VGAレジスタの初期値ダンプと解析

「手探りでCUI OS作成に挑む」連載

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全体の目次は「手探りでCUI OS作成に挑む」連載目次を御覧下さい。

目的

将来BIOS開発するにあたりVGAレジスタに適切な値を入れ、自力で初期化しなければなりません。
そこでBIOSを呼び出してテキストモードで初期化し、その直後のレジスタの値をダンプします。
今回はVGAの初期化まではやりません。
まだ勉強中でよく分かっておらず、初期化に失敗したので今回はダンプだけしておき、初期化は次回挑戦します。

検証コード

まずint 0x10　AH=03H(テキストモード)で初期化します。
その後順番にレジスタの値を読み出し0x2000〜へ書き込みます。

boot.bin

org 0x7C00

bits 16

start:
    cli
    xor ax, ax
    mov ds, ax
    mov es, ax
    mov ss, ax
    mov sp, 0x7C00
    sti

    ; --- set text mode 03h ---
    mov ax, 0x0003
    int 0x10

    ; --- set up segment to write to 0x2000 ---
    mov ax, 0x0000
    mov es, ax
    mov di, 0x2000

    ; --- dump misc output register (read-only) ---
    in al, 0x3CC
    stosb ; [0] = MISC

    ; --- dump sequencer (5 regs) ---
    mov cx, 5
    mov bx, 0
seq_loop:
    mov dx, 0x3C4  ; index port
    mov al, bl
    out dx, al
    inc dx         ; 0x3C5
    in al, dx
    stosb
    inc bx
    loop seq_loop

    ; --- dump CRTC (25 regs) ---
    mov cx, 25
    mov bx, 0
crtc_loop:
    mov dx, 0x3D4
    mov al, bl
    out dx, al
    inc dx         ; 0x3D5
    in al, dx
    stosb
    inc bx
    loop crtc_loop

    ; --- dump graphics controller (9 regs) ---
    mov cx, 9
    mov bx, 0
gc_loop:
    mov dx, 0x3CE
    mov al, bl
    out dx, al
    inc dx         ; 0x3CF
    in al, dx
    stosb
    inc bx
    loop gc_loop

    ; --- dump attribute controller (20 regs) ---
    mov cx, 20
    mov bx, 0
ac_loop:
    in al, 0x3DA      ; reset flip-flop
    mov dx, 0x3C0
    mov al, bl
    out dx, al        ; write index
    in al, 0x3C1      ; read data
    stosb
    inc bx
    loop ac_loop   

    ; --- hang ---
    cli
hang:
    hlt
    jmp hang

times 510-($-$$) db 0
dw 0xAA55

取り出したデータの確認

nasm -f bin boot.asm -o boot.bin
qemu-system-i386 -fda boot.bin -monitor stdio
(qemu) pmemsave 0x2000 56 dump.bin
hexdump -v -C dump.bin

結果は以下のようになりました。

ubuntu@ubuntu:~/kaihatsu/test4$ hexdump -v -C dump.bin
00000000  00 03 00 03 00 02 5f 4f  50 82 55 81 bf 1f 00 4f  |......_OP.U....O|
00000010  0d 0e 00 00 00 00 9c 8e  8f 28 1f 96 b9 a3 ff 00  |.........(......|
00000020  00 00 00 00 10 0e 0f ff  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
00000030  00 00 00 00 00 00 00 00                           |........|
00000038

これだけでは正しいか分からないですが、次回はこれらのデータを基にVGAを初期化していきます。

以下のように値が並んでいる筈です。

• 0x0000 : MISCレジスタ値
• 0x0001〜0x0005 : シーケンサ5レジスタ
• 0x0006〜0x001A : CRTC 25レジスタ
• 0x001B〜0x0023 : グラフィックスコントローラ9レジスタ
• 0x0024〜0x0037 : アトリビュートコントローラ20レジスタ

最後の方が殆ど０なので少し嫌な気はします。