Antz系統更新地址： https://www.cnblogs.com/LexMoon/category/1262287.html
Linux內核源碼分析地址：https://www.cnblogs.com/LexMoon/category/1267413.html
Github項目地址：https://github.com/CasterWx/AntzOS
在前幾天的任務中，我們已經簡單實現了MBR，直接操作顯示器和硬盤操作來加載其他扇區的程序，如今已經可以進入保護模式了，並且編寫了我們自己的內核程序，接下來我們要完成界面的圖形化，在顯示屏中顯示鼠標字符桌面，並顯示一個終端界面。
效果如下：
現在我們已經簡單實現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屏幕顯示的原理，也就是在顯存固定位置寫入數據，這對於顯卡來說就是像素點。
如果屏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
為了方便實現圖像化，我將顯卡寫入的代碼使用C語言封裝成了函數，顏色定義為數組。
1 static unsigned char table_rgb[16 * 3] = { 2 0x00, 0x00, 0x00, /* 0:黑 */ 3 0xff, 0x00, 0x00, /* 1:梁紅 */ 4 .... 5 0x84, 0x00, 0x84, /* 13:暗紫 */ 6 0x00, 0x84, 0x84, /* 14:淺暗藍 */ 7 0x84, 0x84, 0x84 /* 15:暗灰 */ 8 };
這個數組對應了我們要顯示的顏色RGB值，將數組下標定義對應的枚舉值，可以更加方便使用。
要在顯示器顯示字體，可以使用putfont8_asc ()函數，它調用了putfont8()函數:
1 void putfonts8_asc(char *vram, int xsize, int x, int y, char c, unsigned char *s) 2 { 3 extern char hankaku[4096]; 4 /* C語言中，字符串都是以0x00結尾 */ 5 for (; *s != 0x00; s++) { 6 putfont8(vram, xsize, x, y, c, hankaku + *s * 16); 7 x += 8; 8 } 9 return; 10 }
鼠標指針實現是將其呈圖形化的寫入，函數init_mouse_cursor8()：
1 void init_mouse_cursor8(char *mouse, char bc) 2 3 { 4 static char cursor[16][16] = { 5 6 }; 7 int x, y; 8 9 for (y = 0; y < 16; y++) { 10 for (x = 0; x < 16; x++) { 11 if (cursor[y][x] == '*') { 12 mouse[y * 16 + x] = COL8_000000; 13 } 14 if (cursor[y][x] == 'O') { 15 mouse[y * 16 + x] = COL8_FFFFFF; 16 } 17 if (cursor[y][x] == '.') { 18 mouse[y * 16 + x] = bc; 19 } 20 } 21 } 22 return; 23 }
2 . GDT與lDT
GDT是在32位時16位尋址模式的改造，在學習匯編時，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，所以廠商們使用了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只有一張(一個處理器對應一個GDT)，GDT可以被放在內存的任何位置，但CPU必須知道GDT的入口，也就是基地址放在哪里，Intel的設計者門提供了一個寄存器GDTR用來存放GDT的入口地址，程序員將GDT設定在內存中某個位置之后，可以通過LGDT指令將GDT的入口地址裝入此寄存器，從此以后，CPU就根據此寄存器中的內容作為GDT的入口來訪問GDT了。GDTR中存放的是GDT在內存中的基地址和其表長界限。
基地址指定GDT表中字節0在線性地址空間中的地址，表長度指明GDT表的字節長度值。指令LGDT和SGDT分別用於加載和保存GDTR寄存器的內容。在機器剛加電或處理器復位后，基地址被默認地設置為0，而長度值被設置成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訪問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。然后用描述符表中的段基址加上邏輯地址（SEL:OFFSET）的OFFSET就可以轉換成線性地址，段選擇子中的TI值只有一位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）。
關於特權級的說明：任務中的每一個段都有一個特定的級別。每當一個程序試圖訪問某一個段時，就將該程序所擁有的特權級與要訪問的特權級進行比較，以決定能否訪問該段。系統約定，CPU只能訪問同一特權級或級別較低特權級的段。
例如給出邏輯地址：21h:12345678h轉換為線性地址
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；左后的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，則線性地址=11111111h+12345678h=23456789h
（3）局部描述符表LDT（Local Descriptor Table）
局部描述符表可以有若干張，每個任務可以有一張。我們可以這樣理解GDT和LDT：GDT為一級描述符表，LDT為二級描述符表。
關於GDT於IDT初始化的代碼，它們可以實現鼠標的移動，現在我還沒有去寫它，此次的任務只是顯示。
最新的Antz系統鏡像和代碼已經上傳到我的github了，這里只列舉出剩余的主要代碼。
#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; /* 計算畫面的中心坐標*/ 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(); /* 記錄中斷許可標志的值 */ io_cli(); /* 將中斷許可標志置為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); /* 復原中斷許可標志 */ 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，字符串都是以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] = { //鼠標圖形 }; 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; }