一種基於X86模擬器的國產平臺BIOS顯卡驅動方法與流程
2023-05-20 00:40:01
本本發明公開一種bios顯卡驅動方法，涉及顯卡驅動領域，具體地說是一種基於x86模擬器的國產平臺bios顯卡驅動方法。
背景技術：
顯卡bios（即videobios，以下簡稱vbios），是pcie顯卡提供的一段顯卡控制程序，包含顯卡的型號、規格及生產廠家等信息，並向bios或作業系統提供顯卡初始化、字符輸出、模式設定等編程接口。系統初始化時，bios通過pcie總線將vbios加載至內存，並執行vbios的入口函數完成顯卡初始化，vbios入口函數執行結束後，會安裝int10h中斷，bios或作業系統可通過調用int10h中斷實現字符輸出、模式設定等功能。但vbios中的程序為x86處理器的二進位機器碼，無法直接在非x86體系架構的國產平臺下運行。
本發明針對國產處理器的bios進行設計，提供一種基於x86模擬器的國產平臺bios顯卡驅動方法，利用x86模擬器在非x86體系架構下，運行x86設計的程序，使國產平臺bios顯卡能進行驅動。
x86模擬器可以在現有的軟體和硬體條件下，模擬x86架構的微處理器及符合x86輸入輸出規範的所有必備外設。
技術實現要素：
本發明針對現有技術存在的不足和問題，提供一種基於x86模擬器的國產平臺bios顯卡驅動方法，利用x86模擬器在非x86體系架構下，運行x86設計的程序，使國產平臺bios顯卡能進行驅動。
本發明提出的具體方案是：
一種基於x86模擬器的國產平臺bios顯卡驅動方法，利用x86模擬器讀取pcie顯卡中的vbios，加載至x86模擬器的模擬內存中，並執行vbios的入口函數完成顯卡初始化，vbios入口函數執行結束後，x86模擬器向顯示驅動提供int10h中斷調用接口使vbios入口函數所安裝的int10h中斷實現自身功能。
所述的方法中x86模擬器讀取顯卡中的vbios，並對vbios進行校驗，若校驗正確，則申請存儲空間存放模擬cpu寄存器，同時申請連續內存區域作模擬內存，存儲vbios。
所述的方法中x86模擬器通過調用接口執行vbios入口函數，從模擬內存的特定地址讀取並解析x86機器碼，根據x86機器碼的內容執行對應的操作。
所述的方法中x86模擬器根據所應用的國產平臺處理器架構，對所讀寫的內存地址或io地址進行映射，可從物理內存或pcie設備中獲得正確的數據。
一種x86模擬器，應用於所述的方法中，
包括模擬器初始化模塊、x86機器碼解碼器、地址映射處理模塊、pcie/io讀寫模塊和int10h中斷調用接口；
其中模擬器初始化模塊讀取顯卡中的vbios，並對vbios進行校驗，若校驗正確，則申請存儲空間存放模擬cpu寄存器，同時申請連續內存區域作模擬內存，存儲vbios；同時調用x86機器碼解碼器提供的接口，執行vbios的入口函數；
x86機器碼解碼器從模擬內存的特定地址讀取並解析x86機器碼，根據x86機器碼的內容執行對應的操作，並為其它模塊提供x86機器碼的執行接口；
地址映射處理模塊根據所應用的國產平臺處理器架構，對x86機器碼解碼器所讀寫的內存地址或io地址進行映射，可從物理內存或pcie設備中獲得正確的數據；
pcie/io讀寫模塊負責對模擬器初始化模塊或地址映射模塊給出的指定pcie或io地址進行讀寫；
int10h中斷調用接口負責向顯示驅動提供int10h中斷調用接口使vbios入口函數所安裝的int10h中斷實現自身功能。
所述的x86模擬器中模擬器初始化模塊將模擬內存中部分用於系統內存，部分用於smbios，部分用於存放vbios。
所述的x86模擬器中x86機器碼解碼器從模擬cpu寄存器的cs和ip寄存器中獲取指令地址，並調用地址映射處理模塊提供的接口，從指令地址讀取指令，並根據指令內容修改模擬cpu寄存器。
所述的x86模擬器中x86機器碼解碼器從模擬cpu寄存器的cs和ip寄存器中獲取指令地址，並調用地址映射處理模塊提供的接口，從指令地址讀取指令，若指令需要讀寫內存或io，則調用地址映射處理模塊提供的接口進行處理。
所述的x86模擬器中pcie/io讀寫模塊通過pcie內存存取接口、vgamemory存取接口、pcie配置空間存取接口和io存取接口來進行指定pcie或io地址讀寫。
所述的x86模擬器中int10h中斷調用接口根據顯示驅動設定的寄存器的值，初始化模擬cpu寄存器，隨後將中斷觸發指令和中斷號填入模擬內存的特定地址，最後調用x86機器碼解碼器跳轉至該地址執行，觸發vbios所安裝的int10h中斷。
本發明的有益之處是：
本發明提供一種基於x86模擬器的國產平臺bios顯卡驅動方法，利用x86模擬器讀取pcie顯卡中的vbios，加載至x86模擬器的模擬內存中，並執行vbios的入口函數完成顯卡初始化，vbios入口函數執行結束後，x86模擬器向顯示驅動提供int10h中斷調用接口使vbios入口函數所安裝的int10h中斷實現自身功能；
利用本發明方法通過x86模擬器在非x86體系架構下，運行x86設計的程序，使得國產平臺bios顯卡能進行驅動。
附圖說明
圖1本發明x86模擬器的模塊框架示意圖；
圖2本發明方法流程示意圖。
具體實施方式
本發明提供一種基於x86模擬器的國產平臺bios顯卡驅動方法，利用x86模擬器讀取pcie顯卡中的vbios，加載至x86模擬器的模擬內存中，並執行vbios的入口函數完成顯卡初始化，vbios入口函數執行結束後，x86模擬器向顯示驅動提供int10h中斷調用接口使vbios入口函數所安裝的int10h中斷實現自身功能。
同時提供一種x86模擬器，應用於所述的方法中，
包括模擬器初始化模塊、x86機器碼解碼器、地址映射處理模塊、pcie/io讀寫模塊和int10h中斷調用接口；
其中模擬器初始化模塊讀取顯卡中的vbios，並對vbios進行校驗，若校驗正確，則申請存儲空間存放模擬cpu寄存器，同時申請連續內存區域作模擬內存，存儲vbios；同時調用x86機器碼解碼器提供的接口，執行vbios的入口函數；
x86機器碼解碼器從模擬內存的特定地址讀取並解析x86機器碼，根據x86機器碼的內容執行對應的操作，並為其它模塊提供x86機器碼的執行接口；
地址映射處理模塊根據所應用的國產平臺處理器架構，對x86機器碼解碼器所讀寫的內存地址或io地址進行映射，可從物理內存或pcie設備中獲得正確的數據；
pcie/io讀寫模塊負責對模擬器初始化模塊或地址映射模塊給出的指定pcie或io地址進行讀寫；
int10h中斷調用接口負責向顯示驅動提供int10h中斷調用接口使vbios入口函數所安裝的int10h中斷實現自身功能。
結合附圖及具體實施，進一步說明本發明的技術方案。
利用本發明方法及x86模擬器，其中x86模擬器中模擬器初始化模塊通過pcie總線，讀取顯卡中的vbios，並對vbios進行校驗，若校驗正確，則申請存儲空間存放模擬cpu寄存器，同時16mb的連續內存區域作為模擬內存，其中：16mb模擬內存偏移為0x00000-0x10000的部分用於系統內存，偏移為0xc0000-0xf0000的部分用於存放vbios，偏移為0xf0000-0xfffff的部分用於smbios。隨後，調用x86機器碼解碼器提供的接口，跳轉至vbios入口函數運行；
x86機器碼解碼器從模擬cpu寄存器的cs和ip寄存器中獲取指令地址，並調用地址映射處理模塊提供的接口，從指令地址讀取1條指令，並根據指令內容修改模擬cpu寄存器；若指令需要讀寫內存或io，則調用地址映射處理模塊提供的接口進行處理。
地址映射處理模塊向x86機器碼解碼器提供內存和io讀寫接口，根據所應用的國產平臺處理器架構，對x86機器碼解碼器所讀寫的內存地址或io地址進行映射：若為內存讀寫且地址為0xa0000-0xb0000（即vgamemory），則根據宿主處理器的架構進行映射，調用pcie/io讀寫模塊提供的pcie存取接口進行讀寫；若為內存讀寫且地址不是0xa0000-0xb0000，則從模擬內存的對應偏移地址讀寫數據；若為io讀寫且地址為0xcf8/0xcfc，則調用pcie/io讀寫模塊提供的pcie存取接口讀寫pcie配置空間；若為io讀寫且地址不是0xcf8/0xcfc，則根據宿主處理器的架構進行映射，調用pcie/io讀寫模塊提供的io存取接口進行讀寫；
pcie/io讀寫模塊通過pcie內存存取接口、vgamemory存取接口、pcie配置空間存取接口和io存取接口來進行指定pcie或io地址讀寫；
int10h中斷調用接口向顯示驅動提供int10h中斷的調用機制，根據顯示驅動設定的ax、bx、cx等寄存器的值，初始化模擬cpu寄存器，隨後將中斷觸發指令0xcd和中斷號0x10填入模擬內存的特定地址，最後調用x86機器碼解碼器跳轉至該地址執行，觸發vbios所安裝的int10h中斷，實現int10h中斷的字符輸出、模式設定等功能。
利用本發明方法通過x86模擬器在非x86體系架構下，運行x86設計的程序，使得國產平臺bios顯卡能進行驅動。