Пишем свою операционную систему. Bugfix и printf
Приветствую всех своих читателей! Недавно заметил ошибку в написанном нами ещё давно startup.asm: аргументы передавались не в том порядке, в котором их принимает kernel_main. Это не проявлялось бы, пока мы не начали использовать значения этих аргументов. Вот правильная версия: format ELF
public _start
extrn kernel_main
section ".text" executable
_start:
movzx edx, dl
push ebx
push esi
push edx
lgdt [gdtr]
call kernel_main
add esp, 3 * 4
@@:
cli
hlt
jmp @b
section ".data" writable
gdt:
dq 0
dq 0x00CF9A000000FFFF
dq 0x00CF92000000FFFF
gdtr:
dw $ - gdt
dd gdt Одного исправления ошибки маловато для нового выпуска, поэтому добавлю сюда и немного приятного для разработчиков функционала. Во-первых, макросы для работы с портами: outportb, outportw, outportl, inportb, inportw, inportl. Они служат для чтения или записи значений в порты ввода-вывода и позволяет сделать основной код ядра понятнее, уменьшив количество ассемблерных вставок (хотя итоговый код будет тем же самым). Новый stdlib.h выглядит так: #ifndef STDLIB_H
#define STDLIB_H
typedef enum {
false = 0,
true = 1
} bool;
#define NULL ((void*)0)
typedef unsigned char uint8;
typedef signed char int8;
typedef unsigned short uint16;
typedef signed short int16;
typedef unsigned long uint32;
typedef signed long int32;
typedef unsigned long long uint64;
typedef signed long long int64;
#ifdef __x86_64__
typedef uint64 size_t;
#else
typedef uint32 size_t;
#endif
#define min(a, b) (((a) > (b)) ? (b) : (a))
#define max(a, b) (((a) > (b)) ? (a) : (b))
#define outportb(port, value) asm("outb %b0, %w1"::"a"(value),"d"(port));
#define outportw(port, value) asm("outw %w0, %w1"::"a"(value),"d"(port));
#define outportl(port, value) asm("outl %0, %w1"::"a"(value),"d"(port));
#define inportb(port, out_value) asm("inb %w1, %b0":"=a"(value):"d"(port));
#define inportw(port, out_value) asm("inw %w1, %w0":"=a"(value):"d"(port));
#define inportl(port, out_value) asm("inl %w1, %0":"=a"(value):"d"(port));
void memset(void *mem, char value, size_t count);
void memset_word(void *mem, uint16 value, size_t count);
void memcpy(void *dest, void *src, size_t count);
int memcmp(void *mem1, void *mem2, size_t count);
void *memchr(void *mem, char value, size_t count);
size_t strlen(char *str);
void strcpy(char *dest, char *src);
void strncpy(char *dest, char*src, size_t max_count);
int strcmp(char *str1, char *str2);
char *strchr(char *str, char value);
#endif Код функции move_cursor из tty.c стал проще и понятнее: void move_cursor(unsigned int pos) {
cursor = pos;
if (cursor >= tty_width * tty_height) {
cursor = (tty_height - 1) * tty_width;
memcpy(tty_buffer, tty_buffer + tty_width, tty_width * tty_height * sizeof(TtyChar));
memset_word(tty_buffer + tty_width * (tty_height - 1), (text_attr << 8) + ' ', tty_width);
}
outportb(tty_io_port, 0x0E);
outportb(tty_io_port + 1, cursor >> 8);
outportb(tty_io_port, 0x0F);
outportb(tty_io_port + 1, cursor & 0xFF);
} Ну и наконец главное новшество этого выпуска - реализация ограниченной поддержки функции printf. До этого момента у нас не было способа выводить форматированный текст, лишь готовые строки, теперь у нас появится большая свобода действий. Новый заголовочный файл tty.h: #ifndef TTY_H #define TTY_H void init_tty(); void out_char(char chr); void out_string(char *str); void clear_screen(); void set_text_attr(char attr); void move_cursor(unsigned int pos); void printf(char *fmt, ...); #endif Для написания функции с переменным числом аргументов потребуется включаемый файл stdarg.h. Пожалуй, это единственный файл стандартной библиотеки Си, который мы можем позволить себе включить в наше ядро. Он не требует наличия libc, а содержит лишь набор макросов. Начало tty.c немного изменяется: #include <stdarg.h>
#include "stdlib.h"
#include "tty.h"
typedef struct {
uint8 chr;
uint8 attr;
} TtyChar;
unsigned int tty_width;
...Для начала необходимо добавить в конец этого файла ряд вспомогательных определений для организации преобразования числа в строку перед выводом: const char digits[] = "0123456789ABCDEF";
char num_buffer[65];
char *int_to_str(size_t value, unsigned char base) {
size_t i = sizeof(num_buffer) - 1;
num_buffer[i--] = '\0';
do {
num_buffer[i--] = digits[value % base];
value = value / base;
} while (value);
return &num_buffer[i + 1];
}Эта функция позволяет преобразовать число value в строковое представление в любой системе счисления от 2 до 16. Она возвращает указатель на строку с числом. Следует использовать её или же скопировать в другое место до следующего вызова int_to_str, потому что этот адрес находится внутри глобальной переменной. Ну и, наконец, самая главная функция - printf (её следует описать после int_to_str): void printf(char *fmt, ...) {
va_list args;
va_start(args, fmt);
while (*fmt) {
if (*fmt == '%') {
fmt++;
size_t arg = va_arg(args, size_t);
switch (*fmt) {
case '%':
out_char('%');
break;
case 'c':
out_char(arg);
break;
case 's':
out_string((char*)arg);
break;
case 'b':
out_string(int_to_str(arg, 2));
break;
case 'o':
out_string(int_to_str(arg, 8));
break;
case 'd':
out_string(int_to_str(arg, 10));
break;
case 'x':
out_string(int_to_str(arg, 16));
break;
}
} else {
out_char(*fmt);
}
fmt++;
}
va_end(args);
} Наш printf понимает следующие форматы: Вывод вещественных чисел, точность, выравнивание не поддерживаются, потому что кода писать придётся много, а функционал в итоге всё равно нам не пригодится. Функция kernel_main из main.c теперь может выглядеть так: void kernel_main(uint8 boot_disk_id,
void *memory_map, BootModuleInfo *boot_module_list) {
init_tty();
set_text_attr(15);
printf("Welcome to MyOS!\n");
printf("Boot disk id is %d\n", boot_disk_id);
printf("Memory map at 0x%x\n", memory_map);
printf("Boot module list at 0x%x\n", boot_module_list);
printf("String is %s, char is %c, number is %d, hex number is 0x%x", __DATE__, 'A', 1234, 0x1234);
} А результат выполнения такого когда виден ниже:
Теперь вы получили больший простор для экспериментов с ядром. В следующем выпуске, как я и обещал, вы рассмотрим обработку прерываний и клавиатурный ввод. До встречи! |
| В избранное | ||
