30天自制操作系统学习-第4天

1 用C语言写入内存

前三天的学习我们顺利让一个大小1440kb的helloos.img镜像文件运行起来，显示出hello world字样，可是这样的屏幕一片漆黑，

显示更我们熟悉的windos，linux等系统相去甚远，这次我们尝试让屏幕显示出一点“颜色”出来，往naskfunc.nas里添加一个我们

用来显示颜色的函数吧：

_write_mem8:	; void write_mem8(int addr, int data);
		MOV		ECX,[ESP+4]		; [ESP+4]中存放的是地址，将其读入ECX
		MOV		AL,[ESP+8]		; [ESP+8]中存放的是数据，将其读入AL
		MOV		[ECX],AL
		RET

在这个_write_mem8中我们对函数参数给出说明,第一个参数addr用于控制像素显示的位置，第二个参数data送入的是控制显示的

颜色。其中由于int为32位整数(4个字节，双字),故两个参数相差4个存储单元。

void io_hlt(void);
void write_mem8(int addr, int data);

void HariMain(void)
{
	int i; /* 变量声明：i是一个32位整数，占4个存储单元，即汇编中的双字 */

	for (i = 0xa0000; i <= 0xaffff; i++) {
		write_mem8(i, 15); /* MOV BYTE [i],15 */
	}

	for (;;) {
		io_hlt();
	}
}

在C中我们调用这个naskfunc.nas中的write_mem8函数，通过一个for循环写入从内存单元0xa0000~0xaffff中，15为白色,运行make run命令，效果如下:

嗯，一片白色。

2 条纹图案

使用逻辑与运算符将高四位全部变成0，低四位原封不动:

void io_hlt(void);
void write_mem8(int addr, int data);


void HariMain(void)
{
	int i; /*变量声明，32位整数 */

	for (i = 0xa0000; i <= 0xaffff; i++) {
		write_mem8(i, i & 0x0f);
	}

	for (;;) {
		io_hlt();
	}
}

所以写入的值是:00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 00 01 02 03.......每隔16个像素，色号就重复,运行结果:

3 挑战指针

尝试不使用汇编中的write_mem8函数，直接使用C写入内存:

void io_hlt(void);

void HariMain(void)
{
	int i; /* 变量声明，变量i是32位整数 */
	char *p; /*变量p，用于byte型地址*/

	for (i = 0xa0000; i <= 0xaffff; i++) {

		p = i; /* 代入地址 */
		*p = i & 0x0f;

		/* 这里可以替代write_mem8(i, i & 0x0f);  */
	}

	for (;;) {
		io_hlt();
	}
}

3 界面

我们并不需要显示条纹，这样说实话有点丑，为此需要制作一个能显示天空蓝之类的颜色就好啦:

void io_hlt(void);
void io_cli(void);
void io_out8(int port, int data);
int io_load_eflags(void);
void io_store_eflags(int eflags);

void init_palette(void);
void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgb);
void boxfill8(unsigned char *vram, int xsize, unsigned char c, int x0, int y0, int x1, int y1);

#define COL8_000000		0
#define COL8_FF0000		1
#define COL8_00FF00		2
#define COL8_FFFF00		3
#define COL8_0000FF		4
#define COL8_FF00FF		5
#define COL8_00FFFF		6
#define COL8_FFFFFF		7
#define COL8_C6C6C6		8
#define COL8_840000		9
#define COL8_008400		10
#define COL8_848400		11
#define COL8_000084		12
#define COL8_840084		13
#define COL8_008484		14
#define COL8_848484		15

void HariMain(void)
{
	char *vram;
	int xsize, ysize;

	init_palette();初始化色号
	vram = (char *) 0xa0000;
	xsize = 320;
	ysize = 200;

	boxfill8(vram, xsize, COL8_008484,  0,         0,          xsize -  1, ysize - 29);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_C6C6C6,  0,         ysize - 28, xsize -  1, ysize - 28);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_FFFFFF,  0,         ysize - 27, xsize -  1, ysize - 27);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_C6C6C6,  0,         ysize - 26, xsize -  1, ysize -  1);

	boxfill8(vram, xsize, COL8_FFFFFF,  3,         ysize - 24, 59,         ysize - 24);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_FFFFFF,  2,         ysize - 24,  2,         ysize -  4);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_848484,  3,         ysize -  4, 59,         ysize -  4);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_848484, 59,         ysize - 23, 59,         ysize -  5);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_000000,  2,         ysize -  3, 59,         ysize -  3);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_000000, 60,         ysize - 24, 60,         ysize -  3);

	boxfill8(vram, xsize, COL8_848484, xsize - 47, ysize - 24, xsize -  4, ysize - 24);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_848484, xsize - 47, ysize - 23, xsize - 47, ysize -  4);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_FFFFFF, xsize - 47, ysize -  3, xsize -  4, ysize -  3);
	boxfill8(vram, xsize, COL8_FFFFFF, xsize -  3, ysize - 24, xsize -  3, ysize -  3);

	for (;;) {
		io_hlt();
	}
}

void init_palette(void)
{
	static unsigned char table_rgb[16 * 3] = {
		0x00, 0x00, 0x00,	/*  0:黒 */
		0xff, 0x00, 0x00,	/*  1:亮红 */
		0x00, 0xff, 0x00,	/*  2:亮绿色*/
		0xff, 0xff, 0x00,	/*  3:亮黄 */
		0x00, 0x00, 0xff,	/*  4:亮青 */
		0xff, 0x00, 0xff,	/*  5:亮紫 */
		0x00, 0xff, 0xff,	/*  6:明亮的水色 */
		0xff, 0xff, 0xff,	/*  7:白 */
		0xc6, 0xc6, 0xc6,	/*  8:明灰色 */
		0x84, 0x00, 0x00,	/*  9:暗赤 */
		0x00, 0x84, 0x00,	/* 10:暗緑 */
		0x84, 0x84, 0x00,	/* 11:暗黄色 */
		0x00, 0x00, 0x84,	/* 12:暗青 */
		0x84, 0x00, 0x84,	/* 13:暗紫 */
		0x00, 0x84, 0x84,	/* 14:暗水色 */
		0x84, 0x84, 0x84	/* 15:暗灰色 */
	};
	set_palette(0, 15, table_rgb);
	return;

	/* STAtic charcher命令，只能在数据上使用，但相当于DB命令

*/
}

void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgb)
{
	int i, eflags;
	eflags = io_load_eflags();	/* 记录中断许可标志的值 */
	io_cli(); 					/* 以许可标志为0，禁止插手 */
	io_out8(0x03c8, start);
	for (i = start; i <= end; i++) {
		io_out8(0x03c9, rgb[0] / 4);
		io_out8(0x03c9, rgb[1] / 4);
		io_out8(0x03c9, rgb[2] / 4);
		rgb += 3;
	}
	io_store_eflags(eflags);	/* 把中断许可标志还原 */
	return;
}

void boxfill8(unsigned char *vram, int xsize, unsigned char c, int x0, int y0, int x1, int y1)
{
	int x, y;
	for (y = y0; y <= y1; y++) {
		for (x = x0; x <= x1; x++)
			vram[y * xsize + x] = c;
	}
	return;
}

修改后的naskfuc.nas:

; naskfunc
; TAB=4

[FORMAT "WCOFF"]				; 创建对象文件的模式	
[INSTRSET "i486p"]				; 到486的命令要使用的记述
[BITS 32]						; 制作32位模式用的机器语言
[FILE "naskfunc.nas"]			; 源文件名信息

		GLOBAL	_io_hlt, _io_cli, _io_sti, _io_stihlt
		GLOBAL	_io_in8,  _io_in16,  _io_in32
		GLOBAL	_io_out8, _io_out16, _io_out32
		GLOBAL	_io_load_eflags, _io_store_eflags

[SECTION .text]

_io_hlt:	; void io_hlt(void);
		HLT
		RET

_io_cli:	; void io_cli(void);
		CLI
		RET

_io_sti:	; void io_sti(void);
		STI
		RET

_io_stihlt:	; void io_stihlt(void);
		STI
		HLT
		RET

_io_in8:	; int io_in8(int port);
		MOV		EDX,[ESP+4]		; port
		MOV		EAX,0
		IN		AL,DX
		RET

_io_in16:	; int io_in16(int port);
		MOV		EDX,[ESP+4]		; port
		MOV		EAX,0
		IN		AX,DX
		RET

_io_in32:	; int io_in32(int port);
		MOV		EDX,[ESP+4]		; port
		IN		EAX,DX
		RET

_io_out8:	; void io_out8(int port, int data);
		MOV		EDX,[ESP+4]		; port
		MOV		AL,[ESP+8]		; data
		OUT		DX,AL
		RET

_io_out16:	; void io_out16(int port, int data);
		MOV		EDX,[ESP+4]		; port
		MOV		EAX,[ESP+8]		; data
		OUT		DX,AX
		RET

_io_out32:	; void io_out32(int port, int data);
		MOV		EDX,[ESP+4]		; port
		MOV		EAX,[ESP+8]		; data
		OUT		DX,EAX
		RET

_io_load_eflags:	; int io_load_eflags(void);
		PUSHFD		; PUSH EFLAGS 的意思
		POP		EAX
		RET

_io_store_eflags:	; void io_store_eflags(int eflags);
		MOV		EAX,[ESP+4]
		PUSH	EAX
		POPFD		; POP EFLAGS 的意思
		RET

其中naskfuc.nas新增的函数用于设置色号，运行结果:

大致就是这样。