微機(jī)UNI視頻圖形程序設(shè)計(jì)

微機(jī)UNI視頻圖形程序設(shè)計(jì)

unix操作系統(tǒng)提供了x-window圖形窗口系統(tǒng)和openlook圖形用戶界面，這些系統(tǒng)不僅昂貴、龐大，而且不便于移植以前開發(fā)的dos圖形應(yīng)用程序。本文介紹利用微機(jī)內(nèi)部硬件控制，針對(duì)ega/vga圖形適配器，進(jìn)行直接視頻圖形程序設(shè)計(jì)。對(duì)于比較熟悉pc-at體系結(jié)構(gòu)和視頻程序設(shè)計(jì)知識(shí)的程序員來說，更喜歡后者，因?yàn)槟苡行У乩糜布匦裕涌靾D形處理速度。

進(jìn)行圖形程序設(shè)計(jì)時(shí)，還須考慮視頻接口的一個(gè)重要特性——虛擬終端功能，因?yàn)樗试S控制幾個(gè)獨(dú)立的圖形應(yīng)用窗口，允許多個(gè)應(yīng)用程序在同一個(gè)終端上進(jìn)行切換。本文提供針對(duì)ibm標(biāo)準(zhǔn)終端對(duì)虛擬終端進(jìn)行有效管理的手段。

微機(jī)unix直接視頻圖形程序設(shè)計(jì)有兩種方法，一種是利用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，另一種是針對(duì)ibm標(biāo)準(zhǔn)終端進(jìn)行編程，本文介紹后者。

一、圖形程序設(shè)計(jì)

1.檢測(cè)視頻適配器

視頻顯示器是由視頻適配器硬件控制的，視頻適配器決定了圖形方式下顯示圖形的分辨率及可能的顏色[2]。利用系統(tǒng)調(diào)用ioctl中的cons-current命令可以檢測(cè)到當(dāng)前的視頻適配器，即：

ioctl

返回-1時(shí)表示出錯(cuò)，即沒有相應(yīng)的視頻適配器硬件，如果檢測(cè)到vga卡則返回值為vga，如果檢測(cè)到ega卡則返回值為ega，……。

2.初始化圖形系統(tǒng)

初始化圖形必須完成下列任務(wù)。

獲取當(dāng)前的視頻顯示方式

ioctl的cons-get命令用來判斷當(dāng)前適配器的顯示方式，即：

ioctl

它返回顯示方式的值，這些值在包含文件中均有定義，如：sw-vag640x480c為vga適配器設(shè)置成640x480分辨率彩色圖形模式。

設(shè)置圖形模式

直接將圖形模式值放入ioctl中的命令項(xiàng)即可設(shè)置相應(yīng)的圖形模式，如ioctl

將vga適配器設(shè)置成640x480分辨率的彩色圖形模式。

獲取圖形模式下視頻緩沖區(qū)物理地址

利用ioctl的mapcons命令可以實(shí)現(xiàn)此功能，即：

char*scrnmem;

scrnmem=ioctl

所有實(shí)現(xiàn)基本圖素的操作都將針對(duì)scrnmem進(jìn)行，scrnmem就是ega/vga相應(yīng)的四個(gè)位平面的重疊地址，有關(guān)ega/vga的結(jié)構(gòu)可參閱[2]。

3.實(shí)現(xiàn)基本圖素

dos操作系統(tǒng)下，對(duì)ega/vga的各種視頻i/o寄存器進(jìn)行操作是很方便的，可以直接使用匯編語(yǔ)言in和out指令進(jìn)行讀寫。然而，unix操作系統(tǒng)下，對(duì)物理硬件的訪問都是由unix系統(tǒng)核心和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序管理的，要訪問ega/vga的各種i/o寄存器，必須獲得對(duì)其訪問的特權(quán)，為了實(shí)現(xiàn)這種功能要求，可以使用下列ioctl系統(tǒng)調(diào)用方式：

ioctl獲取vga的各種i/o寄存器的訪問特權(quán)

ioctl獲取ega的各種i/o寄存器的訪問特權(quán)

unix操作系統(tǒng)基本上是采用c語(yǔ)言編寫的，只是在低層的系統(tǒng)內(nèi)核方面才使用低級(jí)的匯編語(yǔ)言，遵循這一原則，對(duì)ega/vga的i/o寄存器的訪問可以采用匯編語(yǔ)言，而實(shí)現(xiàn)圖形系統(tǒng)的基本圖素則采用c語(yǔ)言。

如果用戶的unix系統(tǒng)中已有inb和outb函數(shù)，則可以直接使用它們完成對(duì)各種i/o寄存器的讀寫，否則，必須編寫下列低級(jí)匯編語(yǔ)言例程：

/*向一端口輸出一字節(jié)*/

/*從一端口輸入一字節(jié)*/

voidoutb

{

-asmpushedx

-asmmovedx,port

-asmmoval,value

-asmoutdx,al

-asmpopedx

}

ucharinb

{

-asmpushedx

-asmmovedx,port

-asminal,dx

-asmpopedx

}

基本圖素一般包括：設(shè)置顏色，對(duì)調(diào)色板的操作，畫點(diǎn)、線、弧、矩形、圓、橢圓、多邊形、畫扇形、餅圖，任意圖形填充，多邊形填充，保存屏幕，恢復(fù)屏幕等，這些操作均可用c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，細(xì)節(jié)問題可參閱[2]。

4.關(guān)閉圖形系統(tǒng)

退出圖形系統(tǒng)之前必須恢復(fù)ega/vga各i/o寄存器的值，并將顯示模式恢復(fù)到進(jìn)入圖形模式之前的模式。采用下列ioctl調(diào)用實(shí)現(xiàn)：

ioctl

oldmode是進(jìn)入圖形方式之前獲取的方式，unix系統(tǒng)中，獲取的方式和設(shè)置的方式之間的關(guān)系為：

設(shè)置方式值=獲取方式值|modeswitch

二、虛擬終端的使用

虛擬終端加強(qiáng)了unix系統(tǒng)v/386的接口功能，它不僅允許單個(gè)用戶開發(fā)一個(gè)圖形應(yīng)用軟件，而且允許多用戶、多道程序在同一個(gè)物理終端上運(yùn)行，在開始一個(gè)用戶的應(yīng)用程序之前不必停止另一個(gè)應(yīng)用程序，而且各個(gè)用戶之間可以互相切換。

虛擬終端有兩種操作方式[1]，一種是自動(dòng)操作方式，這是默認(rèn)情況，比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用程序并不了解終端用戶接受或放棄當(dāng)前vt的請(qǐng)求，這意味著被切換掉的進(jìn)程的任何輸入輸出都可能丟失。另一種方式是進(jìn)程控制方式，該方式支持應(yīng)用程序與其它正在使用vt的進(jìn)程之間同步，應(yīng)用程序可以負(fù)責(zé)接受或放棄使用vt。

[1]中介紹了以進(jìn)程方式控制vt的過程，并以設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序方式介紹了接受和放棄對(duì)vt控制的信號(hào)處理例程。本文給出針對(duì)ibm標(biāo)準(zhǔn)終端編制vt的程序和相應(yīng)的信號(hào)處理例程。

/*設(shè)置虛擬終端*/

voidsetvirtualter