30天自制操作系统日志第5天(总13页)

1、操作系统实验日志学号20160810520姓名甘昆禄专业年级班级智能1601实验日期2018.10.24实验项目第5天：结构体、文字显示与GDT/IDT初始化一、实验主要内容1、 接收启动信息和结构体在上一章中，xsize和ysize的值都是直接赋值为320*200，但实际上我们需要从asmhead.nas先前保存下来的值中去。即：不然的话，当画面模式改变时系统就不能正确运行。所以试着用指针取得图像模式：void HariMain(void) char *vram; int xsize, ysize; short *binfo_scrnx, *binfo_scrny; int *binfo_v

2、ram; init_palette(); /*设定调色板*/ binfo_scrnx = (short *) 0x0ff4; binfo_scrny = (short *) 0x0ff6; binfo_vram = (int *) 0x0ff8; xsize = *binfo_scrnx; ysize = *binfo_scrny; vram = (char *) *binfo_vram; for(;) io_hlt(); /*執行naskfunc里的_io_hlt*/ 诶这样是不是说就可以改变画面模式了？于是天真的我：保存运行一下，以为画面会显示坐标在左上角的320*200，结果发现画面显示

3、错误，forget about it。诶然后发现结构体里这个在汇编里没有定义，可能作者以后讲？哦先说结构体可以看做结构体是将一堆变量集中声明，然后作为新的变量用于其他场合。结构体的运用：(1)先声明结构体：如上图 (2)后定义结构体变量： struct BOOTINFO abc; 或者定义结构体指针变量： struct BOOTINFO *binfo; 这里binfo表示指针变量后应该首先给指针赋值，可写成： Binfo = (struct BOOTINFP *)0x0ff0;加上(struct BOOTINFP *)是对数字进行强制类型转换，告诉编译器这个数字是一个BOOTINFO类型的指针

4、变量。info指针指向地址0x0ff0是结构体的起始地址，结构体内的地址则依次按其类型增加。所以可以不用直接使用内存地址，而是使用*binfo来表示这个内存地址上12个字节的结构体。在表示结构体内变量的时候，使用“.”表示： xsize = (*binfo).scrnx;因为binfo是指向结构体地址的指针变量，它表示其内部变量的形式很多，可以用箭头表示： Xsieze = binfo-scrnx，或者用binfo-scrnx直接代替xsize2、 显示字符终于到写字了，诶果然有定义好的哪个字母让具体哪个像素指定颜色，比如A的显示如下：用8x16的长方形像素点阵来表示，8位是一个字节，1个字符

5、是16个字节，然后将字体主句写入主程序：static char font_A16 = 0x00, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, 0x24, 0x24, 0x24, 0x24, 0x7e, 0x42, 0x42, 0x42, 0xe7, 0x00, 0x00;程序里就会有A的信息了，当然放在程序里总是不好的，后面就有改了。显示字符的函数是这样：void putfont8(char *vram, int xsize, int x, int y, char c, char *font) int i; char *p, d; /* data */ for (i = 0; i vram

6、, binfo-scrnx, 10, 10, COL8_FFFFFF, font_A);运行结果如下：3、 增加字体刚刚程序里只有字符A的信息，只能方便地显示A，那其他字符当然也要存啊，将平木敬太郎和圣人先生编辑好了的OSAKA字体（hankaku.txt）加入到源程序中，然后用工具（makefont.exe）将此文本读进来输出成16x256=4096字节的文件。编译后生成hankaku.bin文件，加上连接所必须的接口信息变成目标文件（bin2obj.exe来完成）。翻译之后相当于增加了此汇编语言：_hankaku: DB 各种数据（共4096字节）然后像以前编译C语言写Makefile一样

7、修改Makefile，加上相关代码。如果要在C语言中使用这种字体数据，只需要写上：Extern char hankaku4096;像这种在源程序以外准备的数据，都需要加上externa属性。让编译器知道它是外部数据，并在编译时做出相应调整。OSASK 的 字 体 数 据 ， 依 照 一 般 的 ASC 字 符 编 码 ， 含 有 256 个 字 符 。 A 的 字 符 编 码 是 0x41, 所以 A 的 字 体 数 据 ， 放 在 “hankaku + 0x41 * 16 ” 开 始 的 16 字 节 里 。 C 语 言 中 A 的 字 符 编 码 可 以 用 A 来 表 示 ， 正 好 可

8、 以 用 它 来 代 替 0x41 ， 所 以 也 可 以 写 成 “hankaku+A* 16 ”。4、 显示字符串和变量值在上一小节中，显示每次显示一个字母都会有这一句，比较繁琐：putfont8(binfo-vram, binfo-scrnx, 8, 8, COL8_FFFFFF, hankaku + A * 16);像这种需要反复使用的语句，可以写成一个函数，再对此进行调用：函数需要的实际参数有binfo-vram, binfo-scrnx, 8, 8, COL8_FFFFFF, hankaku + A * 16，对应于此设计函数的形参为：char *vram, int xsize,

9、int x, int y, char c, unsigned char *svoid putfont8_asc(char *vram, int xsize, int x, int y, char c, unsigned char *s) extern char hankaku4096; for (; *s 1= 0x00; s+) putfont8(vram, scrnx, x, y, c, hankaku + *s * 16); x += 8; return;然后在主函数进行调用：void HariMain(void) struct BOOTINFO *binfo = (struct BOO

10、TINFO *) 0x0ff0; init_palette(); /*设定调色板*/ init_screen(binfo-vram, binfo-scrnx, binfo-scrny); putfont8_asc(binfo-vram, binfo-scrnx, 8, 8, COL8_FFFFFF, ABC 123); putfont8_asc(binfo-vram, binfo-scrnx, 31, 31, COL8_000000, Haribote OS.); putfont8_asc(binfo-vram, binfo-scrnx, 30, 30, COL8_FFFFFF, Haribo

11、te OS.); for(;) io_hlt(); /*執行naskfunc里的_io_hlt*/ 这里调用了三次，后面两次先显示的黑色，再在不同但临近坐标显示一次白色，达到立体效果。效果如下：然后这里作者说，要自制操作系统，现在就能自由显示变量很重要。因为这里没用debug可以用，如果出现错误就会很麻烦，就迫切需要知道变量有没有弄错。这里用到一个sprintf函数。sprintf函数和printf函数的区别在于它不是按指定格式输出，只是将输出内容作为字符串卸载内存中。sprintf函数的使用办法是：sprintf（地址，格式，值，值，值，）这里的地址指定所生成字符串的存放地址。格式基本上只是

12、单纯的字符串，如果有%的这类标记，就置换成后面的值的内容。除了%d（将数值作为十进制数转化为字符串）还有%s，%x（将数值作为十六进制转化为字符串）等符号。这里看来，sprintf函数的效果不过是将相应格式的内容存到相应地址罢了，要显示输出还是靠putfont8。5、 显示鼠标指针显示指针跟显示字符思路一样，也是先准备16*16=256字节的内存，然后往里面写入指针的数据。将这个程序写在函数里面：/绘制鼠标void init_mouse_cursor8(char *mouse, char bc)/*准备鼠标指针（16x16）*/ static char cursor1616 = *., *OO

13、OOOOOOOOO*., *OOOOOOOOOO*., *OOOOOOOOO*., *OOOOOOOO*., *OOOOOOO*., *OOOOOOO*., *OOOOOOOO*., *OOOO*OOO*., *OOO*.*OOO*., *OO*.*OOO*., *O*.*OOO*., *.*OOO*., *.*OOO*, .*OO*, .* ; int x, y; for (y = 0; y 16; y+) for (x = 0; x 16; x+) if (cursoryx = *) mousey * 16 + x = COL8_000000; if (cursoryx = O) mous

14、ey * 16 + x = COL8_FFFFFF; if (cursoryx = .) mousey * 16 + x = bc; return;课本说什么要将上面背景色显示出来，还要做下面这个函数，搞得我差点误解，看了半天，这个不就是将整个鼠标显示出来吗。这里分开的合理之处我猜应该是方便以后鼠标所到之处颜色的改变。void putblock8_8(char *vram, int vxsize, int pxsize, int pysize, int px0, int py0, char *buf, int bxsize) int x, y; for (y = 0; y pysize; y+

15、) for (x = 0; x vram, binfo-scrnx, binfo-scrny); mx = (binfo-scrnx - 16) / 2; /画面中央的坐标计算 my = (binfo-scrny - 28 - 16) / 2; init_mouse_cursor8(mcursor, COL8_008484); putblock8_8(binfo-vram, binfo-scrnx, 16, 16, mx, my, mcursor, 16); sprintf(s, (%d, %d), mx, my); putfonts8_asc(binfo-vram, binfo-scrnx,

16、 0, 0, COL8_FFFFFF, s); for(;) io_hlt(); /*執行naskfunc里的_io_hlt*/ 显示结果：6、 GDT和IDT的初始化（提及）让鼠标动起来需要将GDT和IDT初始化，他们都是与CPU有关的设定，是为了让操作系统能够使用32位模式，需要对CPU做各种设定。分段：打个比方就是按照自己喜欢的范式，将合计4GB的内存分成很多块（block），每一块的起始地址都看做0来处理。如前面提到的ORG指令明确声明程序要读入的内存地址。这里的分段使用的是前面讲到过的段寄存器（16位），为了表示一个段，需要以下信息：1.段的大小是多少 2.段的起始地址在哪里 3.段

17、的管理属性（禁止写入，禁止执行，系统专用等）CPU用8个字节的数据来表示这些信息。但是，用于指定段的寄存器只有16位。魔方图像调色板的做法：现有一个段号，存放在段寄存器里，然后预先设定好段号与段的对应关系。段寄存器低三位不能用，能够处理的就只有位于08191的区域。因为能够使用08191的范围，即可以定义8191个段，设定这么多段就需要8192x8=65536字节（64KB）。这64KB的数据就称为GDT，“global（segment） description table”的缩写，意思是全局短号记录表。将这些数据整齐地排列在内存的某个地方，然后将内存的起始地址和有效设定个数房子啊CPU内被称

18、作GDTR的特殊寄存器中。IDT是“interrupt description tabel”的缩写，表示“中断记录表”，用来执行CPU的中断功能。各个设备有变化是就产生中断，中断发生后，CPU暂时停止正在处理的任务，保存现场，转而执行中断程序，执行完毕之后恢复现场。总结来就是要使用鼠标就需要中断机制，所以必须设定IDT。IDT记录了0255的中断号码与调用函数的对应关系，其设定方法与GDT很相似。二、遇到的问题及解决方法1、尝试更改画面模式失败。刚用结构体的时候说如果直接代入320*200的值，改模式会错，然后我看用了结构体，直接引用存在汇编里的再改，失败了，目前没有找到原因：本来修改为640*480*4模式的，但画面显示的乱码三、程序设计创新点1、事实上，我对作者这个字符的输出还是不满意，他要方便输出一个字符串的话，只能输出字体里对应的ASCII码，也就是说只能输出A