improve kklibc stdlib and stdio, add kernel panic red screen

Author: alexeev-prog

CHANGELOG.md

@@ -1,3 +1,9 @@
+commit f1d82ba66c77d46c2b727a6af6c8ce7e559b3c07
+Author: Alexeev Bronislav <[email protected]>
+Date:   Mon Aug 25 02:42:53 2025 +0700
+
+    refactor/docs: fix shell, update readme
+
 commit 915ca27874432db51cd6d1370d4accd7b53d5d12
 Author: Alexeev Bronislav <[email protected]>
 Date:   Mon Aug 25 02:32:46 2025 +0700

README.md

@@ -18,7 +18,7 @@
 - **Загрузчик** с переходом из реального режима в защищённый
 - **GDT** (Глобальная таблица дескрипторов)
 - **Управление памятью** с аллокаторами:
-  - Аллокатор на основе связанных блоков памяти
+  - Аллокатор на основе связанных блоков памяти (TODO: Подключить стандартные методы `kmalloc`, `kfree`, `krealloc` к пейджингу)
   - Paging
 - **Драйверы**:
   - VGA-экран с поддержкой цветного текста

src/kernel/drivers/screen.c

@@ -114,6 +114,36 @@ void kprint_backspace() {
     set_cursor_offset(offset);
 }
 
+void halted_cpu_screen_clear() {
+    int screen_size = MAX_COLS * MAX_ROWS;
+    int i;
+    u8 *screen = (u8*) VIDEO_ADDRESS;
+
+    for (i = 0; i < screen_size; i++) {
+        screen[i*2] = ' ';
+        screen[i*2+1] = WHITE_ON_BLUE;
+    }
+    set_cursor_offset(get_offset(0, 0));
+}
+
+void panic_red_screen(char* title, char* description) {
+    int screen_size = MAX_COLS * MAX_ROWS;
+    u8 *screen = (u8*)VIDEO_ADDRESS;
+
+    for (int i = 0; i < screen_size; ++i) {
+        screen[i * 2] = ' ';
+        screen[i * 2 + 1] = WHITE_ON_RED;
+    }
+
+    set_cursor_offset(get_offset(0, 0));
+
+    kprint_colored("KINTSUGIOS KERNEL PANIC RED SCREEN\n\n", WHITE_ON_RED_CLR_CODE);
+    kprint_colored(title, WHITE_ON_RED_CLR_CODE);
+    kprint_colored("\n\n", WHITE_ON_RED_CLR_CODE);
+    kprint_colored(description, WHITE_ON_RED_CLR_CODE);
+
+    asm volatile("hlt");
+}
 
 /**********************************************************
  * Приватные функции ядра                                 *
@@ -174,18 +204,6 @@ int print_char(char c, int col, int row, char attr) {
     return offset;
 }
 
-void halted_cpu_screen_clear() {
-    int screen_size = MAX_COLS * MAX_ROWS;
-    int i;
-    u8 *screen = (u8*) VIDEO_ADDRESS;
-
-    for (i = 0; i < screen_size; i++) {
-        screen[i*2] = ' ';
-        screen[i*2+1] = WHITE_ON_BLUE;
-    }
-    set_cursor_offset(get_offset(0, 0));
-}
-
 int get_cursor_offset() {
     /* Используем VGA порты для получения текущей позиции курсора
      * 1. (data 14) Получаем высший байт оффсета курсора
@@ -222,131 +240,3 @@ void clear_screen() {
 int get_offset(int col, int row) { return 2 * (row * MAX_COLS + col); }
 int get_offset_row(int offset) { return offset / (2 * MAX_COLS); }
 int get_offset_col(int offset) { return (offset - (get_offset_row(offset)*2*MAX_COLS))/2; }
-
-
-// Старый код
-// #include "screen.h"
-// #include "lowlevel_io.h"
-// #include "../common.h"
-//
-// void	kprint(u8 *str)
-// {
-// 	/* Функция печати строки */
-//
-// 	// u8 *str: указатель на строку (на первый символ строки). Строка должна
-// 	// быть null-terminated.
-//
-// 	while (*str)
-// 	{
-// 		putchar(*str, WHITE_ON_BLACK);
-// 		str++;
-// 	}
-// }
-//
-// void	putchar(u8 character, u8 attribute_byte)
-// {
-// 	/* Более высокоуровневая функция печати символа */
-//
-// 	// u8 character: байт, соответствующий символу
-// 	// u8 attribute_byte: байт, соответствующий цвету текста/фона символа
-//
-// 	u16 offset;
-//
-// 	offset = get_cursor();
-// 	if (character == '\n')
-// 	{
-// 		// Переводим строку.
-// 		if ((offset / 2 / MAX_COLS) == (MAX_ROWS - 1))
-// 			scroll_line();
-// 		else
-// 			set_cursor((offset - offset % MAX_COLS) + MAX_COLS*2);
-// 	}
-// 	else
-// 	{
-// 		if (offset == (MAX_COLS * MAX_ROWS * 2)) scroll_line();
-// 		write(character, attribute_byte, offset);
-// 		set_cursor(offset+2);
-// 	}
-// }
-//
-// void	scroll_line()
-// {
-// 	/* Функция скроллинга */
-//
-// 	u8 i = 1;		// Начинаем со второй строки.
-// 	u16 last_line;	// Начало последней строки.
-//
-// 	while (i < MAX_ROWS)
-// 	{
-// 		memcpy(
-// 			(u8 *)(VIDEO_ADDRESS + (MAX_COLS * i * 2)),
-// 			(u8 *)(VIDEO_ADDRESS + (MAX_COLS * (i-1) * 2)),
-// 			(MAX_COLS*2)
-// 		);
-// 		i++;
-// 	}
-//
-// 	last_line = (MAX_COLS*MAX_ROWS*2) - MAX_COLS*2;
-// 	i = 0;
-// 	while (i < MAX_COLS)
-// 	{
-// 		write('\0', WHITE_ON_BLACK, (last_line + i * 2));
-// 		i++;
-// 	}
-// 	set_cursor(last_line);
-// }
-//
-// void	clear_screen()
-// {
-// 	/* Функция очистки экрана */
-//
-// 	u16	offset = 0;
-// 	while (offset < (MAX_ROWS * MAX_COLS * 2))
-// 	{
-// 		write('\0', WHITE_ON_BLACK, offset);
-// 		offset += 2;
-// 	}
-// 	set_cursor(0);
-// }
-//
-// void	write(u8 character, u8 attribute_byte, u16 offset)
-// {
-// 	/* Функция печати символа на экран с помощью VGA по адресу 0xb8000 */
-//
-// 	// u8 character: байт, соответствующий символу
-// 	// u8 attribute_byte: байт, соответствующий цвету текста/фона символа
-// 	// u16 offset: смещение (позиция), по которому нужно распечатать символ
-//
-// 	u8 *vga = (u8 *) VIDEO_ADDRESS;
-// 	vga[offset] = character;
-// 	vga[offset + 1] = attribute_byte;
-// }
-//
-// u16		get_cursor()
-// {
-// 	/* Функция, возвращающая позицию курсора (char offset). */
-//
-// 	port_byte_out(REG_SCREEN_CTRL, 14);				// Запрашиваем верхний байт
-// 	u8 high_byte = port_byte_in(REG_SCREEN_DATA);	// Принимаем его
-// 	port_byte_out(REG_SCREEN_CTRL, 15);				// Запрашиваем нижний байт
-// 	u8 low_byte = port_byte_in(REG_SCREEN_DATA);	// Принимаем и его
-// 	// Возвращаем смещение умножая его на 2, т.к. порты возвращают смещение в
-// 	// клетках экрана (cell offset), а нам нужно в символах (char offset), т.к.
-// 	// на каждый символ у нас 2 байта
-// 	return (((high_byte << 8) + low_byte) * 2);
-// }
-//
-// void	set_cursor(u16 pos)
-// {
-// 	/* Функция, устаналивающая курсор по смещнию (позиции) pos */
-//
-// 	pos /= 2;	// конвертируем в cell offset (в позицию по клеткам, а не
-// 				// символам)
-// 	// Устанавливаем позицию курсора
-// 	port_byte_out(REG_SCREEN_CTRL, 14);			// Указываем, что будем
-// 												// передавать верхний байт
-// 	port_byte_out(REG_SCREEN_DATA, (pos >> 8));	// Передаем верхний байт
-// 	port_byte_out(REG_SCREEN_CTRL, 15);			// Указываем, что будем
-// 												// передавать нижний байт
-// 	port_byte_out(REG_SCREEN_DATA, (pos & 0xff));	// передаем нижний байт
-// }

src/kernel/drivers/screen.h

@@ -99,5 +99,6 @@ void kprintln(char *message);
 void kprintln_colored(char *message, int color);
 void kprint_colored(char *message, int color);
 void kprint_backspace();
+void panic_red_screen(char* title, char* description);
 
 #endif

src/kernel/kernel/kernel.c

@@ -90,13 +90,13 @@ void user_input(char *input) {
 	if (strcmp(input, "HELP") == 0) {
 		kprintln("Keramika Shell Help");
 		for (int i = 0; i < commands_length; ++i) {
-			kprintf("%s - %s\n", commands[i].text, commands[i].hint);
+			printf("%s - %s\n", commands[i].text, commands[i].hint);
 		}
 		executed = 1;
 	}
 
 	if (executed == 0 && strcmp(input, "") != 0) {
-		kprintf_colored("Invalid command: %s", RED_ON_BLACK_CLR_CODE, input);
+		printf_colored("Invalid command: %s", RED_ON_BLACK_CLR_CODE, input);
 	}
 
     // Вывод строки шелла

src/kernel/kernel/utils.c

@@ -20,7 +20,7 @@ void fibonacci_command(char **args) {
 
     u32 fib = fibonacci(num);
 
-    kprintf("fib(%d) = %d", num, fib);
+    printf("fib(%d) = %d", num, fib);
 }
 
 void binary_pow_command(char **args) {
@@ -34,7 +34,7 @@ void binary_pow_command(char **args) {
 
     int powered = binary_pow(b, e);
 
-    kprintf("%d ** %d = %d", b, e, powered);
+    printf("%d ** %d = %d", b, e, powered);
 }
 
 void rand_comamnd(char **args) {
@@ -45,7 +45,7 @@ void rand_comamnd(char **args) {
 
     u32 seed = strtoint(args[0]);
 
-    kprintf("%d", rand(&seed));
+    printf("%d", rand(&seed));
 }
 
 void rand_range_command(char **args) {
@@ -58,7 +58,7 @@ void rand_range_command(char **args) {
     u32 min = strtoint(args[1]);
     u32 max = strtoint(args[2]);
 
-    kprintf("%d", rand_range(&seed, min, max));
+    printf("%d", rand_range(&seed, min, max));
 }
 
 void reboot_command(char** args) {
@@ -105,10 +105,10 @@ void info_command_shell(char** args) {
 	meminfo_t meminfo = get_meminfo();
 
 	kprint("MEMORY\n");
-	kprintf("HEAP (%d): start at %d, minimal block size %d\n", meminfo.heap_size, meminfo.heap_start, meminfo.block_size);
-	kprintf("Total used: %d\n", meminfo.total_used);
-	kprintf("Total free: %d\n", meminfo.total_free);
-	kprintf("Block count: %d", meminfo.block_count);
+	printf("HEAP (%d): start at %d, minimal block size %d\n", meminfo.heap_size, meminfo.heap_start, meminfo.block_size);
+	printf("Total used: %d\n", meminfo.total_used);
+	printf("Total free: %d\n", meminfo.total_free);
+	printf("Block count: %d", meminfo.block_count);
 }
 
 void mem_dump(char** args) {
@@ -117,7 +117,7 @@ void mem_dump(char** args) {
 
 void echo_command(char **args) {
     for (int i = 0; args[i] != NULL; i++) {
-        kprintf("%s ", args[i]);
+        printf("%s ", args[i]);
     }
 }
 
@@ -134,7 +134,7 @@ void free_command(char **args) {
 
     u32 addr = hex_strtoint(addr_str);
     kfree((void*)addr);
-    kprintf("Freed memory at %x", addr);
+    printf("Freed memory at %x", addr);
 }
 
 void kmalloc_command(char** args) {
@@ -149,5 +149,5 @@ void kmalloc_command(char** args) {
 	char buf1[32] = "";
 	hex_to_ascii((int)ptr, buf1);
 
-	kprintf("Allocate %d bytes.\nPointer: %s", size, buf1);
+	printf("Allocate %d bytes.\nPointer: %s", size, buf1);
 }

src/kernel/kklibc/mem.c

@@ -31,21 +31,6 @@ void heap_init() {
     kprint("\n");
 }
 
-// TODO: Paging is not implemented
-void *get_physaddr(void *virtualaddr) {
-    unsigned long pdindex = (unsigned long)virtualaddr >> 22;
-    unsigned long ptindex = (unsigned long)virtualaddr >> 12 & 0x03FF;
-
-    unsigned long *pd = (unsigned long *)0xFFFFF000;
-    // Here you need to check whether the PD entry is present.
-
-    unsigned long *pt = ((unsigned long *)0xFFC00000) + (0x400 * pdindex);
-    // Here you need to check whether the PT entry is present.
-
-    return (void *)((pt[ptindex] & ~0xFFF) +
-                                    ((unsigned long)virtualaddr & 0xFFF));
-}
-
 void *kmalloc(u32 size) {
     // Выравниваем размер до границы BLOCK_SIZE
     if (size % BLOCK_SIZE != 0) {
@@ -167,14 +152,14 @@ void kmemdump() {
     mem_block_t *current = info.free_blocks;
     u32 counter = 0;
 
-    kprintf("Heap: %x - %x (%d bytes)\n", info.heap_start,
+    printf("Heap: %x - %x (%d bytes)\n", info.heap_start,
                     info.heap_start + info.heap_size, info.heap_size);
-    kprintf("Block size: %d bytes\n", info.block_size);
-    kprintf("Total: USED=%d bytes, FREE=%d bytes, in %d blocks\n\n",
+    printf("Block size: %d bytes\n", info.block_size);
+    printf("Total: USED=%d bytes, FREE=%d bytes, in %d blocks\n\n",
                     info.total_used, info.total_free, info.block_count);
 
     while (current) {
-        kprintf("Block %d: %x, Size=%d, %s\n", counter++, (u32)current,
+        printf("Block %d: %x, Size=%d, %s\n", counter++, (u32)current,
                         current->size, current->is_free ? "FREE" : "USED");
         current = current->next;
     }
@@ -184,5 +169,5 @@ void get_freememaddr() {
     char free_mem_addr_str[32] = "";
     hex_to_ascii(free_mem_addr, free_mem_addr_str);
 
-    kprintf("%s\n", free_mem_addr_str);
+    printf("%s\n", free_mem_addr_str);
 }

src/kernel/kklibc/mem.h

@@ -30,7 +30,6 @@ typedef struct meminfo {
     u32 block_count;
 } meminfo_t;
 
-void *get_physaddr(void *virtualaddr);
 meminfo_t get_meminfo();
 void get_freememaddr();