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基于表格驅動的程序設計思想
來源: 日期:2013-12-8 11:33:15 人氣:標簽:
軟件的可移植性是指軟件產品從一個硬件/軟件環境轉移到另一個硬件/軟件環境的難易與繁簡程度。它從軟件對新環境的適應性這一方面,反映了軟件的質量。為了提高軟件的可移植性,應盡量使軟件與具體的設備無關,即提高軟件的設備獨立性。對于256色圖形界面而言,就是要使程序不依賴于某種特定的顯示器。例如,程序員沒有任何理由假定用戶使用的是TVGA。為此,程序員必須提供顯示卡的常規檢測例程,并能根據檢測的結果決定圖形算法的具體實現。
提高軟件設備獨立性的方法有很多,表格驅動就是其中一種。所謂表格,就是根據需要設計的數據結構。表格中的數據由檢測例程填寫。表格中包含哪些欄目,應在對各制造商提供的SuperVGA產品足夠了解的基礎上取舍,欄目應體現各產品之間的差異。
一、SuperVGA編程綜述
SuperVGA產品在體系結構上和標準的IBM VGA有所不同。但編程思想基本上是一樣的,這些編程方法已有許多文章介紹,這里不再重復。
不同分辨率之間的區別,體現在編程上就是同一屏幕坐標映射到顯存的地址不同,但映射機理卻是一樣的。具體地說,坐標(x,y)對應顯存的偏移地址(相對于A000)為Addr=-vga-width*y+x
2.分頁機制不同。SuperVGA使用256K、512K或1M
的顯示存儲器結構。為了使處理器可通過一個64K主窗口來存取這樣大的顯示存儲器,SuperVGA有一個存儲器分頁機制,使得只將顯示存儲器的一部分映射到處理器的地址空間。值得注意的是,不同的VGA產品,其頁的大小不同,頁起始地址的粒度也是可變的。具體的頁選擇算法請查閱制造商提供的資料。
不同的顯示模式,顯示一屏圖像所需的頁數是不同的。
除了可移植性外,效率也是一個不可忽視的因素。圖形系統的核心部分應使用匯編語言編程。這不僅是因為匯編語言的效率高,而且還因為匯編語言子程序的可再用性和可協用性也很好。核心部分應十分重視下面幾點:(1)減少不必要的頁邊界檢查次數;(2)只有在必要時才進行頁選擇;(3)選擇高效的機器指令。現舉例說明。程序1是圖像顯示系統中常用的函數,其功能是將解包后的圖像數據送到顯存。為便于閱讀同時給出了C語言調用原型。程序在傳送每一行數據時,提前預測是否會遇到頁邊界,如果沒有,直接傳送;如果有,則將數據分成兩部分,分別傳送,中間插入頁選擇。所有的傳送均用字操作代替字節操作。頁邊界檢查只有一次,分頁操作只有在必要時才發生,圖像的顯示用 高效的指令REP MOVSW。
程度1:
;原型:void LineDump(int x,int y, int num, char far*ptr)
;參數:
; x,y-屏幕坐標
; num-本行的像素個數
; ptr-指向像素數據的遠指針
LineDump proc far
push bp
mov bp,sp
sub sp,2;WORD Reserved for LOCal var.
push ds
push es
push si
push di
reserved equ [bp-2];Local var.save seg(DGROUP)
x equ [bp+6];Large Model
y equ [bp+8]
num equ [bp+10]
offs equ [bp+12]
pseg equ [bp+14]
mov reserved,ds
mov ds,pseg
mov si,offs ;DS:SI圖像數據所在源地址
mov ax,0a000h;顯存段址
mov es,ax ;ES:DI顯存目的地址
mov ax,y
push ds
mov ds,reserved
mul word ptr DGROUP:-vga-width
pop ds
add ax,x
adc dx,0
mov di,ax ;DI=-vga-width*y+x
mov ah,dl ;進位部分(DL)=頁號
call dword ptr cs:-PageSelect
mov cx, num ;本行要傳送字節數
mov bx, cx
add bx,di ;檢測傳送是否在一個頁內
jnc Dump-In-One-Page
sub cx,bx ;CX=本頁字節數,BX=下頁字節數
shr cx,1 ;CX/2=字數
rep movsw ;本頁內的傳送
adc cx,0
rep movsb ;處理可能的奇數字節數
inc ah ;調整頁號
call dword ptr cs:-PageSelect
mov cx,bx ;新頁內要寫的字節數
jcxz Dump-Done
Dump-In-One-Page:
shr cx,1 ;CX/2=字數
rep movsw ;圖像傳送
adc cx,0
rep movsb ;處理可能的奇數字節數
Dump-Done:
pop di
pop si
pop es
pop ds
mov sp,bp
pop bp
ret
LineDump endp
二、表格驅動的基本思想
根據上面的分析,用以驅動顯示系統的表格,至少應當包含下列項目:
(1)實際顯示模式:vga-mode
(2)水平分辨率:vga-width
(3)垂直分辨率:vga-depth
(4)頁選擇例程的入口地址:PageSelect
(5)當前顯示方式所使用的 大頁號:vga-pages
這個表格由圖形初始化例程來填寫。圖形初始化例程接收的顯示模式是統一的模式號,這樣可以撇開具體的設備,如InitVGA(TVGA800×600)。該例程調用顯示設備檢測程序DetectVGA來判斷顯示器的類型,從而填寫表格中的各欄目,并初始化圖形系統為所需的圖形方式。所有圖形算法都要查此表。
除了用上述方法來實現兼容外,視頻電子學標準協會(VESA)為我們提供了另一種方法。
VESA
提供了一組附加的BIOS功能,這組功能以標準的方式訪問SuperVGA擴充的模式。VESA的附加功能都是通過BIOS中斷10H的4FH功能來實現的。VESA的子功能01能返回非常有用的SuperVGA模式信息,包括分頁例程的地址。
因此,程序員可以按照VESA的標準來編寫圖形系統,這樣的程序可以在所有支持VESA的顯示器上運行。由于VESA包括了世界上的主要VGA供應商,寫出來的程序可移植性是很好的。但是,其效率卻可能是 低的。所以 好采用一種折衷的辦法,對于熟悉的產品,可以不用VESA的功能,對于不熟悉(資料不全)或檢測不出來的顯示器嘗試用VESA提供的手段來編程,當然要檢測顯示設備是否支持VESA。
有時出于某種考慮,不希望支持所有顯示設備的代碼集中在一個程序中,可以為每個顯示設備分別提供驅動模塊,主程序根據檢測的結果選擇一個合適的模塊加載。Borland的C++就是這樣,它有一套BGI驅動程序,各驅動程序提供統一的圖形函數接口。筆者在實際工作中,為每一種顯示設備編寫了一個256色的BGI格式的驅動程序,這樣,在編寫圖形系統時,再也沒有必要考慮用戶的實際顯示設備了。
三、范 例
本文附有兩個圖形顯示的例子。ShowGif能顯示16/256色GIF格式圖像,能以任何256色模式啟動,支持多種顯示器。圖像可以漫游,并可隨時通過按鍵切換顯示方式。Main則是一個BGI驅動的鼠標/鍵盤控制的256色漢字圖形菜單。它自己會挑選一個合適的BGI,也可以從命令行指定一個BGI(比如指定VESA256給TVGA顯示器)。
限于篇幅,這里僅給出有關的數據結構和部分函數的說明(程序2)。然后給出一個初始化顯
示系統的C語言片斷(程序3)。
程序2(TVGA256.H):
/* 統一的模式集 */
enum TVGA-MODE
TVGA320x200=0,
TVGA640x400=1,
TVGA640x480=2,
TVGA800x600=3,
TVGA1024x768=4,
;
void TVGA256-driver(void);
void PVGA256-driver(void);
void AVGA256-driver(void);
...
void VESA256-driver(void);
extern int far-Cdecl TVGA256-driver-far[];
extern int far-Cdecl PVGA256-driver-far[];
extern int far-Cdecl AVGA256-driver-far[];
...
extern int far-Cdecl VESA256-driver-far[];
/* 支持的VGA集合 */
enum VGAs{
UnKnownVGA,
TridentVGA,
ParadiseVGA,
AheadVGA,
...
VesaVGA
};
/* 對應的BGI驅動程序名 */
unsigned char *Drivers[]={
"TVGA256",
"TVGA256",
"AVGA256",
...
"VESA256",
};
extern int DetectVGA(void);
/* 功 能:檢測顯示卡的型號
返回值:0-Unknowm1-Trident VGA2-Paradise VGA
...
x-不能檢測出的VGA,但支持VESA
返回值同時寫入全局變量vga-type */
extern int VesaFound(void);
/* 功 能:檢測VESA BIOS的存在性
返 回:0-不支持VESA;
其它-VESA版本號(0x0102即1.02版);
返回值同時寫入全程變量vesa-found. */
extern void InitVesa(void);
/* 功 能:初始化VESA.根據-vga-mode模式號換算成VESA的標準模式號填寫頁粒度(WinGranularity),頁大小(WinSize),
和分頁例程的入口地址(WinFuncPtr)
VESA的標準模式解釋如下:
100h-640x400 256
101h-640x480 256
102h-800x600 16
103h-800x600 256
104h-1024x768 16
105h-1024x768 256 etc.
InitVesa供給InitVGA調用 */
extern void InitVGA(int mode);
/* 功 能:初始化顯示系統(自動調用DetectVGA檢測顯示卡)
參 數:mode=TVGA320x200(0)
TVGA640x400(1)
TVGA640x480(2)
TVGA800x600(3)
TVGA1024x768(4)
返 回:InitVGA沒有顯式的返回值,但它初始化下列全程變量:
vga-mode,vga-width,vga-depth,vga-pages,PageSelect
必要時自動調用InitVesa
*/
extern int vga-type;
extern int vga-mode;
extern int vga-width;
extern int vga-depth;
extern int vga-pages;
extern int vga-pages;
extern char page-number;
extern int vesa-found;
...
程序3(初始化顯示系統的程序片斷):
...
int GraphDriver, GraphMode;
unsigned char *bgiDriver="PVGA256";
bgiDriver=Drivers[DetectVGA()];
GraphDriver=installuserdriver(bgiDriver,NULL);
GraphMode=TVGA800x600;
initgraph(&GraphDriver, &GraphMode," ");...
參考文獻
1 來文占等編譯.Super VGA高級編程指南.北京:北京科海培訓中心,1991.5.
2 張一波編譯.Super VGA與VESA編程指南.北京:海洋出版社,1992
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