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动手操作系统（6）- print功能　　前文坐标：动手操作系统（5）- 载入内核　　1. 回顾　　前文讲到终于开始脱离手动写汇编的折磨，运行了编译器生成的elf可执行文件。但很不幸我们目前没有任何库文件，也就是甚至不能printf(“Hello world”)，所以我们需要自己汇编手写一个print函数，随后把它和C语言文件一同编译。　　本章作者给出的源代码如下：代码　　2. 待开发功能　　首先我们打印方式仍然是使用显卡提供的内存段，要求调用接口后，将对应的字符、字符串、数字打印到屏幕上。　　所以我们创建头文件print.h 　　给出了三个接口，对应字符、字符串、数字三种打印　　其中#include”stdint.h”是引用了我们自定义的一个专门用于统一类型名称的头文件，内容如下：　　内容很简单　　3. print函数　　接下来是本篇文章主要新增的代码实现：　　其中TI_GDT和RPL0如之前定义一样，表示选择子的段表选择和权限等级。SELECTOR_VIDEO定义了一个视频段的选择子，用于后续打印工作。

　　随后在section .data中定义一个8字节的0，用于后续数字到字符转换。　　section .text后跟着代码实现　　3.1 put_char 　　首先是put_char函数的实现：　　开头对工作环境进行存档，并执行基本初始化，将gs存入视频段的选择子。　　这个函数被调用时，call指令会先隐式的将返回地址压入栈中，然后跳转到函数开头，pushad会将所有32位的寄存器进行压栈保存，在函数结束时再恢复。　　在打印前，我们需要定位打印字符应该现实的位置，也就是光标位置，因此需要I/O调用光标位置。　　用到一对io端口 — 0x03d4和0x03d5用法是向0x03d4中写入想要读取的显卡寄存器索引值，然后在0x03d5端口中读取该寄存器的值，这里寄存器索引是0x0e表示的是待查询的是光标高8位（0x0f表示光标低8位），以此取出完整的光标位置值。　　以上部分将完整的16位光标位置值存入了ax中，理论上接下来向光标对应位置写入传入的字符即可，但需要注意的是传入字符可能是可显示字符外的如退格换行等，因此在真正打印前，先做入参检测。　　以上取出了栈中压入的参数到cx中（注意这里选择栈顶后的第36字节使用的是esp+36，因为栈的增长方向是从高地址到低地址，栈顶的地址反而是整个栈中值最小的，要寻找压入栈的参数就需要加法。再然后这里加上36的原因如上注释，esp指向的是栈中数据的最顶一个字节，pushad+返回地址占用了36字节，esp+36就是传入的字符）　　然后我们拆解这几个入参检测的特殊情况处理函数，首先是对退格的特殊处理，很明显光标要退回一个，并且退回格内显示的字符也要“删掉”（这里我们传入空格字符覆盖掉），实现如下：　　处理函数中，首先对我们刚才的光标当前位置减1（但是改的只是我们保存的备份），然后将该位置传入空格进行和默认的字符属性黑屏白字。在操作两端的“shl”和“shr”起到乘2和除2的作用，因为实际上一个字符位对应两个字节（字符字节和属性字节），所以在具体处理时bx*2是字符位，bx*2+1是属性位。　　最后跳转.set_cursor设置当前光标值。（大致就是将修改后的bx值作为新的光标值，传入光标位置寄存器。）　　接着是回车和换行处理，我们将回车和换行当作相同的符号来处理，需要将光标指向下一行。　　以上代码中div指令当除数是16位时（此时位si），默认被除数存放在ax，结果商存放在ax，余数存放在dx。通过该操作使bx指向了当前行的行首，再加80即下一行的行首，判断是否超过了当前屏幕限制的2000个字符。若未超过就正常刷新光标即可。若超过了2000限制就继续后续的代码，进行屏幕滚动。　　以上将2-25行的内容整体移动到1-24行，并将25行使用空格进行清除。　　结束了入参检测特殊情况处理，以下是正常字符的打印：　　这一步同样先bx乘2方便后续对对应字节的操作，将传入的字符写到当前光标位，字符属性0x07表示浅灰色。写入完成后bx除以2恢复成表示字符的位置，然后bx加1表示新的光标值。　　当以上执行完后，我们多个分支汇聚到了刷新光标值：　　还是通过0x03d4和0x03d5这一对端口，不过这次是写入更新光标值。最后popad将函数调用前的工作环境恢复。　　3.2 put_str 　　有了基础的put_char后我们可以打印连续的字符串了。　　这个函数中只需要用到ebx和ecx所以只用备份这两个寄存器。　　其中ecx用作循环计数，ebx用作存储待打印字符的地址。　　初始化结束后，进入逐个字符的打印环节。　　将ebx指向位置的字符取出到cl中，判定是否为0（即‘\0’，字符串结尾的截止符号），若不是截止符号就传入put_char进行打印，传入方式是压栈，所以当执行完后需要手动清理栈空间。然后ebx+1循环直到打印完所有的字符。　　最后完成调用恢复用到的ebx和ecx返回调用。　　3.3 put_int 　　和打印字符不同，put_int需要把数字转换成字符，然后再打印到显示器上。　　初始化环节中，还是会pushad将所有32位寄存器进行压栈备份，将原来的栈顶作为新的栈底，防止原栈中数据被误改。其中”ebp+4*9″是跳过push压入栈的8个32位寄存器和32位的call返回地址，待打印的4个字节到eax，并拷贝一份到edx中，当作后续操作的对象。因为4个字节打印成16进制显示时最多有8个字符（如0x1234ABCD，是一个32位的16进制显示的数），所以我们需要依次打印出8个字符。赋值edi为7表示当前待打印字符在最终的字符串中的位置（7即表示首先打印0x1234ABCD中的D）；赋值ecx为8表示循环控制变量，循环依次打印字符。　　这里用到了先前定义的put_int_buffer，回顾以下它的定义是：　　

　　定义了一个8字节的缓冲区（写入8个字符）。

　　（首先约定，接下来所写的不带引号1表示数字，带引号’1’表示字符）　　我们可以看到，对于一个字符’0’，它的码值是48，并且字符1-9紧随其后，所以实际上字符’0′-‘9’码值与其对应的数值差值均为48，这意味着0-9以内的数，我们加上48（即’0’的码值），直接打印就可以打印出对应的字符。　　另外，我们知道十六进制表示中不只有0-9，还有A-F(表示10-15)，所以处理方式如上，’A’-A(使用字符’A’的码值-10)得到其差值是87（或’A’的码值-10）。　　根据以上两种情况，我们取出待打印的字符（最低的4bit数）　　上述操作如下图：

　　通过以4bit为单位，逐步转换为字符存入put_int_buffer中，得到了其应有的打印字符。这里已经可以直接调用put_str进行打印了。后续代码是为了消除待打印字符串中高位连续的0（比如000123变成123）。　　以上部分从put_int_buffer首字节开始（例如存放的是“1234ABCD”则从‘1’），逐个字节判断是否为’0’，直到判定全部为’0’或找到首个不为0的字符，跳转到打印环节。　　.full0专门处理全为0的情况，打印一个0即可，后续代码执行时edi自增会超过8，跳出打印循环。　　.put_each_num处理通常情况，edi指向首个不为0的字符，初始时cl中存放着edi指向的那个buffer中字符，作为参数压栈调用put_char，并在随后的循环中edi自增，将其指向的字符存入cl重复以上步骤直到打印完buffer中所有字符，popad恢复现场，返回调用。　　4. 调用测试　　经过print的开发，我们已经完成了主要工作，后续在内核中使用C语言调用即可，调用时程序会将传入的参数压栈，再将返回地址压栈，最后跳转到我们使用汇编语言写的函数开头处。　　结果如下

　　关于用到的端口号，我找到一份bochs提供的端口号列表，可以参考对用到的端口号做初步了解。　　下篇坐标：动手操作系统（7）- 系统中断

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