实模式下开发Pong游戏OS：定时与清屏方法咨询

实模式定时：BIOS INT 1Ah实现1秒等待 #

实模式下可直接用BIOS中断INT 1Ah（系统时间服务）实现定时。PC系统时钟以约18.2065Hz频率更新，每秒产生18次左右计时滴答，通过读取当前滴答数并等待其增加18次，即可实现近似1秒的延迟。

Intel汇编代码示例：

; 等待约1秒的函数
wait_one_second:
    mov ah, 00h        ; INT 1Ah功能00h：获取当前系统滴答数（存储在cx:dx）
    int 1Ah
    mov bx, dx         ; 保存当前滴答数的低16位

wait_loop:
    int 1Ah            ; 再次读取当前滴答数
    cmp dx, bx
    jl wait_loop       ; 处理滴答数溢出（短时间可忽略但建议保留）
    sub dx, bx
    cmp dx, 18         ; 等待18个滴答（≈1秒）
    jl wait_loop
    ret

该方案在qemu-system-i386实模式环境下完全兼容，无需切换保护模式。

实模式清屏方案 #

实模式下有两种可靠的清屏方式：

方法1：BIOS INT 10h屏幕滚动功能 #

利用INT 10h的06h功能（上滚屏幕），将整个屏幕区域滚动0行（即清空），同时重置光标到左上角：

clear_screen:
    mov ah, 06h        ; INT 10h功能06h：上滚屏幕
    mov al, 00h        ; 滚动行数为0（清屏）
    mov bh, 07h        ; 文本属性：前景白色，背景黑色
    mov ch, 00h        ; 滚动区域左上角行号（0-based）
    mov cl, 00h        ; 滚动区域左上角列号
    mov dh, 18h        ; 滚动区域右下角行号（24行，0-based）
    mov dl, 4Fh        ; 滚动区域右下角列号（79列，0-based）
    int 10h

    ; 将光标移到屏幕左上角
    mov ah, 02h        ; INT 10h功能02h：设置光标位置
    mov bh, 00h        ; 页码0
    mov dh, 00h        ; 目标行号
    mov dl, 00h        ; 目标列号
    int 10h
    ret

方法2：直接写入文本模式显存 #

实模式下文本模式显存起始地址为0xB8000，每个字符占用2字节（ASCII码+属性字节）。通过批量写入空格字符（ASCII 0x20）+黑底白字属性（0x07），直接清空显存：

clear_screen_mem:
    mov ax, 0B800h
    mov es, ax         ; 将ES段寄存器指向显存段
    mov di, 0          ; 显存起始偏移
    mov cx, 2000       ; 80列×25行=2000个字符
    mov ax, 0720h      ; 0x20是空格ASCII，0x07是黑底白字属性
    rep stosw          ; 重复写入CX次AX的值，清空整个显存

    ; 重置光标到左上角（同方法1）
    mov ah, 02h
    mov bh, 00h
    mov dh, 00h
    mov dl, 00h
    int 10h
    ret

保护模式下C语言实现定时（若必须切换） #

若后续需切换到保护模式，可通过编程PIT（可编程间隔定时器）实现精确定时。PIT基础频率为1.193182MHz，可通过设置分频值实现每秒1次的定时。

步骤1：实现端口读写函数（汇编） #

保护模式下无法直接使用BIOS中断，需通过汇编实现inb/outb函数访问硬件端口：

; 32位Intel语法汇编，供C调用
global inb
inb:
    mov dx, [esp+4]    ; 获取端口号参数
    in al, dx          ; 读取端口值到AL
    ret

global outb
outb:
    mov dx, [esp+4]    ; 获取端口号
    mov al, [esp+8]    ; 获取要写入的数据
    out dx, al         ; 写入端口
    ret

步骤2：C语言定时实现 #

#include <stdint.h>

// 声明端口读写函数
unsigned char inb(unsigned short port);
void outb(unsigned short port, unsigned char data);

// PIT硬件端口定义
#define PIT_CMD_PORT 0x43
#define PIT_CH0_PORT 0x40
// PIT基础频率
#define PIT_BASE_FREQ 1193182
// 目标频率：1Hz（每秒1次）
#define TARGET_FREQ 1

// 初始化PIT为方波发生器模式
void pit_init() {
    // 命令字：通道0，低8位+高8位，模式3（方波发生器）
    outb(PIT_CMD_PORT, 0x36);
    // 计算分频值
    uint16_t divisor = PIT_BASE_FREQ / TARGET_FREQ;
    // 写入低8位和高8位
    outb(PIT_CH0_PORT, divisor & 0xFF);
    outb(PIT_CH0_PORT, divisor >> 8);
}

// 等待1秒的函数
void wait_one_second() {
    // 锁存通道0的当前计数器值
    outb(PIT_CMD_PORT, 0x00);
    uint16_t start = inb(PIT_CH0_PORT);
    start |= inb(PIT_CH0_PORT) << 8;

    // PIT计数器递减，计算目标值（处理溢出）
    uint16_t target = start - PIT_BASE_FREQ;
    if (target > start) {
        // 溢出情况：等待计数器从0递减到target
        while (1) {
            outb(PIT_CMD_PORT, 0x00);
            uint16_t current = inb(PIT_CH0_PORT);
            current |= inb(PIT_CH0_PORT) << 8;
            if (current <= target) break;
        }
    } else {
        // 非溢出情况：等待计数器递减到target
        while (1) {
            outb(PIT_CMD_PORT, 0x00);
            uint16_t current = inb(PIT_CH0_PORT);
            current |= inb(PIT_CH0_PORT) << 8;
            if (current <= target) break;
        }
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DominikSzasz