操作系统与网络实现 之十

显示字母与汉字

现在我们明白了字符是怎么存在的，是怎么被显示出来的，下面我们将实践这个过程。

一些准备工作。

新建目录：D:\GX\ya\include，这里将存放头文件。

boot.asm源码不变：

[BITS 16]                ;编译成16位的指令

[ORG 0x7C00]

jmp                 main

read_kernelloader:           ;读入 kernelloader 程序

push              es

.rkl:

mov               ax , 0x1000   ;kernelloader.bin 所在的段基址

mov               es , ax

mov               bx , 0    ;写入到内存0x1000:0000

mov               ah , 2

mov               dl , 0    ;驱动器号

mov               ch , 0    ;磁道

mov               cl , 2    ; 第2个扇区开始

mov               al , 2    ;读入扇区数,每个扇区为 512B

int               0x13

jc                .rkl

pop               es

ret

main:         ;主程序

mov               ax , 0x0    ;boot.asm 程序的段基址

mov               ds , ax

call              read_kernelload   ;读入 kernelloader 程序

jmp dword         0x1000:0   ;跳转到 kernelloader 处执行

times 510-($-$$) db 0

db 0x55

db 0xAA

修改kernelloader.asm，存放三个字符信息，并将其起始地址存入指定地址：0x10054,0x10058,0x1005c，源码如下：

[BITS 16]

jmp                 main

gdt_entries    equ    3           ;共有三个段描述符：null,os code32,os data32

pe            equ    1           ;bit PE in CR0

null          equ    0h

os_code32_sel equ    8h          ;1,gdt,rpl=00

os_data32_sel equ    10h         ;2,gdt,rpl=00

VESA:        times 256 db 0      ;分配一块区域存放 vesa 返回的信息，大小256，我们只需要其中的一个32位值

;汉字“小”的32个字节点阵信息

char01       db 0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x09,0x20,0x19,0x10,0x21,0x08,0x41,0x0C,0x81,0x04,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x05,0x00,0x02,0x00

;英文“Y”的16个字节点阵信息

char02       db 0x00,0x00,0x66,0x66,0x66,0x66,0x3C,0x18,0x18,0x18,0x18,0x3C,0x00,0x00,0x00,0x00

;英文“A”的16个字节点阵信息

char03       db 0x00,0x00,0x10,0x38,0x6C,0xC6,0xC6,0xFE,0xC6,0xC6,0xC6,0xC6,0x00,0x00,0x00,0x00

pdescr       times 6 db 0

gdt_table    times (gdt_entries*8) db 0

set_video_mode:             ;设置显卡模式

push              es

;设置显卡模式

mov               ax , 0x4f02

mov               bx , 0x4114      ;800X600 ( 5:6:5 )

int               0x10

;取得该模式下显卡地址

mov               bx , 0x1000

mov               es , bx

mov               di , VESA  ;es:di指向256空间，int 10h将在此填写数据

mov               ax , 0x4f01

mov               cx , 0x114

int               0x10

;第40个字节开始存有显卡地址0xe0000000,将此地址再存入指定的地址0x10050

mov               eax , [ es:VESA + 40 ]

;将此地址再存入指定的地址0x10050,因为实际运行中，在0x10040-0x10120都没有填入数据，都是可以利用的

mov               [ es:0x50 ] , eax            ;eax内容为 0xe0000000

pop               es

ret

set_char_addr:                                             ;将字符地址存入指定地方

push              es

mov               bx , 0x1000

mov               es , bx

mov               eax , char01 + 0x10000   ;第一个字符地址

mov               [ es:0x54 ] , eax         ;将此地址再存入指定的地址0x10054

mov               eax , char02 + 0x10000   ;第二个字符地址

mov               [ es:0x58 ] , eax         ;将此地址再存入指定的地址0x10058

mov               eax , char03 + 0x10000   ;第三个字符地址

mov               [ es:0x5c ] , eax         ;将此地址再存入指定的地址0x1005c

pop               es

ret

read_kernel:                                               ;读入 kernel 程序

push              es

.rk:

mov               ax , 0x8000                            ;kernel.bin 所在的段基址

mov               es , ax

mov               bx , 0                                  ;写入到内存0x8000:0000 物理地址=0x80000

mov               ah , 2

mov               dh , 0                                  ;磁头

mov               dl , 0                                  ;驱动器号

mov               ch , 0                                  ;磁道0

mov               cl , 4                                  ;第4个扇区开始

mov               al , 5      ;读入扇区数,每个扇区为 512B

int               0x13

jc                .rk

pop               es

ret

main:

mov ax,1000h

mov ds,ax

;设置显卡模式

call              set_video_mode

;将字符地址存入指定地方

call set_char_addr

;读入 kernel

call              read_kernel

;打开 A 20 地址线

mov               ax , 0x2401

int               0x15

;[1]built up GDT table

cli

mov  eax,gdt_table

;item 0:null descriptor,

mov  dword[eax],0

mov  dword[eax+4],0

add  eax,8

;item 1,OS code32 descriptor,

;Base=00000000h,limit=0ffh,G=1,D=1,type=a,dpl=0

mov  word[eax],0ffh

mov  word[eax+2],0

mov  byte[eax+4],00h

mov  byte[eax+5],09ah

mov  byte[eax+6],0c0h

mov  byte[eax+7],00h

add  eax,8

;item 2,OS data32 descriptor

;Base=00000000h,Limit=0fffffh,G=1,D=1,Type=2,DPL=0

mov  word[eax],0ffffh

mov  word[eax+2],0000h

mov  byte[eax+4],00h

mov  byte[eax+5],092h

mov  byte[eax+6],0cfh    ;高四位是G D 0 AVL，此处为1100 = c ,低四位是limit bit 16-19 此处为f

mov  byte[eax+7],00h

add  eax,8

;[2]built false GDT descriptor

mov  word[pdescr+0],(gdt_entries*8-1)

mov  dword[pdescr+2],gdt_table+00010000h

lgdt [pdescr]

;[3]enter into protected mode

;刷新CR0

mov eax,cr0

or  eax,pe

mov cr0,eax

jmp flush

flush:

mov ax,os_data32_sel

mov ds,ax

mov es,ax

mov ss,ax

mov fs,ax

mov gs,ax

jmp dword os_code32_sel:0x80000  ;跳转到0x8000:0000保护模式  物理地址0x80000

修改kernel.c，源码如下：

#include "..\include\graph.h"

unsigned short color ;

void ya_main()

{

//写字的颜色

color = rgb_mix( 0 , 255 , 255 ) ;

unsigned int x = 250 ;

unsigned int y = 50 ;

ya_draw_chinese(  x ,  y , 0x54 , color ) ;

ya_draw_english(  x + 16 , y + 2 , 0x58 , color ) ;

ya_draw_english(  x + 24 , y + 2 , 0x5c , color ) ;

}

增加graph.c，源码如下：

#include "..\include\graph.h"

unsigned int * addr = (int *)0x10050 ;

// 颜色合成函数

unsigned short rgb_mix( unsigned char r , unsigned char g , unsigned char b )

{

union{

unsigned int color ;

struct{

unsigned char b : 5 ;

unsigned char g : 6 ;

unsigned char r : 5 ;

}sa;

}ua;

ua.sa.r = r >> 3 ;

ua.sa.g = g >> 2 ;

ua.sa.b = b >> 3 ;

return ua.color ;

}

// 画点函数

void draw_dot( unsigned int x , unsigned int y , unsigned short color )

{

// 取得显卡地址

//unsigned short *video_addr ;

unsigned int mid = *addr ;

unsigned short * video_addr = (unsigned int *)mid ;

// 计算点的偏移量

unsigned int offset = y * 800 + x ;

//  *( video + offset ) = color ;

*( video_addr + offset ) = color ;

}

// 显示英文

void ya_draw_english( unsigned int x , unsigned int y , unsigned int addr_in_font , unsigned short color )

{

int ta = y ;

int tb = x ;

// addr_in_font是kernelloader.asm中字符指定存入的地址的偏移量

unsigned int *addr = ( unsigned int * )(0x10000 + addr_in_font);

unsigned int mid = *addr ;

unsigned char * english_font = (int *)mid ;

unsigned char font_char ;

for (int tc = 0; tc < 16; tc++) { // 一个英文 16 行

for (int td = 7; td >= 0; td--) { // 一行一个字节 八位

tb++ ;

if ((font_char = english_font[ tc ] & (1 << td))) {

draw_dot(tb, ta, color);

}

}

ta++; // 显示下一行

tb = x;

}

}

// 显示汉字

void ya_draw_chinese( unsigned int x , unsigned int y , unsigned int addr_in_font , unsigned short color )

{

int ta = y ;

int tb = x ;

unsigned int *addr = ( unsigned int * )(0x10000 + addr_in_font);

unsigned int mid = *addr ;

unsigned char * chinese_font = (int *)mid ;

unsigned char font_char ;

for (int tc = 0; tc < 16; tc++) { // 一个汉字16行

for (int te =0 ; te < 2; te++){  // 一行两个字节 十六位

for (int td = 7; td >= 0; td--) {

tb++ ;

if ((font_char = chinese_font[ tc*2 + te ] & (1 << td))) {

draw_dot(tb, ta, color);

}

}

}

ta++; // 显示下一行

tb = x;

}

}

boot.asm

[BITS 16]                                                  ;编译成16位的指令

[ORG 0x7C00]

jmp                 main

read_kernelloader:                                        ;读入 kernelloader 程序

push              es

.rkl:

mov               ax , 0x1000                            ;kernelloader.bin 所在的段基址

mov               es , ax

mov               bx , 0                                  ;写入到内存0x1000:0000

mov               ah , 2

mov               dl , 0                                  ;驱动器号

mov               ch , 0                                  ;磁道

mov               cl , 2                                  ; 第2个扇区开始

mov               al , 2                                  ;读入扇区数,每个扇区为 512B

int               0x13

jc                .rkl

pop               es

ret

main:                                                       ;主程序

mov               ax , 0x0                                ;boot.asm 程序的段基址

mov               ds , ax

call              read_kernelloader                              ;读入 kernelloader 程序

jmp dword         0x1000:0                                ;跳转到 kernelloader 处执行

times 510-($-$$) db 0

db 0x55

db 0xAA

在目录D:\GX\ya\include增加graph.h,源码如下：

#ifndef _GRAPH_H_

#define _GRAPH_H_

// 色调合成函数

unsigned short rgb_mix( unsigned char r , unsigned char g , unsigned char b ) ;

// 画点函数

void draw_dot( unsigned int x , unsigned int y , unsigned short color ) ;

// 显示英文

void ya_draw_english( unsigned int x , unsigned int y , unsigned int addr_in_font , unsigned short color ) ;

// 显示汉字

void ya_draw_chinese( unsigned int x , unsigned int y , unsigned int addr_in_font , unsigned short color ) ;

#endif

修改makefile

######################

#声明要编译的所有组成,这里的ya是本工程名称，可以取任何名字，这里就用ya

######################

ya:out/boot.bin out/kernelloader.bin out/kernel.asmo out/kernel.o out/graph.o out/kernel.ld  out/kernel.bin out/creat_img.exe out/write_in_img.exe A B C D

#开始对各部分编译，注意不是空格是Tab键

out/boot.bin:code/boot.asm

nasm code/boot.asm -o out/boot.bin

out/kernelloader.bin:code/kernelloader.asm

nasm code/kernelloader.asm -o out/kernelloader.bin

# 编译asm文件，生成中间文件

out/kernel.asmo:code/kernel.asm

nasm -f aout code/kernel.asm -o out/kernel.asmo

# 编译C文件，生成中间文件

out/kernel.o:code/kernel.c

gcc -fpack-struct -std=c99 -c code/kernel.c -o out/kernel.o

out/graph.o:code/graph.c

gcc -fpack-struct -std=c99 -Wno-packed-bitfield-compat -c code/graph.c -o out/graph.o

# 链接内核

out/kernel.ld:out/kernel.asmo out/kernel.o out/graph.o

ld  -Ttext 0x80000 -e start -o out/kernel.ld out/kernel.asmo out/kernel.o out/graph.o

# 生成可执行代码文件

out/kernel.bin:out/kernel.ld

objcopy -R .note -R .comment -S -O binary out/kernel.ld out/kernel.bin

# 制作内核映象文件

out/creat_img.exe:code/creat_img.c

gpp code/creat_img.c -o out/creat_img.exe

# 执行dos命令，在final目录下生成a.img文件

A:

out/creat_img.exe final/a.img

# 写入文件,argv[1]=目标文件 argv[2]=源文件  argv[3]=写入偏移量

#在DOS下用法: write.exe a.img kernelloader.bin 512

out/write_in_img.exe:code/write_in_img.c

gpp code/write_in_img.c -o out/write_in_img.exe

# 执行dos命令，向a.img写入代码，内容是boot.bin

# 写入磁盘位置从0偏移量起始,占1个扇区512字节

B:

out/write_in_img.exe final/a.img out/boot.bin 0

# 执行dos命令，向a.img写入代码，内容是kernelloader.bin

# boot.bin已经占用了512字节,写入磁盘位置从512偏移量起始,占2个扇区1024字节

C:

out/write_in_img.exe final/a.img out/kernelloader.bin 512

# 执行dos命令，向a.img写入代码，内容是kernel.bin

# boot.bin+kernelloader.bin已经占用了512+1024 = 1536字节,写入磁盘位置从1536偏移量起始，占1个扇区512字节

D:

out/write_in_img.exe final/a.img out/kernel.bin 1536

######################

运行模拟器，结果显示如图：

时间： 2024-10-26 04:32:41

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