30天自制操作系统第4天

冷不防 2022-04-10 06:26 183阅读 0赞

上机环境: win10 + 虚拟机VMware  
成就:  
调用显卡显示条纹图案  
指针的应用

需要文件及其功能  
ipl10.nas 读取10个柱面数据 作为启动区  
asmhead.nas 初始化寄存器,调用显卡等一些初始化,跳转到主函数  
naskfunc.nas汇编函数库,用于C语言无法实现的功能  
bootpack.c主函数

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首先在汇编函数库中naskfunc.nas文件添加另外一个写函数

; naskfunc
    ; TAB=4
    
    [FORMAT "WCOFF"]				; 制作目标文件的模式
    [INSTRSET "i486p"]				; 486の命令まで使いたいという記述
    [BITS 32]						; 制作32位模式用的机械语言
    [FILE "naskfunc.nas"]			; 源文件名信息
    		GLOBAL	_io_hlt,_write_mem8           ;程序中包含的函数名
    		
    [SECTION .text]		; 目标文件中谢了这些之后在写程序
    
    _io_hlt:	; void io_hlt(void);
    		HLT
    		RET
    ;这个函数相当于MOV BYTE[0x1234],0x56
    _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]存放的是数据,将其读入AL
    		MOV		[ECX],AL
    		RET

--------------------

接下来就可以在主函数中调用上面的函数了

//bootpack.c文件
    
    void io_hlt(void);
    void write_mem8(int addr, int data);
    
    void HariMain(void)
    {
    	int i; 
    	char *p; 
    	 
    	p = (char*)0x0000; //第四/五种,地址变量赋值 
    	
    	//显卡存储器地址是0xa0000,所以从这到affff写入数据后显示就会发生变化
    	for (i = 0xa0000; i <= 0xaffff; i++)
    	{
    	
    		//第一种方式 		
    // 		if(i%2==0)write_mem8(i, 15); /* MOV BYTE [i],15 */  	//写数据到i地址 
    //		else write_mem8(i, 8);  
    		
    		//第二种方式 
    //		p=(char*)i;
    //		*p = i&0x0f;
    		
    		//第三种方式   第一个*表示数据 i&0x0f 写入到地址i中
    //		*( (char*)i ) = i&0x0f;	 
    		
    		//第四种方式
    //		*(p+i) = i & 0x0f; 
    		
    		//第五种
    		p[i] =  i & 0x0c; 
    		
    	}
    
    	for (;;) {	//循环等待
    		io_hlt();		//暂停 
    	}
    }

接下来用Makefile运行生成img文件  
使用VMware试一试  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDYwODE5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDYwODE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

--------------------

接下来添加C语言和汇编库  
首先库中添加了很多函数  
如下

; naskfunc
    ; TAB=4
    
    [FORMAT "WCOFF"]				; 文件名称
    [INSTRSET "i486p"]				; 
    [BITS 32]						; 
    [FILE "naskfunc.nas"]			; 
    		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
    		
    		GLOBAL	_io_hlt,_write_mem8
    
    [SECTION .text]		;
    
    _io_hlt:	; void io_hlt(void);	
    		HLT
    		RET
    
    _write_mem8:	; void write_mem8(int addr, int data);
    		MOV		ECX,[ESP+4]		; [ESP+4]
    		MOV		AL,[ESP+8]		; [ESP+8]
    		MOV		[ECX],AL
    		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
    		POP		EAX
    		RET
    
    _io_store_eflags:	; void io_store_eflags(int eflags);
    		MOV		EAX,[ESP+4]
    		PUSH	EAX
    		POPFD		; POP EFLAGS 
    		RET

在看一下主函数的变化

bootpack.c文件
    HariMain()
    
    
    #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 io_hlt(void);//等待函数
    void write_mem8(int addr, int data);	//写数据函数
    void io_cli(void);	//停中断
    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);
    
    
    //需要的知识:
    //我们的画面是320*200个像素
    //坐标从右上角开始
    //坐标VRAM地址按照如下计算
    //0xa0000 + x + y * 320
    void HariMain(void)
    {
    	char *p; 
    	init_palette();
    	p = (char *) 0xa0000;	//设定起始地址
    	
    	boxfill8(p, 320, COL8_FF0000,  20,  20, 120, 120);
    	boxfill8(p, 320, COL8_00FF00,  70,  50, 170, 150);
    	boxfill8(p, 320, COL8_0000FF, 120,  80, 220, 180);
    		while(1) io_hlt(); //暂停
    }
    
    	
    void init_palette(void)
    {	//static char 命令只能用于数据
    	static unsigned char table_rgb[16 * 3] = {
    		0x00, 0x00, 0x00,	/*  0:黒 */
    		0xff, 0x00, 0x00,	/*  1:亮红 */
    		0x00, 0xff, 0x00,	/*  2:亮绿 */
    		0xff, 0xff, 0x00,	/*  3:亮黄 */
    		0x00, 0x00, 0xff,	/*  4:亮蓝 */
    		0xff, 0x00, 0xff,	/*  5:亮紫 */
    		0x00, 0xff, 0xff,	/*  6:浅亮蓝 */
    		0xff, 0xff, 0xff,	/*  7:白 */
    		0xc6, 0xc6, 0xc6,	/*  8:亮灰 */
    		0x84, 0x00, 0x00,	/*  9:暗红 */
    		0x00, 0x84, 0x00,	/* 10:暗緑 */
    		0x84, 0x84, 0x00,	/* 11:暗黄 */
    		0x00, 0x00, 0x84,	/* 12:暗青 */
    		0x84, 0x00, 0x84,	/* 13:暗紫 */
    		0x00, 0x84, 0x84,	/* 14:浅暗暗 */
    		0x84, 0x84, 0x84	/* 15:暗灰 */
    	};
    	set_palette(0, 15, table_rgb);
    	return;
    }
    
    
    void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgb)
    {
    	int i, eflags;
    	eflags = io_load_eflags();	/* 记录中断许可标志值 */
    	io_cli(); 					/* 将中断标志置0,禁止中断 */
    	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);	/* 开中断 */
    	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;
    }

运行结果  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDYwODE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

--------------------

下面根据上面原理制作系统界面背景

void HariMain(void)
    {
    	char *vram;
    	int xsize, ysize;
    
    	init_palette();
    	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);
    
    	while(1) io_hlt(); //暂停
    }

结果  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDYwODE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDYwODE5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220402/9207346df8034f57b799ecbb7a6918b5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDYwODE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220402/8ede874e2ba240d295879f7f03db4f89.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDYwODE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220402/f4510b5db750450ca20361bc597addd0.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDYwODE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20220402/83aca7ddc5d84563866c0cadda9774ac.png