自从学习操作系统开发以来，所接触到的操作系统开发资料都是关于文本模式的。然而黑色的命令行始终没有色彩斑斓的图形界面吸引眼球，所以查阅了很多资料后终于找到了真正的图形界面实现方法——VESA。

先上图：这是一个800X600分辨率32位色（实际上是一个24位色，最高字节没用）的demo，当然你也可以把分辨率设置成1024X768或者1280X1024。

VBE的全称是VESA BIOS Extension。

VESA的全称是Video Electronics Standards Association即视频电子标准协会，是由代表来自世界各地的、享有投票权利的超过165家成员公司的董事会领导的非盈利国际组织。

VESA致力于开发、制订和促进个人计算机（PC）、工作站以及消费类电子产品的视频接口标准，为显示及显示接口业界提供及时、开放的标准，保证其通用性并鼓励创新和市场发展。

先来看看VBE的模式号及其对应的分辨率与颜色：

VBE最高可以支持1280X1024的分辨率，24位真彩色，完全可以满足我们创建图形化操作系统的需求。

下面是一张视频标准图：

只可惜VBE的标准比较老，不支持宽屏显示器。

要实现图形模式就要用到vbe函数，vbe函数标准定义了一系列VGA ROM BIOS服务扩展。这些vbe函数可以在实模式下通过10h中断调用或者直接通过高性能的32位程序和操作系统调用。

我们的demo是通过实模式下的int 10h中断来调用VBE函数的。我们将使用以下三个函数：

这个函数返回一个VbeInfoBlock结构体，该结构体定义如下：

我解释一下上面的结构体中比较重要的几个变量。

vbe_signature是VBE标识，应该填充的是”VESA”

vbe_version是VBE版本，如果是0300h则表示3.0版本

oem_string_ptr是指向oem字符串的指针，该指针是一个16位的selector:offset形式的指针，在实模式下可以直接使用。

video_mode_ptr是指向视频模式列表的指针，与oem_string_ptr类型一样

total_memory是64kb内存块的个数

oem_vendor_name_ptr是指向厂商名字符串的指针

oem_product_name_ptr是指向产品名字符串的指针

这个函数返回一个ModeInfoBlock结构体，该结构体定义如下：

解释一下几个我们要用到的比较重要的字段。

首先是mode_attributes字段，这个字段描述了图形模式的一些重要属性。其中最重要的是第4位和第7位。第4位为1表示图形模式(Graphics mode)，为0表示文本模式(Text mode)。第7位为1表示线性帧缓冲模式(Linear frame buffer mode)，为0表示非线性帧缓冲模式。我们主要要检查这两个位。

xresolution，表示该视频模式的X分辨率。

yresolution，表示该视频模式的Y分辨率。

bits_per_pixel，表示该视频模式每个像素所占的位数。

phys_base_ptr，这是一个非常重要的字段，它给出了平坦内存帧缓冲区的物理地址，你可以理解为显存的首地址。如果每个像素占32位的话，屏幕左上角第一个点所占的缓冲区就是phys_base_ptr所指的第一个4个字节。按照先行后列的顺序，每个像素点所占缓冲区依次紧密排列。我们要想在屏幕上画出像素点，就得操作以phys_base_ptr为起始的物理内存空间。

这个函数就是用来设置我们的视频模式，通过用功能01查找我们所需要模式，然后用功能02即可设置我们所需要的模式。

因为我们要操作显存，对于一个1280X1024 32bit的视频模式来说，需要用到5M的内存，而我们知道在实模式下我们只能用段：位移的方式访问1M的地址空间，而我们的显存是在这1M的地址空间之外，那么我们如何才能在实模式下访问32位的地址空间呢？

这里有一种方法，那就是进入Unreal模式，Unreal模式是实模式的一个变体，在这种模式下我们的代码还是16位的实模式方式，但是我们可以使用32位的代码段来访问32位地址空间，这样我们就可以向显存中写数据来画图了。

下面是我们代码中main函数的片段：

在上面的代码中，我们要进入Unreal模式首先要调用InstallGDT来安装GDT，接着调用EnableA20_KKbrd_Out来打开A20地址总线，然后调用EnterUnrealMode来进入Unreal模式。

下面是EnterUnrealMode的代码：

在上面的代码中，我们先暂时进入保护模式，接着将ds设为0×08，0×08是所安装的GDT的代码段的选择子。接着我们又返回到实模式，这样，处理器会使用所缓存的描述符，就像在保护模式中那样，我们就可以在实模式下访问4GB的内存空间了。

在main函数中，我们调用GetVbeInfo来获取VBE控制器的信息，下面是这个函数的代码：

在这个函数中，我们会调用FindVideoMode函数来查找我们所需要的模式，并将其存放在VideoMode变量中。

下面是FindVideoMode函数的代码：

上面的函数是一个循环，根据VbeInfoBlock中的模式列表来查找每一个模式，调用GetVideoMode函数来获取ModeInfoBlock结构体，并将ModeInfoBlock中的字段与我们所要设置的视频模式比较，如果找到我们所需要的模式，就将其模式号储存起来。

下面是GetVideoMode函数的的代码：

main函数中接着调用了SetVideoMode函数，这个函数会设置我们刚刚查找到的视频模式，这样我们的视频模式就设置完了。进入到Unreal模式后我们就可以操作我们的内存并画出图像了。

下面是SetVideoMode函数的代码：

在Demo中我设置的是800X600 32位模式，每个像素占4字节，最高字节没有什么用处，第三字节是红色，第二字节是绿色，最低字节是蓝色，每个颜色值在0-255之间，总共有2的24次方种颜色。

main函数调用了VideoInit函数，这个函数的作用是初始化图形驱动，图形驱动提供了两个API来操作图形，一个是SetPixel16，它的作用是画一个点，第二个是ClearScreen16，它的作用是用指定的颜色清除屏幕。

SetPixel16代码如下：

ClearScreen16的代码如下：

关于VBE编程的大部分内容都讲完了，要实现GUI首先要能够打开视频模式，接着你可以写一个驱动，这样你就可以调用驱动的API来画图，然后你可以实现自己的图形库，实现更加高级的图形函数，然后你就可以实现操作系统的API，这些API调用自己的图形库来画窗口，按钮等，这样就可以实现你自己的GUI了。

本文中涉及到很多的内容，如GDT、实模式、保护模式、A20地址总线等，如果读者不知道什么是GDT、A20地址总线以及如何设置GDT和打开A20地址总线等，请参考【翻译】操作系统开发系列中关于GDT和A20地址总线的部分。

上面提供了Demo和Demo的源文件，将VMWare的软盘设置为Demo中的镜像文件，并将VMWare设置为软盘启动，启动后即可看到效果。

由于512字节引导扇区的限制，Demo中的很多代码都被我注释掉了，以减少代码量，Demo中的代码编译后几乎刚好占用了所有的512字节，增加一两条指令就有可能溢出这512字节，导致无法编译。