30天自制操作系统日志第5天

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、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先前保存下来的信中去。即：CYLSEQUOxOffO1EDSEOUOxOfflVMODEQxOff2*5CRNXEQU50 工 £4SCRNYEQU0x0ff6_VRAMEQUOxOffBCRG；国面干一产在IS定MOVAL, 0k13MOVAH, OxO.JINT0X10KOVBY

2、TE VMODE F B 一,MOVWORD SCRNXr320MOVWORD SCRNYr200MOVDWORD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_vram;init_palette(); /* 设定调色板 */ binfo_scrnx = (short *) 0x0ff4;binfo_scrny = (short *) 0x0ff6;binfo_vram = (int *

3、) 0x0ff8;xsize = *binfo_scrnx;ysize = *binfo_scrny;vram = (char *) *binfo_vram;for(;) io_hlt(); /* 就行 naskfunc 里的 _io_hlt*/谀这样是不是说就可以改变画面模式了？于是天真的我:MOV MOV INT MOV MOV MOV0X12；AH,OxOQ 0x10BYTE VMODE,4;WORD (SCRNX,43WORD SCRNY,450保存运行一下，以为画面会显示坐标在左上角的 320*200,结果发现画面显示错误，forgetabout it。谀然后发现结构体里这个在汇编里

4、没有定义，可能作者以后讲?:3O0T_INFCMfCYL5EQUuxuiruLEDSEQUGxGfflVMODEEQUOxOff2SCR2JXEQUEQU0x0ff6VRAMEQUDiOffSCRGGxc;2G036 E3738394041struct BOOTINFO char cyls, ledSj vmode short scrnxj scrny;char *vram;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 BOOTINFOabc;或者定义结构体指针变量：structBinf

5、o = (structBOOTINFO*binfo;这里binfo表示指针变量后应该首先给指针赋值，可写成: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BOOTINFOfe型的指针变量。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

6、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，谀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：00000000 00011000 00011000 00011000 00011000 00100100 00100100 00100100 00100100 01111110 01000010 01000010 01000010 11100111 00000000 00000000学林的依附?用8x16的长方形像素点阵来表示，8位是一个字节，1个字符是16

7、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 < 16;

8、i+)(p = vram + (y + i) * xsize + x;d = fonti;if (d & 0x80) != 0) p0 = c; 第i行的第1个像素，如果信息里存储的是1,就显示颜色Cif (d &0x40)!=0)p1= c;if (d &0x20)!=0)p2= c;if (d &0x10)!=0)p3= c;if (d &0x08)!=0)p4= c;if (d &0x04)!=0)p5= c;if (d &0x02)!=0)p6= c;if (d &0x01)!=0)p7= c;return;这里就是将这个

9、字符的16个字节用for循环逐个位判断，修改像素颜色，最终显示字 符。然后再主函数中调用：putfont8(binfo->vram, binfo->scrnx, 10, 10, COL8_FFFFFF, font_A);运行结果如下：EE QEMUA3、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?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

10、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ASCH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

11、字符编码 可以用A 来表示，正好可以用它来代替0x41 ,所以也可以写 成 “hankaku+' A * 164、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

12、9; * 16 应 于止匕设计函数的形参为：char *vram, int xsize, 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 HariMai

13、n(void)(struct BOOTINFO *binfo = (struct BOOTINFO *) 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,

14、"Haribote OS.");putfont8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 30, 30, COL8_FFFFFF, "Haribote OS.");io_hlt(); /* 就行 naskfunc 里的 Jo_hlt7）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

15、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§ %x（将数值作为十六进制转化为字符用）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

16、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 = I* H"*OOOOOOOOOOO*.二 "*OOOOOOOOOO*二 "*OOOOOOOOO*.", "*OOOOOOOO*", "*OOOOOOO*.", "*OOOOOOO*.", "*OOOOOOOO*", "*OOOO*OOO*.&quo

17、t;, "*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') mousey * 16 + x = COL8_FFFFFF;)if (curs

18、oryx = '.') 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+) for (x = 0; x <

19、; pxsize; x+) vram(py0 + y) * vxsize + (px0 + x) = bufy * bxsize + x;) return;)主函数对鼠标显示函数的调用：void HariMain(void)struct BOOTINFO *binfo = (struct BOOTINFO *) 0x0ff0;char s40, mcursor256;int mx, my;init_palette(); /* 设定调色板 */init_screen8(binfo->vram, binfo->scrnx, binfo->scrny);mx = (binfo-&g

20、t;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, 0, 0, COL8_FFFFFF, s);for(;) io_hlt()

21、; /* 就行 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旨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

22、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内被称作GDTR的特殊寄存器中。IDT是“interrupt

23、 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：:lude <stdio.h>d io hl

24、t(void);文帆F； 一的 携索 OCV）娟曲附 雷吉艮；BOOT1*TC 如 EC¥L5 "喀低忧的LED5三。二CaQZflvnotji£QU¥ - TSCR3%喀153P5T*同:”工.XU±±-MTFRE EW 0 二昌二 Eg II5EL2A.CD EQCC-XM2M0M CXQCIWQICOD MNQgQQQ-山(二 JrMCV%IMTGXlC/MOV3m (VMC.DE A 4 Jam彳MOVWORD SCRllxLc4O/MOVKDEO SCEtSY Jl,.-5D/a*；黄面无一会Sfe定：bocitp.；二1；

25、F w J帝液1*依忖,*Th*HbQ2曲£E卜"日.加工一 般僚僚3 ,7邑圻方.,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 ASCII码里的，那么字体给的那么多字符都不能方 便的输出了 ？it_palette();it_$creen(binfo->vramJ binfo->$crnXj binfo->scrny)jtfonts8_asc(binfo->vramJ binfo->scrnxJ 8, 8j COL8_FFFFFFj "ABC 9 123tf O void put+cnt:sS_a&C (charlint xe.IzBj int 篁, Lnt y, cluir £> unsigned char *s"Haribote OS;tfonts8_asc(binfo->vram7 binfc->scrnx7市泰,COL8_FFFFFFj "Haribote OS *");ABC i 123iiiiHaribote OS