vgasrc/bochsvga.c

   1 // Bochs VGA interface to extended "VBE" modes
   2 //
   3 // Copyright (C) 2012  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
   4 // Copyright (C) 2011  Julian Pidancet <julian.pidancet@citrix.com>
   5 //  Copyright (C) 2002 Jeroen Janssen
   6 //
   7 // This file may be distributed under the terms of the GNU LGPLv3 license.
   8
   9 #include "vgabios.h" // struct vbe_modeinfo
  10 #include "vbe.h" // VBE_CAPABILITY_8BIT_DAC
  11 #include "bochsvga.h" // bochsvga_set_mode
  12 #include "util.h" // dprintf
  13 #include "config.h" // CONFIG_*
  14 #include "biosvar.h" // GET_GLOBAL
  15 #include "stdvga.h" // VGAREG_SEQU_ADDRESS
  16 #include "pci.h" // pci_config_readl
  17 #include "pci_regs.h" // PCI_BASE_ADDRESS_0
  18
  19 static struct bochsvga_mode
  20 {
  21     u16 mode;
  22     struct vgamode_s info;
  23 } bochsvga_modes[] VAR16 = {
  24     /* standard modes */
  25     { 0x100, { MM_PACKED, 640,  400,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  26     { 0x101, { MM_PACKED, 640,  480,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  27     { 0x102, { MM_PLANAR, 800,  600,  4,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  28     { 0x103, { MM_PACKED, 800,  600,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  29     { 0x104, { MM_PLANAR, 1024, 768,  4,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  30     { 0x105, { MM_PACKED, 1024, 768,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  31     { 0x106, { MM_PLANAR, 1280, 1024, 4,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  32     { 0x107, { MM_PACKED, 1280, 1024, 8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  33     { 0x10D, { MM_DIRECT, 320,  200,  15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  34     { 0x10E, { MM_DIRECT, 320,  200,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  35     { 0x10F, { MM_DIRECT, 320,  200,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  36     { 0x110, { MM_DIRECT, 640,  480,  15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  37     { 0x111, { MM_DIRECT, 640,  480,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  38     { 0x112, { MM_DIRECT, 640,  480,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  39     { 0x113, { MM_DIRECT, 800,  600,  15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  40     { 0x114, { MM_DIRECT, 800,  600,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  41     { 0x115, { MM_DIRECT, 800,  600,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  42     { 0x116, { MM_DIRECT, 1024, 768,  15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  43     { 0x117, { MM_DIRECT, 1024, 768,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  44     { 0x118, { MM_DIRECT, 1024, 768,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  45     { 0x119, { MM_DIRECT, 1280, 1024, 15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  46     { 0x11A, { MM_DIRECT, 1280, 1024, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  47     { 0x11B, { MM_DIRECT, 1280, 1024, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  48     { 0x11C, { MM_PACKED, 1600, 1200, 8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  49     { 0x11D, { MM_DIRECT, 1600, 1200, 15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  50     { 0x11E, { MM_DIRECT, 1600, 1200, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  51     { 0x11F, { MM_DIRECT, 1600, 1200, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  52     /* BOCHS modes */
  53     { 0x140, { MM_DIRECT, 320,  200,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  54     { 0x141, { MM_DIRECT, 640,  400,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  55     { 0x142, { MM_DIRECT, 640,  480,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  56     { 0x143, { MM_DIRECT, 800,  600,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  57     { 0x144, { MM_DIRECT, 1024, 768,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  58     { 0x145, { MM_DIRECT, 1280, 1024, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  59     { 0x146, { MM_PACKED, 320,  200,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  60     { 0x147, { MM_DIRECT, 1600, 1200, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  61     { 0x148, { MM_PACKED, 1152, 864,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  62     { 0x149, { MM_DIRECT, 1152, 864,  15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  63     { 0x14a, { MM_DIRECT, 1152, 864,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  64     { 0x14b, { MM_DIRECT, 1152, 864,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  65     { 0x14c, { MM_DIRECT, 1152, 864,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  66     { 0x178, { MM_DIRECT, 1280, 800,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  67     { 0x179, { MM_DIRECT, 1280, 800,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  68     { 0x17a, { MM_DIRECT, 1280, 800,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  69     { 0x17b, { MM_DIRECT, 1280, 960,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  70     { 0x17c, { MM_DIRECT, 1280, 960,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  71     { 0x17d, { MM_DIRECT, 1280, 960,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  72     { 0x17e, { MM_DIRECT, 1440, 900,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  73     { 0x17f, { MM_DIRECT, 1440, 900,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  74     { 0x180, { MM_DIRECT, 1440, 900,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  75     { 0x181, { MM_DIRECT, 1400, 1050, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  76     { 0x182, { MM_DIRECT, 1400, 1050, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  77     { 0x183, { MM_DIRECT, 1400, 1050, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  78     { 0x184, { MM_DIRECT, 1680, 1050, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  79     { 0x185, { MM_DIRECT, 1680, 1050, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  80     { 0x186, { MM_DIRECT, 1680, 1050, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  81     { 0x187, { MM_DIRECT, 1920, 1200, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  82     { 0x188, { MM_DIRECT, 1920, 1200, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  83     { 0x189, { MM_DIRECT, 1920, 1200, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  84     { 0x18a, { MM_DIRECT, 2560, 1600, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  85     { 0x18b, { MM_DIRECT, 2560, 1600, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  86     { 0x18c, { MM_DIRECT, 2560, 1600, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  87 };
  88
  89 static int is_bochsvga_mode(struct vgamode_s *vmode_g)
  90 {
  91     return (vmode_g >= &bochsvga_modes[0].info
  92             && vmode_g <= &bochsvga_modes[ARRAY_SIZE(bochsvga_modes)-1].info);
  93 }
  94
  95 static u16 dispi_get_max_xres(void)
  96 {
  97     u16 en;
  98     u16 xres;
  99
 100     en = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE);
 101
 102     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, en | VBE_DISPI_GETCAPS);
 103     xres = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_XRES);
 104     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, en);
 105
 106     return xres;
 107 }
 108
 109 static u16 dispi_get_max_bpp(void)
 110 {
 111     u16 en;
 112     u16 bpp;
 113
 114     en = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE);
 115
 116     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, en | VBE_DISPI_GETCAPS);
 117     bpp = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_BPP);
 118     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, en);
 119
 120     return bpp;
 121 }
 122
 123 /* Called only during POST */
 124 int
 125 bochsvga_init(void)
 126 {
 127     int ret = stdvga_init();
 128     if (ret)
 129         return ret;
 130
 131     /* Sanity checks */
 132     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ID, VBE_DISPI_ID0);
 133     if (dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_ID) != VBE_DISPI_ID0) {
 134         dprintf(1, "No VBE DISPI interface detected\n");
 135         return -1;
 136     }
 137
 138     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ID, VBE_DISPI_ID5);
 139
 140     u32 lfb_addr = VBE_DISPI_LFB_PHYSICAL_ADDRESS;
 141     int bdf = GET_GLOBAL(VgaBDF);
 142     if (CONFIG_VGA_PCI && bdf >= 0) {
 143         int barid = 0;
 144         u32 bar = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_0);
 145         if ((bar & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE) != PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_MEMORY) {
 146             barid = 1;
 147             bar = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_1);
 148         }
 149         lfb_addr = bar & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_MASK;
 150         dprintf(1, "VBE DISPI: bdf %02x:%02x.%x, bar %d\n", pci_bdf_to_bus(bdf)
 151                 , pci_bdf_to_dev(bdf), pci_bdf_to_fn(bdf), barid);
 152     }
 153
 154     SET_VGA(VBE_framebuffer, lfb_addr);
 155     u16 totalmem = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_VIDEO_MEMORY_64K);
 156     SET_VGA(VBE_total_memory, totalmem * 64 * 1024);
 157     SET_VGA(VBE_capabilities, VBE_CAPABILITY_8BIT_DAC);
 158
 159     dprintf(1, "VBE DISPI: lfb_addr=%x, size %d MB\n",
 160             lfb_addr, totalmem / 16);
 161
 162     return 0;
 163 }
 164
 165 static int mode_valid(struct vgamode_s *vmode_g)
 166 {
 167     u16 max_xres = dispi_get_max_xres();
 168     u16 max_bpp = dispi_get_max_bpp();
 169     u32 max_mem = GET_GLOBAL(VBE_total_memory);
 170
 171     u16 width = GET_GLOBAL(vmode_g->width);
 172     u16 height = GET_GLOBAL(vmode_g->height);
 173     u8 depth = GET_GLOBAL(vmode_g->depth);
 174     u32 mem = (height * DIV_ROUND_UP(width * vga_bpp(vmode_g), 8)
 175                * 4 / stdvga_bpp_factor(vmode_g));
 176
 177     return width <= max_xres && depth <= max_bpp && mem <= max_mem;
 178 }
 179
 180 struct vgamode_s *bochsvga_find_mode(int mode)
 181 {
 182     struct bochsvga_mode *m = bochsvga_modes;
 183     for (; m < &bochsvga_modes[ARRAY_SIZE(bochsvga_modes)]; m++)
 184         if (GET_GLOBAL(m->mode) == mode) {
 185             if (! mode_valid(&m->info))
 186                 return NULL;
 187             return &m->info;
 188         }
 189     return stdvga_find_mode(mode);
 190 }
 191
 192 void
 193 bochsvga_list_modes(u16 seg, u16 *dest, u16 *last)
 194 {
 195     struct bochsvga_mode *m = bochsvga_modes;
 196     for (; m < &bochsvga_modes[ARRAY_SIZE(bochsvga_modes)] && dest<last; m++) {
 197         if (!mode_valid(&m->info))
 198             continue;
 199
 200         dprintf(1, "VBE found mode %x valid.\n", GET_GLOBAL(m->mode));
 201         SET_FARVAR(seg, *dest, GET_GLOBAL(m->mode));
 202         dest++;
 203     }
 204
 205     stdvga_list_modes(seg, dest, last);
 206 }
 207
 208 static void
 209 bochsvga_hires_enable(int enable)
 210 {
 211     u16 flags = enable ?
 212         VBE_DISPI_ENABLED |
 213         VBE_DISPI_LFB_ENABLED |
 214         VBE_DISPI_NOCLEARMEM : 0;
 215
 216     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, flags);
 217 }
 218
 219 int
 220 bochsvga_get_window(struct vgamode_s *vmode_g, int window)
 221 {
 222     if (window != 0)
 223         return -1;
 224     return dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_BANK);
 225 }
 226
 227 int
 228 bochsvga_set_window(struct vgamode_s *vmode_g, int window, int val)
 229 {
 230     if (window != 0)
 231         return -1;
 232     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_BANK, val);
 233     if (dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_BANK) != val)
 234         return -1;
 235     return 0;
 236 }
 237
 238 int
 239 bochsvga_get_linelength(struct vgamode_s *vmode_g)
 240 {
 241     return dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_VIRT_WIDTH) * vga_bpp(vmode_g) / 8;
 242 }
 243
 244 int
 245 bochsvga_set_linelength(struct vgamode_s *vmode_g, int val)
 246 {
 247     stdvga_set_linelength(vmode_g, val);
 248     int pixels = (val * 8) / vga_bpp(vmode_g);
 249     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_VIRT_WIDTH, pixels);
 250     return 0;
 251 }
 252
 253 int
 254 bochsvga_get_displaystart(struct vgamode_s *vmode_g)
 255 {
 256     int bpp = vga_bpp(vmode_g);
 257     int linelength = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_VIRT_WIDTH) * bpp / 8;
 258     int x = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_X_OFFSET);
 259     int y = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_Y_OFFSET);
 260     return x * bpp / 8 + linelength * y;
 261 }
 262
 263 int
 264 bochsvga_set_displaystart(struct vgamode_s *vmode_g, int val)
 265 {
 266     stdvga_set_displaystart(vmode_g, val);
 267     int bpp = vga_bpp(vmode_g);
 268     int linelength = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_VIRT_WIDTH) * bpp / 8;
 269     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_X_OFFSET, (val % linelength) * 8 / bpp);
 270     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_Y_OFFSET, val / linelength);
 271     return 0;
 272 }
 273
 274 static void
 275 bochsvga_clear_scr(void)
 276 {
 277     u16 en;
 278
 279     en = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE);
 280     en &= ~VBE_DISPI_NOCLEARMEM;
 281     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, en);
 282 }
 283
 284 int
 285 bochsvga_set_mode(struct vgamode_s *vmode_g, int flags)
 286 {
 287     if (! is_bochsvga_mode(vmode_g)) {
 288         bochsvga_hires_enable(0);
 289         return stdvga_set_mode(vmode_g, flags);
 290     }
 291
 292     bochsvga_hires_enable(1);
 293
 294     u8 depth = GET_GLOBAL(vmode_g->depth);
 295     if (depth == 4)
 296         stdvga_set_mode(stdvga_find_mode(0x6a), 0);
 297     if (depth == 8)
 298         // XXX load_dac_palette(3);
 299         ;
 300
 301     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_BPP, depth);
 302     u16 width = GET_GLOBAL(vmode_g->width);
 303     u16 height = GET_GLOBAL(vmode_g->height);
 304     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_XRES, width);
 305     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_YRES, height);
 306     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_BANK, 0);
 307
 308     /* VGA compat setup */
 309     //XXX: This probably needs some reverse engineering
 310     u16 crtc_addr = VGAREG_VGA_CRTC_ADDRESS;
 311     stdvga_crtc_write(crtc_addr, 0x11, 0x00);
 312     stdvga_crtc_write(crtc_addr, 0x01, width / 8 - 1);
 313     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_VIRT_WIDTH, width);
 314     stdvga_crtc_write(crtc_addr, 0x12, height - 1);
 315     u8 v = 0;
 316     if ((height - 1) & 0x0100)
 317         v |= 0x02;
 318     if ((height - 1) & 0x0200)
 319         v |= 0x40;
 320     stdvga_crtc_mask(crtc_addr, 0x07, 0x42, v);
 321
 322     stdvga_crtc_write(crtc_addr, 0x09, 0x00);
 323     stdvga_crtc_mask(crtc_addr, 0x17, 0x00, 0x03);
 324     stdvga_attr_mask(0x10, 0x00, 0x01);
 325     stdvga_grdc_write(0x06, 0x05);
 326     stdvga_sequ_write(0x02, 0x0f);
 327     if (depth >= 8) {
 328         stdvga_crtc_mask(crtc_addr, 0x14, 0x00, 0x40);
 329         stdvga_attr_mask(0x10, 0x00, 0x40);
 330         stdvga_sequ_mask(0x04, 0x00, 0x08);
 331         stdvga_grdc_mask(0x05, 0x20, 0x40);
 332     }
 333
 334     if (flags & MF_LINEARFB) {
 335         /* Linear frame buffer */
 336         /* XXX: ??? */
 337     }
 338     if (!(flags & MF_NOCLEARMEM)) {
 339         bochsvga_clear_scr();
 340     }
 341
 342     return 0;
 343 }