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基于表格驱动的程序设计思想
来源： 日期：2013-12-8 11:33:15 人气：标签：
软件的可移植性是指软件产品从一个硬件/软件环境转移到另一个硬件/软件环境的难易与繁简程度。它从软件对新环境的适应性这一方面，反映了软件的质量。为了提高软件的可移植性，应尽量使软件与具体的设备无关，即提高软件的设备独立性。对于256色图形界面而言，就是要使程序不依赖于某种特定的显示器。例如，程序员没有任何理由假定用户使用的是TVGA。为此，程序员必须提供显示卡的常规检测例程，并能根据检测的结果决定图形算法的具体实现。
提高软件设备独立性的方法有很多，表格驱动就是其中一种。所谓表格，就是根据需要设计的数据结构。表格中的数据由检测例程填写。表格中包含哪些栏目，应在对各制造商提供的SuperVGA产品足够了解的基础上取舍，栏目应体现各产品之间的差异。
一、SuperVGA编程综述
SuperVGA产品在体系结构上和标准的IBM VGA有所不同。但编程思想基本上是一样的，这些编程方法已有许多文章介绍，这里不再重复。
不同分辨率之间的区别，体现在编程上就是同一屏幕坐标映射到显存的地址不同，但映射机理却是一样的。具体地说，坐标(x,y)对应显存的偏移地址(相对于A000)为Addr=-vga-width*y+x
2.分页机制不同。SuperVGA使用256K、512K或1M
的显示存储器结构。为了使处理器可通过一个64K主窗口来存取这样大的显示存储器，SuperVGA有一个存储器分页机制，使得只将显示存储器的一部分映射到处理器的地址空间。值得注意的是，不同的VGA产品，其页的大小不同，页起始地址的粒度也是可变的。具体的页选择算法请查阅制造商提供的资料。
不同的显示模式，显示一屏图像所需的页数是不同的。
除了可移植性外，效率也是一个不可忽视的因素。图形系统的核心部分应使用汇编语言编程。这不仅是因为汇编语言的效率高，而且还因为汇编语言子程序的可再用性和可协用性也很好。核心部分应十分重视下面几点:(1)减少不必要的页边界检查次数；(2)只有在必要时才进行页选择；(3)选择高效的机器指令。现举例说明。程序1是图像显示系统中常用的函数，其功能是将解包后的图像数据送到显存。为便于阅读同时给出了C语言调用原型。程序在传送每一行数据时，提前预测是否会遇到页边界，如果没有，直接传送；如果有，则将数据分成两部分，分别传送，中间插入页选择。所有的传送均用字操作代替字节操作。页边界检查只有一次，分页操作只有在必要时才发生，图像的显示用 高效的指令REP MOVSW。
程度1:
；原型:void LineDump(int x,int y, int num, char far*ptr)
;参数:
； x,y-屏幕坐标
； num-本行的像素个数
； ptr-指向像素数据的远指针
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图像数据所在源地址
mov ax,0a000h;显存段址
mov es,ax ;ES:DI显存目的地址
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 ;进位部分(DL)=页号
call dword ptr cs:-PageSelect
mov cx, num ;本行要传送字节数
mov bx, cx
add bx,di ;检测传送是否在一个页内
jnc Dump-In-One-Page
sub cx,bx ;CX=本页字节数，BX=下页字节数
shr cx,1 ;CX/2=字数
rep movsw ;本页内的传送
adc cx,0
rep movsb ;处理可能的奇数字节数
inc ah ;调整页号
call dword ptr cs:-PageSelect
mov cx,bx ;新页内要写的字节数
jcxz Dump-Done
Dump-In-One-Page:
shr cx,1 ;CX/2=字数
rep movsw ;图像传送
adc cx,0
rep movsb ;处理可能的奇数字节数
Dump-Done:
pop di
pop si
pop es
pop ds
mov sp,bp
pop bp
ret
LineDump endp
二、表格驱动的基本思想
根据上面的分析，用以驱动显示系统的表格，至少应当包含下列项目:
(1)实际显示模式:vga-mode
(2)水平分辨率:vga-width
(3)垂直分辨率:vga-depth
(4)页选择例程的入口地址:PageSelect
(5)当前显示方式所使用的 大页号:vga-pages
这个表格由图形初始化例程来填写。图形初始化例程接收的显示模式是统一的模式号，这样可以撇开具体的设备，如InitVGA(TVGA800×600)。该例程调用显示设备检测程序DetectVGA来判断显示器的类型，从而填写表格中的各栏目，并初始化图形系统为所需的图形方式。所有图形算法都要查此表。
除了用上述方法来实现兼容外，视频电子学标准协会(VESA)为我们提供了另一种方法。
VESA
提供了一组附加的BIOS功能，这组功能以标准的方式访问SuperVGA扩充的模式。VESA的附加功能都是通过BIOS中断10H的4FH功能来实现的。VESA的子功能01能返回非常有用的SuperVGA模式信息，包括分页例程的地址。
因此，程序员可以按照VESA的标准来编写图形系统，这样的程序可以在所有支持VESA的显示器上运行。由于VESA包括了世界上的主要VGA供应商，写出来的程序可移植性是很好的。但是，其效率却可能是 低的。所以 好采用一种折衷的办法，对于熟悉的产品，可以不用VESA的功能，对于不熟悉(资料不全)或检测不出来的显示器尝试用VESA提供的手段来编程，当然要检测显示设备是否支持VESA。
有时出于某种考虑，不希望支持所有显示设备的代码集中在一个程序中，可以为每个显示设备分别提供驱动�？�，主程序根据检测的结果选择一个合适的模块加载。Borland的C++就是这样，它有一套BGI驱动程序，各驱动程序提供统一的图形函数接口。笔者在实际工作中，为每一种显示设备编写了一个256色的BGI格式的驱动程序，这样，在编写图形系统时，再也没有必要考虑用户的实际显示设备了。
三、范 例
本文附有两个图形显示的例子。ShowGif能显示16/256色GIF格式图像，能以任何256色模式启动，支持多种显示器。图像可以漫游，并可随时通过按键切换显示方式。Main则是一个BGI驱动的鼠标/键盘控制的256色汉字图形菜单。它自己会挑选一个合适的BGI，也可以从命令行指定一个BGI(比如指定VESA256给TVGA显示器)。
限于篇幅，这里仅给出有关的数据结构和部分函数的说明(程序2)。然后给出一个初始化显
示系统的C语言片断(程序3)。
程序2(TVGA256.H):
/* 统一的模式集 */
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
};
/* 对应的BGI驱动程序名 */
unsigned char *Drivers[]={
"TVGA256",
"TVGA256",
"AVGA256",
...
"VESA256",
};
extern int DetectVGA(void);
/* 功 能:检测显示卡的型号
返回值:0-Unknowm1-Trident VGA2-Paradise VGA
...
x-不能检测出的VGA，但支持VESA
返回值同时写入全局变量vga-type */
extern int VesaFound(void);
/* 功 能:检测VESA BIOS的存在性
返 回:0-不支持VESA；
其它-VESA版本号(0x0102即1.02版)；
返回值同时写入全程变量vesa-found. */
extern void InitVesa(void);
/* 功 能:初始化VESA.根据-vga-mode模式号换算成VESA的标准模式号填写页粒度(WinGranularity)，页大小(WinSize),
和分页例程的入口地址(WinFuncPtr)
VESA的标准模式解释如下:
100h-640x400 256
101h-640x480 256
102h-800x600 16
103h-800x600 256
104h-1024x768 16
105h-1024x768 256 etc.
InitVesa供给InitVGA调用 */
extern void InitVGA(int mode);
/* 功 能:初始化显示系统(自动调用DetectVGA检测显示卡)
参 数:mode=TVGA320x200(0)
TVGA640x400(1)
TVGA640x480(2)
TVGA800x600(3)
TVGA1024x768(4)
返 回:InitVGA没有显式的返回值，但它初始化下列全程变量:
vga-mode,vga-width,vga-depth,vga-pages,PageSelect
必要时自动调用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(初始化显示系统的程序片断):
...
int GraphDriver, GraphMode;
unsigned char *bgiDriver="PVGA256";
bgiDriver=Drivers[DetectVGA()];
GraphDriver=installuserdriver(bgiDriver,NULL);
GraphMode=TVGA800x600;
initgraph(&GraphDriver, &GraphMode," ");...
参考文献
1 来文占等编译.Super VGA高级编程指南.北京:北京科海培训中心，1991.5.
2 张一波编译.Super VGA与VESA编程指南.北京:海洋出版社，1992
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