为何Turbo C编写的DOS程序在memset64000个int数组后崩溃？

问题场景 #

在VirtualBox的MS-DOS 6.22系统中，使用Turbo C++ 3.0编写Mode 13h图形程序时，出现memset无效、调用pokeb后程序崩溃的问题，目标是实现全屏白色填充。

原代码：

#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <dos.h>

int main(void) {
  int *buf;
  unsigned int i;

  _AH = 0x0;
  _AL = 0x13;
  geninterrupt(0x10);

  buf = malloc(sizeof(int)*64000);
  memset(buf,15,64000); //can't figure out why memset does not work properly...

  for (i=0;i< (unsigned int)64000;i++){
    buf[i] = 15; //trying to forcely set each byte to 0xf...
    pokeb(0xA000,i,buf[i]); //outputting to VGA
  }

  getch();
  free(buf);
  return(0);
}

错误原因分析 #

1. 缓冲区类型不匹配
   Mode 13h的VGA显存是320×200分辨率，每个像素占1字节，总大小64000字节。你使用int* buf（int在Turbo C中为2字节），导致：

   • malloc(sizeof(int)*64000)分配了128KB内存，远超需求；
   • memset(buf,15,64000)仅能填充前64KB（32000个int），且每个int的两个字节都会被设为0x0f，不符合单像素单字节的逻辑；
   • 循环中buf[i]访问的是第i个int（对应显存的第2i和2i+1字节），逻辑完全错位。

2. BIOS中断调用不规范
   直接给_AH、_AL赋值后调用geninterrupt并非Turbo C的标准用法，可能引发寄存器冲突，导致视频模式切换异常或程序崩溃。

3. 未检查内存分配结果
   若malloc失败返回NULL，后续对buf的操作会直接触发崩溃。

4. 未恢复文本模式
   程序退出后停留在图形模式，会导致DOS界面乱码，同时可能残留异常状态。

修正后的代码 #

方案1：使用缓冲区填充 #

#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#include <dos.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    unsigned char *buf;
    unsigned int i;
    union REGS regs;

    // 切换到Mode 13h（320×200 256色）
    regs.x.ax = 0x0013;
    int86(0x10, &regs, &regs);

    // 分配显存大小的缓冲区，检查分配结果
    buf = (unsigned char*)malloc(64000);
    if (!buf) {
        // 分配失败，恢复文本模式后退出
        regs.x.ax = 0x0003;
        int86(0x10, &regs, &regs);
        return 1;
    }

    // 用memset一次性填充所有像素为白色（颜色值15）
    memset(buf, 15, 64000);

    // 将缓冲区内容写入VGA显存
    for (i = 0; i < 64000; i++) {
        pokeb(0xA000, i, buf[i]);
    }

    // 等待按键
    getch();

    // 释放内存
    free(buf);

    // 恢复文本模式（0x03）
    regs.x.ax = 0x0003;
    int86(0x10, &regs, &regs);

    return 0;
}

方案2：直接操作显存（更高效） #

不需要缓冲区，直接循环写入显存：

#include <conio.h>
#include <dos.h>

int main(void) {
    unsigned int i;
    union REGS regs;

    // 切换到Mode 13h
    regs.x.ax = 0x0013;
    int86(0x10, &regs, &regs);

    // 直接填充显存为白色
    for (i = 0; i < 64000; i++) {
        pokeb(0xA000, i, 15);
    }

    getch();

    // 恢复文本模式
    regs.x.ax = 0x0003;
    int86(0x10, &regs, &regs);

    return 0;
}

关键修复点说明 #

• 将缓冲区类型改为unsigned char*，匹配Mode 13h单像素单字节的结构；
• 使用union REGS配合int86函数规范调用BIOS中断，保证寄存器操作安全；
• 增加malloc结果检查，避免空指针操作；
• 程序退出前恢复文本模式，避免界面乱码；
• 利用memset高效完成批量字节赋值，替代冗余的手动循环。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SlickSpore