前言：此为从零开始造轮子搭建操作系统的笔记，框架来自学校课程，编程语言主要为C++和汇编，涉及大量底层硬件相关。 本篇为CGA显示驱动和基础总线读写

注：如无特殊说明，

• char类型均为1 byte, word为 2byte。
• 所有index都从0开始，包括屏幕上的坐标(x,y) 和寄存器编号。

0x00 CGA 显示设备

概述
CGA文本模式非常简单，一般为80x25大小的单元格矩阵，每个单元格可以显示一个字符 (code page #437)，拥有独立的前景/ 背景色，以及一个额外的“闪烁”模式。另外可以单独设置光标位置。

编码
每个格子由16 bit 编码，其中高八位编码256个字符， 第八位编码字体颜色和背景色。每个格子(x,y)在内存 中对应的位置可如下计算:

mem_offset = (80 * y + x) * 2 * sizeof(char)

前景色和背景色共同编码为一个8位char, 其中高四位为背景，低四位为前景,具体编码参考 wiki. 例如黑底白字编码为0x0f.

CGA 显存的起始位置一般为 0xb8000, 以下代码会在 (x,y) 位置显示一个字符

#define COL 80
char* const CGA_START_C = (char*)0xb8000;

void show_char(int x, int y, char c, unsigned char attrib){
    char* addr =  CGA_START_C + 2 * (x + y * COL);
    // set character
    *addr = c;
    // set color attribute
    ++ addr;
    *addr = attrib;
}

光标
光标位置由一个一维16 bit整数offset表示，对应光标位置(x,y),

offset = x + 80 * y;

offset 的高八位和低八位分别存储在显卡的两个8位控制寄存器(control register)中，寄存器编号为14,15。

然而这两个寄存器无法直接访问，只能通过总线以及另外两个特殊的寄存器间接访问。 这两个寄存器分别是

例如，将光标位置设置为 x=42,y=3;

1. 计算光标位置offset = 42 + 3*80 = 282 也即二进制 00000001 00011010.
2. 向 IR 写入15
3. 将低八位 00011010 写入DR
4. 向 IR 写入14
5. 将高八位 00000001 写入DR

0x01 BUS IO 总线读写

设置光标需要通过总线对设备寄存器进行读写。这一操作可以通过几行简单的ASM实现：

io.h

extern "C" void outb(int port, int value);
extern "C" unsigned char inb(int port);

void outb(int val, int addr) const { ::outb(addr, val); };
int inb(int addr) const { return ::inw(addr); };

io.asm

[GLOBAL outb]
[GLOBAL inb]
[SECTION .text]
outb:
	push   rbp
	mov    rbp, rsp
	mov    rdx, rdi
	mov    rax, rsi
	out    dx, al
	pop    rbp
	ret
inb:
	push   rbp
	mov    rbp, rsp
	mov    rdx, rdi
	in     al, dx
	pop    rbp
	ret

汇编代码的解释放在后面写，这里只是一个简单的overview。

(to be continued)