《操作系统30天》-合川秀实-学习日志day10

淩亂°似流年 2022-03-22 07:22 102阅读 0赞

# 一、内存管理（续） #

Menmman\_free函数不足：出现不连续的小段未使用空间，把man->frees耗尽

解决：以0x1000（4KB）字节为单位分配内存和释放内存

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

主要添加的部分是向上舍入。

![20190126211824674.png][]

在二进制中想把某位变0，只需要进行“与运算”，而十六进制是二进制的组合，同意进行与运算就可以。

向下舍入：0x12345678 & 0xfffff000=0x12345000	->	i = i & 0xfffff000
    向上舍入：i= (i	& 0xfffff000) + 0x1000 -> 相当于向下舍入再加了一个单位，实际上是错的，比如以100为单位对300向上舍入变成400.
    向上舍入正确做法是先判断后舍入：
    	if ( ( i & 0xfff) != 0 ) 	{ i=( i& 0xfffff000) + 0x1000; }
    向上舍入改进版：i= ( i + 0xfff ) & 0xfffff000 ;
    转为十进制理解：若当前为300（单位为100），加上99之后变成399，向下舍入还是300，若是301，加99变成400，向下舍入变成400结果正确，可以这样类比。
    十进制的向下舍入：i=i-（i%100）

# 二、叠加处理 #

为深入解决鼠标移动问题 -> 做一段适用于鼠标和窗口叠加处理的程序

*  最上面的小图层用来描绘鼠标指针，最下面是桌面壁纸，中间是窗口的图层。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

图层结构体：

![2019012621194939.png][]

![20190126212001363.png][]

管理多重图层信息结构体（最大图层数256）：

![20190126212018916.png][]

![20190126212034131.png][]

*  Sheets的部分有32x256=8192大小（8KB），如果还要加其他就很大了，所以使用mamman\_alloc\_4k来分配内存。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

*  Shtctl\_init()函数是对内存的初始化，用sizeof（变量）函数来指定所占空间大小，里面每一个图层都标记未使用。下一个函数sheet\_alloc是获取新生成的图层，可以理解为对256个图层的初始化（标记为使用），但是都没有显示在界面中（height= -1）。

sht = &ctl->sheets0\[i\];表示ctl->sheets0\[i\]的地址

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

设定图层的缓冲区大小和透明色的函数：

![20190126212201593.png][]

![20190126212604360.png][]

设定底板高度的函数：void sheet\_updown(struct SHTCTL \*ctl, struct SHEET \*sht, int height)

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

刷新函数：根据高度显示图层，最高的放在最上面（用户视角）

Bx:对应显示图层的横坐标（0开始）

By:对应显示图层的纵坐标（0开始）

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

滑动函数：重新显示就好了

释放函数：全部设置为隐藏

![20190126212734123.png][]

![20190126212745983.png][]

最后的主函数：

void HariMain(void)
    {
    	……
    	struct SHTCTL *shtctl;
    	struct SHEET *sht_back, *sht_mouse;
    	unsigned char *buf_back, buf_mouse[256];
    
    	……
    	init_palette();
    	shtctl = shtctl_init(memman, binfo->vram, binfo->scrnx, binfo->scrny);		/*初始化屏幕内存*/
    	sht_back  = sheet_alloc(shtctl);
    	sht_mouse = sheet_alloc(shtctl[两个图层，一个是sht_back和sht_mouse分别表示大背景和鼠标的背景（后面定义为透明色）]);
    	buf_back  = (unsigned char *) memman_alloc_4k(memman, binfo->scrnx * binfo->scrny);	/*内存分配*/
    	sheet_setbuf(sht_back, buf_back, binfo->scrnx, binfo->scrny, -1); /* 屏幕的图层，没有透明色 */
    	sheet_setbuf(sht_mouse, buf_mouse, 16, 16, 99);
    	init_screen8(buf_back, binfo->scrnx, binfo->scrny);
    	init_mouse_cursor8(buf_mouse, 99);/*背景色号 99*/
    	sheet_slide(shtctl, sht_back, 0, 0); /*绘制背景滑动*/
    	mx = (binfo->scrnx - 16) / 2; /* 画面中央的坐标计算 */
    	my = (binfo->scrny - 28 - 16) / 2;
    	sheet_slide(shtctl, sht_mouse, mx, my); /*绘制鼠标滑动*/
    	sheet_updown(shtctl, sht_back,  0);
    	sheet_updown(shtctl, sht_mouse, 1);/*设置为背景图层，1为鼠标图层*/
    	
    	(显示函数)
    	sheet_refresh(shtctl);
    
    	for (;;) {
    		io_cli();
    		if (fifo8_status(&keyfifo) + fifo8_status(&mousefifo) == 0) {
    			io_stihlt();
    		} else {
    			if (fifo8_status(&keyfifo) != 0) {
    				（获取鼠标并显示）
    				sheet_refresh(shtctl);
    			} else if (fifo8_status(&mousefifo) != 0) {
    				（显示鼠标）
    sheet_slide(shtctl, sht_mouse, mx, my); 
    /* sheet_refresh滑动显示 */
    				}
    			}
    		}
    	}
    }

显示结果：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

# 三、提高叠加处理速度 #

第二点已经实现鼠标图层的移动，但是速度太慢。根据上面的原理，只要鼠标一动就会对整个画面重新刷新，相当于重写64000个像素。

*  第一次优化：重写鼠标移动前和移动后的像素2x256=512，sheet.c其他函数保持不变，只修改刷新函数：

增加一个sheet\_refreshsub函数

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

函数与sheet\_refresh相比唯一不同在于使用vx0-vy1指定的刷新范围。加了一个判断条件 if (vx0 <= vx && vx < vx1 && vy0 <= vy && vy < vy1)，意思是在传入参数的指定范围内才能绘制，在sheet\_refresh中实现调用：

![20190126212914556.png][]

先记住移动前的位置，再设置新的显示位置，重新绘制这两个地方。

修改之后，作者还解决了一个文字显示问题：每次显示文字都要重写64000个像素，这里可以调用refreshsub函数，重写sheet\_refresh函数就可以了：刷新指定范围（缓冲区坐标）

改造updown：
    sheet_refresh(ctl);变成下面形式：
    sheet_refreshsub(ctl, sht->vx0, sht->vy0, sht->vx0 + sht->bxsize, sht->vy0 + sht->bysize);
    最后改写bootpack.c：
    变更点四个：每次往buf_back(屏幕)中写入信息才进行sheet_refresh
    sheet_refresh(shtctl, sht_back, 0, 0, binfo->scrnx, 48);	//初始化屏幕
    sheet_refresh(shtctl, sht_back, 0, 16, 16, 32);			//刷新键盘
    sheet_refresh(shtctl, sht_back, 32, 16, 32 + 15 * 8, 32);	//显示鼠标信息
    sheet_refresh(shtctl, sht_back, 0, 0, 80, 16);			//显示坐标
    最后显示同上，速度提高！

# 四、提高叠加处理速度 #

*  按照refreshsub的思路，会有bysize\*bxsize次进入判断语句。这种写法每次刷新都要重新判断一次全部的显示图层(sht\_back)，所以作者修改了for语句的循环范围，如图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

*  第二次优化：sheet\_refreshsub函数

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

第一层for循环在于遍历图层，从低到高显示，理解了这一步，这样下面的判断就很好理解了： for (h = 0; h <= ctl->top; h++)

改良关键在于，bx在for语句中并不是在0到bxsize之间循环，而是在bx0到bx1之间循环，bx0,bx1都是通过刷新范围倒推出来的一个相对坐标值。Vx0的坐标相当于bx中的哪个位置，把它当作bx0。

根据

![20190126213311887.png][]

得出公式：vx= sht->vx0+bx; -> bx=vx-sht->vx0;

代码解析:

bx0 = vx0 - sht->vx0;
    
    by0 = vy0 - sht->vy0;
    
    bx1 = vx1 - sht->vx0;
    
    by1 = vy1 - sht->vy0;

通过上面公式推导出的四个坐标值，对应图（例子）为：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][]

这样就基本理解书本上的那些图了

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 13][]

当h=1时，想要重复刷新鼠标的图层，就变成下面：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 14][]

![20190126213450843.png][]

这个判断说明的是在左上角叠加的情况：bx1，by1变大要修正。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70 15][]

只有满足叠加范围内的才会重新绘制，只绘制这一部分（BX0,BY0）->（BX1,BY1），其他的不用绘制。运行结果不变，速度变快。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODA0MzYz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220322/b041e19316794ab381c37756dc345dfe.png
[20190126211824674.png]: /images/20220322/6b0d0a12413840c39f32067327de3eb3.png
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[2019012621194939.png]: /images/20220322/62388421215547ccae41ed38f28319f8.png
[20190126212001363.png]: /images/20220322/28b5ddd7f2c244cc86e4528022ae3663.png
[20190126212018916.png]: /images/20220322/4f6a23d4afb74e75bed23b4e919bb115.png
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