《30天自制操作系統》筆記(11)——高分辨率

《30天自制操作系統》筆記(11)——高分辨率

進度回顧

上一篇介紹了定時器的初始化和使用方法。接下來就該實現多任務了。不過原作者在這之前寫了關於提高分辨率的章節，本篇也總結一下設置顯示器高分辨率的方法好了。本篇內容過於簡單，算是小小的休息一下。

啟用高分辨率的思路：檢測顯卡是否支持某種分辨率；如果支持，則通過INT 0x10指令啟用之；否則使用任意顯卡都支持的低分辨率。

VBE

歷史上秦始皇掃平中原一統六國，其歷史功績之一便是在這之后統一了度量衡，從此全國人民在計算度量買賣的時候都有統一的標准了。秦始皇能夠強制廢除六國的貨幣、度量標准，但是顯卡公司里沒有一個能夠成為秦始皇，也就造成了設置顯示器分辨率的各種麻煩。

然而天下大勢分久必合，顯卡公司雖然無法合並為一，但市場不接受各自為政的混亂標准，因此多家顯卡公司協商成立了VBE(Video Electronics Standards Association)即視頻電子標准協會。VBE制作了專用的BIOS，基本上可以兼容所有的顯卡分辨率設置。這個BIOS就稱為"VESA BIOS extension"(VBE)。可以說VBE就是顯卡公司之間統一的度量衡。

設置低分辨率

設置320*200這樣的低分辨率時，使用"AH=0; AL=畫面模式號碼;INT 0x10;"就行了。

設置高分辨率

設置640*480等高分辨率時，要使用"AX=0x4f02;BX=畫面模式號碼;INT 0x10;"。

VBE的畫面模式號如下。

• 0x101……640*480*8bit彩色
• 0x103……800*600*8bit彩色
• 0x105……1024*768*8bit彩色
• 0x107……1280*1024*8bit彩色

還有一些其它的模式，原作者省略了，我也就懶得知道了。

另外，QEMU中不能使用0x107。原因不明。

實際使用的時候，要把畫面模式號加上0x4000，再賦值到BX中。

首先要判斷計算機使用的是什么顯卡。如果不能使用VBE，就只能用低分辨率了。

    MOV        AX, 0x9000
    MOV        ES, AX
    MOV        DI, 0
    MOV        AX, 0x4f00
    INT        0x10
    CMP        AX, 0x004f
    JNE        scrn320

在這里，我們給ES賦值為0x9000，DI賦值為0，AX賦值為0x4f00，再執行INT 0x10。如果VBE存在，AX就會變成0x004f，否則就只能使用320*200的分辨率了。

顯卡能利用的VBE信息，會寫入內存中ES:DI指定的地址開始的512字節，所以這樣要設置ES和DI。

然后要判斷VBE版本。原作者的OS只支持VBE2.0以上的顯卡。

    MOV        AX, [ES:DI + 4]
    CMP        AX, 0x0200
    JB        scrn320            ; if (AX < 0x0200) goto scrn320

即使VBE版本是2.0以上，也不能保證所有的畫面模式都能用。現在我們要通過VBE來查看一下畫面模式0x105能不能用。

 

    MOV        CX, VBEMODE        ; VBEMODE EQU 0x105
    MOV        AX, 0x4f01
    INT        0x10
    CMP        AX, 0x004f
    JNE        scrn320

如果AX是0x004f以外的值，那么所指定的畫面模式就不能用。

此次取得的畫面模式信息也被寫入DS:DI開始的512字節處（即覆蓋了之前檢查VBE是否存在的結果）。

畫面模式信息中重要的有如下幾個。

• WORD        [ES:DI + 0x00] ; 模式屬性……bit7不是1就不好辦
• WORD        [ES:DI + 0x12] ; X的分辨率
• WORD        [ES:DI + 0x14] ; Y的分辨率
• WORD        [ES:DI + 0x19] ; 顏色數……必須為8
• WORD        [ES:DI + 0x1b] ; 顏色的指定方法……必須為4（即調色板模式）
• WORD        [ES:DI + 0x28] ; VRAM的地址

我們來確認如下三項內容：

• 顏色數是否為8
• 是否為調色板模式
• 畫面模式號碼可否加上0x4000再進行指定

    CMP        BYTE [ES:DI + 0x19], 8

    JNE        scrn320

    CMP        BYTE [ES:DI + 0x1b], 4

    JNE        scrn320

    MOV        AX, [ES:DI + 0x00]

    AND        AX, 0x0080

    JZ        scrn320    ; 模式屬性的bit7是0，所以放棄

如果上述步驟中沒有跳入scrn320，那么就可以使用高分辨率。

    MOV        BX, VBEMODE+0x4000
    MOV        AX, 0x4f02
    INT        0x10
    MOV        BYTE [VMODE], 8 ; 記下畫面模式(參考C語言)
    MOV        AX, [ES:DI + 0x12]
    MOV        [SCRNX], AX
    MOV        AX, [ES:DI + 0x14]
    MOV        [SCRNY], AX
    MOV        EAX, [ES:DI + 0x28]
    JMP        keystatus

最后的JMP指令，用來讓程序跳過后面的scrn320，直接進入在BIOS中查詢鍵盤狀態的地方。

下面就剩下scrn320這一小段了。

scrn320:
    MOV        AL, 0x13 ; VGA圖，320*200*8bit彩色
    MOV        AH, 0x00
    INT        0x10
    MOV        BYTE [VMODE], 8 ; 記下畫面模式(參考C語言)
    MOV        WORD [SCRNX], 320
    MOV        WORD [SCRNY], 200
    MOV        DWORD [VRAM], 0x000a0000

我用VMware分別試驗了640*480*8bit彩色、800*600*8bit彩色、1024*768*8bit彩色、1280*1024*8bit彩色這幾種情況，發現均可以支持。另外，如原作者所說，QEMU不支持1280*1024*8bit彩色。這也是VMware比QEMU更強一些的一個證據。

截圖如下。

下面是600*400分辨率的。

下面是1024*768分辨率的。

下面是1280*1024分辨率的。我的顯示器不夠顯示這么大，所以截了2個圖。

 

總結

啟用高分辨率的思路：檢測顯卡是否支持某種分辨率；如果支持，則通過INT 0x10指令啟用之；否則使用任意顯卡都支持的低分辨率。

本篇算是個美化工作，下一篇就是期待已久的"多任務"了。

 

請查看下一篇《《30天自制操作系統》筆記(12)——多任務入門》