DOS下的SVGA编程

1、DOS下的SVGA编程 发布时间：2008-07-17 22:42:14技术类别：工业控制 DOS下的SVGA编程第一章 SVGA显示卡和VBE标准视频图形阵列 适配器(vidio graphics array, VGA)是IBM公司在1987年制定的显示卡标准，它提供的字符和图形两种模式，图形分辨率最大是640 * 480 * 16色或者320 * 200 * 256色，这个标准是显示卡发展的一个丰碑，改变了各厂商混战相互不兼容的局面，而且统一了软件接口标准，为程序开发提供了特别大的方便。VGA显示的调 用方法放在了BIOS中，统一使用int 10h功能，主要功能有设置显示模式，文本窗口上卷

2、下卷、光标和字符串，使用调色板、位面结构、读像素和写像素等。当然，VGA逐 渐不能满足需要了。在80年代末至90年代初，市场上出现了以TVGA系列、S3系列、Cirrus Logic系列、ET系列等为首的一批显示卡，它们都提供了比VGA分辨率更高、颜色更丰富的显示模式，又完全兼容VGA显示卡，它们被统称为Super VGA(超级VGA，简写为SVGA)。他们在高分辨率高颜色数的控制方面又需要制定一个新的标准。为此视频电子学标准协会VESA(Vidio Electronics Standards Association)提出了一组扩展的BIOS功能调用接口VBE(VESA BIOS Extens

3、ion)标准，在软件接口层次上实现了各种SVGA显示卡之间的兼容性。时至今日，或许有些显示卡已不兼容VGA标 准，但是所有的显示卡厂商都无一例外地支持VBE标准。几乎所有的Super VGA卡都提供了符合VESA SVGA标准的扩展BIOS。通过一组int 10h, AH="4Fh中断调用"，使用VESA SVGA的扩展功能而不必了解各种显示卡的硬件细节，基于该标准编写的程序就具有非常广泛的硬件兼容性。VBE标准到已经发布过3个版本。1991年10月VESA发布了VBE1.2，这个标准规定了应用程序访问高性能显示卡的简易性接口，允许应用程序查询显示卡的特性并设置成合适的模式

4、，包括分辨率，色彩丰富的模式。VBE1.2是现代显示卡广泛采用的标准。1994 年11月发布VBE2.0，它最重要的改进是增加了保护模式支持(VBE功能0Ah)，提高了VBE的性能。另外，VESA组织还从VBE V2.0版标准开始增加了扩展VBE功能，包括显示器能源管理PM，显示器数据通道DDC等一些非常有用的功能。1998年9月发布VBE V3.0，主要增加了对显示卡，显示器扫描频率的控制和对平面显示器的控制。每个标准都完全向前兼容，在VESA的中文网站上可以免费下载到 VBE3.0，网址。下面章节我们就开始讲SVGA 640*480*256色分辨率怎样调用VBE1.2 BIOS功能编程。第

5、二章 DOS内存和SVGA的位面结构虽 然不同的SVGA显示卡的体系结构不同，但它们最初都是从标准VGA的结构上扩充而来的，包括五大功能模块，即显示控制器、定序器，属性控制器、图形控制 器和显示存储器(VRAM)。SVGA卡640*480*256色的显示模式也和VGA卡的256色模式类似，每个像素点8位，整个VRAM地址空间按扫 描行连续存放，超过 64K的地址空间采用位面映射机制分块影射到主机提供的地址上。主机提供的地址空间叫做窗口，SVGA把VRAM分成小块(称为位面)，每块64K，分别 映射到窗口上。下面的表格就是是DOS系统中的内存安排，注意从地址A0000h(即640KB)开始是用于

6、显示的视频缓冲区和BIOS的地址空间，这正是我们图形编程中要用到的地址。在上图中“图形模式视频缓冲区”就是主机提供的窗口，大小是64KB。下面的图表示640*480*256色显示模式的位面映射机制。有 的显示模式窗口大小和位面大小不一定是64KB，有可能内存窗口小，显示存储器（VRAM）中的每一个64K位面没有放满，也就是说VRAM中有效的显示 信息不是连续的。如果要确定某个显示模式具体的窗口大小、位面尺寸和个数，颜色信息等等，就要调用VBE BIOS功能4F01h。第三章 调色板在SVGA 640*480*256显示模式下，一个像素对应显示存储器(VRAM)中用一个字节，每个字节表示一种颜色

7、。但它不是一个真正的颜色，而是颜色的索引 号，对应于SVGA调色板上的256个颜色寄存器。实际的颜色码来自于颜色寄存器中，每种颜色18位，红绿蓝各6位，共可以表示256K种不同的颜色，不 过同时在显示器上显示的只有256种。通过I/O端口地址3C8h和3C9h设置调色板，这样写代码：struct COLOR    BYTE R;    BYTE G;    BYTE B;struct COLOR colors256; /假设颜色变量已经保存在上面的数组中for(int i="0" i

8、< 256; i+)    outportb(0x3C8, i);                /调色板寄存器索引号    outportb(0x3C9, (colorsi.R)>>2); /传入红色分量,6位    outportb(0x3C9, (colorsi.G)>>2); /传入蓝色分量,6位  

9、  outportb(0x3C9, (colorsi.B)>>2); /传入绿色分量,6位颜色从哪里来，在本目录中有个颜色表文件ColPal.col，每个颜色4个字节，依次是蓝、绿、红、空，把它读出来放到颜色数组中。它的颜色表就是下面的样子： 第三章 VBE BIOS功能调用这 一章写怎样使用VBE BIOS功能编写DOS下的图形界面程序，更详细的编程参考资料也放在了本目录中，一个是VBE3.0标准<VBE Core Functions Standard 3.0(1998).pdf>，还有一个详细说明BIOS int 10h功能调用的文件<in

10、t 10h.txt>。VBE功能调用有一个约定，或者说是规定：1. AH必须等于4Fh，说明示调用VBE功能。2. AL等于VBE的功能号，其中0AL0Bh；3. BL等于子功能号，也可以没有子功能；4. 调用int 10h；5. 返回值均在AX中，回想起调用Windows API也是把返回值放到AX中。对VBE功能的调用一般需检查AX中的返回值，常见的返回值有：(1)功能调用成功，返回AX = 004Fh；(2)不支持该功能，一般返回AX = 4F00h；(3)支持该功能但该功能调用失败，返回AX = 014Fh。6. 返回值的含义如下：(1) AL = 4Fh：支持该功能；(2) A

11、L != 4Fh：不支持该功能；(3) AH = 00h：功能调用成功；(4) AH = 01h：功能调用失败；(5) AH = 02h：当前的硬件配置不支持该功能；(6) AH = 03h：当前的显示模式不支持该功能。1 进入SVGA彩色模式_asm    mov AX, 4F02h    mov BX, 101h   /显示模式 640 * 480 * 256色    int 10h常用的显示模式如下表所示,VBE标准涉及到的最大分辨率就是1280*1024，更高级的显示模式可以由

12、厂家自己定义。BX像素分辨率 * 颜色数101h640 * 480 * 256103h800 * 600 * 256105h1024 * 768 * 256111h640 * 480 * 64K112h640 * 480 * 16M114h800 * 600 * 64K115h800 * 600 * 16M118h1024 * 768 * 16M2 返回某个显示模式的信息有时候不能确定显示模式的窗口和位面大小是不是64KB，就用这个函数确定一下。int NumberOfPlanes;         /这三个变量保

13、存模式的参数int WinGran;int WinSize;struct ModeInfo mode_info;  /模式信息块WORD segx = FP_SEG(mode_info);WORD offx = FP_OFF(mode_info);BYTE result;_asm    mov AX, 4F01h   /功能号    mov CX, 118h    /显示模式    mov ES, segx    m

14、ov DI, offx    /ES:DI指向模式信息块的指针    int 10h    mov result, AHif(result = 0x4F)  /调用成功，显示卡支持该功能    NumberOfPlanes = mode_info.NumberOfPlanes; /位平面的个数    WinGran = mode_info.WinGran;  /位面大小(窗口粒度),以KB为单位  

15、0; WinSize = mode_info.Winsize;  /窗口大小,以KB为单位 VBE把特定模式的信息保存在struct ModeInfo结构中，我们有时间可以了解一下，反正没有坏处。struct ModeInfo /共256字节    WORD ModeAttr;           /模式的属性BYTE WinAAttr, WinBAttr; /窗口A,B的属性    /*   

16、还有其他的位面-窗口映射方法中包含两个窗口,不过现在这种情况极少    */    WORD WinGran;             /位面大小(窗口粒度),以KB为单位    WORD WinSize;             /窗口大小,以KB为单位 &

17、#160;  WORD WinASeg, WinBSeg;    /窗口A,B的起始段址BYTE far *BankFunc;       /换页调用入口指针/* 换页时可以调用该功能，也可以用VBE功能05h完成，但是直接调用该功能可以加快调用速度，因为int指令需要耗费大量的CPU周期。高性能的程序设 计都是以直接调用该功能代替05h功能进行换页。(PS:我们暂时不编高性能的程序，所以使用int 10,AX=5F05h换页)*/    WORD BytesPer

18、ScanLine;    /每条水平扫描线所占的字节数    WORD XRes, YRes;          /水平,垂直方向的分辨率    BYTE XCharSize, YCharSize;/字符的宽度和高度    BYTE NumberOfplanes;      /位平面的个数    BYTE B

19、itsPerPixel;        /每像素的位数    BYTE NumberOfBanks        /CGA逻辑扫描线分组数    BYTE MemoryModel;         /显示内存模式    BYTE BankSize;   

20、60;        /CGA每组扫描线的大小    BYTE NumberOfImagePages;  /可同时载入的最大满屏图像数    BYTE reserve1;            /为页面功能保留    /对直接写颜色模式的定义区域    BYTE RedMaskSize;&

21、#160;         /红色所占的位数    BYTE RedFieldPosition;     /红色的最低有效位位置    BYTE GreenMaskSize;        /绿色所占位数    BYTE GreenFieldPosition;   /绿色的最低有效位位置 

22、   BYTE BlueMaskSize;         /蓝色所占位数    BYTE BlueFieldPosition;    /蓝色最低有效位位置    BYTE RsvMaskSize;          /保留色所占位数    BYTE RsvFieldPosition;&#

23、160;    /保留色的最低有效位位置    BYTE DirectColorModeInfo;  /直接颜色模式属性    /以下为VBE2.0版本以上定义    BYTE far *PhyBasePtr;      /可使用的大的帧缓存时为指向其首址的32位物理地址    DWORD OffScreenMenOffset;  /帧缓存首址的32位偏移量 

24、0;  WORD OffScreenMemSize;     /可用的,连续的显示缓冲区,以KB为单位    /以下为VBE3.0版以上定义    WORD LinBytesPerScanLine;   /线形缓冲区中每条扫描线的长度,以字节为单位    BYTE BnkNumberOfImagePages; /使用窗口功能时的显示页面数    BYTE LinNumberOfImagePages; /使用

25、大的线性缓冲区时的显示页面数    BYTE LinRedMaskSize;        /使用大的线性缓冲区时红色所占位数    BYTE LinRedFieldPosition;   /使用大的线性缓冲区时红色最低有效位位置    BYTE LinGreenMaskSize;      /使用大的线性缓冲区时绿色所占的位数    B

26、YTE LinGreenFieldPosition; /使用大的线性缓冲区时绿色最低有效位位置    BYTE LinBlueMaskSize;       /使用大的线性缓冲区时蓝色所占的位数    BYTE LinBlueFieldPosition;  /使用大的线性缓冲区时蓝色最低有效位位置    BYTE LinRsvMaskSize;        /使用大

27、的线性缓冲区时保留色所占位数    BYTE LinRsvFieldPosition;   /使用大的线性缓冲区时保留色最低有效位位置    BYTE reserve2194;         /保留3 保存和恢复视频状态在实现屏幕保护的时候用到这个功能，如果发现一段时间没有输入，就把显示器关闭，等到输入设备有动作的时候就恢复显示器。在把视频状态保存到缓冲区之前，先确定缓冲区的大小。int size = 0;_asm 

28、0;  mov AX, 4F04h  /功能号    mov DX, 0      /子功能    mov CX, 1      /CX=1表示保存硬件控制器状态    int 10h    mov size, BX   /返回得到缓冲区大小，以64字节为单位假设得到的size大小是128字节（64 * 2），下面接着写保存硬件控制器状态

29、的程序：BYTE* vga_mode128;WORD segx = FP_SEG(vga_mode);WORD offx = FP_OFF(vga_mode);_asm    mov AX, 4F04h    mov DX, 1       /子功能保存    mov CX, 1       /保存硬件控制器状态    mov ES, segx &

30、#160;  mov BX, offx    int 10h恢复：_asm    mov AX, 4F04h    mov DX, 2       /子功能恢复    mov CX, 1       /恢复硬件控制器状态    mov ES, segx    mov BX, offx

31、60;   int 10hdongsuoying发明了发现的关闭显示器的一种方法，挺好玩：/首先:BYTE* vga_mode128;for(int i="0" i < 128; i+)    vga_modei = 0;/然后:WORD segx = FP_SEG(vga_mode);WORD offx = FP_OFF(vga_mode);_asm    mov AX, 4F04h    mov DX, 2    &

32、#160;  /子功能-恢复    mov CX, 1       /恢复硬件控制器状态    mov ES, segx    mov BX, offx    int 10h4 选择位面从前面的位面-窗口映射图上可以看到，因为内存窗口太小，不可能包含整个显示区域，所以一定要选择位面，在作图过程中会不停地选择位面。void SelectPlane(int page)    _as

33、m            mov AX, 4F05h        mov BX, 0      /表示当前窗口        mov DX, page   /在显示存储器中的位面号        int 10h

34、0;   选择位面的意思就是说，在内存的视频缓冲区中作图时，它会在显示器的哪一块区域显示出来。5 写像素这是作图的最基本的元素，我们就理解成在内存中640K地址的的一块区域描点，然后显示卡通过某种机制，把这些点送到在显示器上。下面就是描点函数，参数x, y是屏幕上的坐标，color是颜色索引值, 在640*480*256色显示模式中:void SetPixel(int x, int y, BYTE color)    /先求线性坐标    int pos = y * 640 + x;  

35、0; /然后求对应显示存储器中(VRAM)的的位面，一个位面大小是64KB    int page = pos / (64 * 1024);     /选择位面    SelectPlane(page);    /图形模式视频缓冲区地址    BYTE far * VramBase = (BYTE far *)0xA0000000L;    /在"窗口"画点 *(VramBase + p

36、os) = color;可 能有人问内存中的"窗口"才64K，（VramBase + pos）越界了怎么办？以前我也这么想，但是碰到高人指点了一下就醒悟了。原来VramBase是个<段地址:偏移地址>形式的远指 针，VramBase再加上pos不会改变段地址，如果pos超过了64K，最终地址就会在段内折返回来。*(VramBase + pos) = color;语句的功能和*(VramBase + (pos % (64 * 1024) = color;语句的功能是一样的。读像素和写像素的方法相同。6 构造自己的图形函数库Borland C+没有提供SVGA显示模

37、式的图形函数库，据说有可以使用的商业图形库，但它们编译后的占用的空间太大了，有点划不来。所以必须根据需要，自己动手写一些常用的图形函数，比如画线，圆，长方形，填充等等。下面就要画一条简单的水平线。void DrawLineH(int y, int x1, int x2, BYTE color)    int x;    if(x1 > x2) /为了方便循环，交换一下            x = x1;   

38、      x1 = x2;        x2 = x;        for(x = x1; x <= x2; x+)            SetPixel(x, y, color); /写像素    不 管任何作图函数，都要写像素，所以要把写像素的函数优化。比如，把SetPi

39、xel()做成内联函数，在选择位面之前先判断一下是否有必要，如果位面没有 改变就不用去选择了。其它的作图函数也是要用写像素的方法实现，不过更要麻烦一些。dongsuoying在过电压程序中创造了很多函数，请大家编程时参 考。7 显示汉字假如一个16*16的点阵汉字，它的字模存放在BYTE Pattern32数组中，数组每两个字节表示一行，每一位表示在屏幕上显示的一个点。void ShowHanZiSample(int x, int y, BYTE color, BYTE* Pattern)    /掩码static BYTE mask8=0x80, 0x40, 0

40、x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01;    for(int i="0" i < 16; i+)            for(int j="0" j < 16; j+)                   

41、 BYTE b1 = Patterni * 2 + j / 8;  /读字模            b1 = b1 & maskj % 8;             /这个位置是0还是1            if(b1) 

42、0;                           /是不是要显示这个点                SetPixel(x + j, y + i, color); /描点 

43、                         显示ASCII字符也一样，就是把字模拷贝到屏幕上。实际中应用是先根据汉字或字符的编码，在字库中查找字模，然后根据字模在屏幕上画出来。总之，点阵字符很简单。还有一些图形拷贝运算函数图形加速技术，介于篇幅就不易以介绍了。8 退出SVGA图形模式回到默认字符模式：_asm    mov AX, 03h &

44、#160;  int 10hVGA BIOS功能调用，AH=0子功能是设置模式，AL=3是将要设置的模式编号，对于VGA来说AL=3代表了字符模式，80*25，16色。第四章 鼠标鼠标和VBE好像不相干，但是图形界面中必须的工具。DOS7.10中包含鼠标驱动程序CTMOUSE.EXE，在config.sys文件中增加一行DEVICE=C:DOS71CTMOUSE.EXE就可以在程序中应用鼠标功能了，但是要注意，一个只有5K的驱动程序不会把鼠标的样子也在屏幕上画出来的，所以我们如果想在程序运行的时候看到鼠标，必须自己动手画出来。据说也有的驱动程序能自己画鼠标，不过我们写过的程序还暂时用

45、不到，所以不去关心它了。学 过SVGA之后，我想即使驱动程序自己可以画出鼠标的样子来，这个程序也是相当的复杂。因为在显卡功能标准还不统一的古代，它要判断显示卡是哪一种，显示 模式是哪一种，然后才能决定怎样作图。即使大多数情况下能画出来，我想它也未必认得“先进的”SVGA800 * 600 * 256色模式。所以要是真的想看到鼠标的话，还是不要偷懒，自己动手画出来。鼠标功能通过BIOS的int 33h调用。1 检测是否安装了鼠标int check;_asm    mov AX, 0    int 33h    mov check, AX