Программирование видеоадаптеров

Стандарт VESA описывает расширение прерывания BIOS номер 10h (VESA BIOS Extention - VBE), отвечающего за управление видеоадаптерами. Поддержка VBE обычно включается производителями видеоадаптеров в ПЗУ самого адаптера или поставляется в виде отдельной резидентной программы. Во втором случае перед использованием функций VBE необходимо загрузить данную резидентную программу в оперативную память компьютера. Ниже мы полностью опишем функции VBE версии 1.2 и опишем некоторые функции VBE версии 2.0.

Перед вызовом функций VBE следует записать в регистр AH значение 4Fh. Если ваша реализация VBE поддерживает данную функцию, то в регистре AL возвращается значение 4Fh. Если функция не реализована, тогда в регистре AL возвращается значение, отличное от 4Fh.

Результат выполнения функции записывается в регистр AH. В случае успешного завершения функции в регистре AH возвращается нулевое значение. Если в регистре AH записано значение 1h, значит функция завершилась с ошибкой. И, наконец, если в регистре AH возвращается значение 2h, значит аппаратура видеоадаптера не поддерживает данную функцию.

Возможна ситуация, когда VBE может выполнить запрашиваемую функцию, а аппаратура видеоадаптера - нет. В этом случае после завершения функции регистр AH содержит значение 4Fh, а регистр AH - 2h.

Получить информацию о реализации VBE и видеоадаптере

Функция позволяет получить различную информацию о возможностях VBE и видеоадаптера. Вы должны использовать данную функцию, чтобы определить, наличие VBE и его версию. Формат вызова функции отличается для VBE версии 2.0 и VBE более ранних версий.

В следующей таблице представлен формат вызова функции для VBE версии 1.2 и более ранних версий:

Теперь приведем расширенный формат этой же функции соответствующий VBE версии 2.0:

В следующей таблице представлен формат буфера, содержащего информацию об адаптере SVGA и реализации VBE. В таблице мы объединили разные версии VBE.

Получить информацию о режиме видеоадаптера

Функция позволяет определить различные характеристики любого режима видеоадаптера, отвечающего стандарту VESA. Программа должна подготовить буфер и передать указатель на него функции. В случае успешного завершения в буфер будут записаны характеристики режима.

Формат таблицы описания режима представлен ниже:

Теперь мы приведем программу VESATEST, которая позволяет собрать различную информацию о видеоадаптере и реализации VBE расширения BIOS. Объем информации, выдаваемой программой достаточно велик. Поэтому для упрощения программы вся выходная информация записывается в файл, который вы можете просмотреть с помощью любого текстового редактора. Программа VESATEST имеет следующий формат:

VESATEST <имя файла>

Параметр <имя файла> должен содержать имя файла, в который будут записаны результаты работы программы. Исходный текст программы представлен в листинге 7.1.

Листинг 7.1. Файл VESATEST.CPP

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <string.h>
#include <dos.h>
#include "vesa.h"

// Описание функций
int	main( int argc, char * argv[] );
int	GetBaseVESAInfo(FILE*);
int	AnalyseResult(union REGS);

// Главная функция
int main( int argc, char * argv[] )
{
	FILE	*fileVesaReport;
	int	iResult;

	// Проверка командной строки программы
	if( argc != 2 )
	{
		printf("\nФормат вызова: VESATEST <имя файла>"
			"\n  <имя файла>: имя файла, в который будет"
			" записана информация");
		return -1;
	}

	// Открываем файл
	fileVesaReport = fopen(argv[1], "w+");

	// Записываем в файл fileVesaReport информацию о VBE и 
	// видеоадаптере
	iResult = GetBaseVESAInfo(fileVesaReport);

	// Закрываем файл
	fclose(fileVesaReport);

	return ((iResult==0) ? 0 : -1);
}

//===========================================================
// Функция GetBaseVESAInfo
//===========================================================
int
GetBaseVESAInfo(FILE *file)
{
	union REGS regs;
	struct SREGS segregs;
	int	iResult, i;

	// Структуры для получения информации о VBE
	VESAINFO			vesaInfo;
	VESAMODEINFO	modeInfo;

	// Подготавливаем буфер для VBE версии 2.0
	strcpy( vesaInfo.cSignature, "VBE2" );

	// Получаем данные о реализации VBE и видеоадаптере
	regs.h.ah = 0x4f;
	regs.h.al = 0x00;
	segregs.es = FP_SEG((void far *)&vesaInfo);
	regs.x.di = FP_OFF((void far *)&vesaInfo);
	int86x(0x10, &regs, &regs, &segregs);

	// Проверяем результат вызова функции VBE
	iResult = AnalyseResult(regs);
	if(iResult != 0) return -1;

	// Записываем в файл информацию из структуры vesaInfo
	fprintf(file,"Сигнатура: '%4.4s'\n",vesaInfo.cSignature );
	fprintf(file, "Информация фирмы производителя: '%s'\n",
		vesaInfo.fpInfoOEM );
	fprintf(file, "Версия VBE: %Xh \n", vesaInfo.usVersion);
	fprintf(file, "Возможности видеоадаптера: '%x%x%x%x' \n",
		vesaInfo.ucCapabilities[0],vesaInfo.ucCapabilities[1],
		vesaInfo.ucCapabilities[2],vesaInfo.ucCapabilities[3]);

	fprintf(file, "Поддерживаются следующие режимы VESA: \n");
	 for( i=0; i<50; i++ )	 {
		if(vesaInfo.fpModeTable[i] == 0xFFFF)	break;
		fprintf(file,  "   %Xh \n", vesaInfo.fpModeTable[i] );
	 }

	// Объем видеопамяти определяется VBE версии не младше 1.2
	if( vesaInfo.usVersion >= 0x102 )
		fprintf(file,  "Объем видеопамяти %d Кбайт\n", 
			vesaInfo.usTotalMemory * 64);

	// Следующая информация доступна только для 
	// VBE версии 2.0 и старше
	if( vesaInfo.usVersion >= 0x200 )
	{
		fprintf(file,"Дополнительный номер версии: %04Xh\n",
			vesaInfo.usRevVersion);
		fprintf(file, "Дополнительный номер версии" 
			"видеоадаптера: '%s'\n",
			vesaInfo.fpOEMRevVersion);
		fprintf(file, "Имя фирмы разработчика: '%s'\n", 
			vesaInfo.fpOEMName);
		fprintf(file, "Название видеоадаптера: '%s'\n", 
			vesaInfo.fpOEMProductName);
	}

	// Теперь получаем информацию для каждого доступного 
	// режима VESA
	for( i=0; i<50; i++ )	 {

		// Получаем очередной номер режима VESA
		if(vesaInfo.fpModeTable[i] == 0xFFFF)	break;
		fprintf(file,  "\n\nРежим %Xh \n", 
			vesaInfo.fpModeTable[i] );

		// Получаем информацию о режиме vesaInfo.fpModeTable[i]
		regs.h.ah = 0x4f;
		regs.h.al = 0x01;
		regs.x.cx = vesaInfo.fpModeTable[i];
		segregs.es = FP_SEG((void far *)&modeInfo);
		regs.x.di = FP_OFF((void far *)&modeInfo);
		int86x(0x10, &regs, &regs, &segregs);

		// Проверяем результат вызова функции VBE
		iResult = AnalyseResult(regs);
		if(iResult != 0) return -1;

		// Записываем в файл информацию из структуры modeInfo
		fprintf(file, "Атрибуты режима: %04Xh \n", 
			modeInfo.usModeAttr);
		fprintf(file, "Атрибуты окна: A %02Xh \n", 
			modeInfo.ucWinAAttr);
		fprintf(file, "Атрибуты окна: B %02Xh \n", 
			modeInfo.ucWinBAttr);
		fprintf(file, "Шаг позиционирования окна: %d Кбайт \n", 
			modeInfo.usWinGranularity);
		fprintf(file, "Размер окна, Кбайт: %d  \n", 
			modeInfo.usWinSize );
		fprintf(file, "Начало сегмента окна A: %04Xh \n", 
			modeInfo.usBegSegA );
		fprintf(file, "Начало сегмента окна B: %04Xh \n", 
			modeInfo.usBegSegB );
		fprintf(file, "Функция перемещения окна: %p \n", 
			modeInfo.fpWinFunc );
		fprintf(file, "Байт на линию сканирования: %d \n",
			modeInfo.usBytesPerScanLine );

	// Объем видеопамяти определяется VBE версии не младше 1.2
		if(vesaInfo.usVersion >= 0x102)
		{
			fprintf(file, "Разрешение по горизонтали: %d \n", 
				modeInfo.usSizeX);
			fprintf(file, "Разрешение по вертикали: %d \n", 
				modeInfo.usSizeY);
			fprintf(file, "Ширина символа:  %02Xh \n", 
				modeInfo.ucCharSizeX);
			fprintf(file, "Высота символа: %02Xh \n", 
				modeInfo.ucCharSizeY);
			fprintf(file, "Количество слоев видеопамяти: %02Xh 
				\n", modeInfo.ucNumPlanes);
			fprintf(file, "Количество бит на пиксел: %02Xh \n", 
				modeInfo.ucNumPixelBits);
			fprintf(file, "Количество банков памяти: %02Xh \n", 
				modeInfo.ucBanksNum);
			fprintf(file, "Тип модели памяти: %02Xh \n", 
				modeInfo.ucTypeMemModel);
			fprintf(file, "Размер банка памяти: %02Xh \n", 
				modeInfo.ucBankSize);

			fprintf(file, "Количество доступных страниц 
				видеопамяти: %02Xh \n",	modeInfo.ucPageNum);

			fprintf(file, "Размер поля красного компоненты"
						" цвета: %02Xh \n", modeInfo.ucRedSize);
			fprintf(file, "Положение красного поля: %02Xh \n",
				modeInfo.ucRedField);
			fprintf(file, "Размер поля зеленой компоненты"
				"цвета пикселов: %02Xh \n",modeInfo.ucGreenSize);
			fprintf(file, "Положение зеленого поля: %02Xh \n",
				modeInfo.ucGreenField);
			fprintf(file, "Размер поля синей компоненты цвета"
				" пикселов: %02Xh \n", modeInfo.ucBlueSize);
			fprintf(file, "Положение синего поля: %02Xh \n",
				modeInfo.ucBlueField);
			fprintf(file, "Размер резервной области: %02Xh \n",
				modeInfo.ucResSize);
			fprintf(file, "Положение резервного поля: %02Xh \n",
				modeInfo.ucResField);
			fprintf(file,  "Режим ЦАП: %02X\n", 
				modeInfo.ucDACInfo);
		}
	}
	return iResult;
}

//===========================================================
// Функция AnalyseResult
//===========================================================
int
AnalyseResult(union REGS regs)
{
	int	iResult;

	if((regs.h.al == 0x4f) && (regs.h.ah == 0))
		iResult = 0;
	else if(regs.h.al != 0x4f)
		iResult = -1;
	else
		iResult = 1;

	return iResult;
}

Во включаемом файле VESA.H определены структуры VESAINFO и VESAMODEINFO, которые используются при определении возможностей VBE и видеоадаптера. Исходный текст файла VESA.H представлен в листинге 7.2.

Листинг 7.2. Файл VESA.H

//	Информация о VBE и видеоадаптере
typedef struct
{
	// Поддерживается всеми версиями VBE
	char						cSignature[4];
	unsigned short			usVersion;
	char far 				*fpInfoOEM;
	unsigned char			ucCapabilities[4];
	unsigned short far	*fpModeTable;

	// Поддерживается VBE версии 1.2
	unsigned short			usTotalMemory;

	// Поддерживается VBE версии 2.0
	unsigned short			usRevVersion;
	char far 				*fpOEMName;
	char far					*fpOEMProductName;
	char far					*fpOEMRevVersion;
	char						cReserv[222];
	char						cOEMData[256];
}	VESAINFO;

// Характеристика режима видеоадаптера
typedef struct
{
	unsigned short		usModeAttr;
	unsigned char		ucWinAAttr;
	unsigned char		ucWinBAttr;
	unsigned short		usWinGranularity;
	unsigned short		usWinSize;
	unsigned short		usBegSegA;
	unsigned short		usBegSegB;
	void far				*fpWinFunc;
	unsigned short		usBytesPerScanLine;

	// Поддерживается VBE версии 1.2
	unsigned short		usSizeX;
	unsigned short		usSizeY;
	unsigned char		ucCharSizeX;
	unsigned char		ucCharSizeY;
	unsigned char		ucNumPlanes;
	unsigned char		ucNumPixelBits;
	unsigned char		ucBanksNum;
	unsigned char		ucTypeMemModel;
	unsigned char		ucBankSize;
	unsigned char		ucPageNum;
	unsigned char		ucReserv1;

	unsigned char		ucRedSize;
	unsigned char		ucRedField;
	unsigned char		ucGreenSize;
	unsigned char		ucGreenField;
	unsigned char		ucBlueSize;
	unsigned char		ucBlueField;
	unsigned char		ucResSize;
	unsigned char		ucResField;
	unsigned char		ucDACInfo;

	// Поддерживается VBE версии 2.0
	unsigned char far		*VideoBuff;
	unsigned char far		*ScrOffset;
	unsigned short			usScrSize;
	unsigned char			ucReserv2[206];
}	VESAMODEINFO;

На рисунке 7.5 мы проиллюстрировали назначение полей структуры VESAMODEINFO, отвечающих за формат видеопамяти.

Рисунок 7.5 Определение образа символа

Установить режим видеоадаптера

Функция предназначена для установки режима работы видеоадаптера. Вы можете использовать ее для выбора любого из режимов, описанных в спецификации VBE и поддерживаемых видеоадаптером. Перед вызовом данной функции рекомендуется проверить, поддерживает ли адаптер данный режим. Для этого можно воспользоваться функцией 01h VBE.

Перед вызовом функции вы должны занести в регистр BX номер режима VESA, который необходимо установить. Старший бит регистра BX (бит D15) определяет, будет ли выполняться очистка видеопамяти. Если бит D15 равен единице, тогда видеопамять не очищается.

Бит D14 управляет адресацией видеопамяти. Если бит D14 равен единице, функция устанавливает режим видеоадаптера, используя 32-битную адресацию защищенного режима видеопамяти. В этом случае вы можете получить адрес начала и размер видеобуфера при помощи функции 01h (см. выше).

Определить текущий режим видеоадаптера

Функция предназначена для определения текущего режима видеоадаптера. Если видеоадаптер работает в режиме не соответствующем спецификации VBE, функция может вернуть неправильные значения.

Сохранить/восстановить состояние видеоадаптера

Функция позволяет сохранить в буфере программы информацию о текущем состоянии видеоадаптера и восстановить ее впоследствии.

Управление адресацией видеопамяти

Центральный процессор получает доступ к видеопамяти адаптера через окно небольшого размера. Функция 4F05h позволяет позиционировать окно по видеопамяти и определять его текущее положение. Окно может позиционироваться с определенным шагом.

Функция 4F05h содержит две подфункции, выбираемые регистром BH. Первая подфункция BH = 0 позволяет переместить окно в определенную позицию. Вторая подфункция BH = 1 определяет текущее положение окна.

Установить/определить длину строки развертки

Функция 4F06h содержит две подфункции, выбираемые регистром BH. Первая подфункция BL = 0 позволяет установить логическую длину строки развертки больше чем физически может поместиться на экране. Такая возможность полезна для организации плавной свертки экрана.

Вторая подфункция BL = 1 определяет длину строки развертки.

.   Если запрашивается длинна строки развертки, которая не поддерживается, тогда устанавливается первое возможное значение, большее запрашиваемого

.   Линия развертки может быть шире видимой области экрана

.   Данная функция доступна в текстовых режимах, при условии, что значения длинны строки развертки и количества строк развертки умножаются на соответствующие значения размера символов

Установить/определить видимую область экрана

Функция 4F07h содержит две подфункции, выбираемые регистром BL. Первая подфункция BL = 0 позволяет установить логические координаты пиксела, отображаемого в левом верхнем углу экрана. Установка новых логических координат позволяет отобразить на экране другую область видеобуфера. В частности, вы можете с помощью функции 4F06h выбрать логическую длину линии развертки больше физической, а затем плавно сворачивать изображение на экране.

Вторая подфункция BL = 1 определить текущие координаты первого пиксела на экране.

.   Данная функция доступна в текстовых режимах, при условии, что значения длинны строки развертки и количества строк развертки умножаются на соответствующие значения размера символов

Установить/определить размер регистров ЦАП

Видеоадаптеры VGA и SVGA содержат три ЦАП, каждый из которых определяет цвет одной из трех компонент цвета пиксела - красной, зеленой и синей.

ЦАП стандартного видеоадаптера VGA отводит по шесть бит на определение каждой из этих компонент. Видеоадаптеры SVGA, имеющие переключаемый ЦАП, поддерживают переменное количество бит на каждую компоненту цвета. Чтобы определить обладает ли видеоадаптер переключаемым ЦАП следует воспользоваться функцией 4F00h.

Функция 4F08h содержит две подфункции, выбираемые регистром BL. Первая подфункция BL = 0 позволяет установить количество бит используемых на каждый чистый цвет. Вторая подфункция BL = 1 позволяет определить количество бит используемых на каждый чистый цвет.