Antz系統更新位址:
https://www.cnblogs.com/LexMoon/category/1262287.htmlLinux核心源碼分析位址:
https://www.cnblogs.com/LexMoon/category/1267413.htmlGithub位址: https://github.com/CasterWx
在前幾天的任務中,我們已經簡單實作了MBR,直接操作顯示器和硬碟操作來加載其他扇區的程式,如今已經可以進入保護模式了,并且編寫了我們自己的核心程式,接下來我們要完成界面的圖形化,在顯示屏中顯示滑鼠字元桌面,并顯示一個終端界面。
效果如下:
現在我們已經簡單實作了半終端半桌面的顯示,雖然說非常Low,但也是Antz的一大步了。
1. 封裝函數
在前幾天我們已經說明了螢幕顯示的原理,也就是在顯存固定位置寫入資料,這對于顯示卡來說就是像素點。
如果螢幕顯示原理不清楚的可以參考第三天的:
http://www.cnblogs.com/LexMoon/p/antz03.html為了友善實作圖像化,我将顯示卡寫入的代碼使用C語言封裝成了函數,顔色定義為數組。
View Code
這個數組對應了我們要顯示的顔色RGB值,将數組下标定義對應的枚舉值,可以更加友善使用。
要在顯示器顯示字型,可以使用putfont8_asc ()函數,它調用了putfont8()函數:
滑鼠指針實作是将其呈圖形化的寫入,函數init_mouse_cursor8():
2 . GDT與lDT
GDT是在32位時16位尋址模式的改造,在學習彙編時,我們所說的 段:偏移量(段x16+偏移量)尋址方式已經不能使用了,是以廠商們使用了GDT,在不改變段寄存器位數的情況下,完成了32位段尋址,就是利用GDT。
(1)全局描述符表GDT(Global Descriptor Table)
在整個系統中,全局描述符表GDT隻有一張(一個處理器對應一個GDT),GDT可以被放在記憶體的任何位置,但CPU必須知道GDT的入口,也就是基位址放在哪裡,Intel的設計者門提供了一個寄存器GDTR用來存放GDT的入口位址,程式員将GDT設定在記憶體中某個位置之後,可以通過LGDT指令将GDT的入口位址裝入此寄存器,從此以後,CPU就根據此寄存器中的内容作為GDT的入口來通路GDT了。GDTR中存放的是GDT在記憶體中的基位址和其表長界限。
基位址指定GDT表中位元組0線上性位址空間中的位址,表長度指明GDT表的位元組長度值。指令LGDT和SGDT分别用于加載和儲存GDTR寄存器的内容。在機器剛加電或處理器複位後,基位址被預設地設定為0,而長度值被設定成0xFFFF。在保護模式初始化過程中必須給GDTR加載一個新值。
(2)段選擇子(Selector)
由GDTR通路全局描述符表是通過“段選擇子”(實模式下的段寄存器)來完成的。段選擇子是一個16位的寄存器(同實模式下的段寄存器相同)
段選擇子包括三部分:描述符索引(index)、TI、請求特權級(RPL)。他的index(描述符索引)部分表示所需要的段的描述符在描述符表的位置,由這個位置再根據在GDTR中存儲的描述符表基址就可以找到相應的描述符。然後用描述符表中的段基址加上邏輯位址(SEL:OFFSET)的OFFSET就可以轉換成線性位址,段選擇子中的TI值隻有一位0或1,0代表選擇子是在GDT選擇,1代表選擇子是在LDT選擇。請求特權級(RPL)則代表選擇子的特權級,共有4個特權級(0級、1級、2級、3級)。
關于特權級的說明:任務中的每一個段都有一個特定的級别。每當一個程式試圖通路某一個段時,就将該程式所擁有的特權級與要通路的特權級進行比較,以決定能否通路該段。系統約定,CPU隻能通路同一特權級或級别較低特權級的段。
例如給出邏輯位址:21h:12345678h轉換為線性位址
a. 選擇子SEL=21h=0000000000100 0 01b 他代表的意思是:選擇子的index=4即100b選擇GDT中的第4個描述符;TI=0代表選擇子是在GDT選擇;左後的01b代表特權級RPL=1
b. OFFSET=12345678h若此時GDT第四個描述符中描述的段基址(Base)為11111111h,則線性位址=11111111h+12345678h=23456789h
(3)局部描述符表LDT(Local Descriptor Table)
局部描述符表可以有若幹張,每個任務可以有一張。我們可以這樣了解GDT和LDT:GDT為一級描述符表,LDT為二級描述符表。
關于GDT于IDT初始化的代碼,它們可以實作滑鼠的移動,現在我還沒有去寫它,此次的任務隻是顯示。
最新的Antz系統鏡像和代碼已經上傳到我的github了,這裡隻列舉出剩餘的主要代碼。
#include <stdio.h>
struct BOOTINFO {
char cyls, leds, vmode, reserve;
short scrnx, scrny;
char *vram;
};
struct SEGMENT_DESCRIPTOR {
short limit_low, base_low;
char base_mid, access_right;
char limit_high, base_high;
};
struct GATE_DESCRIPTOR {
short offset_low, selector;
char dw_count, access_right;
short offset_high;
};
void init_gdtidt(void);
void set_segmdesc(struct SEGMENT_DESCRIPTOR *sd, unsigned int limit, int base, int ar);
void set_gatedesc(struct GATE_DESCRIPTOR *gd, int offset, int selector, int ar);
void load_gdtr(int limit, int addr);
void load_idtr(int limit, int addr);
void HariMain(void)
{
struct BOOTINFO *binfo = (struct BOOTINFO *) 0x0ff0;
char s[40], mcursor[256];
int mx, my;
init_palette();
init_screen(binfo->vram, binfo->scrnx, binfo->scrny);
mx = (binfo->scrnx - 16) / 2; /* 計算畫面的中心坐标*/
my = (binfo->scrny - 28 - 16) / 2;
init_mouse_cursor8(mcursor, COL8_00FFFF);
putblock8_8(binfo->vram, binfo->scrnx, 16, 16, mx+20, my, mcursor, 16);
for (;;) {
io_hlt();
}
}
void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgb)
{
int i, eflags;
eflags = io_load_eflags(); /* 記錄中斷許可标志的值 */
io_cli(); /* 将中斷許可标志置為0,禁止中斷 */
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); /* 複原中斷許可标志 */
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;
}
void init_screen(char *vram, int x, int y)
{
boxfill8(vram, x, COL8_00FFFF, 0, 0, x, y);
boxfill8(vram, x, COL8_C6C6C6, 0, 0, x/2, y);
boxfill8(vram, x, COL8_000000, 3, 15, x/2-3, y-3);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 165 , 30, 215, 40);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 265 , 30, 315, 40);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 190 , 60, 200, 70);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 280 , 60, 290, 70);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 235 , 65, 245, 100);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 235-15 , 65+40, 245-15, 85+30);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 235 , 65+40, 245, 85+30);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 235+15 , 65+40, 245+15, 85+30);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 200 , 130, 280, 140);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 200 , 130, 210, 160);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 270 , 130, 280, 160);
boxfill8(vram, x, COL8_008400, 200 , 150, 280, 160);
return;
}
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; i++) {
p = vram + (y + i) * xsize + x;
d = font[i];
if ((d & 0x80) != 0) { p[0] = c; }
if ((d & 0x40) != 0) { p[1] = c; }
if ((d & 0x10) != 0) { p[3] = c; }
if ((d & 0x20) != 0) { p[2] = c; }
if ((d & 0x08) != 0) { p[4] = c; }
if ((d & 0x04) != 0) { p[5] = c; }
if ((d & 0x02) != 0) { p[6] = c; }
if ((d & 0x01) != 0) { p[7] = c; }
}
return;
}
void putfonts8_asc(char *vram, int xsize, int x, int y, char c, unsigned char *s)
{
extern char hankaku[4096];
/* C語言中,字元串都是以0x00結尾 */
for (; *s != 0x00; s++) {
putfont8(vram, xsize, x, y, c, hankaku + *s * 16);
x += 8;
}
return;
}
void init_mouse_cursor8(char *mouse, char bc)
/* マウスカーソルを準備(16x16) */
{
static char cursor[16][16] = {
//滑鼠圖形
};
int x, y;
for (y = 0; y < 16; y++) {
for (x = 0; x < 16; x++) {
if (cursor[y][x] == '*') {
mouse[y * 16 + x] = COL8_000000;
}
if (cursor[y][x] == 'O') {
mouse[y * 16 + x] = COL8_FFFFFF;
}
if (cursor[y][x] == '.') {
mouse[y * 16 + x] = bc;
}
}
}
return;
}
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 < pxsize; x++) {
vram[(py0 + y) * vxsize + (px0 + x)] = buf[y * bxsize + x];
}
}
return;
}