctrlbrk_handler(void) {
    unhook_keyb_int();
    _setcursortype(_NORMALCURSOR);
    return 0;
}

static
putkeys(int y, unsigned char const *keys) {
    int i;
    gotoxy(1, y);
    for (i = 0; i < 0x30; i++) {
        putch(keys[i] + '0');
    }
}

void
game(void) {
    _setcursortype(_NOCURSOR);
    clrscr();
    while(!normal_keys[1]) {
        putkeys(1, normal_keys);
        putkeys(2, normal_keys + 0x30);
        putkeys(4, extended_keys);
        putkeys(5, extended_keys + 0x30);
    }
    gotoxy(1, 6);
    _setcursortype(_NORMALCURSOR);
}

int
main() {
    ctrlbrk(ctrlbrk_handler);
    hook_keyb_int();
    game();
    unhook_keyb_int();
    return 0;
}   

上面的代码已经用 Borland C++ 3.1 编译并在 DOSBox 和 MS-DOS 6.11 下运行 VirtualBox 测试。它显示了键盘的当前状态,一串 0 和 1,1 表示正在按下该位置的扫描码对应的键。按 ESC 键退出程序。

请注意,程序不会链接原始键盘处理程序,因此当键盘中断被挂钩时,正常的 MS-DOS 和 BIOS 键盘功能将无法工作。另请注意,它会在退出之前恢复原始键盘处理程序。这很关键,因为 MS-DOS 自己不会这样做。它还可以正确处理发送两个字节扫描代码的扩展密钥,这是您在此处的答案中链接到的问题中的代码的问题。

【讨论】:

  • 至少在我的 Amstrad PC1512 上,您需要在输出到端口 0x20 以指示中断结束之前向键盘控制器发送确认。否则不会从键盘发送更多数据。
  • @Bill 这就是最初的 IBM PC 和 XT 键盘接口的工作方式,但此代码假定使用 IBM PC/AT 键盘控制器。
【解决方案4】:

所以,我最近浏览了所有这些内容,并且恰好拥有您需要的代码。 (另外,我会给你链接一些很棒的书,以获取 pdf 格式的信息。)

因此,它的工作方式是您需要覆盖内存中索引 9h 处的中断向量表。中断向量表只是一个内存地址表,它指向触发中断时要运行的一段代码(这些称为中断处理程序例程或 ISR)。当键盘控制器有扫描码可供使用时触发中断 9h。

无论如何,我们首先需要通过调用 KeyboardInstallDriver() 函数来覆盖旧的 int9h ISR。现在,当 int9h 被触发时,KeyboardIsr() 函数被调用,它从键盘控制器获取扫描码,并根据该值将 keyStates[] 数组中的值设置为 1 (KEY_PRESSED) 或 0 (KEY_RELEASED)从键盘控制器检索到的扫描码。

keyStates[] 数组中的对应值设置好后,可以调用 KeyboardGetKey() 给它你想知道状态的键的扫描码,它会在 keyStates[ ] 数组并返回任何状态。

这里有很多细节,但在这里写得太多了。所有详细信息都可以在我将在此处链接的书籍中找到: IBM PC Technical ReferenceIBM PC XT Technical ReferenceIBM PC AT Technical ReferenceBlack Art of 3D Game Programming

希望这些链接能保持活跃一段时间。此外,“3D 游戏编程的黑色艺术”一书并不总是在每个小细节上都完全准确。有时会出现拼写错误,有时会出现错误信息,但 IBM Technical References 包含所有详细信息(即使它们有时有点神秘),但它们没有示例代码。使用本书了解总体思路,使用参考资料了解详细信息。

这是我从键盘获取输入的代码: (对于所有可能的键和某些其他事情,它还没有完全完成,但它对于大多数程序和游戏来说都很好。)

此外,还有一些代码可以处理“扩展”键。扩展键的常规扫描码前缀为 0xE0。这里还有更多疯狂的细节,所以我不打算介绍它,但是,无论如何,有大部分工作的代码。

keyboard.h

#ifndef KEYBOARD_H_INCLUDED
#define KEYBOARD_H_INCLUDED

#include "keyboard_scan_codes.h"

unsigned char   KeyboardGetKey(unsigned int scanCode);
void            KeyboardClearKeys();
void            KeyboardInstallDriver();
void            KeyboardUninstallDriver();
void            KeyboardDumpScancodeLog();

#endif // KEYBOARD_H_INCLUDED

keyboard.c

#define MAX_SCAN_CODES 256
#define KEYBOARD_CONTROLLER_OUTPUT_BUFFER 0x60
#define KEYBOARD_CONTROLLER_STATUS_REGISTER 0x64
#define KEY_PRESSED 1
#define KEY_RELEASED 0
#define PIC_OPERATION_COMMAND_PORT 0x20
#define KEYBOARD_INTERRUPT_VECTOR 0x09

// PPI stands for Programmable Peripheral Interface (which is the Intel 8255A chip)
// The PPI ports are only for IBM PC and XT, however port A is mapped to the same
// I/O address as the Keyboard Controller's (Intel 8042 chip) output buffer for compatibility.
#define PPI_PORT_A 0x60
#define PPI_PORT_B 0x61
#define PPI_PORT_C 0x62
#define PPI_COMMAND_REGISTER 0x63

#include <dos.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>

#include "keyboard.h"

void interrupt (*oldKeyboardIsr)() = (void *)0;

unsigned char keyStates[MAX_SCAN_CODES];

unsigned char keyCodeLog[256] = {0};
unsigned char keyCodeLogPosition = 0;
static unsigned char isPreviousCodeExtended = 0;

unsigned char KeyboardGetKey(unsigned int scanCode)
{
    // Check for the extended code
    if(scanCode >> 8 == 0xE0)
    {
        // Get rid of the extended code
        scanCode &= 0xFF;
        return keyStates[scanCode + 0x7F];
    }
    else
    {
        return keyStates[scanCode];
    }
}

void KeyboardClearKeys()
{
    memset(&keyStates[0], 0, MAX_SCAN_CODES);
}

void interrupt far KeyboardIsr()
{
    static unsigned char scanCode;
    unsigned char ppiPortB;

    _asm {
        cli // disable interrupts
    };

    /* The keyboard controller, by default, will send scan codes
    // in Scan Code Set 1 (reference the IBM Technical References
    // for a complete list of scan codes).
    //
    // Scan codes in this set come as make/break codes. The make
    // code is the normal scan code of the key, and the break code
    // is the make code bitwise "OR"ed with 0x80 (the high bit is set).
    //
    // On keyboards after the original IBM Model F 83-key, an 0xE0
    // is prepended to some keys that didn't exist on the original keyboard.
    //
    // Some keys have their scan codes affected by the state of
    // the shift, and num-lock keys. These certain
    // keys have, potentially, quite long scan codes with multiple
    // possible 0xE0 bytes along with other codes to indicate the
    // state of the shift, and num-lock keys.
    //
    // There are two other Scan Code Sets, Set 2 and Set 3. Set 2
    // was introduced with the IBM PC AT, and Set 3 with the IBM
    // PS/2. Set 3 is by far the easiest and most simple set to work
    // with, but not all keyboards support it.
    //
    // Note:
    // The "keyboard controller" chip is different depending on
    // which machine is being used. The original IBM PC uses the
    // Intel 8255A-5, while the IBM PC AT uses the Intel 8042 (UPI-42AH).
    // On the 8255A-5, port 0x61 can be read and written to for various
    // things, one of which will clear the keyboard and disable it or
    // re enable it. There is no such function on the AT and newer, but
    // it is not needed anyways. The 8042 uses ports 0x60 and 0x64. Both
    // the 8255A-5 and the 8042 give the scan codes from the keyboard
    // through port 0x60.

    // On the IBM PC and XT and compatibles, you MUST clear the keyboard
    // after reading the scancode by reading the value at port 0x61,
    // flipping the 7th bit to a 1, and writing that value back to port 0x61.
    // After that is done, flip the 7th bit back to 0 to re-enable the keyboard.
    //
    // On IBM PC ATs and newer, writing and reading port 0x61 does nothing (as far
    // as I know), and using it to clear the keyboard isn't necessary.*/

    scanCode = 0;
    ppiPortB = 0;

    ppiPortB = inp(PPI_PORT_B); // get the current settings in PPI port B
    scanCode = inp(KEYBOARD_CONTROLLER_OUTPUT_BUFFER); // get the scancode waiting in the output buffer
    outp(PPI_PORT_B, ppiPortB | 0x80); // set the 7th bit of PPI port B (clear keyboard)
    outp(PPI_PORT_B, ppiPortB); // clear the 7th bit of the PPI (enable keyboard)

    // Log scancode
    keyCodeLog[keyCodeLogPosition] = scanCode;
    if(keyCodeLogPosition < 255)
    {
        ++keyCodeLogPosition;
    }


    // Check to see what the code was.
    // Note that we have to process the scan code one byte at a time.
    // This is because we can't get another scan code until the current
    // interrupt is finished.
    switch(scanCode)
    {
    case 0xE0:
        // Extended scancode
        isPreviousCodeExtended = 1;
        break;
    default:
        // Regular scancode
        // Check the high bit, if set, then it's a break code.
        if(isPreviousCodeExtended)
        {
            isPreviousCodeExtended = 0;
            if(scanCode & 0x80)
            {
                scanCode &= 0x7F;
                keyStates[scanCode + 0x7F] = KEY_RELEASED;
            }
            else
            {
                keyStates[scanCode + 0x7F] = KEY_PRESSED;
            }
        }
        else if(scanCode & 0x80)
        {
            scanCode &= 0x7F;
            keyStates[scanCode] = KEY_RELEASED;
        }
        else
        {
            keyStates[scanCode] = KEY_PRESSED;
        }
        break;
    }

    // Send a "Non Specific End of Interrupt" command to the PIC.
    // See Intel 8259A datasheet for details.
    outp(PIC_OPERATION_COMMAND_PORT, 0x20);

    _asm
    {
        sti // enable interrupts
    };
}

void KeyboardInstallDriver()
{
    // Make sure the new ISR isn't already in use.
    if(oldKeyboardIsr == (void *)0)
    {
        oldKeyboardIsr = _dos_getvect(KEYBOARD_INTERRUPT_VECTOR);
        _dos_setvect(KEYBOARD_INTERRUPT_VECTOR, KeyboardIsr);
    }
}

void KeyboardUninstallDriver()
{
    // Make sure the new ISR is in use.
    if(oldKeyboardIsr != (void *)0)
    {
        _dos_setvect(KEYBOARD_INTERRUPT_VECTOR, oldKeyboardIsr);
        oldKeyboardIsr = (void *)0;
    }
}

void KeyboardDumpScancodeLog()
{
    FILE *keyLogFile = fopen("keylog.hex", "w+b");
    if(!keyLogFile)
    {
        printf("ERROR: Couldn't open file for key logging!\n");
    }
    else
    {
        int i;
        for(i = 0; i < 256; ++i)
        {
            fputc(keyCodeLog[i], keyLogFile);
        }


        fclose(keyLogFile);
    }
}

keyboard_scan_codes.h(简单地将所有扫描码定义为qwerty按钮布局)

#ifndef KEYBOARD_SCAN_CODES_H_INCLUDED
#define KEYBOARD_SCAN_CODES_H_INCLUDED


// Original 83 Keys from the IBM 83-key Model F keyboard
#define SCAN_NONE              0x00
#define SCAN_ESC               0x01
#define SCAN_1                 0x02
#define SCAN_2                 0x03
#define SCAN_3                 0x04
#define SCAN_4                 0x05
#define SCAN_5                 0x06
#define SCAN_6                 0x07
#define SCAN_7                 0x08
#define SCAN_8                 0x09
#define SCAN_9                 0x0A
#define SCAN_0                 0x0B
#define SCAN_MINUS             0x0C
#define SCAN_EQUALS            0x0D
#define SCAN_BACKSPACE         0x0E
#define SCAN_TAB               0x0F
#define SCAN_Q                 0x10
#define SCAN_W                 0x11
#define SCAN_E                 0x12
#define SCAN_R                 0x13
#define SCAN_T                 0x14
#define SCAN_Y                 0x15
#define SCAN_U                 0x16
#define SCAN_I                 0x17
#define SCAN_O                 0x18
#define SCAN_P                 0x19
#define SCAN_LEFT_BRACE        0x1A
#define SCAN_RIGHT_BRACE       0x1B
#define SCAN_ENTER             0x1C
#define SCAN_LEFT_CONTROL      0x1D
#define SCAN_A                 0x1E
#define SCAN_S                 0x1F
#define SCAN_D                 0x20
#define SCAN_F                 0x21
#define SCAN_G                 0x22
#define SCAN_H                 0x23
#define SCAN_J                 0x24
#define SCAN_K                 0x25
#define SCAN_L                 0x26
#define SCAN_SEMICOLON         0x27
#define SCAN_APOSTROPHE        0x28
#define SCAN_ACCENT            0x29
#define SCAN_TILDE             0x29 // Duplicate of SCAN_ACCENT with popular Tilde name.
#define SCAN_LEFT_SHIFT        0x2A
#define SCAN_BACK_SLASH        0x2B
#define SCAN_Z                 0x2C
#define SCAN_X                 0x2D
#define SCAN_C                 0x2E
#define SCAN_V                 0x2F
#define SCAN_B                 0x30
#define SCAN_N                 0x31
#define SCAN_M                 0x32
#define SCAN_COMMA             0x33
#define SCAN_PERIOD            0x34
#define SCAN_FORWARD_SLASH     0x35
#define SCAN_RIGHT_SHIFT       0x36
#define SCAN_KP_STAR           0x37
#define SCAN_KP_MULTIPLY       0x37 // Duplicate of SCAN_KP_STAR
#define SCAN_LEFT_ALT          0x38
#define SCAN_SPACE             0x39
#define SCAN_CAPS_LOCK         0x3A
#define SCAN_F1                0x3B
#define SCAN_F2                0x3C
#define SCAN_F3                0x3D
#define SCAN_F4                0x3E
#define SCAN_F5                0x3F
#define SCAN_F6                0x40
#define SCAN_F7                0x41
#define SCAN_F8                0x42
#define SCAN_F9                0x43
#define SCAN_F10               0x44
#define SCAN_NUM_LOCK          0x45
#define SCAN_SCROLL_LOCK       0x46
#define SCAN_KP_7              0x47
#define SCAN_KP_8              0x48
#define SCAN_KP_9              0x49
#define SCAN_KP_MINUS          0x4A
#define SCAN_KP_4              0x4B
#define SCAN_KP_5              0x4C
#define SCAN_KP_6              0x4D
#define SCAN_KP_PLUS           0x4E
#define SCAN_KP_1              0x4F
#define SCAN_KP_2              0x50
#define SCAN_KP_3              0x51
#define SCAN_KP_0              0x52
#define SCAN_KP_PERIOD         0x53

// Extended keys for the IBM 101-key Model M keyboard.
#define SCAN_RIGHT_ALT         0xE038
#define SCAN_RIGHT_CONTROL     0xE01D
#define SCAN_LEFT_ARROW        0xE04B
#define SCAN_RIGHT_ARROW       0xE04D
#define SCAN_UP_ARROW          0xE048
#define SCAN_DOWN_ARROW        0xE050
#define SCAN_NUMPAD_ENTER      0xE01C
#define SCAN_INSERT            0xE052
#define SCAN_DELETE            0xE053
#define SCAN_HOME              0xE047
#define SCAN_END               0xE04F
#define SCAN_PAGE_UP           0xE049
#define SCAN_PAGE_DOWN         0xE051
#define SCAN_KP_FORWARD_SLASH  0xE035
#define SCAN_PRINT_SCREEN      0xE02AE037

#endif // KEYBOARD_SCAN_CODES_H_INCLUDED

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