移植打字小游戏

框架代码中的 game 目录下包含两款游戏, 共用的部分存放在 game/src/common 目录下, 游戏各自的逻辑分别存放在 game/src/typing 和 game/src/nemu-pal 中. 可以通过修改 game/Makefile.part 中的 GAME 变量在两个游戏之间切换(需要重新编译).

打字小游戏来源于2013年oslab0的框架代码, 为了配合移植, 代码的结构做了少量调整, 同时去掉了和显存优化相关的部分, 并对浮点数用binary scaling进行了处理.

我们对游戏的初始化部分进行一些说明:

• 程序入口是 lib-common/uclibc/lib/crt1.o 中的 _start() 函数.
• _start() 函数会调用 lib-common/uclibc/lib/libc.a 中的 __uClibc_main() 函数, 进行一系列运行时环境相关的初始化工作. 其中会调用 ioctl() 系统调用来检查stdin, stdout, stderr是否为字符设备. 由于除此之外, 在NEMU中运行的程序不会再调用 ioctl(), 为了简单起见, 我们只让内核实现了 ioctl() 中我们目前需要的功能, 而其它功能并未实现.
• 运行时环境初始化结束后, 就会跳转到游戏入口 game/src/common/main.c 中的 main() 函数.
• init_timer() 函数用于设置100Hz的时钟频率, 但由于NEMU中的时钟模拟实现是不可编程的, 而且模拟实现的时钟的默认频率就是100Hz, 故此处的 init_timer() 函数并没有实际作用.
• 调用 init_FLOAT_vfprintf() 劫持 vfprintf() 函数, 之后就可以输出FLOAT类型变量帮助调试.
• 在游戏中, add_irq_handle() 是一个人为添加的系统调用, 其系统调用号是0, 用于注册一个中断处理函数. 已经注册的中断处理函数会在相应中断到来的时候被内核调用, 这样游戏代码就可以通过中断来控制游戏的逻辑了. 但在真实的操作系统中, 提供这样的系统调用是非常危险的: 恶意程序可以注册一个陷入死循环的中断处理函数, 由于操作系统处理中断的时候, 处理器一般都处于关中断状态, 若此时陷入了死循环, 操作系统将彻底崩溃.
• 使用 Log() 宏输出一句话. 在游戏中, 通过 Log() 宏输出的信息都带有 {game} 的标签, 方便和kernel中的 Log() 宏输出区别开来.
• 进入游戏逻辑主循环. 整个游戏都在中断的驱动下运行.

在工程目录下运行 make game 命令编译游戏, 然后修改 Makefile 文件, 把 USERPROG 变量设置为 $(game_BIN) , 让编译得到的可执行文件 game 作为NEMU的用户程序来运行.

如果你之前的实现正确, 你将会看到打字游戏的画面, 但你会发现按键后出现system panic的信息, 这是因为kernel中没有对键盘中断进行响应, 认为键盘中断是一个非法的中断.

while (true) {
    wait_intr();
    cli();
    if (now == tick) {
        sti();
        continue;
    }
    assert(now < tick);
    target = tick; /* now总是小于tick，因此我们需要“追赶”当前的时间 */
    sti();
    // ......
}