《操作系统30天》-合川秀实-学习日志day14

系统管理员 2022-03-21 17:08 141阅读 0赞

## 一、测试性能 ##

在真机上测试harib10i和harib10g的执行结果：  
![在这里插入图片描述][20190203234043814.png]

*  速度并没有变快，对harib10h的改进在于“消除移位处理”，只有在大量使用定时器时才会发生很多移位，现在只有三个定时器，效果不明显。根据这个思路，用多个定时器测试，在timer.c中最多可以设定500个定时器，我们设置490个定时器测试  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
    ![在这里插入图片描述][20190203234107396.png]
 *  在设定三个定时器之前，要加入“set490（&fifo，1）；”语句追加490个定时器。测试“set490（&fifo，1）；”和“set490（&fifo，1=0）；”
 *  在真机的运行结果（运行5次取均值）：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
    ![在这里插入图片描述][20190203234314597.png]  
    追加了490个定时器的模拟器运行结果（运行多次取较稳定的一次）：

Harib11a:73111488 有移位
    Harib11b:84765059 没有移位、没有哨兵
    Harib11c:86409050 没有移位、有哨兵

![在这里插入图片描述][20190203234414696.png]![在这里插入图片描述][20190203234426769.png]![在这里插入图片描述][20190203234433375.png]  
不加490个定时器的模拟器运行结果：

Harib11a:63145534 有移位
    Harib11b:86262652 没有移位、没有哨兵
    Harib11c:86698149 没有移位、有哨兵

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
由于虚拟机易受windows的影响，所以数据有很大的误差。结合作者真机上的实验结果，得出

*  追加490个定时器：取消移位速度变快，链表结构可以改善性能，哨兵也可以改善，但是程度不高，使用哨兵还精简了程序。
 *  不追加490个定时器时：没有哨兵时，用链表结构反而变慢了，使用哨兵之后速度差不多。
 *  另外作者发现在不用移位的情况下，不管用几个定时器，harib11c的性能都没有变化，而harib11a会受定时器个数的影响，同理harib11b也与定时器数量无关。  
    在真机测试中，（2）和（3）处理虽然相同，但是结果差别很大。原因在C编译器，由于跳转目标地址不同，cpu的JMP指令执行的时钟周期数也不同，在harimain中，循环执行“count++”的for语句编译成JMP指令。如果加上“set490（&fifo，0）；”语句，各个指令的地址会错开几个字节，这样JMP指令地址就会变化，执行时间会延迟，变差3%左右。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
    这个L2里的地址一旦变化，（490个定时器）JMP的执行时间就会变化。这个问题可以用汇编来解决，但是为了这一点问题就用汇编来写整个主函数太麻烦。综上所述，作者做了情况（2）和情况（3）就是为了测定JMP地址的执行时间问题。  
    上一天对timer.c做的改进得到的改善只有一点点，但是我们对这个时钟的改善是对中断反应的改善，上一天对缓冲区的改善虽然也优化了性能，但这是两个不同的地方。缩短了中断禁止的时间，说明操作系统对中断反应能力提高而且得出的结果误差减小了。

## 二、提高分辨率 ##

作者的代码可以很方便的修改画面模式，从开始设定为320x200到现在都是用的binfo->xsize的格式，说明养成良好代码习惯是很重要的！只考虑支持QEMU模拟器的显卡，直接修改画面模式为640x480：给AX赋值0x4f02给BX赋值画面模式号码，切换到高分辨率画面。  
![在这里插入图片描述][20190203234710329.png]  
效果图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
修改之前用的是“AH=0; AL=画面模式号码；”新画面是“AX=0x4f02”。新画面模式在书中称为“VBE”画面模式（可以使用显卡的高分辨率功能），如果不使用VBE画面模式时，用“AH=0;AL=画面模式号码”，切换到使用VBE模式时用“AX=0x4f02；BX=画面模式号码”，必须使用VBE才能利用的画面模式称为“新”画面模式：  
![在这里插入图片描述][20190203234737518.png]  
在QEMU中不能指定0x107模式，如果要切换画面模式，就将画面模式号码+0x4000再赋值到BX中。尝试修改程序（其大无比的窗口）：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
正常一点的窗口（800x600）大小很像旧版QQ飞车的窗口大小，用这个大小很合适开发综合设计！这个模式就确定不改了！  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
如果要在真机上使用VBE模式  
①　要先确认是否支持VBE（确认VBE是否存在）  
![在这里插入图片描述][20190203234814974.png]  
令ES=0x9000，DI=0，AX=0x4f00再执行“INT 0x10” 如果有VBE那么AX就会变成0x004f，如果AX没变，说明不能使用VBE，最后的JNE就是跳转回原来的320x200模式，给ES,DI赋值是为了以ES:DI开始的指定写入地址  
②　判断VBE的版本是不是2.0以上，如果不是那就不能用高分辨率  
ES:DI+4的意思是![在这里插入图片描述][20190203234909938.png],这两是16位寄存器，在32位中这样用来表示一个地址。  
![在这里插入图片描述][20190203234921352.png]  
③　通过VBE查看0x105模式是否能使用，版本通过也不能保证所有画面能使用。  
设定： VBEMODE EQU 0x105（可以修改为其他的测试）  
![在这里插入图片描述][2019020323493299.png]  
④　确认AX的值是否为0x004f以内，如果以外那么指定的画面模式不能用，返回320x200  
这些画面信息会写到内存中从ES:DI开始的256字节中，也就说如果指定模式不能用，这些信息会覆盖VBE，确认版本之后这些都用不到了。  
重要的画面信息：  
![在这里插入图片描述][20190203234944209.png]  
![在这里插入图片描述][20190203235002388.png]  
![在这里插入图片描述][20190203235007987.png]  
全部信息确认完成之后，就说明可以使用VBE模式，将分辨率及VRAM地址等信息复制到BOOTINFO中  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
Scrn320这一段就是上面那些不符合VBE模式条件跳转到这段程序执行。  
画面模式为0x105（以后面的背景做对比）：  
![在这里插入图片描述][20190203235031515.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
如果改为107这个肯定是不行的，会跳回320x200：  
![在这里插入图片描述][20190203235056372.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
这就说明刚刚的模式检测起了作用（第③点）

## 三、键盘输入 ##

键盘按下和弹起的数值相差0x80，弹起数值为按下+0x80作者给出了一个记载键盘输入对应显示的表格，其中写着“保留？”的是分给新增键的数值。这次作者修改主函数的循环，删除计数部分，修改按键部分，让其休眠

for (;;) {
        
    		io_cli();
    		if (fifo32_status(&fifo) == 0) {
        
    			io_stihlt();
    		} else {
        
    			i = fifo32_get(&fifo);
    			io_sti();
    			if (256 <= i && i <= 511) {
         /* 键盘数据 */
    				sprintf(s, "%02X", i - 256);
    				putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 16, COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, 2);
    				if (i == 0x1e + 256) {
        /*A的数值是0x1e，256是键盘缓冲区开始位置*/
    					putfonts8_asc_sht(sht_win, 40, 28, COL8_000000, COL8_C6C6C6, "A", 1);
    				}
    			} else if (512 <= i && i <= 767) {
         /*鼠标数据 */
    				if (mouse_decode(&mdec, i - 512) != 0) {
        
    					（略）
    			} else if (i == 10) {
         /* 10秒定时器 */
    				putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 64, COL8_FFFFFF, COL8_008484, "10[sec]", 7);
    			} else if (i == 3) {
         /* 3秒定时器 */
    				putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 80, COL8_FFFFFF, COL8_008484, "3[sec]", 6);
    			} else if (i == 1) {
         /* 光标用定时器 */
    				（略）
    			} else if (i == 0) {
         /*光标用定时器  */
    				（略）
    			}
    		}
    	}

这段代码也只能显示一个A而已，而且是一按下就显示着不消失了！这个比较粗略的做法说明这个作者真的是太可爱了。还有窗口的名字改成了window，可以根据自己的需要修改窗口名字。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
由这个‘A’引发了后面的字母显示：虽然我算法不太好，但是这种入门操作还是要了解原理的，简单粗暴的if判断语句，如果要判断全部的字符，那也不知道要多少个if语句了，显然是个必须要用算法实现的东西。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]  
作者用数组来解决这个问题：  
![在这里插入图片描述][20190203235421271.png]  
![在这里插入图片描述][20190203235426808.png]  
按照表格给出的顺序排进数组，这样就很方便赋值了！还有一点：把keytable\[\]设定为static char，这样设置可以在汇编的时候编译成DB指令，减少开销！  
运行之后发现有些字符（‘@’等）出不来，这是QEMU或者各个电脑键盘都不相同的问题。  
![在这里插入图片描述][20190203235437642.png]  
表格记录一下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]

## 四、追记内容 ##

*  显示打字窗口  
    现在的窗口功能：在窗口中添加框框，改变字符显示位置和颜色，实现按下退格键改写输入信息。Bootpack.c中添加了cursor\_x,cursor\_c 第一个表示最后的字符位置，第二个表示字符的颜色

int
    cursor_x, cursor_c;
    make_textbox8(sht_win, 8, 28, 144, 16, COL8_FFFFFF);
    /*这是一个用来描绘文字输入背景的函数，里面都是用boxfill8实现的框框不附代码了*/
    	cursor_x = 8;
    	cursor_c = COL8_FFFFFF;
    	for (;;) {
        
    		io_cli();
    		if (fifo32_status(&fifo) == 0) {
        
    			io_stihlt();
    		} else {
        
    			i = fifo32_get(&fifo);
    			io_sti();
    			if (256 <= i && i <= 511) {
         /*键盘数据 */
    				sprintf(s, "%02X", i - 256);
    				putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 16, COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, 2);
    				if (i < 0x54 + 256) {
        
    					if (keytable[i - 256] != 0 && cursor_x < 144) {
         /* 一般字符 */
    						/* 显示一个字符就前移一次光标 */
    						s[0] = keytable[i - 256];
    						s[1] = 0;
    			putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, 28, COL8_000000, COL8_FFFFFF, s, 1);
    						cursor_x += 8;
    					}
    				}
    				if (i == 256 + 0x0e && cursor_x > 8) {
         /* 退格键*/
    /*判断是否是第一位或者按下了消格键*/
    					/* 用空格键把光标消去后，后移一次光标 */
    			putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, 28, COL8_000000, COL8_FFFFFF, " ", 1);
    					cursor_x -= 8;键盘后移一位
    				}
    				/* 光标再显示 */
    		boxfill8(sht_win->buf, sht_win->bxsize, cursor_c, cursor_x, 28, cursor_x + 7, 43);
    				sheet_refresh(sht_win, cursor_x, 28, cursor_x + 8, 44);
    			} else if (512 <= i && i <= 767) {
         /* 鼠标数据 */
    				略
    			} else if (i == 10) {
         /* 10秒定时器*/
    			} else if (i == 3) {
         /* 3秒定时器 */
    			} else if (i <= 1) {
         /* 光标用定时器 */
    				if (i != 0) {
        
    					timer_init(timer3, &fifo, 0); /* 设定0 */
    					cursor_c = COL8_000000;
    				} else {
        
    					timer_init(timer3, &fifo, 1); /* 设定1 */
    					cursor_c = COL8_FFFFFF;
    				}
    				timer_settime(timer3, 50);
    		boxfill8(sht_win->buf, sht_win->bxsize, cursor_c, cursor_x, 28, cursor_x + 7, 43);
    				sheet_refresh(sht_win, cursor_x, 28, cursor_x + 8, 44);
    			}
    		}
    	}
    }

最后的成果，可以输入任意字母和数字，其他的好像不行，而且输入字符也有点bug，可能是电脑的问题吧。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]

*  移动窗口  
    添加4行程序：

for (;;) {
    		io_cli();
    		if (fifo32_status(&fifo) == 0) {
    			io_stihlt();
    		} else {
    			i = fifo32_get(&fifo);
    			io_sti();
    			if (256 <= i && i <= 511) { /* 键盘数据 */
    				略
    			} else if (512 <= i && i <= 767) { /* 鼠标数据 */
    				if (mouse_decode(&mdec, i - 512) != 0) {
    					/* 收集了3字节的数据，所以显示出来 */
    					略
    					sheet_slide(sht_mouse, mx, my);
    					if ((mdec.btn & 0x01) != 0) {
    						/*按下左键，移动sht_win*/
    						sheet_slide(sht_win, mx - 80, my - 8);
    滑动窗口，只要鼠标点击了桌面的某个地方，窗口就会移过去，相当于鼠标的坐标相对于窗口的起始坐标，即鼠标坐标在窗口的右下角（80,8）处的位置。
    					}
    				}
    			} else if (i == 10) { /* 10秒定时器 */
    				putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 64, COL8_FFFFFF, COL8_008484, "10[sec]", 7);
    			} else if (i == 3) { /* 3秒定时器 */
    				putfonts8_asc_sht(sht_back, 0, 80, COL8_FFFFFF, COL8_008484, "3[sec]", 6);
    			} else if (i <= 1) { /* 光标用定时器 */
    				略
    			}
    		}
    	}

效果不错，可以随着鼠标一起移动，跑到画面外也没事  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]

[20190203234043814.png]: /images/20220321/c4da3d18306c4e65b5e631d27b8a2017.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220321/f5586c4b3e4b4b72b0b5ec95ddf9d9e8.png
[20190203234107396.png]: /images/20220321/64aaae1db0cd458a833b65e9332b6ac7.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220321/4bed0fc9c8444e8fb579e2b23de0be05.png
[20190203234314597.png]: /images/20220321/76fa9116d7964b208f36e0927dc7d404.png
[20190203234414696.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20190203234414696.png
[20190203234426769.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20190203234426769.png
[20190203234433375.png]: /images/20220321/904bc090dec74ad5918f8ed7bb4d39ee.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220321/43a948bb7aad43e6b3363c852d0e6868.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20220321/f15e21c5bc364a71a86352bb40998933.png
[20190203234710329.png]: /images/20220321/be1880a6a1ad499c94395e635356cbe2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20220321/289b1f1ba96c421fae8b7618d3c99bef.png
[20190203234737518.png]: /images/20220321/9edfa64c306d47579fe7348742a77cae.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20220321/a7ee6cc3f41345e2bf7a253eb9b26d9a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20220321/8d329c3e89f5473fa9a6f2939d49b904.png
[20190203234814974.png]: /images/20220321/c393433680cb402eaf326ea5489db465.png
[20190203234909938.png]: /images/20220321/ae647653426f426388c2aa47094b32cd.png
[20190203234921352.png]: /images/20220321/3b0e6d904c3a4a01b2e3a3a34795a156.png
[2019020323493299.png]: /images/20220321/f19fa3ab95f4424285da1d3f2f9e283e.png
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