Antz系统更新地址： https://www.cnblogs.com/LexMoon/category/1262287.html
Linux内核源码分析地址：https://www.cnblogs.com/LexMoon/category/1267413.html
Github项目地址：https://github.com/CasterWx/AntzOS
在前几天的任务中，我们已经简单实现了MBR，直接操作显示器和硬盘操作来加载其他扇区的程序，如今已经可以进入保护模式了，并且编写了我们自己的内核程序，接下来我们要完成界面的图形化，在显示屏中显示鼠标字符桌面，并显示一个终端界面。
效果如下：
现在我们已经简单实现了半终端半桌面的显示，虽然说非常Low，但也是Antz的一大步了。
1. 封装函数
在前几天我们已经说明了屏幕显示的原理，也就是在显存固定位置写入数据，这对于显卡来说就是像素点。
如果屏幕显示原理不清楚的可以参考第三天的：http://www.cnblogs.com/LexMoon/p/antz03.html
为了方便实现图像化，我将显卡写入的代码使用C语言封装成了函数，颜色定义为数组。
1 static unsigned char table_rgb[16 * 3] = {2 0x00, 0x00, 0x00, /* 0:黑 */3 0xff, 0x00, 0x00, /* 1:梁红 */4 ....5 0x84, 0x00, 0x84, /* 13:暗紫 */6 0x00, 0x84, 0x84, /* 14:浅暗蓝 */7 0x84, 0x84, 0x84 /* 15:暗灰 */8 };
这个数组对应了我们要显示的颜色RGB值，将数组下标定义对应的枚举值，可以更加方便使用。
要在显示器显示字体，可以使用putfont8_asc ()函数，它调用了putfont8()函数:
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语言中，字符串都是以0x00结尾 */5 for (; *s != 0x00; s++) {6 putfont8(vram, xsize, x, y, c, hankaku + *s * 16);7 x += 8;8 }9 return; 10 }
鼠标指针实现是将其呈图形化的写入，函数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与lDT
GDT是在32位时16位寻址模式的改造，在学习汇编时，我们所说的 段：偏移量（段x16+偏移量）寻址方式已经不能使用了，所以厂商们使用了GDT，在不改变段寄存器位数的情况下，完成了32位段寻址，就是利用GDT。
（1）全局描述符表GDT（Global Descriptor Table）
在整个系统中，全局描述符表GDT只有一张(一个处理器对应一个GDT)，GDT可以被放在内存的任何位置，但CPU必须知道GDT的入口，也就是基地址放在哪里，Intel的设计者门提供了一个寄存器GDTR用来存放GDT的入口地址，程序员将GDT设定在内存中某个位置之后，可以通过LGDT指令将GDT的入口地址装入此寄存器，从此以后，CPU就根据此寄存器中的内容作为GDT的入口来访问GDT了。GDTR中存放的是GDT在内存中的基地址和其表长界限。
基地址指定GDT表中字节0在线性地址空间中的地址，表长度指明GDT表的字节长度值。指令LGDT和SGDT分别用于加载和保存GDTR寄存器的内容。在机器刚加电或处理器复位后，基地址被默认地设置为0，而长度值被设置成0xFFFF。在保护模式初始化过程中必须给GDTR加载一个新值。
（2）段选择子（Selector）
由GDTR访问全局描述符表是通过“段选择子”（实模式下的段寄存器）来完成的。段选择子是一个16位的寄存器（同实模式下的段寄存器相同）
段选择子包括三部分：描述符索引（index）、TI、请求特权级（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，由这个位置再根据在GDTR中存储的描述符表基址就可以找到相应的描述符。然后用描述符表中的段基址加上逻辑地址（SEL:OFFSET）的OFFSET就可以转换成线性地址，段选择子中的TI值只有一位0或1，0代表选择子是在GDT选择，1代表选择子是在LDT选择。请求特权级（RPL）则代表选择子的特权级，共有4个特权级（0级、1级、2级、3级）。
关于特权级的说明：任务中的每一个段都有一个特定的级别。每当一个程序试图访问某一个段时，就将该程序所拥有的特权级与要访问的特权级进行比较，以决定能否访问该段。系统约定，CPU只能访问同一特权级或级别较低特权级的段。
例如给出逻辑地址：21h:12345678h转换为线性地址
a. 选择子SEL=21h=0000000000100 0 01b 他代表的意思是：选择子的index=4即100b选择GDT中的第4个描述符；TI=0代表选择子是在GDT选择；左后的01b代表特权级RPL=1
b. OFFSET=12345678h若此时GDT第四个描述符中描述的段基址（Base）为11111111h，则线性地址=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张，每个任务可以有一张。我们可以这样理解GDT和LDT：GDT为一级描述符表，LDT为二级描述符表。
关于GDT于IDT初始化的代码，它们可以实现鼠标的移动，现在我还没有去写它，此次的任务只是显示。
最新的Antz系统镜像和代码已经上传到我的github了，这里只列举出剩余的主要代码。
#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; /* 计算画面的中心坐标*/ 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(); /* 记录中断许可标志的值 */ io_cli(); /* 将中断许可标志置为0,禁止中断 */ 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); /* 复原中断许可标志 */ 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语言中，字符串都是以0x00结尾 */ 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] = { //鼠标图形 }; 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; }
