Mdr-C-Tutorial

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视频驱动程序 ​

我们开发操作系统, 必须能显示各种调试信息以及启动日志。

这样我们才能明白开发过程中出现了哪些错误

VGA (Video Graphics Array) 视频图形阵列 ​

你可能在修电脑的时候听过这个名词,是电脑显示器的一种接口。 但是在本教程中，我们将其定义为一个640 * 480大小的显存区域,这块区域由BIOS提供给你, 其显存基址为 0xB8000

注意: UEFI引导方式不存在这块区域, UEFI的显存区域由BootService提供给你

编写VGA视频驱动程序 ​

  1. 准备工作

    c
    #include <stdint.h> // 导入头文件

uint32_t *video_bass = (uint32_t*) 0xB8000; //定义显存基础地址
uint16_t cursor_x = 0, cursor_y = 0; // 光标位置
uint8_t terminal_color = 7 | 0 << 4; //黑底白字

static inline void outb(uint16_t port, uint8_t data) { //out端口操作函数 (建议您放到io.h头文件中, io.h专门用于IO端口操作)
 asm volatile("outb %b0, %w1" : : "a"(data), "Nd"(port));
}
    • 关于0xB8000: 在OS代码中一般用16进制表示一些内存地址, 这样代码展现比较直观好辨认, 相比十进制或者二进制, 代码长度也会有所缩减

    关于进制的知识

  2. 实现滚屏 光标位置设置

    c
    static void scroll() { //滚屏代码实现
     uint8_t attributeByte = (0 << 4) | (15 & 0x0F);
     uint16_t blank = 0x20 | (attributeByte << 8);
     if (cursor_y >= 25) {
         int i;
         for (i = 0 * 80; i < 24 * 80; i++) terminal_buffer[i] = terminal_buffer[i + 80];
         for (i = 24 * 80; i < 25 * 80; i++) terminal_buffer[i] = blank;
         cursor_y = 24;
     }
}
void move_cursor() { //设置光标位置
     uint16_t cursorLocation = cursor_y * 80 + cursor_x;
     outb(0x3D4, 14);
     outb(0x3D5, cursorLocation >> 8);
     outb(0x3D4, 15);
     outb(0x3D5, cursorLocation);
}

  3. 实现putchar

    c
    void putchar(char c){
    uint8_t attributeByte = terminal_color; // 黑底白字
    uint16_t attribute = attributeByte << 8;
    uint16_t *location;

    if (c == 0x08 && cursor_x) { // 退格
        cursor_x--;
        location = terminal_buffer + (cursor_y * 80 + cursor_x);
        *location = ' ' | attribute;
    } else if (c == 0x09) {
       location = terminal_buffer + (cursor_y * 80 + cursor_x);
        *location = ' ' | attribute;
        cursor_x = (cursor_x + 8) & ~(8 - 1);
    } else if (c == '\r') { // 将光标设置到行首
        cursor_x = 0;
    } else if (c == '\n') { // 换行
        cursor_x = 0; // 光标回首
        cursor_y++; // 下一行
    } else if (c >= ' ' && c <= '~') {
        location = terminal_buffer + (cursor_y * 80 + cursor_x);
        *location = c | attribute;
        cursor_x++;
    }

    if (cursor_x >= 80) { // x轴输出溢出自动换行
        cursor_x = 0;
        cursor_y++;
    }

    scroll(); //滚屏
    move_cursor(); //设置光标位置
}

  4. 实现writestring函数, 用于打印一行信息

    c
    void vga_write(const char *data, size_t size) {
    for (size_t i = 0; i < size; i++)
        vga_putchar(data[i]);
}

void vga_writestring(const char *data) {
    vga_write(data, strlen(data));
}

什么? 你问我printf函数怎么实现?
别着急, 请看下面 MdrOS的printf函数实现

VBE (VESA BIOS EXTENSION) VESA BIOS扩展 ​

SVGA (Super VGA)
IBM的VGA标准是显示卡发展史上的一块丰碑。 但后来无法满足人们的需要，于是市场上出现了TVGA、S3系列、 Cirrus Logic、ET等为首的一批显示卡，提供了比VGA分辨率更高，颜色更丰富的显示模式， 又兼容VGA显示卡，它们被统称为Super VGA（SVGA）。 为了统一各种SVGA显卡, 视频电子学标准协会VESA（Video Electronics Standards Association） 提出了一组附加的BIOS功能调用借口——VBE（VESA BIOS EXTENSION）标准， 从而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，所有的显示卡OEM厂商都提供了符合VESA SUPER标准的扩展BIOS。 通过一组INT 10H中断调用（AH=4FH）， 可以方便地使用VESA SVGA的扩展功能而不必了解各种显示卡的硬件细节。

如何开启VBE模式 ​

操作系统开发前期我们不是很建议您使用VBE模式, 以LegacyBIOS为例,我们刚进入引导一般都是VGA模式,这种显示模式的功能非常有限,只能打印字符和少许的颜色 而进入VBE高分辨率显示模式,我们可以自由绘画图形, 可以显示的颜色升级为RGB

  1. 在16位实模式中开启VBE显示模式

    c