vgabios: Add wrapper functions for accessing standard VGA registers.
[seabios.git] / vgasrc / stdvga.c
1 // Standard VGA driver code
2 //
3 // Copyright (C) 2009  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
4 // Copyright (C) 2001-2008 the LGPL VGABios developers Team
5 //
6 // This file may be distributed under the terms of the GNU LGPLv3 license.
7
8 #include "stdvga.h" // stdvga_init
9 #include "ioport.h" // outb
10 #include "farptr.h" // SET_FARVAR
11 #include "biosvar.h" // GET_GLOBAL
12 #include "util.h" // memcpy_far
13 #include "vbe.h" // VBE_RETURN_STATUS_FAILED
14
15 // TODO
16 //  * replace direct in/out calls with wrapper functions
17
18
19 /****************************************************************
20  * Attribute control
21  ****************************************************************/
22
23 static void
24 stdvga_screen_disable(void)
25 {
26     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
27     outb(0x00, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
28 }
29
30 static void
31 stdvga_screen_enable(void)
32 {
33     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
34     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
35 }
36
37 void
38 stdvga_set_border_color(u8 color)
39 {
40     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
41     outb(0x00, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
42     u8 v1 = color & 0x0f;
43     if (v1 & 0x08)
44         v1 += 0x08;
45     outb(v1, VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
46
47     u8 v2 = color & 0x10;
48     int i;
49     for (i = 1; i < 4; i++) {
50         outb(i, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
51
52         u8 cur = inb(VGAREG_ACTL_READ_DATA);
53         cur &= 0xef;
54         cur |= v2;
55         outb(cur, VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
56     }
57     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
58 }
59
60 void
61 stdvga_set_overscan_border_color(u8 color)
62 {
63     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
64     outb(0x11, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
65     outb(color, VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
66     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
67 }
68
69 u8
70 stdvga_get_overscan_border_color(void)
71 {
72     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
73     outb(0x11, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
74     u8 v = inb(VGAREG_ACTL_READ_DATA);
75     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
76     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
77     return v;
78 }
79
80 void
81 stdvga_set_palette(u8 palid)
82 {
83     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
84     palid &= 0x01;
85     int i;
86     for (i = 1; i < 4; i++) {
87         outb(i, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
88
89         u8 v = inb(VGAREG_ACTL_READ_DATA);
90         v &= 0xfe;
91         v |= palid;
92         outb(v, VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
93     }
94     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
95 }
96
97 void
98 stdvga_set_all_palette_reg(u16 seg, u8 *data_far)
99 {
100     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
101     int i;
102     for (i = 0; i < 0x10; i++) {
103         outb(i, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
104         u8 val = GET_FARVAR(seg, *data_far);
105         outb(val, VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
106         data_far++;
107     }
108     outb(0x11, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
109     outb(GET_FARVAR(seg, *data_far), VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
110     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
111 }
112
113 void
114 stdvga_get_all_palette_reg(u16 seg, u8 *data_far)
115 {
116     int i;
117     for (i = 0; i < 0x10; i++) {
118         inb(VGAREG_ACTL_RESET);
119         outb(i, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
120         SET_FARVAR(seg, *data_far, inb(VGAREG_ACTL_READ_DATA));
121         data_far++;
122     }
123     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
124     outb(0x11, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
125     SET_FARVAR(seg, *data_far, inb(VGAREG_ACTL_READ_DATA));
126     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
127     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
128 }
129
130 void
131 stdvga_toggle_intensity(u8 flag)
132 {
133     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
134     outb(0x10, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
135     u8 val = (inb(VGAREG_ACTL_READ_DATA) & 0xf7) | ((flag & 0x01) << 3);
136     outb(val, VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
137     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
138 }
139
140 void
141 stdvga_select_video_dac_color_page(u8 flag, u8 data)
142 {
143     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
144     outb(0x10, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
145     u8 val = inb(VGAREG_ACTL_READ_DATA);
146     if (!(flag & 0x01)) {
147         // select paging mode
148         val = (val & 0x7f) | (data << 7);
149         outb(val, VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
150         outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
151         return;
152     }
153     // select page
154     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
155     outb(0x14, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
156     if (!(val & 0x80))
157         data <<= 2;
158     data &= 0x0f;
159     outb(data, VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
160     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
161 }
162
163 void
164 stdvga_read_video_dac_state(u8 *pmode, u8 *curpage)
165 {
166     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
167     outb(0x10, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
168     u8 val1 = inb(VGAREG_ACTL_READ_DATA) >> 7;
169
170     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
171     outb(0x14, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
172     u8 val2 = inb(VGAREG_ACTL_READ_DATA) & 0x0f;
173     if (!(val1 & 0x01))
174         val2 >>= 2;
175
176     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
177     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
178
179     *pmode = val1;
180     *curpage = val2;
181 }
182
183
184 /****************************************************************
185  * DAC control
186  ****************************************************************/
187
188 void
189 stdvga_save_dac_state(u16 seg, struct saveDACcolors *info)
190 {
191     /* XXX: check this */
192     SET_FARVAR(seg, info->rwmode, inb(VGAREG_DAC_STATE));
193     SET_FARVAR(seg, info->peladdr, inb(VGAREG_DAC_WRITE_ADDRESS));
194     SET_FARVAR(seg, info->pelmask, inb(VGAREG_PEL_MASK));
195     stdvga_dac_read(seg, info->dac, 0, 256);
196     SET_FARVAR(seg, info->color_select, 0);
197 }
198
199 void
200 stdvga_restore_dac_state(u16 seg, struct saveDACcolors *info)
201 {
202     outb(GET_FARVAR(seg, info->pelmask), VGAREG_PEL_MASK);
203     stdvga_dac_write(seg, info->dac, 0, 256);
204     outb(GET_FARVAR(seg, info->peladdr), VGAREG_DAC_WRITE_ADDRESS);
205 }
206
207 void
208 stdvga_perform_gray_scale_summing(u16 start, u16 count)
209 {
210     stdvga_screen_disable();
211     int i;
212     for (i = start; i < start+count; i++) {
213         u8 rgb[3];
214         stdvga_dac_read(GET_SEG(SS), rgb, i, 1);
215
216         // intensity = ( 0.3 * Red ) + ( 0.59 * Green ) + ( 0.11 * Blue )
217         u16 intensity = ((77 * rgb[0] + 151 * rgb[1] + 28 * rgb[2]) + 0x80) >> 8;
218         if (intensity > 0x3f)
219             intensity = 0x3f;
220
221         stdvga_dac_write(GET_SEG(SS), rgb, i, 1);
222     }
223     stdvga_screen_enable();
224 }
225
226
227 /****************************************************************
228  * Memory control
229  ****************************************************************/
230
231 void
232 stdvga_set_text_block_specifier(u8 spec)
233 {
234     outw((spec << 8) | 0x03, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
235 }
236
237
238 /****************************************************************
239  * Font loading
240  ****************************************************************/
241
242 static void
243 get_font_access(void)
244 {
245     outw(0x0100, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
246     outw(0x0402, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
247     outw(0x0704, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
248     outw(0x0300, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
249     outw(0x0204, VGAREG_GRDC_ADDRESS);
250     outw(0x0005, VGAREG_GRDC_ADDRESS);
251     outw(0x0406, VGAREG_GRDC_ADDRESS);
252 }
253
254 static void
255 release_font_access(void)
256 {
257     outw(0x0100, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
258     outw(0x0302, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
259     outw(0x0304, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
260     outw(0x0300, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
261     u16 v = (inb(VGAREG_READ_MISC_OUTPUT) & 0x01) ? 0x0e : 0x0a;
262     outw((v << 8) | 0x06, VGAREG_GRDC_ADDRESS);
263     outw(0x0004, VGAREG_GRDC_ADDRESS);
264     outw(0x1005, VGAREG_GRDC_ADDRESS);
265 }
266
267 void
268 stdvga_load_font(u16 seg, void *src_far, u16 count
269                  , u16 start, u8 destflags, u8 fontsize)
270 {
271     get_font_access();
272     u16 blockaddr = ((destflags & 0x03) << 14) + ((destflags & 0x04) << 11);
273     void *dest_far = (void*)(blockaddr + start*32);
274     u16 i;
275     for (i = 0; i < count; i++)
276         memcpy_far(SEG_GRAPH, dest_far + i*32
277                    , seg, src_far + i*fontsize, fontsize);
278     release_font_access();
279 }
280
281
282 /****************************************************************
283  * CRTC registers
284  ****************************************************************/
285
286 u16
287 stdvga_get_crtc(void)
288 {
289     if (stdvga_misc_read() & 1)
290         return VGAREG_VGA_CRTC_ADDRESS;
291     return VGAREG_MDA_CRTC_ADDRESS;
292 }
293
294 void
295 stdvga_set_cursor_shape(u8 start, u8 end)
296 {
297     u16 crtc_addr = stdvga_get_crtc();
298     outb(0x0a, crtc_addr);
299     outb(start, crtc_addr + 1);
300     outb(0x0b, crtc_addr);
301     outb(end, crtc_addr + 1);
302 }
303
304 void
305 stdvga_set_active_page(u16 address)
306 {
307     u16 crtc_addr = stdvga_get_crtc();
308     outb(0x0c, crtc_addr);
309     outb((address & 0xff00) >> 8, crtc_addr + 1);
310     outb(0x0d, crtc_addr);
311     outb(address & 0x00ff, crtc_addr + 1);
312 }
313
314 void
315 stdvga_set_cursor_pos(u16 address)
316 {
317     u16 crtc_addr = stdvga_get_crtc();
318     outb(0x0e, crtc_addr);
319     outb((address & 0xff00) >> 8, crtc_addr + 1);
320     outb(0x0f, crtc_addr);
321     outb(address & 0x00ff, crtc_addr + 1);
322 }
323
324 void
325 stdvga_set_scan_lines(u8 lines)
326 {
327     u16 crtc_addr = stdvga_get_crtc();
328     outb(0x09, crtc_addr);
329     u8 crtc_r9 = inb(crtc_addr + 1);
330     crtc_r9 = (crtc_r9 & 0xe0) | (lines - 1);
331     outb(crtc_r9, crtc_addr + 1);
332 }
333
334 // Get vertical display end
335 u16
336 stdvga_get_vde(void)
337 {
338     u16 crtc_addr = stdvga_get_crtc();
339     outb(0x12, crtc_addr);
340     u16 vde = inb(crtc_addr + 1);
341     outb(0x07, crtc_addr);
342     u8 ovl = inb(crtc_addr + 1);
343     vde += (((ovl & 0x02) << 7) + ((ovl & 0x40) << 3) + 1);
344     return vde;
345 }
346
347
348 /****************************************************************
349  * Save/Restore/Set state
350  ****************************************************************/
351
352 void
353 stdvga_save_state(u16 seg, struct saveVideoHardware *info)
354 {
355     u16 crtc_addr = stdvga_get_crtc();
356     SET_FARVAR(seg, info->sequ_index, inb(VGAREG_SEQU_ADDRESS));
357     SET_FARVAR(seg, info->crtc_index, inb(crtc_addr));
358     SET_FARVAR(seg, info->grdc_index, inb(VGAREG_GRDC_ADDRESS));
359     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
360     u16 ar_index = inb(VGAREG_ACTL_ADDRESS);
361     SET_FARVAR(seg, info->actl_index, ar_index);
362     SET_FARVAR(seg, info->feature, inb(VGAREG_READ_FEATURE_CTL));
363
364     u16 i;
365     for (i=0; i<4; i++) {
366         outb(i+1, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
367         SET_FARVAR(seg, info->sequ_regs[i], inb(VGAREG_SEQU_DATA));
368     }
369     outb(0, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
370     SET_FARVAR(seg, info->sequ0, inb(VGAREG_SEQU_DATA));
371
372     for (i=0; i<25; i++) {
373         outb(i, crtc_addr);
374         SET_FARVAR(seg, info->crtc_regs[i], inb(crtc_addr + 1));
375     }
376
377     for (i=0; i<20; i++) {
378         inb(VGAREG_ACTL_RESET);
379         outb(i | (ar_index & 0x20), VGAREG_ACTL_ADDRESS);
380         SET_FARVAR(seg, info->actl_regs[i], inb(VGAREG_ACTL_READ_DATA));
381     }
382     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
383
384     for (i=0; i<9; i++) {
385         outb(i, VGAREG_GRDC_ADDRESS);
386         SET_FARVAR(seg, info->grdc_regs[i], inb(VGAREG_GRDC_DATA));
387     }
388
389     SET_FARVAR(seg, info->crtc_addr, crtc_addr);
390
391     /* XXX: read plane latches */
392     for (i=0; i<4; i++)
393         SET_FARVAR(seg, info->plane_latch[i], 0);
394 }
395
396 void
397 stdvga_restore_state(u16 seg, struct saveVideoHardware *info)
398 {
399     // Reset Attribute Ctl flip-flop
400     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
401
402     u16 crtc_addr = GET_FARVAR(seg, info->crtc_addr);
403
404     u16 i;
405     for (i=0; i<4; i++) {
406         outb(i+1, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
407         outb(GET_FARVAR(seg, info->sequ_regs[i]), VGAREG_SEQU_DATA);
408     }
409     outb(0, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
410     outb(GET_FARVAR(seg, info->sequ0), VGAREG_SEQU_DATA);
411
412     // Disable CRTC write protection
413     outw(0x0011, crtc_addr);
414     // Set CRTC regs
415     for (i=0; i<25; i++)
416         if (i != 0x11) {
417             outb(i, crtc_addr);
418             outb(GET_FARVAR(seg, info->crtc_regs[i]), crtc_addr + 1);
419         }
420     // select crtc base address
421     u16 v = inb(VGAREG_READ_MISC_OUTPUT) & ~0x01;
422     if (crtc_addr == VGAREG_VGA_CRTC_ADDRESS)
423         v |= 0x01;
424     outb(v, VGAREG_WRITE_MISC_OUTPUT);
425
426     // enable write protection if needed
427     outb(0x11, crtc_addr);
428     outb(GET_FARVAR(seg, info->crtc_regs[0x11]), crtc_addr + 1);
429
430     // Set Attribute Ctl
431     u16 ar_index = GET_FARVAR(seg, info->actl_index);
432     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
433     for (i=0; i<20; i++) {
434         outb(i | (ar_index & 0x20), VGAREG_ACTL_ADDRESS);
435         outb(GET_FARVAR(seg, info->actl_regs[i]), VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
436     }
437     outb(ar_index, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
438     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
439
440     for (i=0; i<9; i++) {
441         outb(i, VGAREG_GRDC_ADDRESS);
442         outb(GET_FARVAR(seg, info->grdc_regs[i]), VGAREG_GRDC_DATA);
443     }
444
445     outb(GET_FARVAR(seg, info->sequ_index), VGAREG_SEQU_ADDRESS);
446     outb(GET_FARVAR(seg, info->crtc_index), crtc_addr);
447     outb(GET_FARVAR(seg, info->grdc_index), VGAREG_GRDC_ADDRESS);
448     outb(GET_FARVAR(seg, info->feature), crtc_addr - 0x4 + 0xa);
449 }
450
451 static void
452 clear_screen(struct vgamode_s *vmode_g)
453 {
454     switch (GET_GLOBAL(vmode_g->memmodel)) {
455     case MM_TEXT:
456         memset16_far(GET_GLOBAL(vmode_g->sstart), 0, 0x0720, 32*1024);
457         break;
458     case MM_CGA:
459         memset16_far(GET_GLOBAL(vmode_g->sstart), 0, 0x0000, 32*1024);
460         break;
461     default:
462         // XXX - old code gets/sets/restores sequ register 2 to 0xf -
463         // but it should always be 0xf anyway.
464         memset16_far(GET_GLOBAL(vmode_g->sstart), 0, 0x0000, 64*1024);
465     }
466 }
467
468 int
469 stdvga_set_mode(int mode, int flags)
470 {
471     // find the entry in the video modes
472     struct vgamode_s *vmode_g = stdvga_find_mode(mode);
473     dprintf(1, "mode search %02x found %p\n", mode, vmode_g);
474     if (!vmode_g)
475         return VBE_RETURN_STATUS_FAILED;
476     struct stdvga_mode_s *stdmode_g = container_of(
477         vmode_g, struct stdvga_mode_s, info);
478
479     // if palette loading (bit 3 of modeset ctl = 0)
480     if (!(flags & MF_NOPALETTE)) {    // Set the PEL mask
481         stdvga_pelmask_write(GET_GLOBAL(stdmode_g->pelmask));
482
483         // From which palette
484         u8 *palette_g = GET_GLOBAL(stdmode_g->dac);
485         u16 palsize = GET_GLOBAL(stdmode_g->dacsize) / 3;
486
487         // Always 256*3 values
488         stdvga_dac_write(get_global_seg(), palette_g, 0, palsize);
489         u16 i;
490         for (i = palsize; i < 0x0100; i++) {
491             static u8 rgb[3] VAR16;
492             stdvga_dac_write(get_global_seg(), rgb, i, 1);
493         }
494
495         if (flags & MF_GRAYSUM)
496             stdvga_perform_gray_scale_summing(0x00, 0x100);
497     }
498
499     // Reset Attribute Ctl flip-flop
500     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
501
502     // Set Attribute Ctl
503     u8 *regs = GET_GLOBAL(stdmode_g->actl_regs);
504     u16 i;
505     for (i = 0; i <= 0x13; i++) {
506         outb(i, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
507         outb(GET_GLOBAL(regs[i]), VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
508     }
509     outb(0x14, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
510     outb(0x00, VGAREG_ACTL_WRITE_DATA);
511
512     // Set Sequencer Ctl
513     outb(0, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
514     outb(0x03, VGAREG_SEQU_DATA);
515     regs = GET_GLOBAL(stdmode_g->sequ_regs);
516     for (i = 1; i <= 4; i++) {
517         outb(i, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
518         outb(GET_GLOBAL(regs[i - 1]), VGAREG_SEQU_DATA);
519     }
520
521     // Set Grafx Ctl
522     regs = GET_GLOBAL(stdmode_g->grdc_regs);
523     for (i = 0; i <= 8; i++) {
524         outb(i, VGAREG_GRDC_ADDRESS);
525         outb(GET_GLOBAL(regs[i]), VGAREG_GRDC_DATA);
526     }
527
528     // Set CRTC address VGA or MDA
529     u8 miscreg = GET_GLOBAL(stdmode_g->miscreg);
530     u16 crtc_addr = VGAREG_VGA_CRTC_ADDRESS;
531     if (!(miscreg & 1))
532         crtc_addr = VGAREG_MDA_CRTC_ADDRESS;
533
534     // Disable CRTC write protection
535     outw(0x0011, crtc_addr);
536     // Set CRTC regs
537     regs = GET_GLOBAL(stdmode_g->crtc_regs);
538     for (i = 0; i <= 0x18; i++) {
539         outb(i, crtc_addr);
540         outb(GET_GLOBAL(regs[i]), crtc_addr + 1);
541     }
542
543     // Set the misc register
544     outb(miscreg, VGAREG_WRITE_MISC_OUTPUT);
545
546     // Enable video
547     outb(0x20, VGAREG_ACTL_ADDRESS);
548     inb(VGAREG_ACTL_RESET);
549
550     // Clear screen
551     if (!(flags & MF_NOCLEARMEM))
552         clear_screen(vmode_g);
553
554     // Write the fonts in memory
555     u8 memmodel = GET_GLOBAL(vmode_g->memmodel);
556     if (memmodel == MM_TEXT)
557         stdvga_load_font(get_global_seg(), vgafont16, 0x100, 0, 0, 16);
558
559     // Setup BDA variables
560     modeswitch_set_bda(mode, flags, vmode_g);
561
562     return 0;
563 }
564
565
566 /****************************************************************
567  * Misc
568  ****************************************************************/
569
570 void
571 stdvga_list_modes(u16 seg, u16 *dest, u16 *last)
572 {
573     SET_FARVAR(seg, *dest, 0xffff);
574 }
575
576 void
577 stdvga_enable_video_addressing(u8 disable)
578 {
579     u8 v = (disable & 1) ? 0x00 : 0x02;
580     u8 v2 = inb(VGAREG_READ_MISC_OUTPUT) & ~0x02;
581     outb(v | v2, VGAREG_WRITE_MISC_OUTPUT);
582 }
583
584 int
585 stdvga_init(void)
586 {
587     // switch to color mode and enable CPU access 480 lines
588     outb(0xc3, VGAREG_WRITE_MISC_OUTPUT);
589     // more than 64k 3C4/04
590     outb(0x04, VGAREG_SEQU_ADDRESS);
591     outb(0x02, VGAREG_SEQU_DATA);
592
593     return 0;
594 }