フレームバッファ

目次

フレームバッファ

UEFIにある「GOP(Graphics Output Protocol)」という機能によってピクセル単位で描画するのに必要な情報を得ることができる。

GOP機能によって取得するピクセル描画に必要な情報(主なもの)

• フレームバッファの先頭アドレス:フレームバッファ(Frame Buffer)とはピクセルごとの描画情報を並べたメモリ領域
• フレームバッファの解像度:幅、高さ
• フレームバッファの非表示領域を含めた幅:フレームバッファには表示領域の右側に表示されない余分な横幅が存在することがある。
• １ピクセルのデータ形式:１ピクセルが何バイトで表現されているか、RGBの３色が何ビットずつどんな順番で並んでいるかという情報

関数

ピクセルを描画する

• 定義：PixelFormat(frame_buffer_config.hpp)
enum PixelFormat { kPexelRGBResv8BitperColor, kPexelBGRResv8BitperColor, };
• 定義：FrameBufferConfig(frame_buffer_config.hpp)
struct FrameBufferConfig { uint8_t* frame_buffer; //フレームバッファ領域へのポインタ uint32_t pixels_per_scan_line; //フレームバッファの余白を含めた横方向のピクセル数(一行のサイズ) uint32_t horizontal_resolution; //水平方向の解像度 uint32_t vertical_resolution; //垂直方向の解像度 enum PixelFormat pixel_format; //ピクセルのデータ形式 }; /* pixels_per_scan_line * yで高さを指定 pixels_per_scan_line * y + xで編集ピクセルを指定する */
• ピクセルのデータ形式4種類(UEFI規格)
• PixelRedGreenBlueReserved8BitPerColor → 今回はこれをサポート
• PixelBlueGreenRedReserved8BitPerColor → 今回はこれをサポート
• PixelBitMask
• PixelBltOnly
• Main.c(UEFIの変更点)
//GOPの情報を構造体へコピー (pixel_formatは空) struct FrameBufferConfig config = { (UINT8*)gop->Mode->FrameBufferBase, gop->Mode->Info->PixelsPerScanLine, gop->Mode->Info->HorizontalResolution, gop->Mode->Info->VerticalResolution, 0 }; //ピクセルデータの形式に合わせて列挙体PixelFormatの値を構造体へ設定する switch (gop->Mode->Info->PixelFormat) { case PixelRedGreenBlueReserved8BitPerColor: config.pixel_format = kPixelRGBResv8BitPerColor; break; case PixelBlueGreenRedReserved8BitPerColor: config.pixel_format = kPixelBGRResv8BitPerColor; break; default: Print(L"Unimplemented pixel format: %d\n", gop->Mode->Info->PixelFormat); Halt(); } //エントリーポイント関数を定義(プロトタイプ関数) //この際引数に構造体を設定する typedef void EntryPointType(const struct FrameBufferConfig*); EntryPointType* entry_point = (EntryPointType*)entry_addr; //カーネルの実行 entry_point(&config);
• main.cpp(kernelの変更点)
//エントリポイント extern "C" void KernelMain(const FrameBufferConfig& frame_buffer_config) { for (int x = 0; x < frame_buffer_config.horizontal_resolution; ++x) { for (int y = 0; y < frame_buffer_config.vertical_resolution; ++y) { WritePixel(frame_buffer_config, x, y, {255, 255, 255}); } } for (int x = 0; x < 200; ++x) { for (int y = 0; y < 100; ++y) { WritePixel(frame_buffer_config, 100 + x, 100 + y, {0, 255, 0}); } } while (1) __asm__("hlt"); }
• Pixel
struct PixelColor { uint8_t r, g, b; }; int WritePixel(const FrameBufferConfig& config, int x, int y, const PixelColor& c) { const int pixel_position = config.pixels_per_scan_line * y + x; if (config.pixel_format == kPixelRGBResv8BitPerColor) { uint8_t* p = &config.frame_buffer[4 * pixel_position]; p[0] = c.r; p[1] = c.g; p[2] = c.b; } else if (config.pixel_format == kPixelBGRResv8BitPerColor) { uint8_t* p = &config.frame_buffer[4 * pixel_position]; p[0] = c.b; p[1] = c.g; p[2] = c.r; } else { return -1; } return 0; }