VESA FAQ 96/12/08 김성익 ( NOERROR ) 1. bank란 무엇인가 ? 2. vesa 모드에 관해 3. 고해상도에서의 파렛 루틴은 ? 4. 뱅크 전환은 어떻게 하는 가 ? 5. 카드별 베사 정보는 어떻게 알 수 있나 ? 6. 하이칼라, 트루 칼라 처리는 ? 7. 베사 버젼은 ? 8. VESA의 논리적 주기 변경에 대해 9. VESA BIOS 10. 기타 11. 참고 자료, 서적 0. vesa faq 노트 약간 내용을 추가했습니다. (별로 보이는 내용은 없지만...) 첫버젼업네요. 1. bank란 무엇인가 ? VGA의 메모리는 A000:0000에 64k바이트가 할당되어 있습니다. 그러나 해상도가 높아지면서 64k 이상의 메모리를 요구하게 되면서 기존의 비디오체계를 유지하면서 더 많은 메모리를 활용하기 위해 뱅킹이란 개념을 도입하게 됩니다. VGA의 메모리를 64k단위(VGA에 따라 다를 수 있지만 편의상 65536라 함)로 순서대로 나누어 놓았다고 이해하시면 편합니다. 뱅크 번호는 일정한 크기로 나누어진 메모리 중 몇 번째 덩어리인가를 의미합니다. 만약 오프셋이 (123456) 인 메모리에 임의의 데이터를 쓰려 한다면 먼저 뱅크의 번호와 실제 대입될 비디오의 메모리를 구합니다. int bank = 123456 / BANK_SIZE ; int offset = 123456 % BANK_SIZE ; 구한 후에는 먼저 구해진 뱅크 넘버로 뱅크 전환을 해줍니다. 다음엔 0a000 : offset 의 메모리에 데이터를 써 넣어 주면 됩니다. char *video = (char*) 0xa0000000l ; // 왓콤이라면 0xa0000 video[offset] = ... 뱅크를 고려한 슈퍼 VGA 제어 상 주의할 점은 뱅크가 바뀌는 부분의 처리입니다. 만약 위와 같이 한 바이트단위로 액세스 한다면 문제될 것이 없을 것입니다. 그러나 만약 오프셋이 65535인 위치에서 두 바이트를 액세스 하려 한다면 한 바이트를 써 준 후에 뱅크를 다음으로 전환한 다음에 나머지 한 바이트를 써 넣어야 할 것입니다. 만약 동시에 두 바이트를 쓰려 하면 시스템은 다운됩니다. 뱅크는 쓰기 모드와 읽기 모드로 분리되어 있습니다. ( VGA에 따라 다릅니다. ) 2. vesa 모드 그리고 모드 전환을 할 때는 vesa bios를 이용하면 됩니다. ( 모드 번호는 9번 참고. ) union REGS r; struct SREGS sr; r.x.ax = 0x4f02 ; r.x.bx = 모드번호 ; int86(0x10, &r, &r); if(r.h.ah==1) ... // 해당모드를 지원하지 않음 만약 시스템의 VGA가 해당 모드를 지원하지 않을 경우에는 ah값은 1이고 모드 변환에 성공했을 경우 0이므로 이를 조사해서 모드 전환 성공, 실패 여부를 알아낼 수 있습니다. ( 역시 9번 참고 ) ( 왓콤에선 int86 대신에 int386을 이용하면 되겠죠 ? ) 3. 고해상도에서의 파렛 처리 루틴은 ? 저해상도일 때와 같습니다. ( 파렛 레지스터 3c7h, 3c8h, 3c9h 사용 ) 물론 하이칼라, 트루 칼라 모드에선 파렛이 필요가 없습니다. 파렛을 읽을 때는 outportb( 0x3c7, 읽을 파렛의 번호) r = inportb( 0x3c9 ) g = inportb( 0x3c9 ) b = inportb( 0x3c9 ) 파렛을 정의하고자 할 때에는 outportb( 0x3c8, 쓰고자 하는 파렛의 번호) outportb( 0x3c9, r ) outportb( 0x3c9, g ) outportb( 0x3c9, b ) ( 왓콤은 outportb, inportb 대신에 outp, inp를 사용하면 됩니다. ) 4. 뱅크 전환은 어떻게 하는 가 ? 바이오스 인터럽트 10h를 이용해서뱅크 전환을 할 수 있습니다. union REGS r ; r.x.ax = 0x4f05 ; r.x.bx = 윈도 번호 ; r.x.dx = 뱅크 번호 ; int86(0x10, &r, &r) ; 여기서 주의해야 할 점이 몇 가지 있습니다. 첫 번째로 윈도 번호도 VGA마다 다르다는 점입니다. 그리고 쓰기 모드냐 읽기 모드에 따라 달라지고요. 두 번째로 일부 VGA에서는 바꾸고자 하는 뱅크 번호를 몇 비트 쉬프트 해 줘야 합니다. 이는 vesa정보를 조사해서 알아 낼 수 있으므로 별 문제는 없습니다. 그리고 같은 윈도에서 이전의 뱅크와 바꾸고자 하는뱅크의 번호가 같다면 뱅크 전환을 재 호출할 필요가 없습니다. ( 그리고 재 호출하면 다운이 유발될 수 있음 ) 5. 카드별 베사 정보는 어떻게 알 수 있나 ? 두 가지로 나누어 살펴볼 수 있습니다. ( 9번 VESA BIOS부분 참고 ) 먼저 vesa를 지원하는 지 여부입니다. struct { char VESASignature[4]; // 'VESA' char VESAVersion[2]; char OEMStringPtr[4]; char Capabilities[4]; char VideoModePtr[4]; char TotalMemory[2]; charreserved[232]; } VesaForm ; union REGS r; struct SREGS sr; r.x.ax = 0x4f00; r.x.di = FP_OFF(&VesaForm); sr.es= FP_SEG(&VesaForm); int86x(0x10, &r, &r, &sr); 이와 같은 방법으로 데이터를 얻어 옵니다. ( 왓콤의 경우 리얼 인터럽트를 호출해야 하며 리턴 받을 VesaForm은 640k이하의 도스 메모리여야 합니다. ) 만약 VESA를 지원한다면 (vesa bios가 설치되어 있다면) VesaFrom.VESASignature에는 'VESA'문자열이 들어가 있을 것입니다. 다음은 각 모드의 정보를 얻어 오는 부분입니다. struct { short ModeAttributes; char WinAAttributes, WinBAttributes; // 윈도A,B의 쓰기읽기뱅크지원 short WinGranularity; // window granularity in K short WinSize; // window size in K short WinASegment, WinBSegment; // start segment of window A,B long WinFuncPtr; short BytesPerScanLine; // 한라인당 바이트수 short XResolution, YResolution; // 가로세로크기 char XCharSize, YCharSize; char NumberOfPlanes; char BitsPerPixel; // 한픽셀당 *비트*수 char NumberOfBanks, MemoryModel; char BankSize; // 뱅크의 크기 char NumberOfImagePages; char reservation; char RedMaskSize, RedFieldPosition; char GreenMaskSize, GreenFieldPosition; char BlueMaskSize, BlueFieldPosition; char RsvdMaskSize, RsvdFieldPosition; char DirectColorModeInfo, res2[216]; } ModeInfo ; union REGS r ; struct SREGS sr; r.x.ax = 0x4f01 ; r.x.cx = 변경하고자 하는 모드 ; r.x.di = FP_OFF(&ModeInfo) ; // 오프셋 sr.es = FP_SEG(&ModeInfo) ; // 세그먼트 int86x(0x10, &r, &r, &sr) ; 여기서 주목할 것은 다음과 같은 몇 가지로 요약할 수 있습니다. 1. 뱅크의 크기는 ? 2. 쓰기 뱅크가윈도우 A인가 윈도우 B인가 ? 3. 읽기 뱅크가 윈도우 A인가 윈도우 B인가 ? 4. 뱅크전환시 뱅크 번호를 몇 비트 쉬프트 해주어야 하는 가 ? 사실 256칼라에 해상도 640x480모드로 전환한다고 하면 픽셀당 8비트, 라인당 640바이트,.. 같은 건 그냥 알 수 있기 때문에 굳이 조사를 할 필요는 없습니다. 단 위의 4가지 사항은 VGA마다 다른 값이 나오므로 주의해야 합니다. 차근차근 알아보죠. 뱅크의 크기(size)는 단순히 리턴된 값을 조사하면 됩니다. long BANK_SIZE; BANK_SIZE = ModeInfo.WinSize*1024 ; 쓰기 뱅크가 윈도우A인지 B인지는 다음과 같은 루틴을 이용하면 됩니다. int BANK_READ_SWITCH; int BANK_WRITE_SWITCH; if((ModeInfo.WinAAttributes&3)==3) BANK_READ_SWITCH=0; // 윈도 A if((ModeInfo.WinAAttributes&5)==5) BANK_WRITE_SWITCH=0; if((ModeInfo.WinBAttributes&3)==3) BANK_READ_SWITCH=1; // 윈도 B if((ModeInfo.WinBAttributes&5)==5) BANK_WRITE_SWITCH=1; 여기서 하위 1비트까지 동시에 조사하는 이유는 윈도 A가 존재하는 지(지원되는지) ,윈도우 B가 지원되는 지의 여부도 같이 고려하기 위함입니다. 몇 바이트 쉬프트할 것인가는 다음과 같이 얻어 올 수 있습니다. int BANK_SHIFT; for(BANK_SHIFT=0;(64>>BANK_SHIFT)!=ModeInfo.WinGranularity;BANK_SHIFT++); 이를 이용해서 뱅크처리 부분을 완성해보겠습니다. int window[2]={0,0}; // 윈도우 A와 B의 현재뱅크번호 void WRITE_BANK(int num) { union REGS r ; if(window[BANK_WRITE_SWITCH] == bank) // 변환할 필요가 없는지 검사 return; r.x.ax = 0x4f05 ; r.x.bx = BANK_WRITE_SWITCH; r.x.dx = num << BANK_SHIFT; int86(0x10, &r, &r) ; window[BANK_WRITE_SWITCH] = bank ; // 현재 윈도우의 뱅크번호 저장 } 만약 읽기 뱅크를 교환하는 함수를 만들려고 한다면 위의 함수 소스에서 읽기뱅크가 윈도우 A를 이용하는가 윈도우 B를 이용하는 가를 나타낸 BANK_READ_SWITCH를 BANK_WRITE_SWITCH 로 바뀌주는 것만 해주면 됩니다. 6. 하이칼라, 트루 칼라 처리는 ? 하이칼라는 32k, 64k로 나눌 수 있습니다. 모두 한 픽셀당 2바이트를 차지합니다. (각 15,16비트를 차지) 트루 칼라는 3바이트를 차지합니다. 하이칼라와 트루 칼라가 256칼라나 16칼라와 다른 점이라면 따로 정의된 파렛을 사용하는 것이 아니라 그냥 픽셀값을 파렛값으로 이용합니다. 256칼라의 경우 검정색을 찍고자 한다면 파렛값이 검정색으로 정의된 파렛의 번호를 메모리에 써 주어야 하나 하이칼라나 트루 칼라는 그냥 검정색의 파렛값을 써 주면 됩니다. 32k의 경우 2 바이트는 다음과 같이 구성됩니다. f e d c b a 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 x x x x x : Blue x x x x x : Green x x x x x : Red 파렛별로 각 5비트씩을 사용하는 꼴입니다. 그러니까 각칼라는 0에서 31사이의 값을 가질 수 있지요. 만약 ( R,G,B값이 0,31,0인) 완전한 초록색을 찍고자 한다면 03e0h를 메모리에 써주면 되는 거죠. ( e0h, 03h를 순서임 ) ( 03e0h는 5에서 a비트까지는 1이고 나머지는 0인 값입니다. ) 64k color 의 경우에는 green을 6비트 사용합니다. f e d c b a 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 x x x x x : Blue x x x x x x : Green x x x x x : Red 16M color의 경우는 무척 단순합니다. 파렛의 값을 BGR 순서대로 써 주면 됩니다. ( 순서에 주의하시길 바랍니다. ) 각 파렛값은 0에서 255의 값을 가질 수 있으므로 훨씬 풍부한 색을 처리할 수 있습니다. 만약 화면의 맨 위쪽 좌측에 빨간색 점을 찍고자 한다면 먼저 뱅크를 0으로 바꾼 후에 a000:0000부터 차례로 0, 0, 255를 써 주면 됩니다. ( R=255, G=0, B=0 ) 하이칼라, 트루 칼라 역시 256칼라와 마찬가지로 뱅크가 적용됩니다. 한 뱅크의 사이즈에 들어가는 픽셀수가 줄어든다는 것 외에는 다른 점이 없지요. 뱅크는 단순히 메모리 매핑의 한 방법으로 생각하시면 됩니다. ( 뱅크는 확장된 비디오 메모리를 액세스 하기 위한 수단일 뿐이다라는 정도 ) 그러나 골치 아픈 것은 트루 칼라 모드이죠. 하이칼라의 경우에도 한 픽셀을 엑세스하는 데는 뱅크가 바뀔 일이 없습니다. ( 짝수이므로 ) 그러나 트루 칼라의경우 3바이트 단위로 구성되어 있어서 뱅크의 크기쯤 되는 위치에 픽셀을 찍고자 할 때는 픽셀을 찍는 도중(?)에 뱅크 교환을 해야 합니다. 그러니까 경우에 따라선 B데이터를 쓴 후에 뱅크를 바꾸고 다시 GB데이터를 써야 하거나 BG데이터를 쓰고 R의 데이터를 써야 한다는 소리입니다. 이는 구현할 때 주의해야 할 부분입니다. 7. 베사버젼은 ? 현재까지 베사 2.0 버젼의 규격까지 나와 있습니다. ( 베사 그룹은 모든 VGA에 적용되는 SVGA 프로그래밍의 규격과 같은 것을 만들어 보자는 의도에서 지금과 같은 VESABIOS형태의 표준화를 제시했고 모든 VGA에서 이를 따르고 있는 거죠. ) 크게 각 버젼의 특징을 보자면 1.0의 경우 256칼라까지 지원하며 1.2의 경우에는 하이칼라, 트루 칼라가 추가되었고 2.0의 경우 선형 메모리 방식을 지원합니다 8. VESA의 논리적 주기 변경에 대해 VESA BIOS로 지원이 됩니다. ( int 10h ax=4f06h ) ( 9번 참고 ) 그래서 가로길이를 2의 제곱수로 설정해서 프로그래밍 하는 방법이 가능합니다. 이 경우 뱅크 구하기가 쉽고 각 라인 중간엔 뱅크가 전환되는 부분이 존재하지 않기 때문에라인이 바뀌는 부분에서만 뱅크 체크를 고려해 주면 됩니다. 그러나 아쉽게도 이 방법은 호환성에 문제가 있는 걸로 알려져 있습니다. ^^; ( 호환성에 문제가 있다면 치명적이지요. ) 9. VESA BIOS ( 출처 : 랄프브라운 인터럽트 리스트 ) ----------104F00----------------------------- INT 10 - VESA SuperVGA BIOS - GET SuperVGA INFORMATION AX = 4F00h ES:DI -> 256-byte buffer for SuperVGA information (see below) Return: AL = 4Fh function supported AH =status 00h successful 01h failed Format of SuperVGA information: Offset Size Description 00h 4 BYTEs signature ('VESA') 04h WORD VESA version number 06h DWORD pointer to OEM name 0Ah 4 BYTEs capabilities 0Eh DWORD pointer to list of supported VESA and OEM video modes Terminated with 0FFFFh. 12h WORD Video memory in 64k blocks 14h 236 BYTEs reserved Note: Some VESA drivers will write more than the expected 256 bytes. ----------104F01----------------------------- INT 10 - VESA SuperVGA BIOS - GET SuperVGA MODE INFORMATION AX = 4F01h CX = SuperVGA video mode ES:DI -> 256-byte buffer mode information (see below) Return: AL = 4Fh function supported AH = status 00h successful 01h failed Format of mode information: Offset Size Description 00h WORD mode attributes bit 0: mode supported bit 1: optional information available bit 2: BIOS output supported bit 3: set if color, clear if monochrome bit 4: set if graphics mode, clear if text mode 02h BYTE window A attributes bit 0: exists bit 1: readable bit 2: writable bits 3-7 reserved 03h BYTE window B attributes (as for window A) 04h WORD window granularity in K 06h WORD window size in K 08h WORD start segment of window A 0Ah WORD start segment of window B 0Ch DWORD -> FAR window positioning function (equivalent to AX=4F05h) 10h WORD bytes per scan line ---remainder is optional for VESA modes, needed for OEM modes--- 12h WORD width in pixels 14h WORD height in pixels 16h BYTE width of character cell in pixels 17h BYTE height of character cell in pixels 18h BYTE number of memory planes 19h BYTE number of bits per pixel 1Ah BYTE number of banks 1Bh BYTE memory model type 0 Text 1 CGA graphics 2 Hercules Graphics 3 EGA 16 color 4 Packed pixels 5 Non chain 4 256 color modes 6 Direct 15/16/24 bit 7 YUV 8-0Fh Reserved for VESA 10h-0FFh Reserved for OEM 1Ch BYTE size of bank in K 1Dh BYTE number of image pages 1Eh BYTE reserved(0) ------VBE v1.2+ -------------------------- 1Fh BYTE Red mask size 20h BYTE Red mask position 21h BYTE Green mask size 22h BYTE Green mask position 23h BYTE Blue mask size 24h BYTE Blue mask position 25h BYTE Reserved mask size 26h BYTE Reserved mask position 27h BYTE Direct Screen mode info 28h BYTE Res(0) ----------104F02----------------------------- INT 10 - VESA SuperVGA BIOS - SET SuperVGA VIDEO MODE AX = 4F02h BX = mode bit 15 set means don't clear video memory Return: AL = 4Fh function supported AH = status 00h successful 01h failed Values for VESA video mode: 100h 640x400x256 101h 640x480x256 102h 800x600x16 103h 800x600x256 104h 1024x768x16 105h 1024x768x256 106h 1280x1024x16 107h 1280x1024x256 108h 80x60 text 109h 132x25 text 10Ah 132x43 text 10Bh 132x50 text 10Ch 132x60 text ------------ VBE v1.2+ ------------------ 10Dh 320x200 32k 10Eh 320x200 64k 10Fh 320x200 16M 110h 640x480 32k 111h 640x480 64k 112h 640x480 16M 113h 800x600 32k 114h 800x600 64k 115h 800x600 16M 116h 1024x768 32k 117h 1024x768 64k 118h 1024x768 16M 119h 1280x1024 32k 11Ah 1280x1024 64k 11Bh 1280x1024 16M ----------104F03----------------------------- INT 10 - VESA SuperVGA BIOS - GET CURRENT VIDEO MODE AX = 4F03h Return: AL = 4Fh function supported AH= status 00h successful 01h failed BX = video mode (see AX=4F02h) ----------104F06----------------------------- INT 10 - VESA SuperVGA BIOS 1.1 - GET/SET LOGICAL SCAN LINE LENGTH AX = 4F06h BL = function 00h set scan line length CX = desired width in pixels 01h get scan line length Return: AL = 4Fh if function supported AH = status 00h successful 01h failed BX = bytes per scan line CX = number of pixels per scan line DX = maximum number of scan lines 10. 기타 왓콤에서 뱅킹을 할 때 int386 함수를 쓸 경우에 문제가 생길 수 있다고 합니다 그러므로 인라인 어셈을 이용해 직접 어셈으로 만들어 쓰면 됩니다. 고해상도 처리에선 뱅크처리가 빈번할수록 좋지 않습니다. 쉽게 말해 캐릭터의 찍는 순서에 따라 뱅크변환이 몇배가 더 걸릴수도 있다는 얘기죠. ( 사실 뱅크변환 몇번이 전체적인 속도엔 영향을 거의 미친다고 볼 수는 없습니다만 무리가 아니라면 고려해줘서 나쁠 건 없겠죠 ? ) 마우스처리의 경우 마우스 핸들러를 이용해서 직접 처리를 해 주어야 합니다. 이땐 마우스를 그린 후에 뱅크를 원상복귀 시켜주는 것을 잊으시면 안됩니다. ( 왓콤 사용자는 왓콤 팩키지에 셈플소스 mouse.c 참고 ) 왓콤에서 VESA 정보를 읽기 위해선 도스 메모리 할당과 리얼모드 인터럽트 처리에 대해 아셔야 합니다. ( WATCOM FAQ 참고 - 아직.. ) 여기서 주의하실 점이라면 할당받은 도스메모리를 자유롭게 쓰려면 선형모드 메모리로 바꿔서 써야 한다는 것입니다. ( 아시죠? 세그먼트*16 + 오프셋 ! 근데 바이오스 인터럽트에 리턴되는 값은 도스메모리의 세그먼트이므로 여기에 16만 곱하시면 됩니다. 오프셋은 당연히 0이기 때문에... ) 그런데 이렇게 바꾼후에 레지스터에 오프셋을 전달해 줄땐 왓콤 헤더에 지정되어 있는 FP_OFF를 사용하면 안됩니다. ( 세그먼트도 마찬가지. ) FP_OFF는 단순히 하위 두바이트를 나타내고 FP_SEG는 상위 두바이트를 나타냅니다. 이런건 리얼모드에서 세그:오프셋 식의 포인터에 쓰이는 방식이지요. ( 보호모드는 위에 말한대로 선형방식이니까... 적용시킬 수 없지요. )그러니까 FP_SEG(VesaForm); -> (VesaForm/16) FP_OFF(VesaForm); (VesaForm%16) 이런식으로 지정해 주어야 합니다. 프로그램 작성시 쉽게 헛갈릴 수 있는 부분이니 주의 하시기 바랍니다. ( 양쪽관계를 잘 생각하시기 바람 ) 11. 참고 자료와 서적 참고자료 ( 게제동 자료실 ) 2842 nalgae2 vgadoc4b.zip 642K [DOCUMENT] VGADOC 4 2732 kwanny svgakt52.zip 267K SCITECH의 SVGAKIT 5.2 참고서적 EGA,VGA,SUPER VGA 카드 (Richard F.Ferraro ) 3rdEdition : 성안당