如何在x86汇编保护模式下在屏幕上绘制一个像素？

Question

我正在创建一个小型的引导程序+内核，到目前为止，我已经成功读取了磁盘，加载了第二个扇区，加载了GDT，打开了A20并启用了保护模式。

我跳转至32位函数，在屏幕上显示字符，使用视频内存来呈现文本内容（0x000B0000 - 0x000B7777）。

pusha
mov edi, 0xB8000
mov bl, '.'
mov dl, bl
mov dh, 63
mov word [edi], dx
popa

现在，我想再进一步，在屏幕上绘制一个像素点。根据我在某个网站上读到的信息，如果要使用VGA的图形模式，则必须将像素写入位置0x000A0000。这是正确的吗？

那么，单个像素的格式是什么？对于单个字符，您需要ASCII代码和属性，但是如果它与文本模式的工作方式相同，那么您需要定义什么来定义像素？

- ali

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相关链接：http://wiki.osdev.org/How_do_I_set_a_graphics_mode - Ciro Santilli OurBigBook.com

Answer 1

不幸的是，它比稍微远一点更远了些。

写入视频内存的规则取决于图形模式。在传统视频模式中，VGA 320x200（8bpp）是唯一一个视频内存表现为普通内存类型的模式：你从0xA000:0000（或0xA0000线性）开始向视频缓冲区写入一个对应于所需像素的字节，这就完成了。

对于其他VGA（SVGA之前的）模式，规则更加复杂：当你向视频内存写入一个字节时，你要寻址一组像素，并且一些我早已忘记的VGA寄存器指定了更新哪个像素平面以及如何使用旧值。这不仅仅是内存了。

有SVGA模式（从800x600x8bpp开始）；你可以使用VESA Video Bios Extensions以硬件无关的方式切换到它们。在这些模式下，视频内存再次表现为内存，每个像素有1、2、3或4个字节，并且没有VGA式的8像素组，你需要通过一个字节访问来操作。问题在于实模式视频缓冲区不再足以寻址整个屏幕。

VESA VBE 1.2通过提供修改内存窗口基址的函数解决了这个问题：在任何特定时刻，线性地址0xA0000的段正在寻址视频内存的64Kb区域，但你可以控制在此地址可用的整个帧缓冲区中的哪个64Kb（基址调整的最小单位，也称为窗口粒度，取决于硬件，但你可以依靠将N×64Kb偏移映射到0xA0000的能力）。缺点是每次开始使用不同的64Kb块时都需要调用VBE BIOS。

VESA VBE 2.0增加了平面帧缓冲区，在保护模式下（也在非真实模式中）的某些高地址上可用。因此，进入视频模式需要调用VBE BIOS，但绘制像素不需要。

VESA VBE 3.0可能还不够便携，但提供了在保护模式下调用VBE函数的方法。（我没有机会尝试过，因为它在我“汇编语言操作系统”的年代尚未出现）。

无论如何，您必须先切换到图形模式。有几种变体可以实现：

• 最简单的方法是在进入保护模式之前使用BIOS调用。使用VBE 2.0，您将不需要进行视频存储器窗口调整调用。
• 另一种方法是创建V8086模式环境，这对于BIOS来说已足够好。最难的部分是将中断转发到实模式中断处理程序。这不容易，但是当完成时，您将能够在PM中切换视频模式并使用其他一些BIOS功能（例如磁盘I / O）。
• 另一种方式是使用VESA VBE 3.0保护模式接口。对于其易用性或复杂性没有想法。
• 而一个真正的Jedi方式是挖掘您特定的视频卡信息，通过设置其寄存器来切换模式。曾经做过这样的事情，用于过去某些Cirrus卡片 - 在PM中获得大型平面帧缓冲区并不太复杂。它是不可移植的，但如果目标是了解机器内部工作原理，则可能正是您需要的。

- Anton Kovalenko

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有些VBE 2/3的BIOS不支持LFB。我在2001年使用了一款集成了内存控制器和视频设备的英特尔芯片，才发现这个问题。 - Alexey Frunze

Answer 2

这取决于使用的图形模式，而且有很多不同之处。BIOS VGA视频模式13h（每个像素8位，分辨率为320x200）可能是最容易入门的（它是唯一具有256种颜色的BIOS VGA视频模式，但您可以通过直接写入视频卡端口来创建自己的模式）：在BIOS视频模式13h中，映射到屏幕的视频内存从0x0A0000开始，并连续运行1个字节用于每个像素，仅有1个位平面，因此每个坐标的内存地址为0x0A000 + 320*y + x：

在实模式下切换到BIOS视频模式13h（每个像素8位，分辨率为320 x 200）：

mov ax,0x13
int 0x10

在保护模式下，在视频模式13h中绘制左上角的像素：

mov edi,0x0A0000
mov al,0x0F      ; the color of the pixel
mov [edi],al

- nrz

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当然可以。mov ax,13h，int 10h（在实模式下）可以实现这一点。 - nrz

不，保护模式下会更加复杂一些，我认为你需要定义一个调色板，当然，在保护模式下你不能使用中断。 - ali

我只是想知道像素的格式。所以，它只是它的颜色。谢谢。 - ali

如果使用 DOS 扩展程序，则通常会钩取常见中断（例如 10h），从而使您能够从保护模式下使用它们。 - Michael

对于具有8、15、16、24、32位颜色的视频模式，像素的格式取决于使用视频模式的每个像素的位数。但是水平扫描线可能比水平分辨率长，其中一部分在可见视图之外。例如，对于800x600x8，扫描线可能为1024字节，每个水平扫描线外面有224字节。使用VBE函数4F01h，我们可以获取这些模式信息。关于VBE-Bios的所有信息都可以在vesa.org的公共和免费文档“vbe3.pdf”中找到（需要注册/登录）。 - Dirk Wolfgang Glomp

Answer 3

org 100h
bits 16
cpu 386

section.text:
START:
mov ax,12h
int 10h
mov al,02h
mov ah,0ch 

pixel.asm
c:\>nasm pixel.asm -f bin -o pixel.com
int 10h

- user5339015

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DOS的.com可执行文件不能在保护模式下运行，它们在vm86或真实实模式下运行。（虽然存在16位保护模式，但据我所知，您无法从中使用int 10h BIOS调用。）因此，我认为这根本没有回答问题。如果我错了，请添加文本进行说明。 - Peter Cordes