Este artículo lo escribí para el blog en español DesdeLinux el 29 de diciembre de 2013 y ahora lo dejo aquí, en mi blog personal. El artículo está tal cual, sin ninguna modificación desde aquella fecha.
Bienvenidos a otro post sobre como crear nuestro propio sistema operativo, en este caso NextDivel.
Si retomamos el código del primer post al final de todo nos debería haber salido algo como esto:
Si esto es correcto podemos continuar. Voy a usar el sistema y la estructura que tengo en GitHub (http://github.com/AdrianArroyoCalle/next-divel) ya que es más cómodo para mí y para vosotros. Como se puede apreciar el texto es un texto básico, no resulta atractiv0. Puede parecer algo más del montón. Pero como dice el dicho, para gustos colores, y en nuestro sistema operativo habrá colores. Los primeros colores que vamos a poder poner van a ser los que definen las tarjetas VGA y son 16:
- Negro
- Azul
- Verde
- Cyan
- Rojo
- Magenta
- Marrón
- Gris claro
- Gris oscuro
- Azul claro
- Verde claro
- Cyan claro
- Rojo claro
- Magenta claro
- Marrón claro
- Blanco
Estos colores los vamos a definir en un header para tenerlo más a mano y quizá en un futuro formar parte de la API del sistema. Así creamos el archivo ND_Colors.hpp en el include de NextDivel.
#ifndef ND_COLOR_HPP#define ND_COLOR_HPPtypedefenumND_Color{ND_COLOR_BLACK=0,ND_COLOR_BLUE=1,ND_COLOR_GREEN=2,ND_COLOR_CYAN=3,ND_COLOR_RED=4,ND_COLOR_MAGENTA=5,ND_COLOR_BROWN=6,ND_COLOR_LIGHT_GREY=7,ND_COLOR_DARK_GREY=8,ND_COLOR_LIGHT_BLUE=9,ND_COLOR_LIGHT_GREEN=10,ND_COLOR_LIGHT_CYAN=11,ND_COLOR_LIGHT_RED=12,ND_COLOR_LIGHT_MAGENTA=13,ND_COLOR_LIGHT_BROWN=14,ND_COLOR_WHITE=15}ND_Color;#endifA su vez vamos a definir nuevas funciones para escribir en pantalla de una manera más cómoda (no, todavía no vamos a implementar printf, sé que lo estais deseando). Crearemos un archivo y su header para un set de funciones relacionadas con la pantalla (ND_Screen.cpp y ND_Screen.hpp). En ellas vamos a crear funciones para: cambiar el color de las letras y el fondo, escribir frases y letras, limpiar la pantalla y desplazarnos por la pantalla. Seguimos usando las pantallas VGA pero ahora usaremos unos bytes que darán el color. ND_Screen.cpp quedaría como:
#include <ND_Types.hpp>#include <ND_Color.hpp>#include <ND_Screen.hpp>uint16_t*vidmem=(uint16_t*)0xB8000;ND_ColorbackColour=ND_COLOR_BLACK;ND_ColorforeColour=ND_COLOR_WHITE;uint8_tcursor_x=0;uint8_tcursor_y=0;/** * @brief Gets the current color * @param side The side to get the color * */ND_ColorND::Screen::GetColor(ND_SIDEside){if(side==ND_SIDE_BACKGROUND){returnbackColour;}else{returnforeColour;}}/** * @brief Sets the color to a screen side * @param side The side to set colour * @param colour The new colour * @see GetColor * */voidND::Screen::SetColor(ND_SIDEside,ND_Colorcolour){if(side==ND_SIDE_BACKGROUND){backColour=colour;}else{foreColour=colour;}}/** * @brief Puts the char on screen * @param c The character to write * */voidND::Screen::PutChar(charc){uint8_tattributeByte=(backColour<<4)|(foreColour&0x0F);uint16_tattribute=attributeByte<<8;uint16_t*location;if(c==0x08&&cursor_x){cursor_x--;}elseif(c=='\r'){cursor_x=0;}elseif(c=='\n'){cursor_x=0;cursor_y=1;}if(c>=' ')/* Printable character */{location=vidmem+(cursor_y*80+cursor_x);*location=c|attribute;cursor_x++;}if(cursor_x>=80)/* New line, please*/{cursor_x=0;cursor_y++;}/* Scroll if needed*/uint8_tattributeByte2=(0/*black*/<<4)|(15/*white*/&0x0F);uint16_tblank=0x20/* space */|(attributeByte2<<8);if(cursor_y>=25){inti;for(i=0*80;i<24*80;i++){vidmem[i]=vidmem[i+80];}// The last line should now be blank. Do this by writing// 80 spaces to it.for(i=24*80;i<25*80;i++){vidmem[i]=blank;}// The cursor should now be on the last line.cursor_y=24;}}/** * @brief Puts a complete string to screen * @param str The string to write * */voidND::Screen::PutString(constchar*str){inti=0;while(str[i]){ND::Screen::PutChar(str[i++]);}}/** * @brief Cleans the screen with a color * @param colour The colour to fill the screen * */voidND::Screen::Clear(ND_Colorcolour){// Make an attribute byte for the default coloursuint8_tattributeByte=(colour/*background*/<<4)|(15/*white - foreground*/&0x0F);uint16_tblank=0x20/* space */|(attributeByte<<8);inti;for(i=0;i<80*25;i++){vidmem[i]=blank;}// Move the hardware cursor back to the start.cursor_x=0;cursor_y=0;}/** * @brief Sets the cursor via software * @param x The position of X * @param y The position of y * */voidND::Screen::SetCursor(uint8_tx,uint8_ty){cursor_x=x;cursor_y=y;}El header será muy básico así que no lo incluyo aquí, pero destacar la definición del tipo ND_SIDE
typedefenumND_SIDE{ND_SIDE_BACKGROUND,ND_SIDE_FOREGROUND}ND_SIDE;También mencionar que hacemos uso del header ND_Types.hpp, este header nos define unos tipos básicos para uint8_t, uint16_t, etc basado en los char y los int. Realmente este header es el en el estándar C99 y de hecho mi ND_Types.hpp es un copia/pega del archivo desde Linux, así que podeis intercambiarlos y no pasaría nada (solo hay definiciones, ninguna función).
Para probar si este código funciona vamos a modificar el punto de entrada en C del kernel:
ND::Screen::Clear(ND_COLOR_WHITE);ND::Screen::SetColor(ND_SIDE_BACKGROUND,ND_COLOR_WHITE);ND::Screen::SetColor(ND_SIDE_FOREGROUND,ND_COLOR_GREEN);ND::Screen::PutString("NextDivel\n");ND::Screen::SetColor(ND_SIDE_FOREGROUND,ND_COLOR_BLACK);ND::Screen::PutString("Licensed under GNU GPL v2");Y si seguimos estos pasos obtendríamos este resultado
Gracias a estas funciones que hemos creado podemos empezar a hacer pequeñas GUI, como por ejemplo un kernel panic que mostraremos cada vez que haya un error irrecuperable. Algo tal que así:
Y esta pequeña GUI la hicimos solamente con estas funciones:
voidND::Panic::Show(constchar*error){ND::Screen::Clear(ND_COLOR_RED);ND::Screen::SetColor(ND_SIDE_BACKGROUND,ND_COLOR_WHITE);ND::Screen::SetColor(ND_SIDE_FOREGROUND,ND_COLOR_RED);ND::Screen::SetCursor(29,10);//(80-22)/2ND::Screen::PutString("NextDivel Kernel Error\n");ND::Screen::SetCursor(15,12);ND::Screen::PutString(error);}Y aprovecho para daros las gracias por la excelente acogida que tuvo el primer post.