系统程序正常启动(系统程序无法正常启动)

30天写一个操作系统day01「笔记」

30天自制操作系统day02：将二进制操作系统映像用汇编/C重写

30天自制操作系统day03：如何用C来代替汇编写操作系统

30天自制操作系统day04：用C来控制画面显示

30天自制操作系统day05:操作系统界面上面显示文字和鼠标

30天自制操作系统day06:控制鼠标

30天自制操作系统day07:使鼠标指针可移动

30天自制操作系统day08:对键盘进行响应

30天自制操作系统day09: 内存管理

30天自制操作系统day10:利用图层重绘解决覆盖擦除问题

30天自制操作系统day11: 多窗口

30天自制操作系统day12: 初步认识定时器Timer并优化「1」

30天自制操作系统day13: 对超时器进行优化

30天自制操作系统day14: 在大分辨率的屏幕上打字

30天自制操作系统day15:多任务并行1

30天自制操作系统day16:多任务并行的完善

30天自制操作系统day17-day18:命令行窗口以及dir命令

30天自制操作系统，进行到今天，day19，就一多半了。

目前为止，实现了多任务并行控制器，并且利用这个多任务并行控制器完成了一个命令行程序。

到此，一个操作系统的基本雏形就完成了。为什么说包含了操作系统的基本雏形？

对照 linux操作系统0.11版本，你会发现：

要说现在的操作系统缺少哪些必要模块？就是网络模块和文件系统了。

其实文件系统模块在day18已经着手开发了，但是也只是对文件的名字进行读取。

今天我们就来读取文件的内容并显示。

所以，今天主要是完成type软件，在type命令里实现对文件内容的读取，并显示。

按照一下顺序展开：

我们看看windows上的type命令。

文件夹下有很多文件，其中有个文件叫做text.txt.txt，其内容是:30 days make a OS

使用type test.txt.txt就把文件内容显示出来了

我们今天的目标就是做一个type出来。

还是首先分析一下这个事情如何做：

分析完，发现操作系统本身的代码逻辑不需要更改，只需要研究一下文件是如何存放在软盘上就行了。

昨天读取文件名字和大小时，用到了文件信息结构体

struct FILEINFO {unsigned char name[8], ext[3], type;char reserve[10];unsigned short time, date, clustno;unsigned int size;};

这个结构体里的clustno就是指文件在软盘里的存放的具体位置，它是簇号码。

有了clustno，就可以计算出具体的位置了

位置 = clustno x 512 + 0x3e00

比如如何读取得出clustno=2，那么所存放的位置就是2x512+0x3e00=0x4200了

那现在文件内容的首地址为0x4200,文件长度为size,那么就可以把文件逐个读出了

编写一个type命令出来：

console_task(){ ... // 如果是type命令if (cmdline[0] == 't' && cmdline[1] == 'y' && cmdline[2] == 'p' &&cmdline[3] == 'e' && cmdline[4] == ' ') {for (y = 0; y < 11; y++) {s[y] = ' ';}y = 0; // 从cmdline的第5位开始，记录要显示的文件名for (x = 5; y < 11 && cmdline[x] != 0; x++) {if (cmdline[x] == '.' && y <= 8) {y = 8;// 保证文件名在s中至少占3个字符} else {s[y] = cmdline[x];if ('a' <= s[y] && s[y] <= 'z') {// 如果是小写字符，则转化为大写 // 因为在内存里，统一保存的是大写s[y] -= 0x20;} y++;}}// 遍历225个文件信息结构for (x = 0; x < 224; ) {if (finfo[x].name[0] == 0x00) {break;}if ((finfo[x].type & 0x18) == 0) { //找到与s中保存的文件名同名的FILEINFOfor (y = 0; y < 11; y++) {if (finfo[x].name[y] != s[y]) {goto type_next_file;}}break; }type_next_file:x++;}if (x < 224 && finfo[x].name[0] != 0x00) {//获取文件大小y = finfo[x].size; //利用公式计算出文件位置p = (char *) (finfo[x].clustno * 512 + 0x003e00 + ADR_DISKIMG);cursor_x = 8;for (x = 0; x < y; x++) {//逐个读出并显示s[0] = p[x];s[1] = 0;putfonts8_asc_sht(sheet, cursor_x, cursor_y, COL8_FFFFFF, COL8_000000, s, 1);cursor_x += 8;if (cursor_x == 8 + 240) {cursor_x = 8;cursor_y = cons_newline(cursor_y, sheet);}}} else {putfonts8_asc_sht(sheet, 8, cursor_y, COL8_FFFFFF, COL8_000000, "File not found.", 15);cursor_y = cons_newline(cursor_y, sheet);}cursor_y = cons_newline(cursor_y, sheet);}}..

在45行找到了文件内容的首地址，在47行开始的for循环里，把内容里的字符逐个打印出来了。

我们运行一下试试效果：

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显示中有乱码，首先我们想到我们对制表符0x09,换行符0x0a,回车符号0x0d没有进行处理。

这些字符是需要专门处理的,那么再加上对这些特殊字符处理的操作：

if (x < 224 && finfo[x].name[0] != 0x00) {y = finfo[x].size;p = (char *) (finfo[x].clustno * 512 + 0x003e00 + ADR_DISKIMG);cursor_x = 8;for (x = 0; x < y; x++) {s[0] = p[x];s[1] = 0;if (s[0] == 0x09) {//如果碰到文件内容里有制表符for (;;) {putfonts8_asc_sht(sheet, cursor_x, cursor_y, COL8_FFFFFF, COL8_000000, " ", 1);cursor_x += 8;if (cursor_x == 8 + 240) {cursor_x = 8;cursor_y = cons_newline(cursor_y, sheet);}if (((cursor_x - 8) & 0x1f) == 0) {break;}}} else if (s[0] == 0x0a) {// 换行符cursor_x = 8;cursor_y = cons_newline(cursor_y, sheet);} else if (s[0] == 0x0d) {// 回车符，回到行开头，我们在换行符里已经实现了// 这里不做操作}

按照现在的显示程序，如果文件超过512个字节，很可能就会出错。

因为FAT的存在，File Allocation Table, 文件位置表。

为什么有这个表的存在？

因为我们往磁盘上存文件时，并不是把文件存放在连续的簇中的，我们可以把文件存放在不连续的簇中。

所以，读取文件时，每读取512字节后，都需要重新查表获取存放文件内容的下一个蔟号

这个表通常存放在文件开头部分。

FAT[2]是当读取完蔟号为2时对应的时，后面的内容所存放的簇号=FAT[2]，内容的存放地址。

要想真正准确无误的把一个大于512字节的文件内容正确读出，应该在读取文件的一开始，就先从文件磁盘开头把FAT表读取出来。

其实从文件开头读取字符，还无法得到FAT表。还要对读取出来的字符进行如下方式的计算：

// 读取文件的fat表// img是文件的首地址// 比如haribote.sys的首地址就是0x0010 0200void file_readfat(int *fat, unsigned char *img){int i, j = 0; //遍历前1440*3个字节 //以内磁盘容量是2880个512 // 每3个字节，就可以得到fat表中的两个值，两个值可以指向512*2=1K的容量 // 这样1440*个字节，就可以得到长度为2880的fat表，可以指向1440K的容量 // 那么，如果内的硬盘是1T，你应该能够计算出，你的fat表的长度吧？ // 其实就是fat表的长度为：1T/512for (i = 0; i < 2880; i += 2) { // 这里一次去3个字节：第0个，第1个，第2个 // 将第1个字节的低4位放在第0个字节的左边，形成一个三字节的数，这就是fat[i+0]fat[i + 0] = (img[j + 0] | img[j + 1] << 8) & 0xfff; // 将第1个字节的高四位放在第3个字节的右边，形成一个三字节的数，这就是fat[i+1]fat[i + 1] = (img[j + 1] >> 4 | img[j + 2] << 4) & 0xfff;j += 3;}return;}

利用以上函数，我们成功的读出了软盘的FAT表。

有了这个FAT表，我们就可以读取大文件的全部内容了。

// 利用fat表读取文件的全部内容void file_loadfile(int clustno, int size, char *buf, int *fat, char *img){int i; // 启动一个for循环for (;;) {if (size <= 512) {//如果文件还剩下没有读出的内容小于512，那么直接读出for (i = 0; i < size; i++) {buf[i] = img[clustno * 512 + i];}break;} // 如果还剩下的部分文件大于512for (i = 0; i < 512; i++) { // 则读取clustno*512位置的512个字符buf[i] = img[clustno * 512 + i];} // 读取了512，就在size中减去512，size中记录还有多少字节没读出size -= 512;buf += 512;// buf记录已经读出的字节数clustno = fat[clustno];// 从fat表中去取出下一个512字节内容所在的簇号}return;}

至此，我们就利用FAT表完成了对大文件的读取。

然后把新写的两个函数用在 console_task函数中

void console_task(struct SHEET *sheet, unsigned int memtotal){ ... //读取FAT表file_readfat(fat, (unsigned char *) (ADR_DISKIMG + 0x000200));...for (;;) {... } else if (strncmp(cmdline, "type ", 5) == 0) { ... if (x < 224 && finfo[x].name[0] != 0x00) {p = (char *) memman_alloc_4k(memman, finfo[x].size); // 利用fat表读取文件内容 file_loadfile(finfo[x].clustno, finfo[x].size, p, fat, (char *) (ADR_DISKIMG + 0x003e00));... memman_free_4k(memman, (int) p, finfo[x].size);} ...}}

这样通过FAT表来对文件内容的读取才是正确的。

FAT表就是今天新学的知识点了

那么到这里，我们完成了文件内容的读取了。

完成文件内容的读取意味着什么？

意味着如果一个文件里存放的是代码。我们就可以把这个代码读取出来，读取到内存中

把代码读取到内存中意味着什么？意味着如果我们用一个TSS把代码所在地址放入GDT中，然后再加上一个jmp指令，这个代码就能运行了。

就是说：这个原本存放在文件里的代码，就可以被我们正确的运行了

如果想多任务的并行运行，就可以从任务管理器里拿出一个任务与TSS绑定，然后task_run就可以把任务放到并行运行的任务队列里了

这也太酷了吧。

我们总结一下：

这就是运行一个应用程序的步骤啊。

那就来写代码吧

假设我们已经写好了一个程序，保存在了文件HLT.HRB中

我们想通过命令hlt来运行文件HLT.HRB中的文件，如图所示：

代码可以这样写：

if (strcmp(cmdline, "hlt") == 0) {// 如果命令行输入hlt// for (y = 0; y < 11; y++) {s[y] = ' ';}s[0] = 'H';s[1] = 'L';s[2] = 'T';s[8] = 'H';s[9] = 'R';s[10] = 'B'; //找到文件HLT.HRB的 FILEINFOfor (x = 0; x < 224; ) {if (finfo[x].name[0] == 0x00) {break;}if ((finfo[x].type & 0x18) == 0) {for (y = 0; y < 11; y++) {if (finfo[x].name[y] != s[y]) {goto hlt_next_file;}}break; }hlt_next_file:x++;}if (x < 224 && finfo[x].name[0] != 0x00) {p = (char *) memman_alloc_4k(memman, finfo[x].size); // 读取HLT.HRB的内内容到内存的p位置file_loadfile(finfo[x].clustno, finfo[x].size, p, fat, (char *) (ADR_DISKIMG + 0x003e00));// 把p放到GDT表的1003位置 // 因为任务管理器把3-1002号位置使用了，所以我们只能使用1003号位置了 set_segmdesc(gdt + 1003, finfo[x].size - 1, (int) p, AR_CODE32_ER);// 跳转到1003*8位置，执行HLT.HRB中的程序 farjmp(0, 1003 * 8); //执行完，释放文件内容所占内存memman_free_4k(memman, (int) p, finfo[x].size);} else {putfonts8_asc_sht(sheet, 8, cursor_y, COL8_FFFFFF, COL8_000000, "File not found.", 15);cursor_y = cons_newline(cursor_y, sheet);}cursor_y = cons_newline(cursor_y, sheet);

读取文件后，只需要两步：放入GDT，跳转到GDT。

那如果想多任务并行的执行应用程序呢？按照一下4步

比刚才多了一些操作，把我们的多任务管理器用上就行了。

用上多任务管理器，不用自己操作GDT和JMP,多任务管理器就帮我们自动的JMP了。

并且还是与其他程序并行的。

这太棒了

在自己的操作系统上运行程序了。

那如何制作HLT.HRB呢？

新建一个文件hlt.nas

在其内写入：

[BITS 32]fin:HLTJMP fin

这是一个无限循环程序，每次循环执行HLT。

然后，用 nask对其进行编译，生成hlt.hrb.

这个后缀我们自己可以定。可以把它定位hlt.exe,也可以定位hlt.dos。

自己随便定。

编译好之后，再把这个hlt.hrb文件复制到软盘中。

这里编译和复制到软盘中，Makefile文件里，应该加上这些代码：

把hlt.nas编译为hlt.hrb

hlt.hrb : hlt.nas Makefile$(NASK) hlt.nas hlt.hrb hlt.lst

把hlt.hrb复制到软盘中：

haribote.img : ipl10.bin haribote.sys hlt.hrb Makefile$(EDIMG) imgin:../../../tolset/z_tools/fdimg0at.tek \wbinimg src:ipl10.bin len:512 from:0 to:0 \copy from:haribote.sys to:@: \copy from:ipl10.nas to:@: \copy from:make.bat to:@: \copy from:hlt.hrb to:@: \ 这里，把 hlt.hrb复制到镜像文件haribote.img,自然就会被复制到软盘中了imgout:haribote.img

该改动的地方都改完了，我们运行一下，看看效果：

视频加载中...

到这里，今天的内容就结束了

总结在视频中，文章中就不说了

明天day20，我们开始着手在操作系统上，开发应用程序。