昨天写的内核在屏幕上没有我们输出的东西，今天就来想办法显示点什么
文字的显示
要显示东西就涉及到显卡了，显卡有两种模式，文本模式和图形模式，现在基本都是图形模式用得多，但是我们这个就用文本模式了，毕竟不涉及ui啥的
文本的显示规则
显卡通电后就自动初始化了80\ * 25分辨率的文本模式，即一屏25行，一行80个字符
之前说过内存地址空间不是全部映射到主存的，有一部分映射到外部设备，0xB8000～0xBFFFF就是映射到显卡文本模式的显存的地址空间
从0xB8000开始，每两个字节对应屏幕上的一个字符，从第一行开始，字符在内存中的存储形式叫内码，第一个字符对应字符的ASCII码，第二个控制字符的颜色等等信息，每一位都有不同的含义，如下图: (图片来自教程)
除了显存之外，显卡还有一些控制单元，这些单元没有映射在cpu寻址的4GB空间里，需要使用in / out命令来读写，这部分寄存器的访问规则是:
- 通过0x3D4端口来设置寄存器索引，就是要访问哪一个寄存器
- 通过0x3D5端口来设置寄存器的值
端口读写函数
这些要用in / out命令访问的寄存器用c的代码显然是不行的，只能用汇编实现，这里选择在c里面内嵌汇编代码参考汇编语言和C语言混合编程和内联汇编
libs/common.c
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| #include "common.h"
inline void outb (uint16_t port, uint8_t value)
{
asm volatile ("outb %1,%0"::"dN"(port), "a"(value));
}
inline uint8_t inb (uint16_t port)
{
uint8_t ret;
asm volatile ("inb %1,%0":"=a"(ret):"dN"(port));
return ret;
}
inline uint16_t inw (uint16_t port)
{
uint16_t ret;
asm volatile ("inw %1,%0":"=a"(ret):"dN"(port));
return ret;
}
|
include/common.h
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| #ifndef INCLUDE_COMMON_H_
#define INCLUDE_COMMON_H_
#include "types.h"
void outb (uint16_t port, uint8_t value);
uint8_t inb (uint16_t port);
uint16_t intw (uint16_t port);
#endif
|
头文件前面的那个ifndef和define是为了防止在不同的文件中include了同一个头文件会出现的重复定义错误
函数前面的inline是建议编译器把函数当成内联函数来编译，即在函数的调用处进行代码展开，而不是传统函数调用
颜色定义和屏幕操作函数
是颜色定义的枚举和一些屏幕控制函数的声明
include/console.h
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| #ifndef INCLUDE_CONSOLE_H_
#define INCLUDE_CONSOLE_H_
#include "types.h"
typedef
enum real_color {
rc_black = 0,
rc_blue = 1,
rc_green = 2,
rc_cyan = 3,
rc_red = 4,
rc_magenta = 5,
rc_brown = 6,
rc_light_grey = 7,
rc_dark_grey = 8,
rc_light_blue = 9,
rc_light_green = 10,
rc_light_cyan = 11,
rc_light_red = 12,
rc_light_magenta = 13,
rc_light_brown = 14,
rc_white = 15
} real_color_t;
void console_clear();
void console_putc_color(char c, real_color_t back, real_color_t fore);
void console_write(char *cstr);
void console_write_color(char *cstr, real_color_t back, real_color_t fore);
void console_write_hex(uint32_t n, real_color_t back, real_color_t fore);
void console_write_dec(uint32_t n, real_color_t back, real_color_t fore);
#endif
|
drivers/console.c
定义一些变量，static修饰代表只在该文件内生效
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| static uint16_t *video_memory = (uint16_t *)0xB8000;
static uint8_t cursor_x = 0;
static uint8_t cursor_y = 0;
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输入光标的移动
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static void move_cursor ()
{
uint16_t cursorLocation = cursor_y * 80 + cursor_x;
outb(0x3D4, 14);
outb(0x3D5, cursorLocation >> 8);
outb(0x3D4, 15);
outb(0x3D5, cursorLocation);
}
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清屏操作
清屏就是把所有字符用黑底白字的空格填充，然后把光标移动到最前面就行了
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| void console_clear()
{
uint8_t attribute_byte = (0 << 4) | (15 & 0x0f);
uint16_t blank = 0x20 | (attribute_byte << 8);
int i;
for (i = 0; i < 80 * 25; i++)
{
video_memory[i] = blank;
}
cursor_x = cursor_y = 0;
move_cursor();
}
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屏幕滚动
只需要将所有行内容往上移动一格，最后一行填充空格
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static void scroll()
{
int i;
uint8_t attribute_byte = (0 << 4) | (15 & 0x0f);
uint16_t blank = 0x20 | (attribute_byte << 8);
if (cursor_y >= 25)
{
for (i = 0; i < 24 * 80; i++)
{
video_memory[i] = video_memory[i + 80];
}
for (i = 24 * 80; i < 25 * 80; i++)
video_memory[i] = blank;
cursor_y--;
}
}
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显示字符串
注意对换行符等等一些符号的处理
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void console_putc_color(char c, real_color_t back, real_color_t fore)
{
uint8_t back_color = (uint8_t) back;
uint8_t fore_color = (uint8_t) fore;
uint8_t attribute_byte = (back_color << 4) | (fore_color & 0x0f);
uint16_t attirbute = attribute_byte << 8;
if (c == 0x08 && cursor_x)
cursor_x--;
else if (c == 0x09)
cursor_x = (cursor_x + 4) & ~(4 - 1);
else if (c == '\r')
cursor_x = 0;
else if (c == '\n')
{
cursor_x = 0;
cursor_y++;
} else if (c >= ' ')
{
video_memory[cursor_y * 80 + cursor_x] = c | attirbute;
cursor_x++;
}
if (cursor_x >= 80)
{
cursor_x = 0;
cursor_y++;
}
scroll();
move_cursor();
}
void console_write(char *cstr)
{
while (*cstr)
{
console_putc_color(*cstr++, rc_black, rc_white);
}
}
void console_write_color(char *cstr, real_color_t back, real_color_t fore)
{
while (*cstr)
{
console_putc_color(*cstr++, back, fore);
}
}
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输出数字
做一下进制转换当字符串输出就行了
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| / 屏幕输出一个十六进制的整型数
void console_write_hex(uint32_t n, real_color_t back, real_color_t fore)
{
uint8_t data[8];
int16_t len = 0;
while (n)
{
data[len++] = n % 16;
n /= 16;
}
len--;
console_putc_color('0', back, fore);
console_putc_color('x', back, fore);
while (len >= 0)
{
if (data[len] < 10)
console_putc_color(data[len] + '0', back, fore);
else
console_putc_color(data[len] - 10 + 'A', back, fore);
len--;
}
}
void console_write_dec(uint32_t n, real_color_t back, real_color_t fore)
{
uint8_t data[10];
int16_t len = 0;
while (n)
{
data[len++] = n % 10;
n /= 10;
}
len--;
while (len >= 0)
{
console_putc_color(data[len] + '0', back, fore);
len--;
}
}
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测试
修改一下init / entry.c
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| #include "console.h"
int kern_entry()
{
console_clear();
console_write_color("Hello, OS kernel!\n", rc_black, rc_green);
console_write_dec(128, rc_black, rc_green);
console_putc_color('\n', rc_black, rc_green);
console_write_hex(128, rc_black, rc_green);
return 0;
}
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最终的成果
