利用C语言绘制操作系统图像界面
阅读博客的朋友可以参看视频：
Linux kernel Hacker, 从零构建自己的内核
有了C语言这一利器后，不多多拿来用，那就太对不起前面的一系列努力了。那么怎么表现C语言的强大功能呢，如果还只是一味的在界面上输出几行字符，那太没意思，考虑到，我们的目标是做出像windows那样具备舒心的图像用户界面那样的系统，所以在这一节，我们由字符模式切换入画面模式，初步体验下，那些绚丽多彩的图像界面是如何发展而成的。
要想由字符模式转入图形模式，我们需要操作硬件，特别是向显卡发送命令，让其进入图形显示模式，就如同前面我们所做的，要操作硬件，一般需要使用BIOS调用，以下几行就是打开VGA显卡色彩功能的代码：
mov al, 0x13h
mov ah, 0x00
int 0x10其中al 的值决定了要设置显卡的色彩模式，下面是一些常用的模式设置：
1. 0x03, 16色字符模式
2. 0x12, VGA图形模式, 640 * 480 * 4位彩色模式，独特的4面存储模式
3. 0x13, VGA图形模式, 320 * 200 * 8位彩色模式，调色板模式
4. 0x6a, 扩展VGA图形模式， 800 * 600 * 4彩色模式
我们采用的是0x13模式，其中320*200*8 中，最后的数值8表示的是色彩值得位数，也就是我们可以用8位数值表示色彩，总共可以显示256种色彩。
系统显存的地址是0x000a0000，当我们执行上面几句代码后，望显存地址写入数据，那么屏幕就会出现相应的变化了。
我们先看看内核的汇编代码部分(kernel.asm)：
%include "pm.inc"org 0x9000jmp LABEL_BEGIN[SECTION .gdt]; 段基址 段界限 属性
LABEL_GDT: Descriptor 0, 0, 0
LABEL_DESC_CODE32: Descriptor 0, SegCode32Len - 1, DA_C + DA_32
LABEL_DESC_VIDEO: Descriptor 0B8000h, 0ffffh, DA_DRW
LABEL_DESC_VRAM: Descriptor 0, 0ffffffffh, DA_DRW
LABEL_DESC_STACK: Descriptor 0, TopOfStack, DA_DRWA+DA_32GdtLen equ $ - LABEL_GDT
GdtPtr dw GdtLen - 1dd 0SelectorCode32 equ LABEL_DESC_CODE32 - LABEL_GDT
SelectorVideo equ LABEL_DESC_VIDEO - LABEL_GDT
SelectorStack equ LABEL_DESC_STACK - LABEL_GDT
SelectorVram equ LABEL_DESC_VRAM - LABEL_GDT[SECTION .s16]
[BITS 16]
LABEL_BEGIN:mov ax, csmov ds, axmov es, axmov ss, axmov sp, 0100hmov al, 0x13mov ah, 0int 0x10xor eax, eaxmov ax, csshl eax, 4add eax, LABEL_SEG_CODE32mov word [LABEL_DESC_CODE32 + 2], axshr eax, 16mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 4], almov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 7], ah;set stack for C languagexor eax, eaxmov ax, csshl eax, 4add eax, LABEL_STACKmov word [LABEL_DESC_STACK + 2], axshr eax, 16mov byte [LABEL_DESC_STACK + 4], almov byte [LABEL_DESC_STACK + 7], ahxor eax, eaxmov ax, dsshl eax, 4add eax, LABEL_GDTmov dword [GdtPtr + 2], eaxlgdt [GdtPtr]cli ;关中断in al, 92hor al, 00000010bout 92h, almov eax, cr0or eax , 1mov cr0, eaxjmp dword SelectorCode32: 0[SECTION .s32][BITS 32]LABEL_SEG_CODE32:;initialize stack for c codemov ax, SelectorStackmov ss, axmov esp, TopOfStackmov ax, SelectorVrammov ds, axC_CODE_ENTRY:%include "write_vga.asm"io_hlt: ;void io_hlt(void);HLTRETSegCode32Len equ $ - LABEL_SEG_CODE32[SECTION .gs]
ALIGN 32
[BITS 32]
LABEL_STACK:
times 512 db 0
TopOfStack equ $ - LABEL_STACK解释下上面代码，我们设置了一个描述符,LABEL_DESC_VRAM, 这个描述符对应的内存起始地址是0，长度是0xffffffff，也就是我们把整个4G内存当做一段可读可写的内存，有了这个设置后，我们在C语言里就可以随意读写内存的任何地方。
LABEL_DESC_STACK 这个描述符用来设置一段可读可写的内存，它的起始地址是LABEL_STACK， 可以看到，程序通过语句：times 512 db 0
初始化了512字节的内存。C语言的运行，特别是函数调用时，是需要一个堆栈来传递参数的，所以，要运行C语言，我们首先需要为其配置一个堆栈，该描述符所对应的这512自己内存就是给C语言使用的，由于堆栈只有512字节，在后面我们使用C语言写的代码中，函数的局部变量大小不能超过512字节，例如下面的代码可能就要出错了：
void fun() {char buf[513];
}语句%include write_vga.asm”， 表明，我们要开发的C代码文件叫write_vga.c, 我们写完C代码后，会使用上一节的步骤将它编译成汇编，然后include到我们当前的汇编文件里，统一编译成可执行内核。
最后一小块代码：
io_hlt: ;void io_hlt(void);
HLT
RET
作用是进入死循环，HLT指令会让系统进入休眠状态。
导入C语言
硬件，堆栈等基层设施通过汇编准备就绪后，我们可以使用C语言开发图形功能了。显示器的每一个像素对应一个点，一个点可以显示256种不同的颜色，因此，只要我们给每个点设置成相应的颜色，那么最终就可以绘制出特定的图像。
我们看看如何用C语言写入显存从而操作屏幕图像，write_ram.c:
void CMain(void) {int i;char*p = 0;for (i = 0xa0000; i <= 0xaffff; i++) {p = i;*p = i & 0x0f; }for(;;) {io_hlt();}}
代码中，我们将指针P指向地址0xa0000, 这个地址正好就是vga显存地址，vga显存地址从0xa0000开始，直到0xaffff结束，总共64k.接着语句:
*p = i & 0x0f 将一个数值写入显存，这个值可以是0-256中任意一个数值，我们代码里是将i的最后4位作为像素颜色写入显存，这个值是任意的，大家可以随意设置。
在Ubuntu中写出上面代码后，通过命令编译成二进制文件：
gcc -m32 -fno-asynchronous-unwind-tables -s -c -o write_vga.asm write_vga.c
于是在目录下会生成write_vga.o二进制文件，接着使用objconv进行反汇编：
./objconv -fnasm write_vga.asm write_vga.o
反汇编后代码如下:
; Disassembly of file: write_vga.o
; Tue Sep 13 10:30:14 2016
; Mode: 32 bits
; Syntax: YASM/NASM
; Instruction set: 80386global CMain: functionextern io_hlt ; nearSECTION .text align=1 execute ; section number 1, codeCMain: ; Function beginpush ebp ; 0000 _ 55mov ebp, esp ; 0001 _ 89. E5sub esp, 24 ; 0003 _ 83. EC, 18mov dword [ebp-0CH], 0 ; 0006 _ C7. 45, F4, 00000000mov dword [ebp-10H], 655360 ; 000D _ C7. 45, F0, 000A0000jmp ?_002 ; 0014 _ EB, 17?_001: mov eax, dword [ebp-10H] ; 0016 _ 8B. 45, F0mov dword [ebp-0CH], eax ; 0019 _ 89. 45, F4mov eax, dword [ebp-10H] ; 001C _ 8B. 45, F0and eax, 0FH ; 001F _ 83. E0, 0Fmov edx, eax ; 0022 _ 89. C2mov eax, dword [ebp-0CH] ; 0024 _ 8B. 45, F4mov byte [eax], dl ; 0027 _ 88. 10add dword [ebp-10H], 1 ; 0029 _ 83. 45, F0, 01
?_002: cmp dword [ebp-10H], 720895 ; 002D _ 81. 7D, F0, 000AFFFFjle ?_001 ; 0034 _ 7E, E0
?_003: call io_hlt ; 0036 _ E8, FFFFFFFC(rel)jmp ?_003 ; 003B _ EB, F9
; CMain End of functionSECTION .data align=1 noexecute ; section number 2, dataSECTION .bss align=1 noexecute ; section number 3, bss
在上面代码中去掉以section 开始的指令，这些指令会影响我们把当前汇编结合入内核kerne.asm.
同时去掉开头的两句：
global CMain: function
extern io_hlt
因为我们要把两个汇编文件结合成一个，所以这两句声明是多余的。做完这些后，再用nasm编译kernel.asm:
nasm -o kernel.bat kernel.asm
于是本地目录下，内核文件就编译好了。
接着运行java工程，生成虚拟软盘，运行结果如下：
大家注意看，kernel.bat写入了两个扇区，也就是说，我们内核的大小已经超过了512字节。此时我们需要修改一下内核加载器，让内核加载器一次读入两个扇区才能把内核完全加载入内存，打开boot.asm，将readFloppy中的：
mov ah, 0x02
mov al, 1
改成：
mov al, 2
也就是一次读取两个扇区的内容，修改后再次编译boot.asm:
nasm -o boot.bat boot.asm
最后再次运行java程序，此时生成的虚拟软盘中，才会包含完整的内核文件。启动虚拟机，加载虚拟软盘后，运行情况如下：
大家可以看到，屏幕显示出了条纹状图像。
本节所以代码均可在网易云课堂上下载：
Linux kernel Hacker, 从零构建自己的内核
利用C语言绘制操作系统图像界面相关推荐
- linux下c语言写界面,利用C语言绘制操作系统图像界面
有了C语言这一利器后,不多多拿来用,那就太对不起前面的一系列努力了.那么怎么表现C语言的强大功能呢,如果还只是一味的在界面上输出几行字符,那太没意思,考虑到,我们的目标是做出像windows那样具备舒 ...
- Python：利用python语言绘制多个子图经典案例、代码实现之详细攻略
Python:利用python语言绘制多个子图经典案例.代码实现之详细攻略 目录 利用python语言绘制多个子图代码实现.经典案例 1.绘制多个子图框架 多个子图绘制的经典案例 1.绘制多个直方图 ...
- 利用C语言绘制正弦函数
在已经会利用C语言绘制余弦函数的基础上,我们来进一步探索如何利用C语言绘制正弦函数. 问题分析: 很自然的,我们想到将acos(y)换成asin(y),不就可以把画余弦函数换成画正弦函数了吗.可是,事 ...
- lisp 非对称缓和曲线_利用AutoLISP语言绘制带缓和曲线的铁路曲线平面图
利用 AutoLISP 语言绘制带缓和曲线的铁路曲线平面图 [ 摘要 ] 通过 AutoLISP 编程方法的剖析 , 探讨了基于 Visual LISP(VLISP) 编程软件环境下 , 利用 Aut ...
- 利用Go语言上传图像并生成缩略图
承前文:Go语言中对图像进行缩放 //利用Go语言上传图像并生成缩略图 func upload(w http.ResponseWriter, req *http.Request, link strin ...
- 如何使用C语言绘制函数图像
如何用C语言画出函数图像 安装easyX https://easyx.cn/这是easyX的库,下载安装程序安装即可 绘制思想 绘制数学图形最简单的思想就是将各个点绘制出来就可以了. 代码 #incl ...
- eeglab教程系列(11)-利用光谱选项绘制ERP图像
1.在ERP中按Phase Value对Trials进行排序 eeglab默认按照trial在实验过程中出现的顺序排列.在pop_erpimage.m界面上,清除Epoch-sorting field ...
- eeglab中文教程系列(10)-利用光谱选项绘制ERP图像
目录 1.在ERP中按Phase Value对Trials进行排序 2.在ERP中按Phase Value对Trials进行排序 本教程为脑机学习者Rose发表于公众号:脑机接口社区 .QQ交流群:9 ...
- 利用C语言绘制余弦函数
绘制余弦曲线 要求:在屏幕上用"*"(星号)显示0°~360°的余弦函数cos(x)曲线.(不使用数组) 问题分析与算法设计 对一般的显示器来说,只能按行输出,即:输出第一行信息后 ...
最新文章
- 一文读懂图像局部特征点检测算法
- ISA Server 2006速战速决实验指南（4）创建元素－内容类型、计划
- 使用chpasswd命令批量修改系统用户密码
- apt-clone：备份已安装的软件包并在新的 Ubuntu 系统上恢复它们
- DevExpress XtraGrid RepositoryItemCheckEdit 复选框多选的解决方法（转）
- GPS拓展无线同步模块GSYN1000系列在广域同步测量的应用方案
- JS-元素大小深入学习-offset、client、scroll等学习研究笔记
- mysql 主从 单表_MySQL主从复制单表或者多表
- 关键系统进程 C:\Windows\system32\lsass.exe 失败，状态代码是 255。现在必须重新启动计算机。
- Unity 资源商店无法登陆，提示链接失效 的解决办法
- 构建自己的人脉网络——高科技人才在跨国大公司的生存之道（四）
- 1.《天空之城》- 尤克里里指弹入门版
- Android项目中加入弹幕功能
- android 首字母 验证码,Android 验证码功能实现代码
- 目标2025：通信产业在能源变局中拥抱智能未来
- Lab颜色空间及其应用
- 如何禁止计算机用户修改时间,win10禁止用户修改系统时间的方法
- 会声会影导出视频跳帧一卡一卡解决办法
- The 2021 Sichuan Provincial 四川省赛 L. Spicy Restaurant(多源bfs)
- 【鼠标移动到上面自动显示提示信息文字】