操作系统实验第五天：结构体、文字显示与GDT/IDT初始化

一、实验主要内容
内容1：接受启动信息
之前的bootpack.c中是将数字直接写入程序，但这些数字本身应该是从asmhead.nas先前保存下来的值中取。不然当画面模式改变时，程序就不能正确运行。

方框中括着的地址仅仅是为了与asmhead.nas保持一致才出现的。
内容2：试用结构体
采用之前的写法xsize = ((short)0x0ff4);修改代码后应该会使得代码的行数有所下降，但是像是使用了什么特殊技巧。我们还是尝试一下更加普通的写法。如下：

矩形圈住的部分中，binfo是以上面定义的结构体定义的变量的首地址。以这样的表达形式可以比较节省代码空间。这里要注意括号是不能省略的，不然会被误解为*（binfo.scrnx）。
内容3：试用箭头记号
除了(binfo).scrnx的表现手法，还可以用binfo->scrnx，被称之为箭头标记的方式。这样看上去代码还更简洁一些。
内容4：显示字符
字符可以用816的长方形像素点阵来表示。想象一个下图左边的数据，以这样的方式将图形转变成右边的数据。八位是一个字节，十六行是一个字符，也就是一个字节。

那这种字体数据是怎么写到程序里的呢？有一种临时方案：

这仅仅是将刚刚的0和1的排列，重写为十六进制数而已。但是读起来很费劲，暂时就先这样子。
用for语句，将画8个像素的程序循环16遍，就可以显示出一个字符了。制作函数如下：

前面和0x80,0x40,0x20等数字进行与操作的作用就是取单个的一位出来，如果这一位不是零，就将对应的像素块设置为c对应的颜色种类。，运行之后，可以看到在屏幕上显示出了A。

内容5：增加字体
我们的程序只能显示“A”而不能显示别的字符。所以决定沿用OSASK的字体数据。这次将hankaku.txt这个文本文件加入到源程序中。

当然，这既不是C语言，也不是汇编语言，所以需要专业的编译器。在这里就直接使用制作OSASK时曾经使用过的工具（makefont.exe）。
编译后生成hankaku.bin文件，因为它不是目标文件，所以要加上连接必需的接口信息，将它变成目标文件。A的字符编码是0x41，所以A的字体数据，放在自“hankaku+0x41 *16”开始的16字节里。
我们使用以上字体数据，向bootpack.c里添加了很多内容，代码如下：

这样子，就可以在屏幕上显示出ABC 123.如下：

内容6：显示字符串
显示了六个字符就写了这么多代码，不是很美观，所以制作函数如下：

函数可以把参数字符串循环打印出来，每打印一个位置向右移动8即可。
这样，把要打印出来的字符串直接带入函数即可。像如下这么写:

就可以有如下显示：

黑影其实就是错了个位换成黑色然后打印出来的相同的图案。
内容7：显示变量值
怎么显示变量的值呢？可以使用sprintf函数，这个函数不是按指定格式输出，而是将输出内容作为字符串写在内存中，是名为GO的C编译器附带的函数，它在制作者的精心设计之下能够不使用操作系统的任何功能，只对内存进行操作，所以可以应用于所有操作系统。
代码如下：

Sprintf函数参数中，s就是要写入的地址，写入的内容是后面引号的部分，binfo->scrnx的值是赋给了前面%d的部分。
下面这个函数则是将这个字符串输出到屏幕上的函数，和之前的用法是一样的。
最后输出如下：

内容8：显示鼠标指针
思路和显示字符是差不多的。
首先，将鼠标指针的大小定为1616.定下来之后，就简单了。先准备1616=256字节的内存，然后往里面写入鼠标指针的数据。我们把程序写在init_mouse_cursor8里，如下：

要将背景色显示出来，还需要作成下面这个函数。，也就是将buf中的数据复制到vram中。

vram和vxsize是关于VRAM的信息。他们的值分别是0xa0000和320。
pxsize和pysize是想要显示的图形的大小，所以都是16。
px0,py0指定图形在画面上的显示位置。
buf和bxsize分别制定图形的存放地址和每一行含有的像素数。
然后运行，一切正常：

内容9：GDT与IDT的初始化
要想让鼠标动起来，首先要将GDT和 IDT初始化。那么什么是GDT IDT呢？
它们都是与CPU有关的设定，再说它们之前先要说一下分段。
所谓分段，打个比方，就是按照自己喜欢的方式，将合计4GB的内存分成很多块，每一块的起始地址都看作0。这样，任何程序都可以先写上一句ORG 0.这样分割出来的块，就叫做段。
曾经用16位的时候，如果计算地址，只需要将地址乘以16就可以了，但是现在是32位，不能继续那么用。如果还是MOV AL,[DS:EBX]的形式，CPU会往EBX中加上某个值来计算，这个值是DS所表示的段的起始地址。
按这样的方法，想要表示一个段，需要有以下信息：
1)段的大小是多少
2）段的起始地址在哪里
3）段的管理属性（禁止写入，禁止执行，系统专用等）
想要表示这些信息需要八个字节，即64位，但是段寄存器只有16位。所以可以模仿调色板的做法。也就是说，先有一个段号，存放在段寄存器中，然后设定好段号和段的对应关系。
段号怎么设定呢？这是对于CPU的设定，不需要像调色板那样使用io_out。但因为能够使用0-8191的范围，即可以定义8192个段，所以设定这些段就需要65532字节，将之存储到内存，这64KB的数据就被称作GDT。
GDT是“global descriptor table”的缩写，意思是全局段号记录表。将这些数据整齐地排列在内存的某个地方，然后将内存的起始地址和有效设定个数放在CPU中被称作GDTR的特殊寄存器中，设定完成。
IDT是“interrupt descriptor table”的缩写，直译过来就是“中断记录表”。当CPU遇到外部状况变化，或者是内部偶然发生某些错误时，会临时切换过去处理这种突发事件。中断处理机制解决了CPU使用“查询”这种处理方法可能无法及时响应的问题。
后面则是对GDT,IDT的一个初始化的部分。
这次实验的内容大致如此。
二、遇到的问题及解决方法
关于操作上的问题这次并没有碰到什么，按着步骤来即可。关于知识点上倒是有些问题。
问题1：关于GDT和IDT的储存大小为什么是这么大？
发现是自己看书没有看认真，其实在前面就说了GDT的大小就是那大小为64KB的数据，存储全局段号用的。IDT的大小也就是取决于我们规定的中断的号码所占据的内存。

问题2：之前在说ORG时从来没提过DS,现在又说了DS，为什么
查询有关资料，应该是之前的DS在未被提及时默认为零，之前也没有涉及到相关知识，所以就没有说。
三、程序设计创新点
1、创新点1
如果想要显示自己除了这些字符以外的字符，应该怎么设置。
因为自己设定的字符没有对应的ASII码，所以只能通过hankaku + 数值*16的形式去进行输出，比如我想设置一个字符‘王’,字符设置和代码如下：

运行结果如下：

创新点2：想知道在使用sprintf的情况下可不可以输出汉字，尝试如下：

运行结果如下：

可以看出还是不可以的。这应该还是前面编译器的问题，编译器不能识别出汉字，也无法转换并显示出来。