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《30天自制操作系统》14_day_学习笔记

harib11a--harib11c:
  继续测试性能:我们在harib10h中进行了定时链表结构的改进“消除了移位处理”。下面我们设定490个定时器(它们都被设定启动50天才超时)来测试一下改进的效果。我们首先编写函数set490()来初始化490个定时器,接着测定他们在真机上的运行结果。分别运行5次,取平均值归纳如下:

(1)追加490个定时器的值set490(&fifo,1);
  harib11a:0096521077......harib10g里加入set490(有移位)
  harib11b:0096522038......harib10h里加入set490(没有移位(链表),没有哨兵)
  harib11c:0096522097.......harib10i里加入set490(没有移位(链表),有哨兵)
(2)不追加490个定时器的值set490(&fifo,0);
  harib11a:0096522095......harib10g里加入set490(有移位)
  harib11b:0096522038......harib10h里加入set490(没有移位(链表),没有哨兵)
  harib11c:0096522101.......harib10i里加入set490(没有移位(链表),有哨兵)
(3)参考:不加入set490()语句的时候
  harib10g:0099969263(有移位)
  harib10h:0099969184(没有移位(链表),没有哨兵)
   harib10i:0099969264(没有移位(链表),有哨兵)

  测试结果分析:从上面的结果,我们可以看出,把定时器组织成链表的结构、在链表中加入“哨兵”都有利于系统的改进。对于(2)和(3),在HariMain中,循环执行“count++”的for语句虽然都最终被编译成JMP指令,但是如果前面加上了“set490(&fifo,0)”那么以后各个指令的地址都会相应的错开几个字节,造成JMP指令的地址有很小的变化。因此时间也稍稍延迟,执行结果大约差了3%。

void set490(struct FIFO32 *fifo, int mode) {  //定时器设置函数SET490()    int i;    struct TIMER *timer;    //一个TIMER结构体临时变量    if (mode != 0) {      //mode不为0;创建490个定时器        for (i = 0; i < 490; i++) {            timer = timer_alloc();      //分配一个定时器的空间,并获得地址            timer_init(timer, fifo, 1024 + i);//第i个定时器的数据为1024+i写入FIFO缓冲区            timer_settime(timer, 100 * 60 * 60 * 24 * 50 + i * 100);//设置时间(笔者所说的50天)        }    }    return;}

harib11d:
  VBE介绍:由于市面上显卡公司繁多,各个显卡公司在显卡上对画面模式的设定和使用方法各不相同(就是乱七八糟的显卡没有一个统一的标准)。鉴于此,成立了一个VESA协会(Video Electronic Standards Association 视频电子标准协会)这个协会制定了几乎可以通用的画面模式设定方法,制作了专门的BIOS。这个追加的BIOS被称作“VESA BIOS extension”(VESA-BIOS的扩展,简称VBE)利用它,可以提高显卡的分辨率。
  VBE模式号码:(注:QEMU模拟器中不能指定VBE的0x107号)
    0x101......640  *480  *8bit彩色
    0x103......800  *600  *8bit彩色
    0x105......1024*768  *8bit彩色
    0x107......1280*1024*8bit彩色

//例子:设定VBE的640*480*8bit真彩色模式MOV        BX,0x4101            ; BX = 0x4000 + VBE模式号码MOV        AX,0x4f02            ; AX = 0x4f02(这个是固定值)INT        0x10                 ; 调用0x10(2号)中断MOV        BYTE [VMODE],8          ; 记录画面模式的信息(关于画面模式信息,请看下一部分)MOV        WORD [SCRNX],640      ; x分辨率MOV        WORD [SCRNY],480       ; y分辨率MOV        DWORD [VRAM],0xe0000000; VRAM地址

harib11e:
  上一步,我们已经成功在QEMU模拟器上改变了系统的分辨率。接下来,我们想看看在真机上是否也能运行。因为我们不确定真机上是什么显卡(如果机器上显卡公司没有参与VESA,那么就不能使用VBE了)。笔者在这里主要是想让我们明白VBE的原理,虽然没什么卵用,它只是显卡公司通用的一个规则而已。但认真看理解了还是会有收获的!下面我们一步一步确认。

  1、确定VBE是否存在
   方法介绍:如果显卡能利用VBE,那么VBE的信息都写在从ES:DI开始的连续512字节中的(这是规定!)。令ES = 0x9000; DI = 0;AX = 4f00; 在调用0x10中断,如果有VBE,AX就会变成0x004f(不要问为什么,这是检查规则!)

;确认VBE是否存在MOV        AX,0x9000;MOV        ES,AX   ;ES = 0x9000MOV        DI,0    ;DI = 0MOV        AX,0x4f00 ;AX = 4f00INT        0x10    ;调用0x10中断CMP        AX,0x004f;比较JNE        scrn320  ;不相等跳转AX!=0x004f

  2、检查VBE的版本

;如果VBE版本不是2.0以上,一样不能用高分辨率。MOV        AX,[ES:DI+4]CMP        AX,0x0200JB        scrn320     ; if (AX < 0x0200) goto scrn320

  3、获得某个画面模式的信息
    调用0x10中断后,会将画面模式信息保存在ES:DI开始的256字节中。在画面模式信息中,重要的信息由以下6个:
    WORD     [ES : DI+0x00]:模式属性....第7位不为1(+0x4000)
    WORD     [ES : DI+0x12]:x的分辨率
    WORD     [ES : DI+0x14]:y的分辨率
    BYTE       [ES : DI+0x19]:颜色数....必须为8
    BYTE       [ES : DI+0x1B]:颜色的指定方法....必须为4(4是标色板模式)
    DWORD   [ES : DI+0x28]:VRAM的地址

;这里获得VBE号为0x105的画面模式信息  : VBEMODE EQU 0X105MOV        CX,VBEMODEMOV        AX,0x4f01INT        0x10CMP        AX,0x004fJNE        scrn320

  4、画面模式信息的确认

;下面确认三个信息:颜色数、调色板模式、模式属性BIT7CMP        BYTE [ES:DI+0x19],8 ;确认颜色数是否为8JNE        scrn320CMP        BYTE [ES:DI+0x1b],4 ;确认调色板模式是否为4JNE        scrn320MOV        AX,[ES:DI+0x00]   ;确认模式属性bit7为1AND        AX,0x0080JZ        scrn320    

   5、画面模式切换

;上面都确认无误,可以进行模式切换(其实上面的确认是多次一举,主要是笔者想让我们理解VBE)MOV        BX,VBEMODE+0x4000 ;BX = 0x4000 + VBE模式号码MOV        AX,0x4f02      ;AX = 0x4f02(固定值)INT        0x10          ;调用0x10中断MOV        BYTE [VMODE],8    ; 记下画面模式MOV        AX,[ES:DI+0x12]   ; X分辨率MOV        [SCRNX],AXMOV        AX,[ES:DI+0x14]   ; Y分辨率MOV        [SCRNY],AXMOV        EAX,[ES:DI+0x28]  ; VRAM地址MOV        [VRAM],EAXJMP        keystatus      ; 跳到键盘的BIOS

   6、最后一步320*200的默认画面

scrn320:    MOV        AL,0x13            ; VGA图像,320*200    MOV        AH,0x00    INT        0x10    MOV        BYTE [VMODE],8    ; 记录画面模式信息    MOV        WORD [SCRNX],320    MOV        WORD [SCRNY],200    MOV        DWORD [VRAM],0x000a0000

harib11f:
  键盘上的键按下和弹起都会有一个8位的键值。弹起的键值为松开的键值+0x80;至于键盘按下键的键值表,可以看书本的P273,也可以自行上网搜索。下面我们实现按下A键时,显示字母A。“保留?”指的是还未分配的键值,为以后键盘做准备。

void HariMain(void){    //.......    i = fifo32_get(&fifo);//从缓冲区获取中断信息    io_sti();    if (256 <= i && i <= 511) { /* 如果是键盘中断 */        sprintf(s, "%02X", i - 256);//显示按下的键的键值        putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 16, COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, 2);        if (i == 0x1e + 256) {//如果按下的键值是0xle(A键)在窗口图层显示“A”            putfonts8_asc_sht(sht_win, 40, 28, COL8_000000, COL8_C6C6C6, "A", 1);        }    }    //......}

harib11g:
  这里我们进一步改进,在键盘上按下键时,在窗口上显示相应的字符。方法:首先建立一个键盘字符表,将常用的字符放在里面,接着每按下一个键,根据键值相对字符‘0’的偏移,在表中寻找字符,然后输出到窗口即可。

static char keytable[0x54] = {//字符表    0,   0,   1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, -, ^, 0,   0,    Q, W, E, R, T, Y, U, I, O, P, @, [, 0,   0,   A, S,    D, F, G, H, J, K, L, ;, :, 0,   0,   ], Z, X, C, V,    B, N, M, ,, ., /, 0,   *, 0,    , 0,   0,   0,   0,   0,   0,    0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   7, 8, 9, -, 4, 5, 6, +, 1,    2, 3, 0, .    };if (256 <= i && i <= 511) {       /* FIFO中取出的额是键盘中断的数据 */    sprintf(s, "%02X", i - 256);   //在背景图层显示键值    putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 16, COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, 2);    if (i < 256 + 0x54) {        if (keytable[i - 256] != 0) {//在字符表中索引,输出相应的字符            s[0] = keytable[i - 256];            s[1] = 0;            putfonts8_asc_sht(sht_win, 40, 28, COL8_000000, COL8_C6C6C6, s, 1);        }    }}

harib11h:
  这里我们来做一个好玩的东西。在键盘上敲字符,然后输入到窗口中。像一个小的记事本一样的。直接上代码,我们修改bootpack.c中的内容。

//HariMain节选for (;;) {        io_cli();        if (fifo32_status(&fifo) == 0) {//缓冲区没有内容,            io_stihlt();          //CPU等着中断        } else {            i = fifo32_get(&fifo);   //获取缓冲区中断的内容            io_sti();            if (256 <= i && i <= 511) {                  /* 得到的是键盘的数据 */                sprintf(s, "%02X", i - 256);              //把键盘的键值输出到背景图层                putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 16, COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, 2);                if (i < 0x54 + 256) {                  //获得的键值是一般的字符                    if (keytable[i - 256] != 0 && cursor_x < 144) { /* 字符键值没有超出字母表的范围,而且当前窗口已输入字符少于16个(144/8) */                        s[0] = keytable[i - 256];           //HASH字符表keytable                        s[1] = 0;                    //把字符输出到窗口图层中                        putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, 28, COL8_000000, COL8_FFFFFF, s, 1);                        cursor_x += 8;                 //光标的位置向后移动8个像素(一个字符宽8个像素)                    }                }                if (i == 256 + 0x0e && cursor_x > 8) { /* 按下的是Backspace,并且光标没有到行首 */                                        /* 在光标后面的一个字符用‘ ’覆盖 */                    putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, 28, COL8_000000, COL8_FFFFFF, " ", 1);                    cursor_x -= 8;            //光标的位置迁移8个像素                }                /* 再次显示和刷新光标 */                boxfill8(sht_win->buf, sht_win->bxsize, cursor_c, cursor_x, 28, cursor_x + 7, 43);                sheet_refresh(sht_win, cursor_x, 28, cursor_x + 8, 44);            } else if (512 <= i && i <= 767) {           /* 获取的是鼠标动作的数据 */                if (mouse_decode(&mdec, i - 512) != 0) {     //获得鼠标数据放在MEDC中                    sprintf(s, "[lcr %4d %4d]", mdec.x, mdec.y);//把鼠标数据的X,Y坐标输出来                    if ((mdec.btn & 0x01) != 0) {//点击左键,                        s[1] = L;                    }                    if ((mdec.btn & 0x02) != 0) {//点击右键                        s[3] = R;                    }                    if ((mdec.btn & 0x04) != 0) {//按下滚轮                        s[2] = C;                    }                    //显示字符串S                    putfonts8_asc_sht(sht_back, 32, 16, COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, 15);                    mx += mdec.x;//鼠标移动到新的位置,不断跟新鼠标的坐标                    my += mdec.y;                    if (mx < 0) {//这几个是判断鼠标坐标的范围,不能超出窗口图层的范围                        mx = 0;                    }                    if (my < 0) {                        my = 0;                    }                    if (mx > binfo->scrnx - 1) {                        mx = binfo->scrnx - 1;                    }                    if (my > binfo->scrny - 1) {                        my = binfo->scrny - 1;                    }                    sprintf(s, "(%3d, %3d)", mx, my);//把新的鼠标坐标的位置输出                    putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 0, COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, 10);                    sheet_slide(sht_mouse, mx, my);  //接着调用图层移动函数,把窗口移动到鼠标点击的位置                }            } else if (i == 10) {             /* 10秒定时器超时,在背景图层显示"10[sec]" */                putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 64, COL8_FFFFFF, COL8_008484, "10[sec]", 7);            } else if (i == 3) {              /* 3秒定时器超时,在背景图层显示"3[sec]" */                putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 80, COL8_FFFFFF, COL8_008484, "3[sec]", 6);            } else if (i <= 1) {             /* 光标定时器超时 */                if (i != 0) {                    timer_init(timer3, &fifo, 0);   /* 初始化光标定时器,设置光标颜色白色 */                    cursor_c = COL8_000000;                } else {                    timer_init(timer3, &fifo, 1);   /* 初始化光标定时器,设置光标颜色黑色 */                    cursor_c = COL8_FFFFFF;                }                timer_settime(timer3, 50);       //接着设定光标定时器的时间50次计数                boxfill8(sht_win->buf, sht_win->bxsize, cursor_c, cursor_x, 28, cursor_x + 7, 43);                sheet_refresh(sht_win, cursor_x, 28, cursor_x + 8, 44);//刷新。count每计数50光标闪烁一次。            }        }    }

harib11i:
  这里我们使用鼠标来完成窗口的移动吧!还记得我们前面创建的图层移动函数sheet_slide()吗?我们获取鼠标点击位置的坐标,然后把坐标作为参数给函数sheet_slide()来实现窗口图层的移动。好了,我们来看看代码吧!

//HariMain节选            if (mouse_decode(&mdec, i - 512) != 0) {//把鼠标动作的三个字节的数据写到变量mdec中    //..............    if ((mdec.btn & 0x01) != 0) {    //如果按下了鼠标的左键        /* 调用图层移动函数,把窗口图层移动到鼠标的位置 */        sheet_slide(sht_win, mx - 80, my - 8);    }}

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