Io 从标准输出到我的电脑屏幕

在任何入门课程中，您首先要了解的是System.out.println、printf等打印到标准输出并弹出到屏幕上。我想知道这一过程中的所有详细步骤。简言之，我知道其中涉及以下内容，但我不知道所有细节：

• 对内核进行系统调用
• 文本已光栅化
• CPU执行程序指令（使用共享库对吗？）
• 涉及屏幕的驱动程序
• CPU与主板上的某些总线（PCI？或PCIe？）通信
• 总线将数据发送到屏幕

我有一些具体问题：

• 计算机如何知道标准输出方式放在屏幕上？如果连接了多个屏幕怎么办？它如何从硬盘驱动器或以太网插孔识别屏幕
• 视频驱动程序是如何参与这个等式的？它如何知道使用哪个驱动程序
• CPU如何将数据放到总线上？例如，它如何知道要写入哪个地址？如何使用该地址将数据发送到写入位置？你能提供一些在这个过程中使用的CPU指令的例子吗

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谢谢同样，stdout就是这样。“屏幕”的概念是一种操作系统抽象。例如，在Linux和其他一些Unix中，您的进程与TTY或PTY（电传打字机和psudoteletypewriter）相关联，这是标准输出可以指向的地方，但它不必指向。Stdout可以指向文件、网络或任何东西！你必须区分一个真正的终端（比如Ubuntu上的Ctrl-Alt-F1）和一个伪终端（比如Konsole，CMD，terminal.app）。当你有一个伪终端，它生活在一个窗口中，这使事情变得复杂10倍。如果您有psuedo终端，以下可能是步骤（Linux）：

进行系统调用（

write

）以向FD 0写入字符串

write

将写入与FD 0关联的文件，该文件很可能连接到PTY的从属控制器。然后，终端仿真器（主控制器）接收输出

它使用某种图形库（GTK、Qt、SDL、OpenGL等）渲染到它的窗口缓冲区。这就是字体幻想将发生的地方

窗口缓冲区被传递给窗口管理器和X窗口系统，它们与所有其他窗口和对象一起绘制

对于视频驱动程序，本系统的两个部分使用了视频驱动程序：xwindows和OpenGL。视频驱动程序由配置文件和硬件发现设置，其中操作系统（或BIOS）探测系统以查找所有可用硬件和加载驱动程序

CPU如何将数据放入总线？（据我所知，以下内容是针对x86和Linux的）。嗯，数据必须以某种方式进入显卡。它可以通过几种方式发生。视频卡将一些视频内存映射到CPU内存，或者使用x86 I/O端口（

in

和

out

指令）

让我们看看第一种情况。所有视频卡都在段地址0xb800处映射一个文本视频缓冲区（有些还映射某种3d数据缓冲区，但我不确定）。因此，如果我想将字符串

“Hello，world”

写入视频缓冲区，下面是一些x86 ASM：

mov es, B800H ;Set the extra segment to the video buffer
mov ds, cs ;Set the data segment
mov esi, hellomsg ;Set the source index to the hellomsg
mov edi, 0 ;Video buffer offset
mov ecx, [hellolen] ;How many characters
rep movsb ;Copy

;;Data
hellomsg db "Hello, world!" ;Null terminated hello world
hellolen dw 13

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顺便说一下，这是驱动程序或操作系统级ASM——它需要直接访问视频缓冲区，或者至少需要将视频缓冲区映射到您的地址空间。另一个选项，I/O端口，是驱动程序参与的地方。因为什么端口以及向它们写入什么取决于图形卡，所以我不会给出示例，但您可以研究一下

这个问题真的没有用。他们称之为标准输出（简称stdout）的原因是：它是一种标准的输出方式，意味着它在操作系统的任何地方都存在。具体位置取决于操作系统（您没有指定）。有关更多详细信息，请研究您要了解的特定操作系统的内核，因为Linux和Windows（以及其他操作系统）的实现方式不同。投票结束“不是一个真正的问题”。我会举一个任何操作系统的例子。此外，问题不仅仅局限于内核。请不要关闭我的有效问题。@JohnK：虽然这个问题没有关闭（这是一个好问题），但以后尽量缩小你的问题范围。你看到了我的回答有多长，它只是触及了表面。所以，如果你想知道每一步是如何详细工作的，可以单独提问。谢谢你的详细解释。这给了我很多参考资料，我可以查找更多的了解。再次感谢您的时间和努力。@JohnK:当然！很高兴我能帮忙。只要不断地询问和好奇组装！（没有多少人是这样的）。