30天自制操作系统------图形处理相关

一、编写malloc

每个应用程序至少都需要一个窗口，窗口的内容需要保存在一块内存中，我们原来的做法是使用固定大小的数组如buf[320*200]，然后往里面填写东西，但是这样子的后果就是应用程序的.hrb文件比较大，使用二进制文件打开.hrb文件发现里面有很多“00”。原因就是数组的声明就相当于汇编中的RESB指令，在内存中给为数组预留出了数组所需要的空间。

为了减小.hrb的大小，我们需要编写malloc函数，虽然说以前已经有一个memman_alloc函数，但是因为memman_alloc函数分配的内存空间并不位于应用程序的数据段范围内，所以我们需要编写一个为应用程序分配内存空间的API函数，然后将malloc的内存空间的首地址写到.hrb文件当中去，这样就可以有效减少.hrb文件的大小。

malloc函数若想要实现分配内存的功能，那么操作系统就需要提前给应用程序预留一定大小的空间用于malloc，因为应用程序所需要的内存空间无法预测，最好的做法是用于给malloc函数分配的内存空间可以调整大小，但是在我们自制的操作系统中没有实现这样的功能，只能给malloc函数预留一定大小的空间，这也算是一个需要优化的地方。

当然malloc函数还是需要对应的free函数。

 

编写API函数malloc的思路：

（1）使用memman_init函数初始化一个memman，参数中的地址要写应用程序段的地址;

（2）使用memman_free函数释放空间，为应用程序的malloc预留这段空间；

（3）使用memman_alloc函数为应用程序分配空间；

（4）应用程序结束时使用memman_free函数释放空间。

     虽然memman_init，memman_alloc，memman_free这几个函数都只能在操作环境下使用，但是还是可以通过API的方式来进行调用。

 

二、画点/画线

每个任务都要有个窗口，也就是说每个任务都要有占用一个图层，想要在任务的界面上显示一些内容，只需要在对应的图层的buf中填写相应的内容，然后刷新图层即可。图层SHEET的定义如下：

struct SHEET{unsigned char *buf;  /*用来记录图层上所描画内容的地址*/int xsize,ysize,x,y,color,height,flags;struct SHTCTL *ctl;}; 

 （1）若要在窗口上显示一个点，那么就在对应图层的buf中修改一个单元的内容即可。

 （2）若要在窗口上显示多个点，那么就在对应图层的buf中修改多个单元的内容即可。

 （3）点动成线，可以画点就可以画线，两点确定一条直线，只要确定了线的起点坐标和终点坐标，就可以画出这条线。

画线的思路：

设起点（x₀,y₀）终点（x₁,y₁）

         ①求横纵坐标的差值：dx=x₁-x₀,dy=y₁-y₀

         ②求横纵坐标差值的绝对值：dx=|dx|,dy=|dy|

         ③比较dx和dy，确定点的个数len：

        a.若dx>=dy，len=dx+1，dx=1，dy=dy/len，若x₀<x₁，dx=-dx，若y₀<y₁，dy=-dy

        b.若dx<dy，len=dy+1，dy=1，dx=dx/len，若x₀<x₁，dx=-dx，若y₀<y₁，dy=-dy

         ④ x=x₀，y=y₀  

     按如下方式画len个点：画点（x,y），x+=dx，y+=dy。

三、关闭窗口

    应用程序结束之后其窗口应该关闭，一直留在桌面也不好看。

应用程序的窗口都对应一个图层，要想关闭应用程序的窗口，只需要将其所对应的图层的内存所释放即可，之前编写sheet.c时就有一个实现此功能的函数sheet_free()，我们只需要在API函数api_closewin中调用该函数即可。

想要实现按下某个键任务窗口关闭的功能，我们需要API实现如下功能get_key()，返回值为按键编码:

我们使用汇编语言编写该函数，在该函数中使用INT 0x40调用API，所以获取按键编码的工作实际上是hrb_api函数完成的。

hrb_api函数为该功能分配的功能号为15，15号功能的工作原理如下

   （1）改造TASK的结构，为其增加一个FIFO成员，如下：

    

struct TASK{int sel,flags;  /*sel用来存放GDT的编号*/int level;int priority;/*优先级*/struct FIFO fifo;struct TSS tss;};

   （2）让TASK的FIFO来接收数据

   （3）若FIFO为空，任务休眠

   （4）若FIFO不为空，取出FIFO中的数据，对不同的数据做出不同的处理，若是键盘输入的数据，将按键编码返回，作为get_key()函数的返回值。

按照以上思路来编写应用程序时，程序结束之前会进入死循环，每次都判断get_key()的结果，判断它是否是我们指定的按键编码，若是则跳出循环，关闭窗口。

 

 

四、强制结束并关闭窗口

第三部分解决的是正常关闭窗口的思路，但是在强制结束任务时，窗口还是不会关闭。应用程序时在cmd_app函数中通过start_app来启动的，当应用程序执行完毕之后或者被强制结束后都会返回到cmd_app中执行start_app后的程序，利用这一点，我们可以在start_app调用结束后，释放任务对应的图层所使用的空间。

为了能将TASK和SHEET对应，我们在SHEET中又添加了TASK成员，添加之后的SHEET结构如下：

 

struct SHEET{unsigned char *buf;  /*用来记录图层上所描画内容的地址*/int xsize,ysize,x,y,color,height,flags;struct SHTCTL *ctl;struct TASK *task; /*该图层的任务*/ }; 

在生成新的窗口时将对应的图层和任务进行绑定，在结束任务时，将任务对应的图层的内存进行释放即可。