显卡
显卡有独立显卡和集成显卡, 集成显卡有集成在CPU或主板上。目前大多数显卡都支持VGA。通常显卡支持多种标准,除了普遍支持VGA之外,还支持SVGA,VBE等。
寄存器
显卡内部包含了大量的寄存器。所以不只是CPU有自己的寄存器,很多外设也有自己的内部寄存器。
显示内存区
这里的现实内存区指的是display memory,是标准VGA硬件自身就携带包含多达256K的显示内存(display memory)。
显卡IO端口
显卡内存映射
这块显示内存(display memory)通过内存映射的方式映射到高端内存区域的一块多达128K的内存区间。这块映射的内存区间就是主内存空间或CPU地址空间。
- CPU地址空间
- 主内存空间
主内存地址到显示内存地址的转换
位面
位面(bit plane)
VGA有一个64K的32位内存位置(32位为4字节,64K*4正好是256K),它们被分成4个64K的位面。每个位面大小为64K。
文本模式
图形模式
在实地址模式下,通过中断的方式可以很方便的操作显卡。但是进入保护模式后,就不太容易了,这个时候之前的中断在这里不可用。中断也不再像实地址模式那样使用中断,不再直接是中断向量,中断向量表,而是中断描述符表,表项中是中断描述符,原来的中断向量在这里是中断描述符表项在中断描述符表中的索引。除非将原来的中断向量表按照中断描述符表的方式进行重建。
在保护模式下,操作显卡主要通过端口和内存映射的方式,去直接访问显卡内部的寄存器和内存。
VGA
VGA(Video Graphies Array, 视频图形阵列), Video Graphies Adapter, 视频图形适配器
标准VGA硬件自身就携带包含多达256K的显示内存(display memory)。通常,CPU并不能直接访问到这块内存,不过也有例外,许多SVGA芯片组提供了一种直接访问视频内存的替代方法,称为线性帧缓冲区(Linear Frame Buffer)。CPU通过高端内存区域的一块多达128K的内存区间来访问VGA硬件的这块显示内存(display memory)。
VGA硬件的这块显示内存(display memory)通过内存映射的方式映射到高端内存区域的一块多达128K的内存区间。这样,往这块映射的内存区间写入数据的话,会同步到VGA硬件的这块显示内存(display memory)中,也就是写入到VGA硬件的这块显示内存(display memory)中。
以前理解的是显示内存(display memory)映射的这块内存区是在低端内存的。
SVGA
SVGA(Super VGA)
XGA
VBE
VBE即VESA BIOS EXTENSION,有些资料称之为VESA SuperVGA BIOS,是VESA针对Super VGA的BIOS扩展。
Int 10/AX=4F00h
VESA SuperVGA BIOS (VBE) - GET SuperVGA INFORMATION
Int 10/AX=4F01h
VESA SuperVGA BIOS - GET SuperVGA MODE INFORMATION
Int 10/AX=4F02h
VESA SuperVGA BIOS - SET SuperVGA VIDEO MODE
同时支持VGA,可以设置VGA显示模式,所以兼容Int 10/AH=00h。
Int 10/AX=4F03h
VESA SuperVGA BIOS - GET CURRENT VIDEO MODE
同时支持VGA,可以设置VGA显示模式,所以兼容Int 10/AH=0Fh。
光标
在文本模式下,有个光标在当前输入位置闪烁,默认情况下,光标是开启的,光标可以禁用,禁止之后不会显示光标。
禁用光标
开启光标
更新光标位置
移动光标
屏幕
关于显卡和屏幕
显卡操作
为了更好的支持各种标准,针对各种标准都提供显卡操作接口。这么做主要是为了兼容性,现代的显卡,或者产品比较新的显卡,可能对于老的标准支持的不太好,或者只支持新的标准,而对于老的显卡,并不支持新的标准,所以需要针对各种标准提供显卡操作接口,同时在初始化的时候根据显卡配置选择一个合适的标准支持。当然,能够支持多种标准,也给予了用户自由的选择。
显示模式
设置显示模式
光标
开启显示光标
禁用隐藏光标
设置光标属性
移动光标
输出
输入
属性
颜色
字体
设置字体
特殊字符控制
回车换行
通常我们所说的回车,其实是包括回车和换行两个操作,比如我们在编辑或者输入的时候,按下回车键,提示输入的光标会移到下一行的开始位置。
这里就有两个回车概念,但这两个概念是不一样的。第一个回车概念包含回车换行两个操作,它包括后面的这个回车,这个回车操作其实是将光标移动到当前输入行的开始位置。而换行才是将光标移动到下一行。
所以按照这种操作的话,就是首先将光标移动到当前行的开始位置,然后再将光标移动到下一行,这样光标就移动到下一行的开始位置。
当然还有另一种理解操作,就是回车操作是首先将光标移到下一行的相同列的位置,而换行则是将光标移动到当前行的开始位置。这种操作方式虽然不太好理解,但也能实现将光标移动到下一行的开始位置。
我这里实现的时候选择第一种思路。
回车
将光标移动到当前行的开始位置。
上面我们在讲回车或者回车换行的时候,是以按下回车键来解释的。这种情况下实际上在按下回车键时,在读取键盘按键输入的时候,如果是回车键,它在屏幕上的输出行为实际上是将它解释为两个输出操作,也就是上面提到的回车和换行两个操作,这也是为什么我们常说的回车实际上包括回车换行两个操作的原因。这两个输出操作对应的字符分别是0x0d和0x0a,这是两个控制字符,不是显示字符,也就是在往屏幕上输出字符的时候,如果是这两个字符,则控制屏幕光标回车到当前行的开始位置,以及换行移动到下一行。
但在某些情况下,我们需要在遇到换行的时候,也就是输出0x0a的时候,如果之前没有输出0x0d,则在输出的时候自动将回车0x0d也给补上。
比如我们在C程序打印输出的时候,打印输出之后要回车换行的话是这么写的:
printf("...\n");
这里的\n表示在打印输出后回车换行。但反编译我们可以看到,这个\n对应的字符可能就是0x0a。当然有些编译器会将它编译成0x0d,0x0a。
换行
将光标移动到下一行。
页
如果显示的内容超过了屏幕能够显示的内容,就需要采用分页的方式显示。
这里还有另一种情况,就是在输入输出或者打印输出的时候,最后输出到了屏幕底部,剩余的内容因为超过了屏幕无法输出显示出来。
如果需要在屏幕上显示一篇文档,比如这篇文档需要多屏才能显示完,这也就需要多屏显示,刚开始的时候显示的是第一屏,我们按下page down或者page up显示下一屏(页)或者上一屏(页)。或者按下上下方向键的时候,如果光标在顶行,按下上方向键,显示上一行,如果光标在底行,按下下方向键,显示下一行。这些都需要通过分页来实现。
分页
分页相关操作。这里只列出比较常用的一些操作。
显示上一页
显示下一页
显示上一行
显示下一行
显示上半页
显示下半页
显示上n行
显示下n行
| | | | ^ memory address range of a screen row in display memory
| +--------+ | 753824:0xb80a0 | -
| | .... | | 1、memory address range of a screen in display memory
| +--------+ | 757504:0xb8f00 |
/ | | / v
+--+--------+--+ 757664:0xb8fa0 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 2、memory address range of a screen in display memory
+--------+ |
| | v
+--------+ 761664:0xb9f40 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 3
+--------+ |
| | v
+--------+ 765664:0xbaee0 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 4
+--------+ |
| | v
+--------+ 769664:0xbbe80 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 5
+--------+ |
| | v
+--------+ 773664:0xbce20 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 6
+--------+ |
| | v
+--------+ 777664:0xbddc0 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 7
+--------+ |
| | v
+--------+ 781664:0xbed60 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 8
+--------+ |
| | v
+--------+ 785664:0xbfd00 -
| | ^
+--------+ 785824:0xbfda0 |
| .... | 9、memory address range remaining of an incomplete screen in display memory
+--------+ 786272:0xbff60 |
| | v
+--------+ 786432:0xc0000 -
| | ^ memory address range of a screen row in display memory
+--------+ 753824:0xb80a0 | -
| .... | 1、memory address range of a screen in display memory
+--------+ 757504:0xb8f00 |
| | v
+--------+ 757664:0xb8fa0 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 2、memory address range of a screen in display memory
+--+--------+--+ <-start address |
| | | | v
| +--------+ | 761664:0xb9f40 -
| | | | ^
| +--------+ | |
/ | .... | / 3
+--+--------+--+ |
| | v
+--------+ 765664:0xbaee0 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 4
+--------+ |
| | v
+--------+ 769664:0xbbe80 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 5
+--------+ |
| | v
+--------+ 773664:0xbce20 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 6
+--------+ |
| | v
+--------+ 777664:0xbddc0 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 7
+--------+ |
| | v
+--------+ 781664:0xbed60 -
| | ^
+--------+ |
| .... | 8
+--------+ |
| | v
+--------+ 785664:0xbfd00 -
| | ^
+--------+ 785824:0xbfda0 |
| .... | 9、memory address range remaining of an incomplete screen in display memory
+--------+ 786272:0xbff60 |
| | v
+--------+ 786432:0xc0000 -
屏
分屏
换屏
显卡接口
VGA相关接口
以“vga_”为前缀
如:
vga_outb_attr_offset(c, color, offset);
SVGA相关接口
以“svga_”为前缀
如:
svga_outb_attr_offset(c, color, offset);
VBE相关接口
以“vbe_”为前缀
如:
vbe_outb_attr_offset(c, color, offset);
显卡相关统一接口
以“video_”为前缀
如:
video_outb_attr_offset(c, color, offset);
显卡“video_”相关接口根据显卡配置选择支持的标准调用相关标准接口,如vga相关接口,svga相关接口或者vbe相关接口。显卡驱动统一调用显卡“video_”相关接口。
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