NJU-DLCO-Experiment

总体结构

• 硬件：CPU 和设备（显示器、键盘、时钟）
• AM ：提供基本 API
• 软件：基于 AM 编写，生成二进制文件直接在硬件上运行

内存映射约定

地址	功能	权限	内容
[0x00000000, 0x00040000)	.text	禁止
[0x00080000, 0x000a0000)	.rodata	只读
[0x00100000, 0x0011f000)	数据	读写	从低到高依次.data、.bss、堆；栈从高到低
[0x00200000, 0x00296000)	显存	只写，写只能按半字	半字A，A[15:12]无效，A[11:8]红，A[7:4]绿，A[3:0]蓝。显存按行连续存储，每行640像素，共480行。
0x00400000	键盘	只读	字A，A[15]成功取出，A[8]断码，A[7:0]扫描码
0x00800000	时间	只读	从开机至当前经过的微秒数低32位
0x00800004	时间	只读	从开机至当前经过的微秒数高32位

访问违例属于“未定义行为”，不会触发任何错误或警告。

AM

system.h

• #define VGA_START (volatile uint16_t *)0x200000

  显存的起始地址。

• #define VGA_END (volatile uint16_t *)0x296000

  显存的结束地址。

• #define VGA_WIDTH 640

  屏幕宽度。

• #define VGA_HEIGHT 480

  屏幕高度。

• uint16_t *pixel_at(size_t x, size_t y);

  指向y行x列像素的指针。此函数不应该频繁调用，如果要访问连续的显存，应只使用此函数获取首指针！

• void write_rect(size_t x, size_t y, size_t w, size_t h, const uint16_t *restrict data);

  写入一块显存区域，data应该是连续存储h*w个数据。

• void fill_rect(size_t x, size_t y, size_t w, size_t h, uint16_t color);

  用color填充从y行x列开始高为h宽为w的矩形区域。

• void fill_screen(uint16_t color);

  用color填充整个屏幕。

• struct keyboard_event {
    uint8_t scan_code;
    bool release;
  };

  表示键盘事件的结构体，release为假时表示按下，为真时表示释放。

• bool get_key(struct keyboard_event *evt);

  获取键盘缓冲区中的字符，如果返回true说明获取成功，返回false说明缓冲区为空。

• extern unsigned char scancode_to_char[256];

  用于将扫描码转化为可视字符。

• extern unsigned char shift_scancode_to_char[256];

  用于将扫描码转化为按下 Shift 键时的字符。

• void make_char(char c, uint16_t foreground, uint16_t background, uint16_t *dest);

  将c的图形写入dest数组。

• void write_char_at(char c, uint16_t foreground, uint16_t background, size_t col, size_t row);

  将将c的图形显示到第col列第row行，应保证0 <= col < 71 和 0 <= row < 30，即字符界面的 71 列 30 行。

• uint64_t get_time();

  从开机至当前经过的微秒数。

• void halt(int code);

  终止，一般约定code为零时表示成功。此函数主要用于调试。

string.h

void *memset(void *s, int c, size_t n);
void *memcpy(void *restrict dst, const void *restrict src, size_t n);
void *memmove(void *dst, const void *src, size_t n);
int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n);
size_t strlen(const char *s);
char *strcat(char *restrict dst, const char *restrict src);
char *strcpy(char *restrict dst, const char *restrict src);
char *strncpy(char *restrict dst, const char *restrict src, size_t n);
int strcmp(const char *s1, const char *s2);
int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);

stdlib.h

void srand(unsigned int seed);
int rand(void);
void *malloc(size_t size);
void free(void *ptr);
int abs(int x);
int atoi(const char *nptr);

NTerm

命令	功能
clear	清屏
hello	输出Hello World
logo	展示 Logo
time	输出从开机至当前经过的微秒数
fib n	输出前n个斐波那契数
rotate	NJU ICS PA 的 video test
snake	贪吃蛇
bird	简化版 Flappy Bird