30天自制操作系统——第14天实验总结

实验日期	实验项目
2020.12.22	第14天 高分辨率及键盘输入

一、实验主要内容

1、 内容1 继续测试性能

(1).内容概要

• 实验内容：增加定时器数量，观察有无移位对程序性能的影响。

接着上一天的内容，本次实验首先在真机上对消除移位后的程序性能进行了测试，但实际效果并没有预期中的好，数值发生轻微变化的原因可能是因为模拟器。

为了对比程序的性能，笔者在定义了490个定时器，每个定时器的超时设置为50天，这样在测试过程中有无移位从数字上就可以很明显的看出来。

首先在bootpack.c函数中添加set490函数，用来分配定时器，并进行初始化设置，向定时器中加入数据时，将每一个i值加上1024是为了和键盘，鼠标中断产生的数据区分开。

在HariMain函数中加入set(&fifo,1)追加490个定时器。笔者在真机上运行得到测试结果如下:

• 追加490个定时器时的值set490(&fifo,1)
  
• 不追加490个定时器时的值set490(&fifo,0)
  
• 参考:不加入set490语句
  

追加定时器后，取消移位速度就变快，另外使用哨兵也对精简了程序，加快运行速度。对比不追加定时器的情况 ，没有哨兵时，取消移位反而速度降低了，有哨兵时，取消移位和不取消移位速度基本一致。由此可以知道当存在大量移位操作时，取消移位可以有效地提升性能。

对比是否加入set490语句的程序性能，处理上虽然完全一致，但是结果却相差很大。这是由于C编译器的问题，加入set490语句后，改变了JMP指令的跳转地址，之后的每个指令的地址都会相应地错开几个字节，造成了JMP跳转地址的变化，因此执行时间也稍稍延迟。

2、 内容2 提高分辨率1

(1).内容概要

• 实验内容：提高画面分辨率。

高分辨率的利用因为显卡的不同而不同。要利用高分辨率，就要考虑到显卡的因素，首先只考虑QEMU模拟器的显卡，等到这个可以用了，再去考虑其他的显卡。

由于显卡种类很多，多家显卡公司经过协商，成立了VESA协会。之后便开始采用通用的设定方法,制作了专用的BIOS。这个追加的BIOS被称作"VESABIOS extension"(VESA-BIOS扩展，简略为VBE)。利用它，就可以使用显卡的高分辨率功能了。

VBE的画面模式号码如下

0x101	6404808bit彩色
0x103	8006008bit彩色
0x105	10247688bit彩色
0x107	128010248bit彩色

(2).关键代码分析

这部分汇编代码是设定画面模式。给AX赋值0x4f02，给BX赋值画面模式号码，这样就可以切换到高分辨率画面模式了。以前画面是320×200的时候，我们用的是“AH-0;AL=画面模式号码;”。现在切换到新画面时就使用“AX =Ox4f02;”。

3、 内容3 提高分辨率2

(1).内容概要

• 实验内容： 改写程序，使得纸娃娃操作系统的高分辨率能在真机上运行。

(2).关键代码分析

• 检查VBE是否存在

给ES赋值为0x9000，给DI赋值为0，给AX赋值为0x4f00，再执行“INT 0x10”。如果有VBE的话，AX就会变为0x004f。要是AX没有变为这个值，就只能使用320×200的画面了。

• 检查VBE版本是否在2.0以上：从[ES:DI+4]

• 检查画面模式0x15能否使用：对AX的值也进行了确认。如果它是0x004f以外的值，就意味着所指定的画面模式不能使用。

在画面模式信息中，有6个比较重要的信息

使用汇编代码来确认颜色数，调色板模式，画面模式号码3项。

确认完成以上信息无误后就可以使用指定的VBE模式了，使用高分辨率画面。下面使用汇编对其进行画面模式的切换。

做完以上工作，如果可以支持VBE显卡，每次切换分辨率，只需要修改VBEMODE为对应值即可。

4、 内容4 键盘输入

(1).内容概要

• 实验内容： 实现按下键盘将按键值打印到屏幕上的功能。

(2).关键代码分析

实现思路：使用if语句，对照按键和按键值，将对应的字母使用putfonts8_asc_sht输出即可。为了方便打印更多的字符，设定一个static char数组（static char能编译成DB指令）存储字符，比如说keytable[Ox1e]对应的是“A”。如果i=-0x1e+256的话，keytable[i- 256]就是“A”，所以s[0]也就是“A”了。

5、 内容5 追加内容

(1).内容概要

• 实验内容： 实现键盘输入和删除，以及鼠标光标的闪烁和移动窗口的功能。

(2).关键代码分析



上面这部分代码是用来绘制输入显示框，以及字符输入和删除的功能。

上面的代码是实现窗口的移动。mx,my分别减去80，8是为了使得移动后鼠标在窗口中央。

二、遇到的问题及解决方法

1、 描述问题1

• 问题描述

实现密码登陆时，第1次输入错误后，再次输入，即使密码正确，也无法登陆进入。

• 解决方法

本次实验实现了键盘输入，利用键盘输入可以实现一些操作系统的功能。比如密码登陆。实现时采用数组记录键盘按下的键值，当键值和设置密码一致时，登陆（切换画面）。一开始实现的时候，将密码打印出来，发现并没有将数组清空，在删除处理的时候，用来记录数组位置的count值并没有变化，导致了删除后再次输入的字符只是在原来的基础上增加。同时在密码输入错误时，也增加了清空密码数组的操作。

三、程序设计创新点

1、 描述创新点1，关键代码及结果截图

• 创新点1

实现密码登陆。输入密码和用户名，密码错误会出现提示信息，输入正确可以登陆进入。

• 关键代码

设置存储用户名和密码的数组

根据鼠标是否点击输入框来判断输入位置


键盘输入时，使用temp1记录下用户名，使用temp2记录下密码。

对输入的密码进行判断，正确则进入桌面，错误则输出错误提示信息。

• 结果截图

输入用户名和密码

四、实验心得体会

本次实验是自制操作系统的第14天，实验继续对第13天的代码性能进行了测试，尝试提高画面分辨率，实现键盘输入和窗口移动等功能。实验的内容比较基础，做完实验内容，尝试修改了自己的画面分辨率，并实现了一个简单的密码登陆。这算是为大设计做准备吧，到第14天，多多少少也将书上的一些东西转化为自己的东西，实现了一些功能，总体上讲还是蛮有成就感的。