CN107220065A - 一种基于x86模拟器的国产平台bios显卡驱动方法 - Google Patents

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孙文健
陈乃阔
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Abstract

本发明公开一种基于X86模拟器的国产平台BIOS显卡驱动方法，涉及显卡驱动领域；利用X86模拟器读取PCIe显卡中的VBIOS，加载至X86模拟器的模拟内存中，并执行VBIOS的入口函数完成显卡初始化，VBIOS入口函数执行结束后，X86模拟器向显示驱动提供INT 10H中断调用接口使VBIOS入口函数所安装的INT 10H中断实现自身功能；利用本发明方法利用X86模拟器在非X86体系架构下，运行X86设计的程序，使得国产平台BIOS显卡能进行驱动。

Description

一种基于X86模拟器的国产平台BIOS显卡驱动方法
技术领域
本本发明公开一种BIOS显卡驱动方法，涉及显卡驱动领域，具体地说是一种基于X86模拟器的国产平台BIOS显卡驱动方法。
背景技术
显卡BIOS（即Video BIOS，以下简称VBIOS），是PCIe显卡提供的一段显卡控制程序，包含显卡的型号、规格及生产厂家等信息，并向BIOS或操作系统提供显卡初始化、字符输出、模式设定等编程接口。系统初始化时，BIOS通过PCIe总线将VBIOS加载至内存，并执行VBIOS的入口函数完成显卡初始化，VBIOS入口函数执行结束后，会安装INT 10H中断，BIOS或操作系统可通过调用INT 10H中断实现字符输出、模式设定等功能。但VBIOS中的程序为X86处理器的二进制机器码，无法直接在非X86体系架构的国产平台下运行。
本发明针对国产处理器的BIOS进行设计，提供一种基于X86模拟器的国产平台BIOS显卡驱动方法，利用X86模拟器在非X86体系架构下，运行X86设计的程序，使国产平台BIOS显卡能进行驱动。
X86模拟器可以在现有的软件和硬件条件下，模拟X86架构的微处理器及符合X86输入输出规范的所有必备外设。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和问题，提供一种基于X86模拟器的国产平台BIOS显卡驱动方法，利用X86模拟器在非X86体系架构下，运行X86设计的程序，使国产平台BIOS显卡能进行驱动。
本发明提出的具体方案是：
一种基于X86模拟器的国产平台BIOS显卡驱动方法，利用X86模拟器读取PCIe显卡中的VBIOS，加载至X86模拟器的模拟内存中，并执行VBIOS的入口函数完成显卡初始化，VBIOS入口函数执行结束后，X86模拟器向显示驱动提供INT 10H中断调用接口使VBIOS入口函数所安装的INT 10H中断实现自身功能。
所述的方法中X86模拟器读取显卡中的VBIOS，并对VBIOS进行校验，若校验正确，则申请存储空间存放模拟CPU寄存器，同时申请连续内存区域作模拟内存，存储VBIOS。
所述的方法中X86模拟器通过调用接口执行VBIOS入口函数，从模拟内存的特定地址读取并解析X86机器码，根据X86机器码的内容执行对应的操作。
所述的方法中X86模拟器根据所应用的国产平台处理器架构，对所读写的内存地址或IO地址进行映射，可从物理内存或PCIe设备中获得正确的数据。
一种X86模拟器，应用于所述的方法中，
包括模拟器初始化模块、X86机器码解码器、地址映射处理模块、PCIe/IO读写模块和INT 10H中断调用接口；
其中模拟器初始化模块读取显卡中的VBIOS，并对VBIOS进行校验，若校验正确，则申请存储空间存放模拟CPU寄存器，同时申请连续内存区域作模拟内存，存储VBIOS；同时调用X86机器码解码器提供的接口，执行VBIOS的入口函数；
X86机器码解码器从模拟内存的特定地址读取并解析X86机器码，根据X86机器码的内容执行对应的操作，并为其它模块提供X86机器码的执行接口；
地址映射处理模块根据所应用的国产平台处理器架构，对X86机器码解码器所读写的内存地址或IO地址进行映射，可从物理内存或PCIe设备中获得正确的数据；
PCIe/IO读写模块负责对模拟器初始化模块或地址映射模块给出的指定PCIe或IO地址进行读写；
INT 10H中断调用接口负责向显示驱动提供INT 10H中断调用接口使VBIOS入口函数所安装的INT 10H中断实现自身功能。
所述的X86模拟器中模拟器初始化模块将模拟内存中部分用于系统内存，部分用于SMBIOS，部分用于存放VBIOS。
所述的X86模拟器中X86机器码解码器从模拟CPU寄存器的CS和IP寄存器中获取指令地址，并调用地址映射处理模块提供的接口，从指令地址读取指令，并根据指令内容修改模拟CPU寄存器。
所述的X86模拟器中X86机器码解码器从模拟CPU寄存器的CS和IP寄存器中获取指令地址，并调用地址映射处理模块提供的接口，从指令地址读取指令，若指令需要读写内存或IO，则调用地址映射处理模块提供的接口进行处理。
所述的X86模拟器中PCIe/IO读写模块通过PCIe内存存取接口、VGA memory存取接口、PCIe配置空间存取接口和IO存取接口来进行指定PCIe或IO地址读写。
所述的X86模拟器中INT 10H中断调用接口根据显示驱动设定的寄存器的值，初始化模拟CPU寄存器，随后将中断触发指令和中断号填入模拟内存的特定地址，最后调用X86机器码解码器跳转至该地址执行，触发VBIOS所安装的INT 10H中断。
本发明的有益之处是：
本发明提供一种基于X86模拟器的国产平台BIOS显卡驱动方法，利用X86模拟器读取PCIe显卡中的VBIOS，加载至X86模拟器的模拟内存中，并执行VBIOS的入口函数完成显卡初始化，VBIOS入口函数执行结束后，X86模拟器向显示驱动提供INT 10H中断调用接口使VBIOS入口函数所安装的INT 10H中断实现自身功能；
利用本发明方法通过X86模拟器在非X86体系架构下，运行X86设计的程序，使得国产平台BIOS显卡能进行驱动。
附图说明
图1本发明X86模拟器的模块框架示意图；
图2本发明方法流程示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于X86模拟器的国产平台BIOS显卡驱动方法，利用X86模拟器读取PCIe显卡中的VBIOS，加载至X86模拟器的模拟内存中，并执行VBIOS的入口函数完成显卡初始化，VBIOS入口函数执行结束后，X86模拟器向显示驱动提供INT 10H中断调用接口使VBIOS入口函数所安装的INT 10H中断实现自身功能。
同时提供一种X86模拟器，应用于所述的方法中，
包括模拟器初始化模块、X86机器码解码器、地址映射处理模块、PCIe/IO读写模块和INT 10H中断调用接口；
其中模拟器初始化模块读取显卡中的VBIOS，并对VBIOS进行校验，若校验正确，则申请存储空间存放模拟CPU寄存器，同时申请连续内存区域作模拟内存，存储VBIOS；同时调用X86机器码解码器提供的接口，执行VBIOS的入口函数；
X86机器码解码器从模拟内存的特定地址读取并解析X86机器码，根据X86机器码的内容执行对应的操作，并为其它模块提供X86机器码的执行接口；
地址映射处理模块根据所应用的国产平台处理器架构，对X86机器码解码器所读写的内存地址或IO地址进行映射，可从物理内存或PCIe设备中获得正确的数据；
PCIe/IO读写模块负责对模拟器初始化模块或地址映射模块给出的指定PCIe或IO地址进行读写；
INT 10H中断调用接口负责向显示驱动提供INT 10H中断调用接口使VBIOS入口函数所安装的INT 10H中断实现自身功能。
结合附图及具体实施，进一步说明本发明的技术方案。
利用本发明方法及X86模拟器，其中X86模拟器中模拟器初始化模块通过PCIe总线，读取显卡中的VBIOS，并对VBIOS进行校验，若校验正确，则申请存储空间存放模拟CPU寄存器，同时16MB的连续内存区域作为模拟内存，其中：16MB模拟内存偏移为0x00000-0x10000的部分用于系统内存，偏移为0xC0000-0xF0000的部分用于存放VBIOS，偏移为0xF0000-0xFFFFF的部分用于SMBIOS。随后，调用X86机器码解码器提供的接口，跳转至VBIOS入口函数运行；
X86机器码解码器从模拟CPU寄存器的CS和IP寄存器中获取指令地址，并调用地址映射处理模块提供的接口，从指令地址读取1条指令，并根据指令内容修改模拟CPU寄存器；若指令需要读写内存或IO，则调用地址映射处理模块提供的接口进行处理。
地址映射处理模块向X86机器码解码器提供内存和IO读写接口，根据所应用的国产平台处理器架构，对X86机器码解码器所读写的内存地址或IO地址进行映射：若为内存读写且地址为0xA0000-0xB0000（即VGA memory），则根据宿主处理器的架构进行映射，调用PCIe/IO读写模块提供的PCIe存取接口进行读写；若为内存读写且地址不是0xA0000-0xB0000，则从模拟内存的对应偏移地址读写数据；若为IO读写且地址为0xCF8/0xCFC，则调用PCIe/IO读写模块提供的PCIe存取接口读写PCIe配置空间；若为IO读写且地址不是0xCF8/0xCFC，则根据宿主处理器的架构进行映射，调用PCIe/IO读写模块提供的IO存取接口进行读写；
PCIe/IO读写模块通过PCIe内存存取接口、VGA memory存取接口、PCIe配置空间存取接口和IO存取接口来进行指定PCIe或IO地址读写；
INT 10H中断调用接口向显示驱动提供INT 10H中断的调用机制，根据显示驱动设定的AX、BX、CX等寄存器的值，初始化模拟CPU寄存器，随后将中断触发指令0xCD和中断号0x10填入模拟内存的特定地址，最后调用X86机器码解码器跳转至该地址执行，触发VBIOS所安装的INT 10H中断，实现INT 10H中断的字符输出、模式设定等功能。
利用本发明方法通过X86模拟器在非X86体系架构下，运行X86设计的程序，使得国产平台BIOS显卡能进行驱动。

Claims (10)

1.一种基于X86模拟器的国产平台BIOS显卡驱动方法，其特征是利用X86模拟器读取PCIe显卡中的VBIOS，加载至X86模拟器的模拟内存中，并执行VBIOS的入口函数完成显卡初始化，VBIOS入口函数执行结束后，X86模拟器向显示驱动提供INT 10H中断调用接口使VBIOS入口函数所安装的INT 10H中断实现自身功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述X86模拟器读取显卡中的VBIOS，并对VBIOS进行校验，若校验正确，则申请存储空间存放模拟CPU寄存器，同时申请连续内存区域作模拟内存，存储VBIOS。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述X86模拟器通过调用接口执行VBIOS入口函数，从模拟内存的特定地址读取并解析X86机器码，根据X86机器码的内容执行对应的操作。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述X86模拟器根据所应用的国产平台处理器架构，对所读写的内存地址或IO地址进行映射，可从物理内存或PCIe设备中获得正确的数据。
5.一种X86模拟器，其特征是应用于权利要求1-4任一所述的方法中，
包括模拟器初始化模块、X86机器码解码器、地址映射处理模块、PCIe/IO读写模块和INT 10H中断调用接口；
其中模拟器初始化模块读取显卡中的VBIOS，并对VBIOS进行校验，若校验正确，则申请存储空间存放模拟CPU寄存器，同时申请连续内存区域作模拟内存，存储VBIOS；同时调用X86机器码解码器提供的接口，执行VBIOS的入口函数；
X86机器码解码器从模拟内存的特定地址读取并解析X86机器码，根据X86机器码的内容执行对应的操作，并为其它模块提供X86机器码的执行接口；
地址映射处理模块根据所应用的国产平台处理器架构，对X86机器码解码器所读写的内存地址或IO地址进行映射，可从物理内存或PCIe设备中获得正确的数据；
PCIe/IO读写模块负责对模拟器初始化模块或地址映射模块给出的指定PCIe或IO地址进行读写；
INT 10H中断调用接口负责向显示驱动提供INT 10H中断调用接口使VBIOS入口函数所安装的INT 10H中断实现自身功能。
6.根据权利要求5所述的X86模拟器，其特征是所述模拟器初始化模块将模拟内存中部分用于系统内存，部分用于SMBIOS，部分用于存放VBIOS。
7.根据权利要求5或6所述的X86模拟器，其特征是所述X86机器码解码器从模拟CPU寄存器的CS和IP寄存器中获取指令地址，并调用地址映射处理模块提供的接口，从指令地址读取指令，并根据指令内容修改模拟CPU寄存器。
8.根据权利要求7所述的X86模拟器，其特征是所述X86机器码解码器从模拟CPU寄存器的CS和IP寄存器中获取指令地址，并调用地址映射处理模块提供的接口，从指令地址读取指令，若指令需要读写内存或IO，则调用地址映射处理模块提供的接口进行处理。
9.根据权利要求5、6或8所述的X86模拟器，其特征是所述PCIe/IO读写模块通过PCIe内存存取接口、VGA memory存取接口、PCIe配置空间存取接口和IO存取接口来进行指定PCIe或IO地址读写。
10.根据权利要求9所述的X86模拟器，其特征是所述INT 10H中断调用接口根据显示驱动设定的寄存器的值，初始化模拟CPU寄存器，随后将中断触发指令和中断号填入模拟内存的特定地址，最后调用X86机器码解码器跳转至该地址执行，触发VBIOS所安装的INT 10H中断。
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