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30天自制作業系統筆記第4天

用C語言實現記憶體讀入

條紋實現

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

void HariMain(void)
{
    int i; //變數宣告,i是一個32位的整數

    for (i = 0xa0000; i <= 0xaffff; i++) {
        write_mem8(i, i&0x0f); /* MOV BYTE [i],15 */
    }

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

write_mem8(i, i&0x0f);的含義是在從上到下的第i個畫素的顏色是i&0x0f。
這樣使得每個畫素的顏色分別是
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f
也就是將i的前低四位保持不變高四位變為0。每16個畫素就會翻轉一次。

挑戰指標
write_mem3(i,i&0x0f)可以用如下c語言替代:
*i= i & 0x0f
但我們替換之後make run會出現如下錯誤:
invalid type argument of `unary *’
這時一種型別錯誤。
因為 *i= i & 0x0f相當於
mov [i] ,(i& 0xo0f)這個彙編語句。這句話的意思就是將一個數字放入某個記憶體中,但是[i]有可能是byte,也可能是word或者dword。
所以我們應該告訴計算機這時byte型別。
我們可以這樣寫那個C函式:

**void HariMain(void)
{
    int
i; char *p; for (i = 0xa0000; i <= 0xaffff; i++) { p=i; *p= i & 0x0f; } for (;;) { io_hlt(); } }**

這時候能夠生成條紋圖案了,但是我們在make run時發現如下警告:
warning: assignment makes pointer from integer without a cast
在C語言中,普通數值和表示記憶體的數值唄認為是兩種不同的東西。所以我們可以把i強轉為指標
p=(char ) i;當然也可以不用p,直接用(char

)i= i & 0x0f;

色號設定
用從#000000到#ffffff共24位2進製表示顏色。RGB模式。其中#000000表示黑色,#ffffff表示白色。

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);

//宣告

void init_palette(void);
void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgb);

void HariMain(void)
{
    int i; /* 宣告變數 */
    char *p; /* 變數p為地址 */

    init_palette(); /*設定調色盤 */

    p = (char *) 0xa0000; /* 指定地址 */

    for (i = 0; i <= 0xffff; i++) {
        p[i] = i & 0x0f;
    }

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

void init_palette(void)
{
    static unsigned char table_rgb[16 * 3] = {
        0x00, 0x00, 0x00,   /*  0:黒 */
        0xff, 0x00, 0x00,   /*  1:明るい赤 */
        0x00, 0xff, 0x00,   /*  2:明るい緑 */
        0xff, 0xff, 0x00,   /*  3:明るい黃色 */
        0x00, 0x00, 0xff,   /*  4:明るい青 */
        0xff, 0x00, 0xff,   /*  5:明るい紫 */
        0x00, 0xff, 0xff,   /*  6:明るい水色 */
        0xff, 0xff, 0xff,   /*  7:白 */
        0xc6, 0xc6, 0xc6,   /*  8:明るい灰色 */
        0x84, 0x00, 0x00,   /*  9:暗い赤 */
        0x00, 0x84, 0x00,   /* 10:暗い緑 */
        0x84, 0x84, 0x00,   /* 11:暗い黃色 */
        0x00, 0x00, 0x84,   /* 12:暗い青 */
        0x84, 0x00, 0x84,   /* 13:暗い紫 */
        0x00, 0x84, 0x84,   /* 14:暗い水色 */
        0x84, 0x84, 0x84    /* 15:暗い灰色 */
    };
    set_palette(0, 15, table_rgb);
    return;

    /* C語言中的static char語句只能用於資料,相當於彙編中的DB指令*/
}

void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgb)
{
    int i, eflags;
    eflags = io_load_eflags();  /* 記錄中斷許可標誌的值 */
    io_cli();                   /*將中斷許可標誌設定為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);    /*復原中斷許可標誌 */
    return;
}

其中:io_out8(0x03c9, rgb[0] / 4);表示的將要設定的調色盤號碼寫入0x03c8,緊接著,按照RGB的順序寫入0x03c9。

下面是naskfunc.nas

; naskfunc
; TAB=4

[FORMAT "WCOFF"]                ; 製作目標檔案的模式
[INSTRSET "i486p"]              ;使用到486未知的指令
[BITS 32]                       ;製作32位模式用的機器指令
[FILE "naskfunc.nas"]           ; 原程式檔名

        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 という意味
        POP     EAX
        RET

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

繪製矩形

1.bootpack.c

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 *p; /* pという変數は、BYTE [...]用の番地 */

    init_palette(); /* 設定調色盤 */

    p = (char *) 0xa0000; /* 將地址賦值 */

    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);

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

void init_palette(void)
{
    static unsigned char table_rgb[16 * 3] = {
        0x00, 0x00, 0x00,   /*  0:黒 */
        0xff, 0x00, 0x00,   /*  1:明るい赤 */
        0x00, 0xff, 0x00,   /*  2:明るい緑 */
        0xff, 0xff, 0x00,   /*  3:明るい黃色 */
        0x00, 0x00, 0xff,   /*  4:明るい青 */
        0xff, 0x00, 0xff,   /*  5:明るい紫 */
        0x00, 0xff, 0xff,   /*  6:明るい水色 */
        0xff, 0xff, 0xff,   /*  7:白 */
        0xc6, 0xc6, 0xc6,   /*  8:明るい灰色 */
        0x84, 0x00, 0x00,   /*  9:暗い赤 */
        0x00, 0x84, 0x00,   /* 10:暗い緑 */
        0x84, 0x84, 0x00,   /* 11:暗い黃色 */
        0x00, 0x00, 0x84,   /* 12:暗い青 */
        0x84, 0x00, 0x84,   /* 13:暗い紫 */
        0x00, 0x84, 0x84,   /* 14:暗い水色 */
        0x84, 0x84, 0x84    /* 15:暗い灰色 */
    };
    set_palette(0, 15, table_rgb);
    return;


}

void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgb)
{
    int i, eflags;
    eflags = io_load_eflags();  /* 記錄中斷許可標誌的值 */
    io_cli();                   /*將中斷許可標誌設定為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);    /*復原中斷許可標誌 */
    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;
}

畫面上有320*200個畫素,函式boxfill8就是用來製作繪製矩形的函式。