《30天自制操作系统》11_day_学习笔记

harib08a：
　　鼠标的显示问题：我们可以看到，鼠标移到窗口最右侧之后就不能再移动了，而WIN中，鼠标是可以移动到最右边隐藏起来的。怎么办？把鼠标指针显示的范围扩宽就行！我们来修改一下HariMain来解决这个问题

//HariMain节选
if (mx > binfo->scrnx - 1) {    mx = binfo->scrnx - 1;    }//拓宽到右边界左边的一个像素
if (my > binfo->scrny - 1) {    my = binfo->scrny - 1;    }//拓宽到下边界上方的一个像素

harib08b：
　　我们发现图层到了画面外，就会出现问题。这里我们一起来吧sheet_refreshsub(）函数进行改进，让它不刷新画面以外的内容。
　　方   法：在进行画面刷新之前，先判断是否已经超过了画面以外，超过画面外的部分不需要进行刷新操作（下面是关键部分的代码）

//sheet.c中sheet_refreshsub()节选
//判断，刷新像素的范围是否超出了画面
if (bx0 < 0) { bx0 = 0; }
if (by0 < 0) { by0 = 0; }
if (bx1 > sht->bxsize) { bx1 = sht->bxsize; }
if (by1 > sht->bysize) { by1 = sht->bysize; }

harib08c：
　　我们发现在图层移动sheet_undown()中指定ctl太麻烦，于是在这一部分对此做了一些修改，目的就是不在sheet_undown（）中指定ctl.
　　1、struct SHEET中加入struct SHTCTL *ctl

//在图层的结构体定义struct SHEET中，加入图层控制结构体指针struct SHTCTL *ctl
struct SHEET {
    unsigned char *buf;
    int bxsize, bysize, vx0, vy0, col_inv, height, flags;
    struct SHTCTL *ctl; //图层控制结构体指针struct SHTCTL *ctl
};

　　2、对函数shtclt_init进行追加

//追加内容： 将ctl初始化为图层控制结构体
for (i = 0; i < MAX_SHEETS; i++) {
　　ctl->sheets0[i].flags = 0; /* FLAG=0表示该图层未被使用 */
　　ctl->sheets0[i].ctl = ctl; /* 指针ctl指向图层控制结构体 */
}

　　3、对函数sheet_undown进行修改

//修改内容：将ctl初始化为图层控制结构体
void sheet_updown(struct SHEET *sht, int height)
{
    struct SHTCTL *ctl = sht->ctl;/* 指针ctl指向图层控制结构体 */
    int h, old = sht->height; 　　 /* 记录设置前图层的高度 */
    //........
}

　　4、修改sheet_refresh()、sheet_slide()、sheet_free()

//一、修改函数的参数
//二、如果函数中使用了图层结构体SHEET，将结构体中指针ctl指向图层控制结构体
void sheet_refresh(struct SHEET *sht, int bx0, int by0, int bx1, int by1)
{
    if (sht->height >= 0) { /* 此时正在显示，按照新图层的信息进行刷新 */
        sheet_refreshsub(sht->ctl, sht->vx0 + bx0, sht->vy0 + by0, sht->vx0 + bx1, sht->vy0 + by1);/* 这里修改了对sheet_refreshsub调用 */
    }
    return;
}
void sheet_slide(struct SHEET *sht, int vx0, int vy0)
{
    int old_vx0 = sht->vx0, old_vy0 = sht->vy0;
    sht->vx0 = vx0;
    sht->vy0 = vy0;
    if (sht->height >= 0) { /* 此时正在显示，按照新图层的信息进行刷新 */
        sheet_refreshsub(sht->ctl, old_vx0, old_vy0, old_vx0 + sht->bxsize, old_vy0 + sht->bysize);/* 这里修改了对sheet_refreshsub调用 */
        sheet_refreshsub(sht->ctl, vx0, vy0, vx0 + sht->bxsize, vy0 + sht->bysize);/* 这里修改了对sheet_refreshsub调用 */
    }
    return;
}
void sheet_free(struct SHEET *sht)
{
    if (sht->height >= 0) {
        sheet_updown(sht, -1); /* 这里修改了对sheet_updown的调用，隐藏该图层 */
    }
    sht->flags = 0; 　　　　　　/* 图层被释放，flag置0 */
    return;
}

harib08d：
　　到这里，优化工作完成的差不多了，接下来继续对系统进行拓展；接下来我们尝试制作一下窗口。
　　原   理：准备一张图层，在该图层的缓冲区描绘一个窗口的图像，接着把该缓冲区写到VRAM中，让界面刷新像素显示即可。

　　1、窗口图层制作函数make_windows8()

void make_window8(unsigned char *buf, int xsize, int ysize, char *title)
{
    static char closebtn[14][16] = { //窗口关闭按钮X的的数组
        "OOOOOOOOOOOOOOO@",
        "OQQQQQQQQQQQQQ$@",
        "OQQQQQQQQQQQQQ$@",
        "OQQQ@@QQQQ@@QQ$@",
        "OQQQQ@@QQ@@QQQ$@",
        "OQQQQQ@@@@QQQQ$@",
        "OQQQQQQ@@QQQQQ$@",
        "OQQQQQ@@@@QQQQ$@",
        "OQQQQ@@QQ@@QQQ$@",
        "OQQQ@@QQQQ@@QQ$@",
        "OQQQQQQQQQQQQQ$@",
        "OQQQQQQQQQQQQQ$@",
        "O$$$$$$$$$$$$$$@",
        "@@@@@@@@@@@@@@@@"
    };
    int x, y;
    char c;
    //窗口的颜色填充，（应该是前景）
    boxfill8(buf, xsize, COL8_C6C6C6, 0,         0,         xsize - 1, 0        );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_FFFFFF, 1,         1,         xsize - 2, 1        );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_C6C6C6, 0,         0,         0,         ysize - 1);
    boxfill8(buf, xsize, COL8_FFFFFF, 1,         1,         1,         ysize - 2);
    boxfill8(buf, xsize, COL8_848484, xsize - 2, 1,         xsize - 2, ysize - 2);
    boxfill8(buf, xsize, COL8_000000, xsize - 1, 0,         xsize - 1, ysize - 1);
    boxfill8(buf, xsize, COL8_C6C6C6, 2,         2,         xsize - 3, ysize - 3);
    boxfill8(buf, xsize, COL8_000084, 3,         3,         xsize - 4, 20       );
    boxfill8(buf, xsize, COL8_848484, 1,         ysize - 2, xsize - 2, ysize - 2);
    boxfill8(buf, xsize, COL8_000000, 0,         ysize - 1, xsize - 1, ysize - 1);
    putfonts8_asc(buf, xsize, 24, 4, COL8_FFFFFF, title);//显示窗口的额标题
    for (y = 0; y < 14; y++) {
        for (x = 0; x < 16; x++) {  　　　　　　　　　　　　//这里对关闭按钮的颜色进行设定
            c = closebtn[y][x]; 　　　　　　　　　　　　　　//关闭按钮数组中不同的字符用特定的显示颜色来显示出来
            if (c == '@') {
                c = COL8_000000;
            } else if (c == '$') {
                c = COL8_848484;
            } else if (c == 'Q') {
                c = COL8_C6C6C6;
            } else {
                c = COL8_FFFFFF;
            }
            buf[(5 + y) * xsize + (xsize - 21 + x)] = c;//把这个颜色的值，给VRAM缓冲区
        }
    }
    return;
}

　　2、在HariMain中进行相应的修改

    //HariMain节选
    init_palette();　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//初始化调色板
    shtctl = shtctl_init(memman, binfo->vram, binfo->scrnx, binfo->scrny);
    sht_back  = sheet_alloc(shtctl);
    sht_mouse = sheet_alloc(shtctl);
    sht_win   = sheet_alloc(shtctl);　　　　　　　　　　　　　　　　　　//为窗口分配内存空间
    buf_back  = (unsigned char *) memman_alloc_4k(memman, binfo->scrnx * binfo->scrny);
    buf_win   = (unsigned char *) memman_alloc_4k(memman, 160 * 68);
    sheet_setbuf(sht_back, buf_back, binfo->scrnx, binfo->scrny, -1); /* 设置图层缓冲区，没有透明色 */
    sheet_setbuf(sht_mouse, buf_mouse, 16, 16, 99);
    sheet_setbuf(sht_win, buf_win, 160, 68, -1); 　　　　　　　　　　　/* 设置图层缓冲区，没有透明色 */
    init_screen8(buf_back, binfo->scrnx, binfo->scrny);　　　　　　　//初始化屏幕界面
    init_mouse_cursor8(buf_mouse, 99);　　　　　　　　　　　　　　　　　//X按钮的功能键
    make_window8(buf_win, 160, 68, "window");　　　　　　　　　　　　　//制作窗口图层buf_win
    putfonts8_asc(buf_win, 160, 24, 28, COL8_000000, "Welcome to");//在图层buf_win中显示两串字符串
    putfonts8_asc(buf_win, 160, 24, 44, COL8_000000, "  Haribote-OS!");
    sheet_slide(sht_back, 0, 0);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//图层上下滑动的函数，因为要让鼠标图层在窗口图层上方移动
    mx = (binfo->scrnx - 16) / 2; 　　　　　　　　　　　　　　　　　　  /* 这里把鼠标放在屏幕中间的位置 */
    my = (binfo->scrny - 28 - 16) / 2;
    sheet_slide(sht_mouse, mx, my);　　　　　　　　　　　　　　　　　　//设置鼠标图层的上下滑动
    sheet_slide(sht_win, 80, 72);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//设置窗口图层sht_win的上下滑动
    sheet_updown(sht_back,  0);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//设定背景图层的高度为0（在最底层）
    sheet_updown(sht_win,   1);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//设置窗口图层的高度为1（在中间层）
    sheet_updown(sht_mouse, 2);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//设置鼠标图层的高度为2（在最上层)
    sprintf(s, "(%3d, %3d)", mx, my);　　　　　　　　　　　　　　　　 //在背景层打印出坐标的位置
    putfonts8_asc(buf_back, binfo->scrnx, 0, 0, COL8_FFFFFF, s);
    sprintf(s, "memory %dMB   free : %dKB",　　　　　　　　　　　　　//打印出内存使用情况
    　　　　　　memtotal / (1024 * 1024), memman_total(memman) / 1024);
    putfonts8_asc(buf_back, binfo->scrnx, 0, 32, COL8_FFFFFF, s);
    sheet_refresh(sht_back, 0, 0, binfo->scrnx, 48);　　　　　　　　//刷新屏幕显示

harib08e：
　　　　小实验：我们在上面一共有了3个图层：背景、窗口、鼠标。让我们抽一下风把这三个图层的高度改一下，看看会怎么样？我们把鼠标图层放在窗口下面，背景图层在最底下（上图运行成功，说明程序没问题）

//修改HariMain中的图层高度设置
    sheet_updown(sht_back,  0);//背景最底层
    sheet_updown(sht_mouse, 1);//鼠标中间层
    sheet_updown(sht_win,   2);//窗口最高层

harib08f：
　　　　我们已经能顺利的制作出窗口了，现在我们来做个好玩的东西---计数器。在上一步，我们已经成功的绘制出了窗口，接下来只需要对窗口图层的内容做一些修改（这部分比较简单，直接上代码）

    //HariMain节选
    make_window8(buf_win, 160, 52, "counter");　　//窗口标题：counter
    sheet_slide(sht_back, 0, 0);　　　　　　　　　　//设置背景图层的上下滑动
    mx = (binfo->scrnx - 16) / 2; 　　　　　　 　　/* 把鼠标放在屏幕中间 */
    my = (binfo->scrny - 28 - 16) / 2;
    sheet_slide(sht_mouse, mx, my);　　　　　　　　//鼠标图层的上下滑动
    sheet_slide(sht_win, 80, 72);　　　　　　　　　//窗口图层的上下滑动
    sheet_updown(sht_back,  0); 　　　　　　　 　　//图层的高度
    sheet_updown(sht_win,   1);
    sheet_updown(sht_mouse, 2);
    sprintf(s, "(%3d, %3d)", mx, my); 　　　　　　//输出坐标位置
    putfonts8_asc(buf_back, binfo->scrnx, 0, 0, COL8_FFFFFF, s);
    sprintf(s, "memory %dMB   free : %dKB",
            memtotal / (1024 * 1024), memman_total(memman) / 1024);
    putfonts8_asc(buf_back, binfo->scrnx, 0, 32, COL8_FFFFFF, s);
    sheet_refresh(sht_back, 0, 0, binfo->scrnx, 48);//刷新显示界面

harib08g：
　　我们make run一下，发现窗口中的内容在不断的闪烁。到这里位置，我们每次刷新显示都是从最低图层开始，一直向上把所有的图层都王VRAM中写一遍。但是很多图层的内容是没有变化的（比如背景图层）；在这里我们做以下消除闪烁的优化处理：仅对refresh对象及以上的图层进行刷新就行了。
　　1、修改完成刷新工作的sheet_refreshsub()函数：追加一个参数h0表示需要刷新的最低图层。这样在循环处加一个判断条件：for (h = h0; h <= ctl->top; h++)只对层数比h0高的图层进行刷新；
　　2、修改相关的函数：上面我们对sheet_refreshsub()函数追加了h0参数，接下来我们把所有调用了sheet_refreshsub()的函数都修改一下。

　　　　sheet_refreshsub(sht->ctl, sht->vx0 + bx0, sht->vy0 + by0, sht->vx0 + bx1, sht->vy0 + by1, sht->height);

harib08h：
　　上面我们已经消除了窗口刷新时的闪烁，接下来我们来消除鼠标的闪烁！

　　　　　　

　　1、map(地图）的定义和初始化：开辟一块和VRAM大小一样的内存--map；这块内存用来表示画面上的点是那个图层的像素，所以相当于是图层的地图。我们要理解作者的用意：map和VRAM设计成大小一样的，就是要把map当做一个中间的缓冲区域（相当于VRAM的一个缓存），这样可以对VRAM的操作进行加速。

//bootpack.h和sheet.c节选
//定  义：map定义在图层管理结构体中
struct SHTCTL {
    unsigned char *vram, *map;
    int xsize, ysize, top;
    struct SHEET *sheets[MAX_SHEETS];
    struct SHEET sheets0[MAX_SHEETS];
};
//初始化：在图层管理初始化函数中做相应修改
struct SHTCTL *shtctl_init(struct MEMMAN *memman, unsigned char *vram, int xsize, int ysize)
{
    //...函数节选：    ................
    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//开辟一个4KB的内存空间，map指向这个空间起始地址
    ctl->map = (unsigned char *) memman_alloc_4k(memman, xsize * ysize);
    if (ctl->map == 0) {　　　　　　　//空间开辟失败，报错前先释放
        memman_free_4k(memman, (int) ctl, sizeof (struct SHTCTL));
        goto err;
    }
    ctl->vram = vram;　　　　　　　　 //图层管理结构体其他变量的初始化
    ctl->xsize = xsize;
    ctl->ysize = ysize;
    ctl->top = -1; 　　　　　　　　　 /* 隐藏，表示现在没有任何图层 */
    for (i = 0; i < MAX_SHEETS; i++) {
        ctl->sheets0[i].flags = 0; /* 图层标识FLAG=0表示该图层没有被使用 */
        ctl->sheets0[i].ctl = ctl; /* 初始化图层ctl为图层管理结构体的地址 */
    }
err:
    return ctl;
}

　　2、在map中写入图层号码：我们用当前图层的地址(sht)减去第一块图层的地址（ctl->sheets0)的偏移量来表示该图层的号码sid(sheet ID)
　　图片P215的图片来一个;

void sheet_refreshmap(struct SHTCTL *ctl, int vx0, int vy0, int vx1, int vy1, int h0)
{
    int h, bx, by, vx, vy, bx0, by0, bx1, by1;
    unsigned char *buf, sid, *map = ctl->map;
    struct SHEET *sht;
    if (vx0 < 0) { vx0 = 0; }
    if (vy0 < 0) { vy0 = 0; }
    if (vx1 > ctl->xsize) { vx1 = ctl->xsize; }
    if (vy1 > ctl->ysize) { vy1 = ctl->ysize; }
    for (h = h0; h <= ctl->top; h++) {
        sht = ctl->sheets[h];
        //前图层的地址(sht)减去第一块图层的地址（ctl->sheets0)的偏移量
        sid = sht - ctl->sheets0; /* 将进行减法运算的地址作为图层号码使用 */
        buf = sht->buf;
        bx0 = vx0 - sht->vx0;
        by0 = vy0 - sht->vy0;
        bx1 = vx1 - sht->vx0;
        by1 = vy1 - sht->vy0;
        if (bx0 < 0) { bx0 = 0; }
        if (by0 < 0) { by0 = 0; }
        if (bx1 > sht->bxsize) { bx1 = sht->bxsize; }
        if (by1 > sht->bysize) { by1 = sht->bysize; }
        for (by = by0; by < by1; by++) {
            vy = sht->vy0 + by;
            for (bx = bx0; bx < bx1; bx++) {
                vx = sht->vx0 + bx;
                if (buf[by * sht->bxsize + bx] != sht->col_inv) {
                    //在对需要刷新的部分进行刷新时，不再是写到VRAM中，而是将该像素的sid写到map中
                    map[vy * ctl->xsize + vx] = sid;
                }
            }
        }
    }
    return;
}

　　3、对sheet_refreshsub进行改写，让它可以使用map

void sheet_refreshsub(struct SHTCTL *ctl, int vx0, int vy0, int vx1, int vy1, int h0, int h1)
{
    int h, bx, by, vx, vy, bx0, by0, bx1, by1;
    unsigned char *buf, *vram = ctl->vram, *map = ctl->map, sid;
    struct SHEET *sht;
    /* refresh刷新的范围超出了画面 */
    //.......................
    for (h = h0; h <= h1; h++) { //只对h0到h1的图层进行跟新操作
        sht = ctl->sheets[h];　　//当前图层的地址
        buf = sht->buf;　　　　　 //当前图层的缓冲区内容
        sid = sht - ctl->sheets0;//计算当前图层sid的值
        /* 倒推出刷新的范围（不懂看前一天的内容) */
        bx0 = vx0 - sht->vx0;
        by0 = vy0 - sht->vy0;
        bx1 = vx1 - sht->vx0;
        by1 = vy1 - sht->vy0;
        if (bx0 < 0) { bx0 = 0; }
        if (by0 < 0) { by0 = 0; }
        if (bx1 > sht->bxsize) { bx1 = sht->bxsize; }
        if (by1 > sht->bysize) { by1 = sht->bysize; }
        for (by = by0; by < by1; by++) {
            vy = sht->vy0 + by;
            for (bx = bx0; bx < bx1; bx++) {
                vx = sht->vx0 + bx;
                //只有当前sid和map中该像素处sid相等，才将缓存写到VRAM中
                if (map[vy * ctl->xsize + vx] == sid) {
                    vram[vy * ctl->xsize + vx] = buf[by * sht->bxsize + bx];
                }
            }
        }
    }
    return;
}

 　　4、修改调用了sheet_refreshsub（）的3个函数：在函数sheet_refresh()sheet_slide()sheet-updown中都对函数sheet_refreshsub（）有调用，我们找到这三个函数的相应位置，按照sheet_refreshsub（）新的参数，重写一下调用.