30天自制作業系統——第二十四天增加命令列視窗

蜂鳴發聲器

目前制作的作業系統還不能發聲呢，由于呼叫聲卡的程序比較復雜，這里我們就先實作蜂鳴器發聲好了，蜂鳴器發出的聲音，是那種嗶嗶嗶嗶的，聽起來有些奇怪，這里設定聲音的頻率隨著時間以100Hz的速度降低，當聲音頻率降到20Hz以下或鍵盤按下任意鍵時結束，

beepdown.c

void HariMain(void)
{
	int i, timer;
	timer = api_alloctimer();
	api_inittimer(timer, 128);
	for (i = 20000000; i >= 20000; i -= 100000) {
		/* 20KHz～20Hz : 人類可以聽到的聲音范圍 */
	
		api_beep(i);
		api_settimer(timer, 1);	
		if (api_getkey(1) != 128) {
			break;
		}
	}
	api_beep(0);
	api_end();
}

這里沒有呼叫聲卡，所以虛擬機里不用設定聲卡也可以聽到聲音，

make run 一下——

將 i 改為遞增的，以 i %的速度遞增則會聽到聲音頻率升高的聲音，發出的聲音要比之前感覺起來好多了，

beepup.c

void api_end(void);
int api_getkey(int mode);
int api_alloctimer(void);
void api_inittimer(int timer, int data);
void api_settimer(int timer, int time);
void api_beep(int tone);

void HariMain(void)
{
	int i, timer;
	timer = api_alloctimer();
	api_inittimer(timer, 128);
	for (i = 20000; i <= 20000000; i += i / 100) {
		api_beep(i);
		api_settimer(timer, 1);		
		if (api_getkey(1) != 128) {
			break;
		}
	}
	api_beep(0);
	api_end();
}

make run一下——

顯示多種顏色

現在來實作可以顯示多種顏色的應用程式，將光的三原色RGB(紅、綠、藍)中每個顏色賦予6個色階，這樣可以定義出6×6×6=216種顏色，

graphic.c節選：

void init_palette(void)
{
	static unsigned char table_rgb[16 * 3] = {
		（略）
	};
	unsigned char table2[216 * 3];
	int r, g, b;
	set_palette(0, 15, table_rgb);
	for (b = 0; b < 6; b++) {
		for (g = 0; g < 6; g++) {
			for (r = 0; r < 6; r++) {
				table2[(r + g * 6 + b * 36) * 3 + 0] = r * 51;
				table2[(r + g * 6 + b * 36) * 3 + 1] = g * 51;
				table2[(r + g * 6 + b * 36) * 3 + 2] = b * 51;
			}
		}
	}
	set_palette(16, 231, table2);
	return;
}

這里RGB顏色與色號的對應關系為：色號 = 16 + r * 1 + g * 6 + b * 36 ，

實作顯示多種顏色的應用程式color，這里將紅色通道關閉，僅顯示綠色和藍色的色階變化，

color.c節選

void HariMain(void)
{
	char *buf;
	int win, x, y, r, g, b;
	api_initmalloc();
	buf = api_malloc(144 * 164);
	win = api_openwin(buf, 144, 164, -1, "color");

	for (y = 0; y < 128; y++) {
		for (x = 0; x < 128; x++) {
			r = 0;
			g = x * 2;
			b = y * 2;
			buf[(x + 8) + (y + 28) * 144] = 16 + (r / 43) + (g / 43) * 6 + (b / 43) * 36;			
		}
	}
	
	api_refreshwin(win, 8, 28, 136, 156);
	api_getkey(1); 
	api_end();
}

make run——

讓色彩更加豐富，可以用兩種顏色交替排列，看上去就像是這兩種顏色混合在一起一樣，純色中間可以產生3個中間色，這樣6級色階能夠可以顯示出21級色階，（6 + 5 × 3 = 21）

color2.hrb節選：

unsigned char rgb2pal(int r, int g, int b, int x, int y);

void HariMain(void)
{
	char *buf;
	int win, x, y;
	api_initmalloc();
	buf = api_malloc(144 * 164);
	win = api_openwin(buf, 144, 164, -1, "color2");
	for (y = 0; y < 128; y++) {
		for (x = 0; x < 128; x++) {
			buf[(x + 8) + (y + 28) * 144] = rgb2pal(0, x * 2, y * 2, x, y);
		}
	}
	api_refreshwin(win, 8, 28, 136, 156);
	api_getkey(1); 
	api_end();
}

unsigned char rgb2pal(int r, int g, int b, int x, int y)
{
	static int table[4] = { 3, 1, 0, 2 };
	int i;
	x &= 1; /* 判斷是偶數還是奇數 */
	y &= 1;
	i = table[x + y * 2];	/* 用來生成中間色的常量 */
	r = (r * 21) / 256;	/* r為0～20 */
	g = (g * 21) / 256;
	b = (b * 21) / 256;
	r = (r + i) / 4;	/* r為0～5 */
	g = (g + i) / 4;
	b = (b + i) / 4;
	return 16 + r + g * 6 + b * 36;
}

執行make run,有點漸變色效果——

增加命令列視窗

我們熟知的作業系統都是可以同時運行多個應用程式的，目前制作的作業系統只有一個命令列視窗，且命令列視窗只能執行一個應用程式，我們想要同時運行兩個應用程式，最簡單的方法就是同時啟動兩個命令列視窗，

實作這個功能，需要修改的地方包括：

1.將與命令列視窗相關的變數定義為陣列，通過回圈進行相同的處理，這樣不管增加多少個命令列視窗都很方便，

2.將用于判斷向哪個命令列視窗輸出字符的變數cons，保存到每個任務各自的TASK結構中，這樣就可以由不同的任務讀取不同的值了，

bootpack.h節選：

struct TASK {
	int sel, flags; /* sel代表GDT編號 */
	int level, priority;
	struct FIFO32 fifo;
	struct TSS32 tss;
	struct CONSOLE *cons;  /* 變數cons保存到這里 */
	int ds_base;
};

3.在啟動應用程式時，指定了段號，當啟動下一個應用程式時，之前的使用的段會被覆寫，比如color.hrb 指定了1003號 和 1004號，當運行color2.hrb時，這兩個段會被覆寫，因此需要為color.hrb和color2.hrb分配編號不同的段，

console.c節選：

（略）
set_segmdesc(gdt + task->sel / 8 + 1000, finfo->size - 1, (int) p, AR_CODE32_ER + 0x60);
set_segmdesc(gdt + task->sel / 8 + 2000, segsiz - 1, (int) q, AR_DATA32_RW + 0x60);
（略）
start_app(0x1b, task->sel + 1000 * 8, esp, task->sel + 2000 * 8, &(task->tss.esp0));
（略）

4.實作正常關閉視窗，當使用Shift +F1 鍵盤強制結束 和用滑鼠點擊 × 按鈕會以當前點擊的視窗為物件，

bootpack.c節選，添加鍵盤強制結束代碼：

if (i == 256 + 0x3b && key_shift != 0) {
	task = key_win->task;
	if (task != 0 && task->tss.ss0 != 0) {	/* Shift+F1 */
		cons_putstr0(task->cons, "\nBreak(key) :\n");
		io_cli();	/* 強制結束處理時，禁止任務切換 */
		task->tss.eax = (int) &(task->tss.esp0);
		task->tss.eip = (int) asm_end_app;
		io_sti();
	}
}

bootpack.c節選，添加滑鼠點擊×按鈕結束代碼：

if (sht->bxsize - 21 <= x && x < sht->bxsize - 5 && 5 <= y && y < 19) {
	/* 點擊“×”按鈕 */										
    if ((sht->flags & 0x10) != 0) {		/* 是否為應用程式視窗 */
		task = sht->task;
		cons_putstr0(task->cons, "\nBreak(mouse) :\n");
		io_cli();	/* 強制結束處理時，禁止任務切換 */
		task->tss.eax = (int) &(task->tss.esp0);
		task->tss.eip = (int) asm_end_app;
		io_sti();
	}
}

task_a視窗不是應用程式，而是作業系統的一部分，放在這里有些礙眼了，把它洗掉掉，

洗掉相關代碼后，執行一下make run——

注：本文參照《30天自制作業系統》制作，感謝各位的持續關注，原著原始碼鏈接見第十九篇，