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)
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：
