[读书笔记]30 天自制操作系统 day8 鼠标控制与32位模式切换

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#操作系统 #读书笔记

本文介绍了一个简单的操作系统环境下如何处理鼠标事件及其实现32位保护模式的方法。主要内容包括：鼠标的事件解析及屏幕上的移动，从实模式到保护模式的转换过程，以及相关内存布局。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

1. 鼠标解读

  1. 一个鼠标事件实际上会产生 3 个byte 的数据， 可以借助缓冲区 unsigned char mouse_dbuf[3]， 对其数据进行输出显示
  2. 同时为了提高代码可读性， 采用 MOUSE_DEC 结构体对其进行封装
  3. 鼠标的三个字节数据保存在 buf[3] 中， 其中 buf[0] 的 低3 bit 表征鼠标的按键状态， buf[1], buf[2] 表征鼠标 x, y 的相对移动
  4. 鼠标移动代码：
void HariMain(void)
{
    struct BOOTINFO *binfo = (struct BOOTINFO *) ADR_BOOTINFO;
    char s[40], mcursor[256], keybuf[32], mousebuf[128];
    int mx, my, i;
    struct MOUSE_DEC mdec;

    init_gdtidt();
    init_pic();
    io_sti(); /* IDT/PICの初期化が終わったのでCPUの割り込み禁止を解除 */
    fifo8_init(&keyfifo, 32, keybuf);
    fifo8_init(&mousefifo, 128, mousebuf);
    io_out8(PIC0_IMR, 0xf9); /* PIC1とキーボードを許可(11111001) */
    io_out8(PIC1_IMR, 0xef); /* マウスを許可(11101111) */

    init_keyboard();

    init_palette();
    init_screen8(binfo->vram, binfo->scrnx, binfo->scrny);
    mx = (binfo->scrnx - 16) / 2; /* 画面中央になるように座標計算 */
    my = (binfo->scrny - 28 - 16) / 2;
    init_mouse_cursor8(mcursor, COL8_008484);
    putblock8_8(binfo->vram, binfo->scrnx, 16, 16, mx, my, mcursor, 16);
    sprintf(s, "(%3d, %3d)", mx, my);
    putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 0, COL8_FFFFFF, s);

    enable_mouse(&mdec);

    for (;;) {
        io_cli();
        if (fifo8_status(&keyfifo) + fifo8_status(&mousefifo) == 0) {
            io_stihlt();
        } else {
            if (fifo8_status(&keyfifo) != 0) {
                i = fifo8_get(&keyfifo);
                io_sti();
                sprintf(s, "%02X", i);
                boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484,  0, 16, 15, 31);
                putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 16, COL8_FFFFFF, s);
            } else if (fifo8_status(&mousefifo) != 0) {
                i = fifo8_get(&mousefifo);
                io_sti();
                if (mouse_decode(&mdec, i) != 0) {
                    /* データが3バイト揃ったので表示 */
                    sprintf(s, "[lcr %4d %4d]", mdec.x, mdec.y);
                    if ((mdec.btn & 0x01) != 0) {
                        s[1] = 'L';
                    }
                    if ((mdec.btn & 0x02) != 0) {
                        s[3] = 'R';
                    }
                    if ((mdec.btn & 0x04) != 0) {
                        s[2] = 'C';
                    }
                    boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 32, 16, 32 + 15 * 8 - 1, 31);
                    putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 32, 16, COL8_FFFFFF, s);
                    /* マウスカーソルの移動 */
                    boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, mx, my, mx + 15, my + 15); /* マウス消す */
                    mx += mdec.x;
                    my += mdec.y;
                    if (mx < 0) {
                        mx = 0;
                    }
                    if (my < 0) {
                        my = 0;
                    }
                    if (mx > binfo->scrnx - 16) {
                        mx = binfo->scrnx - 16;
                    }
                    if (my > binfo->scrny - 16) {
                        my = binfo->scrny - 16;
                    }
                    sprintf(s, "(%3d, %3d)", mx, my);
                    boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 0, 0, 79, 15); /* 座標消す */
                    putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 0, COL8_FFFFFF, s); /* 座標書く */
                    putblock8_8(binfo->vram, binfo->scrnx, 16, 16, mx, my, mcursor, 16); /* マウス描く */
                }
            }
        }
    }
}

显示效果：
这里写图片描述

2. 通往32bit模式之路

  1. 这里主要分析一下 asmhead.nas 的一些内容

  2. 代码如下：

    ; haribote-os boot asm
; TAB=4

BOTPAK  EQU     0x00280000      ; bootpackのロード先
DSKCAC  EQU     0x00100000      ; ディスクキャッシュの場所
DSKCAC0 EQU     0x00008000      ; ディスクキャッシュの場所（リアルモード）

; 设定基本信息的存放地址
CYLS    EQU     0x0ff0          ; ブートセクタが設定する
LEDS    EQU     0x0ff1
VMODE   EQU     0x0ff2          ; 色数に関する情報。何ビットカラーか？
SCRNX   EQU     0x0ff4          ; 解像度のX
SCRNY   EQU     0x0ff6          ; 解像度のY
VRAM    EQU     0x0ff8          ; グラフィックバッファの開始番地

        ORG     0xc200          ; このプログラムがどこに読み込まれるのか

; 设定显卡的显示模式， 并将相应参数写入到内存的相应位置   
        MOV     AL,0x13         ; VGAグラフィックス、320x200x8bitカラー
        MOV     AH,0x00
        INT     0x10
        MOV     BYTE [VMODE],8  ; 画面モードをメモする（C言語が参照する）
        MOV     WORD [SCRNX],320
        MOV     WORD [SCRNY],200
        MOV     DWORD [VRAM],0x000a0000

; 获取 BIOS 的LED 显示状态 
        MOV     AH,0x02
        INT     0x16            ; keyboard BIOS
        MOV     [LEDS],AL   

; 设置 PIC 状态
        MOV     AL,0xff
        OUT     0x21,AL
        NOP                     ; OUT命令を連続させるとうまくいかない機種があるらしいので
        OUT     0xa1,AL

        CLI                     ; さらにCPUレベルでも割り込み禁止

; 让 cpu 可以访问 1MB 以上的内存空间
        CALL    waitkbdout
        MOV     AL,0xd1
        OUT     0x64,AL
        CALL    waitkbdout
        MOV     AL,0xdf         ; enable A20
        OUT     0x60,AL
        CALL    waitkbdout

; 切换CPU 模式为 保护模式    
[INSTRSET "i486p"]              ; 486の命令まで使いたいという記述

        LGDT    [GDTR0]         ; 暫定GDTを設定
        MOV     EAX,CR0
        AND     EAX,0x7fffffff  ; bit31を0にする（ページング禁止のため）
        OR      EAX,0x00000001  ; bit0を1にする（プロテクトモード移行のため）
        MOV     CR0,EAX
        JMP     pipelineflush
pipelineflush:
        MOV     AX,1*8          ;  読み書き可能セグメント32bit
        MOV     DS,AX
        MOV     ES,AX
        MOV     FS,AX
        MOV     GS,AX
        MOV     SS,AX

; 将 bootpack 的内容写入到 0x280000 位置处    
        MOV     ESI,bootpack    ; 転送元
        MOV     EDI,BOTPAK      ; 転送先
        MOV     ECX,512*1024/4
        CALL    memcpy

; 将各个部分（启动扇区, IPL）拷贝到1MB 内存后面   
        MOV     ESI,0x7c00      ; 転送元
        MOV     EDI,DSKCAC      ; 転送先
        MOV     ECX,512/4
        CALL    memcpy

; 残り全部

        MOV     ESI,DSKCAC0+512 ; 転送元
        MOV     EDI,DSKCAC+512  ; 転送先
        MOV     ECX,0
        MOV     CL,BYTE [CYLS]
        IMUL    ECX,512*18*2/4  ; シリンダ数からバイト数/4に変換
        SUB     ECX,512/4       ; IPLの分だけ差し引く
        CALL    memcpy

; asmheadでしなければいけないことは全部し終わったので、
;   あとはbootpackに任せる

; bootpackの起動

        MOV     EBX,BOTPAK
        MOV     ECX,[EBX+16]
        ADD     ECX,3           ; ECX += 3;
        SHR     ECX,2           ; ECX /= 4;
        JZ      skip            ; 転送するべきものがない
        MOV     ESI,[EBX+20]    ; 転送元
        ADD     ESI,EBX
        MOV     EDI,[EBX+12]    ; 転送先
        CALL    memcpy
skip:
        MOV     ESP,[EBX+12]    ; スタック初期値
        JMP     DWORD 2*8:0x0000001b

waitkbdout:
        IN       AL,0x64
        AND      AL,0x02
        JNZ     waitkbdout      ; ANDの結果が0でなければwaitkbdoutへ
        RET

memcpy:
        MOV     EAX,[ESI]
        ADD     ESI,4
        MOV     [EDI],EAX
        ADD     EDI,4
        SUB     ECX,1
        JNZ     memcpy          ; 引き算した結果が0でなければmemcpyへ
        RET
; memcpyはアドレスサイズプリフィクスを入れ忘れなければ、ストリング命令でも書ける

        ALIGNB  16
GDT0:
        RESB    8               ; ヌルセレクタ
        DW      0xffff,0x0000,0x9200,0x00cf ; 読み書き可能セグメント32bit
        DW      0xffff,0x0000,0x9a28,0x0047 ; 実行可能セグメント32bit（bootpack用）

        DW      0
GDTR0:
        DW      8*3-1
        DD      GDT0

        ALIGNB  16
bootpack:
  3. 基本流程
Created with Raphaël 2.1.0开始设置显卡的显示模式 设置PIC， 屏蔽所有中断扩展 cpu 可以使用的内存 1MB 以上空间设置 32 bit 保护模式将相应区域拷贝到对应的位置上（ie， 将整体的空间向后移动 1MB 以后的空间位置）跳转到 bootpack 代码处执行结束

3. 内存分布图

这里写图片描述

4. 程序流程

  1. 下面我们来梳理下程序的运行流程

    Created with Raphaël 2.1.0startipl10.nasasmhead.nasbootpack.cend

4.1 ipl10.nas

  1. 这部分主要负责先载入 启动扇区（0x7c00 ~ 0x7dff）
  2. 启动扇区载入完毕之后，将 IPL （软盘中除了启动扇区的那一块） 载入到 内存的 0x8200 ~ 0x34fff 区域（这里实际上只是载入了 10 个柱面 180kb）
  3. 跳转到 0xc200 处运行（这个地方实际就是 asmhead 的开始位置）

4.2 asmhead.nas

  1. 这部分的主要工作在之前已经提到过了
  2. 他将0x7c00 ~ 0x7dff 处的512byte 的启动扇区数据拷贝到 0x100000 处（1MB 空间开始位置）
  3. 然后将 0x8200 ~ 0x34fff 处的IPL 数据拷贝到 0x100200 处
  4. 同时， 将bootpack.hrb 的数据拷贝到0x280000位置处
  5. 同时跳转到 bootpack.hrb 处开始执行

4.3 bootpack.c

  1. 这部分实际就是我们 C 语言部分的操作， 用于处理键盘，鼠标中断响应， 图形绘制等操作
《30天自制操作系统》 day8 小结
mintancy的博客
08-08 1242
鼠标控制与32位模式切换在编写代码的时候可以对照书中的代码，以便及时找出自己的错误。
【读书笔记-《30天自制操作系统》-7】Day8
Ocean1994的博客
08-22 907
本篇讲解实现鼠标移动的最后工作，并且讲解前面没有详细说明的进入32位模式的过程。
读书笔记《30天自制操作系统》day08
djinglan的专栏
02-18 836
http://blog.youkuaiyun.com/ltbylc/article/details/8309257 1. 鼠标的显示，这个与显示字符是一样的道理，写像素 [cpp] view plaincopy void init_mouse_cursor8(char *mouse, char bc)  {      static char cursor[16][16]
30天自制操作系统day8
吃烧饼的专栏
05-07 701
鼠标解读 鼠标初始化完成后，会自动中断一次，发送0xfa。之后每次鼠标事件发生会中断3次，发送3个字节，需要一步一步读取。伪代码如下： if(mouse_phase==0){ 等待鼠标的0xfa的状态 }else if(mouse_phase==1){ 等待鼠标的第一个字节 }else if(mouse_phase==1){ 等待鼠标的第二个字节 }else if(
30天自制操作系统：第8天：鼠标控制与32位模式切换
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01-27 393
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8、鼠标控制与32位模式切换
新博客：https://aping-dev.com/
01-03 657
鼠标解读 bootpack.c节选mouse_phase = 0; /* 进入到等待鼠标的0xfa的状态 */ for (;;) { io_cli(); if (fifo8_status(&keyfifo) + fifo8_status(&mousefifo) == 0) io_stihlt(); else
【读书笔记-《30天自制操作系统》-13】Day14
Ocean1994的博客
09-01 2588
相比前几篇的内容，本篇不仅内容更为简单，而且与显示相关，更为有趣。首先通过调用VBE的显示模式提高显示画面的分辨率，然后分别实现按下键盘按键显示对应的字符，以及通过鼠标移动窗口。因为是以前面讲过的很多内容为基础，程序代码很简单，而且能切实看到成果，也更有趣。
【读书笔记-《30天自制操作系统》-25】Day26
最新发布
Ocean1994的博客
09-29 1256
本篇仍然是围绕着命令行窗口做文章。首先优化命令行窗口的移动速度，然后增加多个命令行窗口功能。接着优化了命令行窗口的关闭，最后增加了两个命令start与ncst。
【读书笔记-《30天自制操作系统》-23】Day24
Ocean1994的博客
09-20 1525
本篇内容依然比较简单，主要是优化窗口功能以及开发定时器应用程序。首先是优化窗口的切换功能，实现通过键盘和鼠标切换窗口，然后是实现通过鼠标关闭窗口。接着实现不同窗口输入状态的切换，最后是实现定时器的API与应用程序。
【读书笔记-《30天自制操作系统》-24】Day25
Ocean1994的博客
09-23 1101
本篇内容也比较简单。首先开发了蜂鸣器的API，然后增加更多的颜色显示。为了同时运行两个应用程序，又增加了一个命令行窗口。
【操作系统】30天自制操作系统--(7)鼠标移动与32位切换
sinat_33408502的博客
04-14 1103
上一章介绍了键盘与鼠标的中断以及操作码的读入，这一章将用鼠标的操作码，结合之前绘制的鼠标箭头，实现鼠标的移动。另外，再说明一下前文略过的asmhead.nas的内容。 一 鼠标移动 鼠标在中断中的存储的操作码包含三位的信息，即[操作，X坐标，Y坐标]，我们在主函数中读取的时候，可以三位三位地读取。 这边鼠标数据的解读分为三个阶段，首先要把最初读到的0xfa舍弃掉。之后，每次从鼠标那里送过来的数据都应该是3个字节一组的，所以每当数据累 积到3个字节，就把它...
30天自制操作系统-显示鼠标指针
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08-26 570
0.准备     克服了之前读取u盘和导入c语言的困难，接下来就是一些c语言和图形界面的编程，只要将作者提供的文件夹里的asmhead.nas更改，然后make img生成的haribote.sys写入u盘，ipl10.bin无须更改，写入u盘就可以 1.结果      ...
《30天自制操作系统》第8天
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第八天 鼠标控制与32位模式切换 1.鼠标解读（1） 首先要说明一下，鼠标发送回来的数据是三个字节一组的，所以我们要以三个字节为单位处理鼠标数据。 unsigned char mouse_dbuf[3], mouse_phase; enable_mouse(); mouse_phase = 0; while (1) { io_cli(); if (fifo8_status(&keyfifo) + fifo8_status(&
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第8天 鼠标控制与32位模式切换 移动鼠标指针 harib05d 准备材料（windows环境） VMware Workstation Visual Studio Code 程序和源代码：https://pan.baidu.com/s/1bFGAYgnA0m9KB7tzFrMD5g 提取码：d210 Makefile windows 批处理 开始实验 在tolset文件夹下创建子文件侠ha...
30天自制操作系统：第7天：FIFO与鼠标控制
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30天自制操作系统:第七天 FIFO与鼠标控制
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1 获取按键编码（hiarib04a） 小节的内容实现让程序按下一个键后不结束，而是把所按键的编码在画面上显示出来。 代码 “io_out8(PIC0_OCW2, 0x61);” 用来通知PIC“已经知道发生了IRQ1中断哦”，如果是IRQ3，则写成0x63。也就是说，将“0x60 + IRQ号码”输出给OCW2就可以。执行这句话之后，PIC继续时刻监视IRQ1中断是否发生。反过来，如果忘记了执行这句话，PIC就不再监视IRQ1中断，不管下次键盘输入什么信息，系统都感知不到了。 接下来需要注意，从编号为
【操作系统】30天自制操作系统--(6)FIFO缓冲区与鼠标控制
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04-13 1772
上一章的最后，实现了键盘的中断反馈，但是鼠标依然没有反应，所以承上启下，本章要做这么几个事情，（1）将中断接收到的数据，拿到中断外面来处理，以减少中断中的操作，加快程序运行（这边很好理解，不再赘述）；（2）建立FIFO缓冲区，以便快速稳定地读写键盘/鼠标的活动数据；（3）键盘控制电路的初始化，并激活鼠标，应用建立的FIFO缓冲区读写鼠标的活动数据； 一 建立FIFO缓冲区 缓冲区是一个队列结构，先进先出，队列长度可以在初始化中自行定义。这边主要构建了以下几个操...
<30天自制操作系统>第六天
talent_CYJ
07-25 1250
为了让鼠标能移动起来，必须使用中断，而要使用中断则必须将GDT和IDT初始化。在此之前，首先要初始化PIC，它的意思是可编程中断控制器。它是将多个中断信号集合成一个中断信号的装置，PIC检测着输入管脚的多个中断信号，只要有一个中断信号过来，就将唯一的输出管脚信号变成ON，并通知给CPU。 其中与CPU直接相连的PIC为主PIC，与主PIC相连的PIC称为从PIC。其中从PIC通过第2号IRQ与主P
haribote asmhead.nas 从实模式进入保护模式程序阅读注释
记一忘三二
09-06 7442
haribote;OSASK;asmhead.nas ;haribote C程序偏移0x1b处为跳转指令的机器码, ;偏移0x1c处存了该跳转指令的目标地址 —— haribote C程序的入口地址。 ; ;也就是说, 在执行经作者改编的gcc编译器和链接器所得到的C可执行程序时, ;需跳转到可执行程序0x1b偏移处才能执行到C程序的入口。 ; ;再者,作者在改编gcc编译器和链接器时,把C程序的入口函数也改为HariMain了。 ; ;粗略理解这些内容是为了说明, ;jmp dwor
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