OS作成奮闘記day4

今回は色をカラフルにしてあげるところからスタートします。C言語をゴリゴリ実装していくのでとても楽しみです。
bootpack.c

void io_hlt(void);
void io_cli(void);
void io_out8(int port, int data);
int io_load_eflags(void);
void io_store_eflags(int eflags);

void init_palette(void);
void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgd);

void HariMain(void)
{
    int i;
    char *p;

    init_palette();

    p = (char *) 0xa0000;

    for (i = 0; i <= 0xffff; i++) {
        p[i] = i & 0x0f;
    }

    for (;;) {
        io_hlt();
    }
    
}

void init_palette(void)
{
    static unsigned char table_rgb[16 * 3] = {
        0x00, 0x00, 0x00,   /* 0:black */
        0xff, 0x00, 0x00,   /* 1:light red */
        0x00, 0xff, 0x00,   /* 2:light green */
        0xff, 0xff, 0x00,   /* 3:light yellow */
        0x00, 0x00, 0xff,   /* 4:light blue */
        0xff, 0x00, 0xff,   /* 5:light puple */
        0x00, 0xff, 0xff,   /* 6:light sky blue */
        0xff, 0xff, 0xff,   /* 7:white */
        0xc6, 0xc6, 0xc6,   /* 8:light grey */
        0x84, 0x00, 0x00,   /* 9:dark green */
        0x00, 0x84, 0x00,   /* 10:dark green */
        0x84, 0x84, 0x00,   /* 11:dark yellow */
        0x00, 0x00, 0x84,   /* 12:dark blue */
        0x84, 0x00, 0x84,   /* 13:dark puple */
        0x00, 0x84, 0x84,   /* 14:dark sky blue */
        0x84, 0x84, 0x84    /* 15:dark grey */
    };
    set_palette(0, 15, table_rgb);
    return;
}

void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgb)
{
    int i, eflags;
    eflags = io_load_eflags();
    io_cli();
    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);
    return;
}

続いては、
void io_cli(void)
void io_out8(int port, int data)
int io_load_eflags(void)
void io_store_eflags(int eflags)
の4つを実装していくためにnaskfunc.nasを修正します。
naskfunc.nas

; naskfunc
; TAB=4

[FORMAT "WCOFF"]
[INSTRSET "i486p"]
[BITS 32]
[FILE "naskfunc.nas"]

        GLOBAL  _io_hlt, _io_cli, _io_sci, _io_stihlt
        GLOBAL  _io_in8, _io_in16, _io_in32
        GLOBAL  _io_out8, _io_out16, _io_out32
        GLOBAL  _io_load_eflags, _io_store_eflags

; object file

[FILE "naskfunc.nas"]

; function

[SECTION .text]

_io_hlt:
        HLT
        RET

_io_cli:
        CLI
        RET

_io_sti:
        STI
        HLT
        RET

_io_in8:
        MOV     EDX,[ESP+4]
        MOV     EAX,0
        IN      AL,DX
        RET

_io_in16:
        MOV     EDX,[ESP+4]
        MOV     EAX,0
        IN      AX,DX
        RET

_io_in32:
        MOV     EDX,[ESP+4]
        IN      EAX,DX
        RET
        
_io_out8:
        MOV     EDX,[ESP+4]
        MOV     AL,[ESP+8]
        OUT     DX,AL
        RET

_io_out16:
        MOV     EDX,[ESP+4]
        MOV     EAX,[ESP+8]
        OUT     DX,AX
        RET

_io_out32:
        MOV     EDX,[ESP+4]
        MOV     EAX,[ESP+8]
        OUT     DX,EAX
        RET

_io_load_eflags:
        PUSHFD
        POP     EAX
        RET

_io_store_eflags:
        MOV     EAX,[ESP+4]
        PUSH    EAX
        POPFD
        RET

これで画面のしましまのいろが変わりました。
続いて四角形を描画していきます。ここではdefineでvramの番地をあらかじめ決めています。
bootpack.c

void io_hlt(void);
void io_cli(void);
void io_out8(int port, int data);
int io_load_eflags(void);
void io_store_eflags(int eflags);

void init_palette(void);
void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgd);
void boxfill8(unsigned char *vram, int xsize, unsigned char c, int x0, int y0, int x1, int y1);

#define COL8_000000  0
#define COL8_FF0000  1
#define COL8_00FF00  2
#define COL8_FFFF00  3
#define COL8_0000FF  4
#define COL8_FF00FF  5
#define COL8_00FFFF  6
#define COL8_FFFFFF  7
#define COL8_C6C6C6  8
#define COL8_840000  9
#define COL8_008400  10
#define COL8_848400  11
#define COL8_000084  12
#define COL8_840084  13
#define COL8_008484  14
#define COL8_848484  15


void HariMain(void)
{
    int i;
    char *p;

    init_palette();

    p = (char *) 0xa0000;

    boxfill8(p, 320, COL8_FF0000, 20, 20, 120, 120);
    boxfill8(p, 320, COL8_00FF00, 70, 50, 170, 150);
    boxfill8(p, 320, COL8_0000FF, 120, 80, 220, 180);

    for (;;) {
        io_hlt();
    }
    
}

void init_palette(void)
{
    static unsigned char table_rgb[16 * 3] = {
        0x00, 0x00, 0x00,   /* 0:black */
        0xff, 0x00, 0x00,   /* 1:light red */
        0x00, 0xff, 0x00,   /* 2:light green */
        0xff, 0xff, 0x00,   /* 3:light yellow */
        0x00, 0x00, 0xff,   /* 4:light blue */
        0xff, 0x00, 0xff,   /* 5:light puple */
        0x00, 0xff, 0xff,   /* 6:light sky blue */
        0xff, 0xff, 0xff,   /* 7:white */
        0xc6, 0xc6, 0xc6,   /* 8:light grey */
        0x84, 0x00, 0x00,   /* 9:dark green */
        0x00, 0x84, 0x00,   /* 10:dark green */
        0x84, 0x84, 0x00,   /* 11:dark yellow */
        0x00, 0x00, 0x84,   /* 12:dark blue */
        0x84, 0x00, 0x84,   /* 13:dark puple */
        0x00, 0x84, 0x84,   /* 14:dark sky blue */
        0x84, 0x84, 0x84    /* 15:dark grey */
    };
    set_palette(0, 15, table_rgb);
    return;
}

void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgb)
{
    int i, eflags;
    eflags = io_load_eflags();
    io_cli();
    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);
    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;
}

これで四角形が出てきました。
つぎはタスクバーを表示させるところです。
四角形を出すところで定義したbpxfill8関数を使っていきます。

bootpack.c

void HariMain(void)
{
    char *vram;
    int xsize, ysize;

    init_palette();
    vram = (char *) 0xa0000;
    xsize = 320;
    ysize = 200;

    boxfill8(vram, xsize, COL8_008484,  0,          0,           xsize - 1,   ysize - 29);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_C6C6C6,  0,          ysize - 28,  xsize - 1,   ysize - 28);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_FFFFFF,  0,          ysize - 27,  xsize - 1,   ysize - 27);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_C6C6C6,  0,          ysize - 26,  xsize - 1,   ysize -  1);

    boxfill8(vram, xsize, COL8_FFFFFF,  3,          ysize - 24,  59,          ysize - 24);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_FFFFFF,  2,          ysize - 24,   2,          ysize -  4);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_848484,  3,          ysize -  4,  59,          ysize -  4);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_848484, 59,          ysize - 23,  59,          ysize -  5);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_000000,  2,          ysize -  3,  59,          ysize -  3);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_000000, 60,          ysize - 24,  60,          ysize -  3);

    boxfill8(vram, xsize, COL8_848484, xsize - 47,  ysize - 24,  xsize -  4,   ysize - 24);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_848484, xsize - 47,  ysize - 23,  xsize - 47,   ysize -  4);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_FFFFFF, xsize - 47,  ysize -  3,  xsize -  4,   ysize -  3);
    boxfill8(vram, xsize, COL8_FFFFFF, xsize -  3,  ysize - 24,  xsize -  3,   ysize -  3);

    for (;;) {
        io_hlt();
    }
    
}

これでOSっぽくなりました。
達成感半端ないです！

本では五日目に突入しました。
asmhead.nasの値を取得するために少しbootpack.cを改造します。
bootpack.c

void HariMain(void)
{
    char *vram;
    int xsize, ysize;
    short *binfo_scrnx, *binfo_scrny;
    int *binfo_vram;

    init_palette();
    binfo_scrnx = (short *) 0x0ff4;
    binfo_scrny = (short *) 0x0ff6;
    binfo_vram = (int *) 0x0ff8;
    xsize = *binfo_scrnx;
    ysize = *binfo_scrny;
    vram = (char *) *binfo_vram;

次は構造体を使用してHariMain関数の行数を削りました。

struct BOOTINFO {
    char cyls, leds, vmode, reserve;
    short scrnx, scrny;
    char *vram;
};

void HariMain(void)
{
    char *vram;
    int xsize, ysize;
    struct BOOTINFO *binfo;

    init_palette();
    binfo = (struct BOOTINFO *) 0x0ff0;
    xsize = (*binfo).scrnx;
    ysize = (*binfo).scrny;
    vram = (*binfo).vram;

あまり削れてないような。 さら削るためにアロー演算子を使ってみます

void HariMain(void)
{
    struct BOOTINFO *binfo = (struct BOOTINFO *) 0x0ff0;
 
    init_palette();
    init_screen(binfo->vram, binfo->scrnx, binfo->scrny);

    for (;;) {
        io_hlt();
    }
    
}

またinit_screen関数を定義してboxfill8(vram, x, COL8_008484, 0, 0, x - 1, y - 29);の文を小分けにしました。

void init_screen(char *vram, int x, int y)
{
    boxfill8(vram, x, COL8_008484,  0,          0,       x - 1,    y - 29);
    boxfill8(vram, x, COL8_C6C6C6,  0,          y - 28,  x - 1,    y - 28);
    boxfill8(vram, x, COL8_FFFFFF,  0,          y - 27,  x - 1,    y - 27);
    boxfill8(vram, x, COL8_C6C6C6,  0,          y - 26,  x - 1,    y -  1);

    boxfill8(vram, x, COL8_FFFFFF,  3,          y - 24,  59,       y - 24);
    boxfill8(vram, x, COL8_FFFFFF,  2,          y - 24,   2,       y -  4);
    boxfill8(vram, x, COL8_848484,  3,          y -  4,  59,       y -  4);
    boxfill8(vram, x, COL8_848484, 59,          y - 23,  59,       y -  5);
    boxfill8(vram, x, COL8_000000,  2,          y -  3,  59,       y -  3);
    boxfill8(vram, x, COL8_000000, 60,          y - 24,  60,       y -  3);

    boxfill8(vram, x, COL8_848484, x - 47,      y - 24,  x -  4,   y - 24);
    boxfill8(vram, x, COL8_848484, x - 47,      y - 23,  x - 47,   y -  4);
    boxfill8(vram, x, COL8_FFFFFF, x - 47,      y -  3,  x -  4,   y -  3);
    boxfill8(vram, x, COL8_FFFFFF, x -  3,      y - 24,  x -  3,   y -  3);
    return;
}

プロト関数も忘れずにつけましょう。

void init_palette(void);
void set_palette(int start, int end, unsigned char *rgd);
void boxfill8(unsigned char *vram, int xsize, unsigned char c, int x0, int y0, int x1, int y1);
void init_screen(char *vram, int x, int y);

実装過程
・　57a54599e9dedb9733ffbfdcb8a75f72732b31c7