-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
Expand file tree
/
Copy pathkernel.cpp
More file actions
659 lines (585 loc) · 17.8 KB
/
Copy pathkernel.cpp
File metadata and controls
659 lines (585 loc) · 17.8 KB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
extern "C" int kmain();
__declspec(naked) void startup() {
__asm {
call kmain;
}
}
#define IDT_TYPE_INTR (0x0E)
#define IDT_TYPE_TRAP (0x0F)
// Селектор секции кода, установленный загрузчиком
#define GDT_CS (0x8)
#define PIC1_PORT (0x20)
#define VIDEO_BUF_PTR (0xb8000)
#define IDT_TYPE_MY (0x21)
#define KEY_BUFFER_SIZE 4
int color;//Цвет шрифта
int bad_flag;
int leng_buf;
char buffer[41];
int str_pos;//На какой мы сейчас строке
int pos;//На каком мы сейчас номере элемента
// Структура описывает данные об обработчике прерывания
#pragma pack(push, 1) // Выравнивание членов структуры запрещено
struct idt_entry {
unsigned short base_lo; // Младшие биты адреса обработчика
unsigned short segm_sel; // Селектор сегмента кода
unsigned char always0; // Этот байт всегда 0
unsigned char flags; // Флаги тип. Флаги: P, DPL, Типы - это константы - IDT_TYPE...
unsigned short base_hi; // Старшие биты адреса обработчика
};
// Структура, адрес которой передается как аргумент команды lidt
struct idt_ptr {
unsigned short limit;
unsigned int base;
};
#pragma pack(pop)
struct idt_entry g_idt[256]; // Реальная таблица IDT
struct idt_ptr g_idtp; // Описатель таблицы для команды lidt
// Пустой обработчик прерываний. Другие обработчики могут быть реализованы по этому шаблону
__declspec(naked) void default_intr_handler() {
__asm { pusha }
__asm {
popa
iretd
}
}
//----------------------------------------------------//
//Для инициализации подсистемы прерываний необходимо вызывать функцию intr_init.
//После этого необходимые обработчики (таймер, клавиатура, диск и т.д.) могут быть зарегистрированы с помощью функции intr_reg_handler
typedef void(*intr_handler)();
void intr_reg_handler(int num, unsigned short segm_sel, unsigned short flags, intr_handler hndlr) {
unsigned int hndlr_addr = (unsigned int)hndlr;
g_idt[num].base_lo = (unsigned short)(hndlr_addr & 0xFFFF);
g_idt[num].segm_sel = segm_sel;
g_idt[num].always0 = 0;
g_idt[num].flags = flags;
g_idt[num].base_hi = (unsigned short)(hndlr_addr >> 16);
}
// Функция инициализации системы прерываний: заполнение массива с адресами обработчиков
void intr_init() {
int idt_count = sizeof(g_idt) / sizeof(g_idt[0]);
for (int i = 0; i < idt_count; i++) {
intr_reg_handler(i, GDT_CS, 0x80 | IDT_TYPE_INTR, default_intr_handler); // segm_sel=0x8, P=1, DPL=0, Type=Intr
}
}
//Регистрация таблицы дескрипторов прерываний осуществляется с помощью функции intr_start.
void intr_start() {
int idt_count = sizeof(g_idt) / sizeof(g_idt[0]);
g_idtp.base = (unsigned int)(&g_idt[0]);
g_idtp.limit = (sizeof(struct idt_entry) * idt_count) - 1;
__asm {
lidt g_idtp
}
}
//Включение прерываний осуществляется функцией intr_enable
void intr_enable() {
__asm sti;
}
void intr_disable() {
__asm cli;
}
// Чтение из порта
__inline unsigned char inb(unsigned short port) {
unsigned char data;
__asm {
push dx
mov dx, port
in al, dx
mov data, al
pop dx }
return data;
}
//Запись
__inline void outb(unsigned short port, unsigned char data) {
__asm {
push dx
mov dx, port
mov al, data
out dx, al
pop dx
}
}
//Функция для вывода строк на экран
void out_str(int color, const char* ptr, unsigned int strnum, int pos) {
unsigned char* video_buf = (unsigned char*)VIDEO_BUF_PTR;
video_buf += 80 * 2 * strnum + pos * 2;
while (*ptr) {
video_buf[0] = (unsigned char)*ptr; // Символ (код)
video_buf[1] = color; // Цвет символа и фона
video_buf += 2;
ptr++;
}
}
// Базовый порт управления курсором текстового экрана.
//Подходит для большинства, но может отличаться в других BIOS и в общем случае адрес должен быть прочитан из BIOS data area.
#define CURSOR_PORT (0x3D4)
#define VIDEO_WIDTH (80) // Ширина текстового экрана
// Функция переводит курсор на строку strnum (0 – самая верхняя) в позицию pos на этой строке (0 – самое левое положение).
void cursor_moveto(unsigned int strnum, unsigned int pos) {
unsigned short new_pos = (strnum * VIDEO_WIDTH) + pos;
outb(CURSOR_PORT, 0x0F);
outb(CURSOR_PORT + 1, (unsigned char)(new_pos & 0xFF));
outb(CURSOR_PORT, 0x0E);
outb(CURSOR_PORT + 1, (unsigned char)((new_pos >> 8) & 0xFF));
}
//Си функция сравнения строк
int cmp(char *str, char *check, int n) {
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
if (str[i] != check[i]) {
return 0;
}
}
return 1;
}
//Очистка буфера
void erase_buf() {
for (int i = 0; i < 41; ++i) {
buffer[i] = '\0';
}
leng_buf = 0;
}
//Очистка экрана
void clear() {
for (int i = 0; i < 80; i++) {
for (int j = 0; j < 25; j++) {
out_str(color, " ", j, i);
}
}
str_pos = 0;
pos = 0;
}
//Вводим Ос В бесконечный цикл
void loop() {
while (1) {
__asm {
hlt
}
}
}
int char_to_int(char c) {
int res;
if (c < 58) {
res = c - '0';
}
else {
res = c - 'a';
}
return res;
}
char int_to_char(int n) {
char res;
if (n < 10) {
res = char(n + '0');
}
else {
res = char(n + 'a' - 10);
}
return res;
}
//Функция преобразующая время в удобный формат
void convert_time(int N, char *res) {
int range = 0;
int n = 1;
while (n < N) {
n *= 10;
range++;
}
if (N == 0) {
res[0] = '0';
res[1] = '0';
res[2] = 0;
return;
}
else if (N == 1) {
res[0] = '0';
res[1] = '1';
res[2] = 0;
return;
}
else if (range == 1) {
res[0] = '0';
res[1] = int_to_char(N);
res[2] = 0;
return;
}
else {
res[range--] = 0;
while (N != 0) {
res[range--] = int_to_char(N % 10);
N /= 10;
}
}
}
//Обработка клавиш нажатых пользавателем
void on_key(unsigned char scan_code)
{
int n = (int)scan_code;
char res_symb[3];
res_symb[1] = '\0';
switch (n)
{
case 2: res_symb[0] = '1'; break;
case 3: res_symb[0] = '2'; break;
case 4: res_symb[0] = '3'; break;
case 5: res_symb[0] = '4'; break;
case 6: res_symb[0] = '5'; break;
case 7: res_symb[0] = '6'; break;
case 8: res_symb[0] = '7'; break;
case 9: res_symb[0] = '8'; break;
case 10: res_symb[0] = '9'; break;
case 11: res_symb[0] = '0'; break;
case 52: res_symb[0] = '.'; break;
case 53: res_symb[0] = '/'; break;
case 12: res_symb[0] = '-'; break;
case 16: res_symb[0] = 'q'; break;
case 17: res_symb[0] = 'w'; break;
case 18: res_symb[0] = 'e'; break;
case 19: res_symb[0] = 'r'; break;
case 20: res_symb[0] = 't'; break;
case 21: res_symb[0] = 'y'; break;
case 22: res_symb[0] = 'u'; break;
case 23: res_symb[0] = 'i'; break;
case 24: res_symb[0] = 'o'; break;
case 25: res_symb[0] = 'p'; break;
case 30: res_symb[0] = 'a'; break;
case 31: res_symb[0] = 's'; break;
case 32: res_symb[0] = 'd'; break;
case 33: res_symb[0] = 'f'; break;
case 34: res_symb[0] = 'g'; break;
case 35: res_symb[0] = 'h'; break;
case 36: res_symb[0] = 'j'; break;
case 37: res_symb[0] = 'k'; break;
case 38: res_symb[0] = 'l'; break;
case 44: res_symb[0] = 'z'; break;
case 45: res_symb[0] = 'x'; break;
case 46: res_symb[0] = 'c'; break;
case 47: res_symb[0] = 'v'; break;
case 48: res_symb[0] = 'b'; break;
case 49: res_symb[0] = 'n'; break;
case 50: res_symb[0] = 'm'; break;
case 57: res_symb[0] = ' '; break;
case 28: res_symb[0] = 'e'; res_symb[1] = 'n'; res_symb[2] = '\0'; break;
case 14: res_symb[0] = 'b'; res_symb[1] = 'c'; res_symb[2] = '\0'; break;
default:
bad_flag = 1;
res_symb[0] = '\0';
}
if (n != 28 && n != 14 && n != 42 && leng_buf < 40)
{
res_symb[1] = '\0';
if (bad_flag == 0)
{
out_str(color, res_symb, str_pos, pos);
buffer[leng_buf++] = res_symb[0];
cursor_moveto(str_pos, ++pos);
return;
}
}
else if (n == 14 && leng_buf > 0)//Удаление
{
pos--;
cursor_moveto(str_pos, pos);
out_str(color, " ", str_pos, pos);
buffer[leng_buf] = '\0';
leng_buf--;
return;
}
else if (n == 28)
{
if (cmp(buffer, "clear", 5) == 1 && leng_buf == 5) {//Очистка экрана
clear();
cursor_moveto(str_pos, pos);
erase_buf();
}
else if (cmp(buffer, "info", 4) == 1 && leng_buf == 4) {
str_pos++;
out_str(color, "InfoOS: v.1 Developer: Crocodile, 23656/5, SpbPU, 2019", str_pos++, pos);
out_str(color, "Compilers: bootloader: FASM| kernel: MS C", str_pos++, pos);
erase_buf();
pos = 0;
cursor_moveto(str_pos, pos);
}
else if (cmp(buffer, "nsconv", 6) == 1 && leng_buf < 40) {//Конвертор, переводящий число из одной системы исчисления в другую
str_pos++;
int index = 7;
int leng_bas = 0;
int leng_new_bas = 0;
int leng_num = 0;
int basis[2];
int new_basis[2];
int bas = 0;
int new_bas = 0;
int num[30];
int N = 0;
while (buffer[index] != ' ') {
num[leng_num++] = char_to_int(buffer[index++]);
}
index++;
while (buffer[index] != ' ') {
basis[leng_bas++] = char_to_int(buffer[index++]);
}
int ten = 1;
for (int i = leng_bas - 1; i >= 0; i--) {
bas += basis[i] * ten;
ten *= 10;
}
if (bas > 36) {
out_str(color, "error: basis", str_pos++, pos);
erase_buf();
pos = 0;
cursor_moveto(str_pos, pos);
return;
}
ten = 1;
for (int i = leng_num - 1; i >= 0; i--) {
N += num[i] * ten;
ten *= bas;
}
index++;
while (index < leng_buf) {
new_basis[leng_new_bas++] = char_to_int(buffer[index++]);
}
ten = 1;
for (int i = leng_new_bas - 1; i >= 0; i--) {
new_bas += new_basis[i] * ten;
ten *= 10;
}
if (new_bas > 36) {
out_str(color, "error: new basis", str_pos++, pos);
erase_buf();
pos = 0;
cursor_moveto(str_pos, pos);
return;
}
int new_res[100];
char res[100];
int range = 0;
if (N == 0) {
res[0] = 0;
range = 1;
}
while (N != 0) {
new_res[range++] = N % new_bas;
N /= new_bas;
}
for (int i = 1; i <= range; i++) {
res[range - i] = int_to_char(new_res[i - 1]);
}
res[range] = '\0';
out_str(color, res, str_pos++, pos);
erase_buf();
pos = 0;
cursor_moveto(str_pos, pos);
}
else if (cmp(buffer, "shutdown", 8) == 1 && leng_buf == 8) {//Выключение OC
clear();
out_str(color, "You kill me!!!", str_pos, pos);
loop();
return;
}
else if (cmp(buffer, "posixtime", 9) == 1 && leng_buf < 40) {//Принимает на вход число секунд прошедшее с 1970 года и возрващает сколько сейчас времени в корректной форме
str_pos++;
int index = 10;
int num[30];
int leng_num = 0;
long int N = 0;
while (index < leng_buf) {
num[leng_num++] = char_to_int(buffer[index++]);
}
int ten = 1;
for (int i = leng_num - 1; i >= 0; i--) {
N += num[i] * ten;
ten *= 10;
}
int for_data = N / 3600 / 24;
int year = for_data / 365 + 1970;
int month = (for_data % 365) / 12 + 1;
int day = ((for_data % 365) % 12) + 1;
int hours = (N / 3600) % 24;
int min = (N / 60) % 60;
int sec = N % 60;
char res_year[5];
char res_month[3];
char res_day[3];
char res_hours[3];
char res_min[3];
char res_sec[3];
convert_time(year, res_year);
convert_time(month, res_month);
convert_time(day, res_day);
convert_time(hours, res_hours);
convert_time(min, res_min);
convert_time(sec, res_sec);
char res_str[30];
index = 0;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
res_str[index++] = res_year[i];
}
res_str[index++] = '.';
for (int i = 0; i < 2; i++) {
res_str[index++] = res_month[i];
}
res_str[index++] = '.';
for (int i = 0; i < 2; i++) {
res_str[index++] = res_day[i];
}
res_str[index++] = ' ';
for (int i = 0; i < 2; i++) {
res_str[index++] = res_hours[i];
}
res_str[index++] = ':';
for (int i = 0; i < 2; i++) {
res_str[index++] = res_min[i];
}
res_str[index++] = ':';
for (int i = 0; i < 2; i++) {
res_str[index++] = res_sec[i];
}
res_str[index] = 0;
out_str(color, res_str, str_pos++, pos);
pos = 0;
erase_buf();
cursor_moveto(str_pos, pos);
}
else if (cmp(buffer, "wintime", 7) == 1 && leng_buf < 40) {//Аналагичная posixtime функция, только за единицу времени принимаем 1 тик
str_pos++;
int index = 8;
int num1[15];
int num2[15];
int leng_num = 0;
long int N1 = 0;
long int N2 = 0;
while (index < leng_buf - 8) {
num1[leng_num++] = char_to_int(buffer[index++]);
}
long int ten = 1;
for (int i = leng_num - 1; i >= 0; i--) {
N1 += num1[i] * ten;
ten *= 10;
}
int for_data = N1 / 3600 / 24 * 10;
int year = for_data / 365 + 1601;
int month = (for_data % 365) / 12;
int day = ((for_data % 365) % 12);
leng_num = 0;
while (index < leng_buf) {
num2[leng_num++] = char_to_int(buffer[index++]);
}
ten = 1;
for (int i = leng_num - 1; i >= 0; i--) {
N2 += num2[i] * ten;
ten *= 10;
}
int hours = (N2 / 3600) % 24;
int min = (N2 / 60) % 60;
int sec = N2 % 60;
char res_year[5];
char res_month[3];
char res_day[3];
char res_hours[3];
char res_min[3];
char res_sec[3];
convert_time(year, res_year);
convert_time(month, res_month);
convert_time(day, res_day);
convert_time(hours, res_hours);
convert_time(min, res_min);
convert_time(sec, res_sec);
char res_str[100];
index = 0;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
res_str[index++] = res_year[i];
}
res_str[index++] = '.';
for (int i = 0; i < 2; i++) {
res_str[index++] = res_month[i];
}
res_str[index++] = '.';
for (int i = 0; i < 2; i++) {
res_str[index++] = res_day[i];
}
res_str[index++] = ' ';
for (int i = 0; i < 2; i++) {
res_str[index++] = res_hours[i];
}
res_str[index++] = ':';
for (int i = 0; i < 2; i++) {
res_str[index++] = res_min[i];
}
res_str[index++] = ':';
for (int i = 0; i < 2; i++) {
res_str[index++] = res_sec[i];
}
res_str[index] = 0;
out_str(color, res_str, str_pos++, pos);
pos = 0;
erase_buf();
cursor_moveto(str_pos, pos);
}
else{ //Неизвестная команда
str_pos++;
if (str_pos > 23) {
clear();
}
out_str(color, "Unknown command", str_pos++, pos);
pos = 0;
erase_buf();
cursor_moveto(str_pos, pos);
return;
}
}
else if (n == 42)
{
res_symb;
return;
}
}
// Проверка что буфер PS/2 клавиатуры не пуст (младший бит присутствует)
void keyb_process_keys() {
if (inb(0x64) & 0x01) {
unsigned char scan_code;
unsigned char state;
scan_code = inb(0x60); // Считывание символа с PS/2 клавиатуры
if (scan_code < 128) // Скан-коды выше 128 - это отпускание клавиши
on_key(scan_code);
}
}
__declspec(naked) void keyb_handler() {
__asm pusha;
// Обработка поступивших данных
keyb_process_keys();
// Отправка контроллеру 8259 нотификации о том, что прерывание обработано.
//Если не отправлять нотификацию, то контроллер не будет посылать новых сигналов о прерываниях до тех пор, пока ему не сообщать что прерывание обработано.
outb(PIC1_PORT, 0x20);
__asm {
popa
iretd
}
}
void keyb_init() {
// Регистрация обработчика прерывания
intr_reg_handler(0x09, GDT_CS, 0x80 | IDT_TYPE_INTR, keyb_handler);
// segm_sel=0x8, P=1, DPL=0, Type=Intr
// Разрешение только прерываний клавиатуры от контроллера 8259
outb(PIC1_PORT + 1, 0xFF ^ 0x02); // 0xFF - все прерывания, 0x02 - бит IRQ1 (клавиатура).
// Разрешены будут только прерывания, чьи биты установлены в 0
}
extern "C" int kmain() {
const char* hello = "Welcome to OS!";
pos = 0;
bad_flag = 0;
__asm {
mov color, ecx;
}
out_str(color, hello, str_pos++, pos);
str_pos++;
//Установка курсора
cursor_moveto(str_pos, pos);
intr_init();
keyb_init();
intr_start();
intr_enable();
loop();
return 0;
}