让cinix工作在高分辨率模式

以前的cinix一直工作在命令行模式（一行一行的黑底白字）下，说实话这个模式非常不美观，今天我们来让cinix运行在高分辨率模式，也就是给他赋予一层美丽的外衣--GUI图形界面，哈哈，开始做吧！！

首先要切换显示模式。

操作系统启动的时候默认进入的是80X25文本模式（25行80列），该种模式下，占用的显存范围是0xb8000~0xbffff，每两个字节代表屏幕上显示的一个字符，低字节设置显示字符的ASKII码，高字节设置显示属性，具体可参考这篇文章点击打开链接。我们要做出一个漂亮的图形界面出来，显然不能让cinix工作在这种模式，所以首要任务是切换显示模式。那么问题来了，到底有哪些显示模式呢？怎么切换呢？

先解决第一个问题，有哪些显示模式。

（表1 VESA标准定义的显示模式（部份））

模式号

分辨率

色彩

0x100

640*400

256

0x101

640*480

256

0x102

800*600

16

0x103

800*600

256

0x104

1024*768

16

0x105

1024*768

256

0x106

1280*1024

16

0x107

1280*1024

256

0x10D

300*200

1:5:5:5

0x10E

320*200

5:6:5

0x10F

320*200

8:8:8

0x110

640*480

1:5:5:5

0x111

640*480

5:6:5

0x112

640*480

8:8:8

0x113

800*600

1:5:5:5

0x114

800*600

5:6:5

0x115

800*600

8:8:8

0x116

1024*768

1:5:5:5

0x117

1024*768

5:6:5

0x118

1024*768

8:8:8

0x119

1280*1024

1:5:5:5

0x11A

1280*1024

5:6:5

0x11B

1280*1024

8:8:8

1. 上表列出了一些VESA标准的一些显示模式，先看色彩那一列，有两种形式，第一种是存数字，如16、256,第二种是带’：‘的，如“5：6：5”，“8：8：8”等，那么这两种形式各代表什么意思呢？首先来看第一种存数字的，表示屏幕上的一个像素点最多可以表示多少种颜色，比如说16表示的一个像素点最多可以表示16种颜色，此时需要先设置调色板，本篇文章不多介绍该模式，因为该模式最多只能显示16种或256种颜色，颜色数太少，如果显示一副真彩色图片的话，会产生很大的失真，如果读者对该模式好奇的话，后续我会写篇文章专门介绍如何设置调色板。再来看第二种带’：‘的，表明一个像素颜色的三基色（R/G/B）分别占用的位数。如5：6：5,表示R占用了5位，G占用了6位，B占用了5位，一共16位（5+6+5），也就是两个字节，此时一个像素共可以显示2的16次方种颜色，远远大于第一种存数字（16种或256种）所能显示的颜色数。再比如8：8：8表示R/G/B各占用了8位，一共24位，也就是三个字节，此时一个像素共可以显示2的24次方种颜色.
2. 再来看“分辨率”那一列，如640×480表示总共有640行，每行有480个像素点，也就是共有640×480个像素点。

我们切换到0x118显示模式，该模式下，分辨率是1024×768,色彩是“8：8：8”，用更通俗的话来讲就是，有1024行，每行有768个像素点，每个像素点占用24位，也就是3个字节，每个像素点共能显示2的24次方种颜色。好了，如何切换呢？

按照VBE的标准，在AX寄存器中传入0x4f02，BX寄存器中传入待设置的显示模式号（如0x118）+ 0x4000，然后调用BIOS的0x10号中断，就可将显示模式设置为bx寄存器中指定的值。如果设置成功的话，ah寄存器中会返回0.

<span style="white-space:pre"></span>mov bx,0x4118mov ax,0x4f02int 0x10cmp ah,0x00jnz shift_failed

在qemu中能够切换成功，在vmware中不能切换到该显示模式，不知道为什么。

切换成功后，我们要获取该显示模式下的一些详细信息，如该模式下屏幕对应的显存起始地址是多少。我们知道，在80×25文本模式下，屏幕对应的显存起始地址是0xb8000，要在屏幕上打印字符只需往0xb8000开始的一段内存里写入数据即可。但在0x118显示下，屏幕对应的显存起始地址就不是0xb8000了，此时要再往0xb8000开始的一段内存里写入数据的话就不会显示在屏幕上了，所以我们要获取该模式下屏幕对应的显存起始地址。按照VBE的标准，在AX寄存器中传入0x4f01，CX寄存器中传入模式号（如0x118），然后调用BIOS的0x10号中断，可获得该显示模式下的详细信息，其中就包括屏幕对应的显存起始地址，如果调用成功的话，ah寄存器中会返回0,同时显示模式信息会被存放到内存的es:di指定的地址去。

;将该模式信息存入到特定内存地址去，这里是0x20000mov ax,0x2000mov es,axmov di,0mov cx,0x118mov ax,0x4f01int 0x10cmp ah,0x00jnz getinfo_failed

获取该显示模式的详细信息后，我们就可以从0x20000处取出该信息了，那么这些信息是什么呢？

struct vbe_mode_info{short modeattributes;char winAattributes;char winBattributes;short wingranularity;short winsize;short winAsegment;short winBsegment;int winfuncptr;short bytesperscanline;short xresolution;short yresolution;char xcharsize;char ycharsize;char numberofplanes;char bitsperpixel;char numberofbanks;char memorymodel;char banksize;char numberofimagepages;char reserved1;char redmasksize;char redfieldposition;char greenmasksize;char greenfieldposition;char bluemasksize;char bluefieldposition;char rsvdmasksize;char rsvdfieldposition;char directcolormodeinfo;<span style="color:#ff0000;">int physbaseptr;</span>int offscreenmemoffset;short offscreenmemsize;char reserved2[206];};

我们只关注physbaseptr字段，该字段就表示0x118显示模式下屏幕对应的显存起始地址。
我们定义一个char *类型的指针指向该地址，代码如下：

struct vbe_mode_info *vbe_info;vbe_info = (struct vbe_mode_info *)0x20000;char *video = (char *)vbe_info->physbaseptr;

得到显存起始地址后，我们就可以在屏幕上显示任意一种颜色（2的24次方种颜色中的一种）了，显示某一颜色示例：

<span style="white-space:pre"></span>vbe_info = (struct vbe_mode_info *)0x20000;char *video = (char *)vbe_info->physbaseptr;char *end = (char *)vbe_info->physbaseptr + 1024 * 768;for (; video < end; video += <span style="color:#ff0000;"><strong>3</strong></span>){*(unsigned int *)video = RGB(0xff,0x00,0x00);}

这里要特别注意每次循环完之后，video加3,也就是向后移动三个字节。为什么是移动3个字节呢？因为该显示模式下，R/G/B各基色都是8位，合起来24位，也就是3个字节，因此屏幕上的一个像素点要用三个字节来表示。如果是“5：6：5”的话，就是向后移动2个字节。

RGB函数实现如下：

int RGB(int r, int g, int b){if (r > 255)r = 255;if (g > 255)g = 255;if (b > 255)b = 255;return r*65536 + g*256 + b;}

好了，代码讲解完了，我们可以做实验了。

比如说这里我想显示红色，如下图所示：

可以看到，它的R/G/B值分别是0xff,0x00,0x00，RGB（0xff,0x00,0x00）将其合成一个整型数字，然后写到对应的显存，所以上面的代码就是在屏幕上显示红色，我们来看在qemu中的效果，如下图所示：

从0编写操作系统内核视频教程见：http://www.duobei.com/course/1574348473