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
  20 /****************************************************************
  21  * Mode tables
  22  ****************************************************************/
  23
  24 static struct bochsvga_mode
  25 {
  26     u16 mode;
  27     struct vgamode_s info;
  28 } bochsvga_modes[] VAR16 = {
  29     /* standard modes */
  30     { 0x100, { MM_PACKED, 640,  400,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  31     { 0x101, { MM_PACKED, 640,  480,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  32     { 0x102, { MM_PLANAR, 800,  600,  4,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  33     { 0x103, { MM_PACKED, 800,  600,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  34     { 0x104, { MM_PLANAR, 1024, 768,  4,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  35     { 0x105, { MM_PACKED, 1024, 768,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  36     { 0x106, { MM_PLANAR, 1280, 1024, 4,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  37     { 0x107, { MM_PACKED, 1280, 1024, 8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  38     { 0x10D, { MM_DIRECT, 320,  200,  15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  39     { 0x10E, { MM_DIRECT, 320,  200,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  40     { 0x10F, { MM_DIRECT, 320,  200,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  41     { 0x110, { MM_DIRECT, 640,  480,  15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  42     { 0x111, { MM_DIRECT, 640,  480,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  43     { 0x112, { MM_DIRECT, 640,  480,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  44     { 0x113, { MM_DIRECT, 800,  600,  15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  45     { 0x114, { MM_DIRECT, 800,  600,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  46     { 0x115, { MM_DIRECT, 800,  600,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  47     { 0x116, { MM_DIRECT, 1024, 768,  15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  48     { 0x117, { MM_DIRECT, 1024, 768,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  49     { 0x118, { MM_DIRECT, 1024, 768,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  50     { 0x119, { MM_DIRECT, 1280, 1024, 15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  51     { 0x11A, { MM_DIRECT, 1280, 1024, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  52     { 0x11B, { MM_DIRECT, 1280, 1024, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  53     { 0x11C, { MM_PACKED, 1600, 1200, 8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  54     { 0x11D, { MM_DIRECT, 1600, 1200, 15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  55     { 0x11E, { MM_DIRECT, 1600, 1200, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  56     { 0x11F, { MM_DIRECT, 1600, 1200, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  57     /* BOCHS modes */
  58     { 0x140, { MM_DIRECT, 320,  200,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  59     { 0x141, { MM_DIRECT, 640,  400,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  60     { 0x142, { MM_DIRECT, 640,  480,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  61     { 0x143, { MM_DIRECT, 800,  600,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  62     { 0x144, { MM_DIRECT, 1024, 768,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  63     { 0x145, { MM_DIRECT, 1280, 1024, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  64     { 0x146, { MM_PACKED, 320,  200,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  65     { 0x147, { MM_DIRECT, 1600, 1200, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  66     { 0x148, { MM_PACKED, 1152, 864,  8,  8, 16, SEG_GRAPH } },
  67     { 0x149, { MM_DIRECT, 1152, 864,  15, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  68     { 0x14a, { MM_DIRECT, 1152, 864,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  69     { 0x14b, { MM_DIRECT, 1152, 864,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  70     { 0x14c, { MM_DIRECT, 1152, 864,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  71     { 0x178, { MM_DIRECT, 1280, 800,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  72     { 0x179, { MM_DIRECT, 1280, 800,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  73     { 0x17a, { MM_DIRECT, 1280, 800,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  74     { 0x17b, { MM_DIRECT, 1280, 960,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  75     { 0x17c, { MM_DIRECT, 1280, 960,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  76     { 0x17d, { MM_DIRECT, 1280, 960,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  77     { 0x17e, { MM_DIRECT, 1440, 900,  16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  78     { 0x17f, { MM_DIRECT, 1440, 900,  24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  79     { 0x180, { MM_DIRECT, 1440, 900,  32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  80     { 0x181, { MM_DIRECT, 1400, 1050, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  81     { 0x182, { MM_DIRECT, 1400, 1050, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  82     { 0x183, { MM_DIRECT, 1400, 1050, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  83     { 0x184, { MM_DIRECT, 1680, 1050, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  84     { 0x185, { MM_DIRECT, 1680, 1050, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  85     { 0x186, { MM_DIRECT, 1680, 1050, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  86     { 0x187, { MM_DIRECT, 1920, 1200, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  87     { 0x188, { MM_DIRECT, 1920, 1200, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  88     { 0x189, { MM_DIRECT, 1920, 1200, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  89     { 0x18a, { MM_DIRECT, 2560, 1600, 16, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  90     { 0x18b, { MM_DIRECT, 2560, 1600, 24, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  91     { 0x18c, { MM_DIRECT, 2560, 1600, 32, 8, 16, SEG_GRAPH } },
  92 };
  93
  94 static int is_bochsvga_mode(struct vgamode_s *vmode_g)
  95 {
  96     return (vmode_g >= &bochsvga_modes[0].info
  97             && vmode_g <= &bochsvga_modes[ARRAY_SIZE(bochsvga_modes)-1].info);
  98 }
  99
 100 struct vgamode_s *bochsvga_find_mode(int mode)
 101 {
 102     struct bochsvga_mode *m = bochsvga_modes;
 103     for (; m < &bochsvga_modes[ARRAY_SIZE(bochsvga_modes)]; m++)
 104         if (GET_GLOBAL(m->mode) == mode)
 105             return &m->info;
 106     return stdvga_find_mode(mode);
 107 }
 108
 109 void
 110 bochsvga_list_modes(u16 seg, u16 *dest, u16 *last)
 111 {
 112     struct bochsvga_mode *m = bochsvga_modes;
 113     for (; m < &bochsvga_modes[ARRAY_SIZE(bochsvga_modes)] && dest<last; m++) {
 114         u16 mode = GET_GLOBAL(m->mode);
 115         if (mode == 0xffff)
 116             continue;
 117         SET_FARVAR(seg, *dest, mode);
 118         dest++;
 119     }
 120     stdvga_list_modes(seg, dest, last);
 121 }
 122
 123
 124 /****************************************************************
 125  * Helper functions
 126  ****************************************************************/
 127
 128 int
 129 bochsvga_get_window(struct vgamode_s *vmode_g, int window)
 130 {
 131     if (window != 0)
 132         return -1;
 133     return dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_BANK);
 134 }
 135
 136 int
 137 bochsvga_set_window(struct vgamode_s *vmode_g, int window, int val)
 138 {
 139     if (window != 0)
 140         return -1;
 141     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_BANK, val);
 142     if (dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_BANK) != val)
 143         return -1;
 144     return 0;
 145 }
 146
 147 int
 148 bochsvga_get_linelength(struct vgamode_s *vmode_g)
 149 {
 150     return dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_VIRT_WIDTH) * vga_bpp(vmode_g) / 8;
 151 }
 152
 153 int
 154 bochsvga_set_linelength(struct vgamode_s *vmode_g, int val)
 155 {
 156     stdvga_set_linelength(vmode_g, val);
 157     int pixels = (val * 8) / vga_bpp(vmode_g);
 158     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_VIRT_WIDTH, pixels);
 159     return 0;
 160 }
 161
 162 int
 163 bochsvga_get_displaystart(struct vgamode_s *vmode_g)
 164 {
 165     int bpp = vga_bpp(vmode_g);
 166     int linelength = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_VIRT_WIDTH) * bpp / 8;
 167     int x = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_X_OFFSET);
 168     int y = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_Y_OFFSET);
 169     return x * bpp / 8 + linelength * y;
 170 }
 171
 172 int
 173 bochsvga_set_displaystart(struct vgamode_s *vmode_g, int val)
 174 {
 175     stdvga_set_displaystart(vmode_g, val);
 176     int bpp = vga_bpp(vmode_g);
 177     int linelength = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_VIRT_WIDTH) * bpp / 8;
 178     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_X_OFFSET, (val % linelength) * 8 / bpp);
 179     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_Y_OFFSET, val / linelength);
 180     return 0;
 181 }
 182
 183 int
 184 bochsvga_get_dacformat(struct vgamode_s *vmode_g)
 185 {
 186     u16 en = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE);
 187     return (en & VBE_DISPI_8BIT_DAC) ? 8 : 6;
 188 }
 189
 190 int
 191 bochsvga_set_dacformat(struct vgamode_s *vmode_g, int val)
 192 {
 193     u16 en = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE);
 194     if (val == 6)
 195         en &= ~VBE_DISPI_8BIT_DAC;
 196     else if (val == 8)
 197         en |= VBE_DISPI_8BIT_DAC;
 198     else
 199         return -1;
 200     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, en);
 201     return 0;
 202 }
 203
 204 int
 205 bochsvga_size_state(int states)
 206 {
 207     int size = stdvga_size_state(states);
 208     if (size < 0)
 209         return size;
 210     if (states & 8)
 211         size += (VBE_DISPI_INDEX_Y_OFFSET-VBE_DISPI_INDEX_XRES+1)*sizeof(u16);
 212     return size;
 213 }
 214
 215 int
 216 bochsvga_save_state(u16 seg, void *data, int states)
 217 {
 218     int ret = stdvga_save_state(seg, data, states);
 219     if (ret < 0)
 220         return ret;
 221
 222     if (!(states & 8))
 223         return 0;
 224
 225     u16 *info = (data + stdvga_size_state(states));
 226     u16 en = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE);
 227     SET_FARVAR(seg, *info, en);
 228     info++;
 229     if (!(en & VBE_DISPI_ENABLED))
 230         return 0;
 231     int i;
 232     for (i = VBE_DISPI_INDEX_XRES; i <= VBE_DISPI_INDEX_Y_OFFSET; i++)
 233         if (i != VBE_DISPI_INDEX_ENABLE) {
 234             u16 v = dispi_read(i);
 235             SET_FARVAR(seg, *info, v);
 236             info++;
 237         }
 238     return 0;
 239 }
 240
 241 int
 242 bochsvga_restore_state(u16 seg, void *data, int states)
 243 {
 244     int ret = stdvga_restore_state(seg, data, states);
 245     if (ret < 0)
 246         return ret;
 247
 248     if (!(states & 8))
 249         return 0;
 250
 251     u16 *info = (data + stdvga_size_state(states));
 252     u16 en = GET_FARVAR(seg, *info);
 253     info++;
 254     if (!(en & VBE_DISPI_ENABLED)) {
 255         dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, en);
 256         return 0;
 257     }
 258     int i;
 259     for (i = VBE_DISPI_INDEX_XRES; i <= VBE_DISPI_INDEX_Y_OFFSET; i++)
 260         if (i == VBE_DISPI_INDEX_ENABLE) {
 261             dispi_write(i, en);
 262         } else {
 263             dispi_write(i, GET_FARVAR(seg, *info));
 264             info++;
 265         }
 266     return 0;
 267 }
 268
 269
 270 /****************************************************************
 271  * Mode setting
 272  ****************************************************************/
 273
 274 int
 275 bochsvga_set_mode(struct vgamode_s *vmode_g, int flags)
 276 {
 277     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, VBE_DISPI_DISABLED);
 278     if (! is_bochsvga_mode(vmode_g))
 279         return stdvga_set_mode(vmode_g, flags);
 280
 281     u8 depth = GET_GLOBAL(vmode_g->depth);
 282     if (depth == 4)
 283         stdvga_set_mode(stdvga_find_mode(0x6a), 0);
 284     if (depth == 8)
 285         // XXX load_dac_palette(3);
 286         ;
 287
 288     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_BPP, depth);
 289     u16 width = GET_GLOBAL(vmode_g->width);
 290     u16 height = GET_GLOBAL(vmode_g->height);
 291     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_XRES, width);
 292     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_YRES, height);
 293     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_BANK, 0);
 294     u16 bf = ((flags & MF_NOCLEARMEM ? VBE_DISPI_NOCLEARMEM : 0)
 295               | (flags & MF_LINEARFB ? VBE_DISPI_LFB_ENABLED : 0));
 296     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, VBE_DISPI_ENABLED | bf);
 297
 298     /* VGA compat setup */
 299     u16 crtc_addr = VGAREG_VGA_CRTC_ADDRESS;
 300     stdvga_crtc_write(crtc_addr, 0x11, 0x00);
 301     stdvga_crtc_write(crtc_addr, 0x01, width / 8 - 1);
 302     stdvga_set_linelength(vmode_g, width);
 303     stdvga_crtc_write(crtc_addr, 0x12, height - 1);
 304     u8 v = 0;
 305     if ((height - 1) & 0x0100)
 306         v |= 0x02;
 307     if ((height - 1) & 0x0200)
 308         v |= 0x40;
 309     stdvga_crtc_mask(crtc_addr, 0x07, 0x42, v);
 310
 311     stdvga_crtc_write(crtc_addr, 0x09, 0x00);
 312     stdvga_crtc_mask(crtc_addr, 0x17, 0x00, 0x03);
 313     stdvga_attr_mask(0x10, 0x00, 0x01);
 314     stdvga_grdc_write(0x06, 0x05);
 315     stdvga_sequ_write(0x02, 0x0f);
 316     if (depth >= 8) {
 317         stdvga_crtc_mask(crtc_addr, 0x14, 0x00, 0x40);
 318         stdvga_attr_mask(0x10, 0x00, 0x40);
 319         stdvga_sequ_mask(0x04, 0x00, 0x08);
 320         stdvga_grdc_mask(0x05, 0x20, 0x40);
 321     }
 322
 323     return 0;
 324 }
 325
 326
 327 /****************************************************************
 328  * Init
 329  ****************************************************************/
 330
 331 int
 332 bochsvga_init(void)
 333 {
 334     int ret = stdvga_init();
 335     if (ret)
 336         return ret;
 337
 338     /* Sanity checks */
 339     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ID, VBE_DISPI_ID0);
 340     if (dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_ID) != VBE_DISPI_ID0) {
 341         dprintf(1, "No VBE DISPI interface detected\n");
 342         return -1;
 343     }
 344
 345     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ID, VBE_DISPI_ID5);
 346
 347     if (GET_GLOBAL(HaveRunInit))
 348         return 0;
 349
 350     u32 lfb_addr = VBE_DISPI_LFB_PHYSICAL_ADDRESS;
 351     int bdf = GET_GLOBAL(VgaBDF);
 352     if (CONFIG_VGA_PCI && bdf >= 0) {
 353         int barid = 0;
 354         u32 bar = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_0);
 355         if ((bar & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE) != PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_MEMORY) {
 356             barid = 1;
 357             bar = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_1);
 358         }
 359         lfb_addr = bar & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_MASK;
 360         dprintf(1, "VBE DISPI: bdf %02x:%02x.%x, bar %d\n", pci_bdf_to_bus(bdf)
 361                 , pci_bdf_to_dev(bdf), pci_bdf_to_fn(bdf), barid);
 362     }
 363
 364     SET_VGA(VBE_framebuffer, lfb_addr);
 365     u32 totalmem = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_VIDEO_MEMORY_64K) * 64 * 1024;
 366     SET_VGA(VBE_total_memory, totalmem);
 367     SET_VGA(VBE_capabilities, VBE_CAPABILITY_8BIT_DAC);
 368
 369     dprintf(1, "VBE DISPI: lfb_addr=%x, size %d MB\n",
 370             lfb_addr, totalmem / 16);
 371
 372     // Validate modes
 373     u16 en = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE);
 374     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, en | VBE_DISPI_GETCAPS);
 375     u16 max_xres = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_XRES);
 376     u16 max_bpp = dispi_read(VBE_DISPI_INDEX_BPP);
 377     dispi_write(VBE_DISPI_INDEX_ENABLE, en);
 378     struct bochsvga_mode *m = bochsvga_modes;
 379     for (; m < &bochsvga_modes[ARRAY_SIZE(bochsvga_modes)]; m++) {
 380         u16 width = GET_GLOBAL(m->info.width);
 381         u16 height = GET_GLOBAL(m->info.height);
 382         u8 depth = GET_GLOBAL(m->info.depth);
 383         u32 mem = (height * DIV_ROUND_UP(width * vga_bpp(&m->info), 8)
 384                    * 4 / stdvga_bpp_factor(&m->info));
 385
 386         if (width > max_xres || depth > max_bpp || mem > totalmem) {
 387             dprintf(1, "Removing mode %x\n", GET_GLOBAL(m->mode));
 388             SET_VGA(m->mode, 0xffff);
 389         }
 390     }
 391
 392     return 0;
 393 }