sys/dev/vt/hw/vga/vt_vga.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2005 Marcel Moolenaar
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2009 The FreeBSD Foundation
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Portions of this software were developed by Ed Schouten
   9  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  */
  32
  33 #include "opt_acpi.h"
  34
  35 #include <sys/cdefs.h>
  36 __FBSDID("$FreeBSD$");
  37
  38 #include <sys/param.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/systm.h>
  41 #include <sys/bus.h>
  42 #include <sys/module.h>
  43 #include <sys/rman.h>
  44
  45 #include <dev/vt/vt.h>
  46 #include <dev/vt/colors/vt_termcolors.h>
  47 #include <dev/vt/hw/vga/vt_vga_reg.h>
  48 #include <dev/pci/pcivar.h>
  49
  50 #include <machine/bus.h>
  51 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
  52 #include <contrib/dev/acpica/include/acpi.h>
  53 #include <machine/md_var.h>
  54 #endif
  55
  56 struct vga_softc {
  57         bus_space_tag_t          vga_fb_tag;
  58         bus_space_handle_t       vga_fb_handle;
  59         bus_space_tag_t          vga_reg_tag;
  60         bus_space_handle_t       vga_reg_handle;
  61         int                      vga_wmode;
  62         term_color_t             vga_curfg, vga_curbg;
  63         boolean_t                vga_enabled;
  64 };
  65
  66 /* Convenience macros. */
  67 #define MEM_READ1(sc, ofs) \
  68         bus_space_read_1(sc->vga_fb_tag, sc->vga_fb_handle, ofs)
  69 #define MEM_WRITE1(sc, ofs, val) \
  70         bus_space_write_1(sc->vga_fb_tag, sc->vga_fb_handle, ofs, val)
  71 #define MEM_WRITE2(sc, ofs, val) \
  72         bus_space_write_2(sc->vga_fb_tag, sc->vga_fb_handle, ofs, val)
  73 #define REG_READ1(sc, reg) \
  74         bus_space_read_1(sc->vga_reg_tag, sc->vga_reg_handle, reg)
  75 #define REG_WRITE1(sc, reg, val) \
  76         bus_space_write_1(sc->vga_reg_tag, sc->vga_reg_handle, reg, val)
  77
  78 #define VT_VGA_WIDTH    640
  79 #define VT_VGA_HEIGHT   480
  80 #define VT_VGA_MEMSIZE  (VT_VGA_WIDTH * VT_VGA_HEIGHT / 8)
  81
  82 /*
  83  * VGA is designed to handle 8 pixels at a time (8 pixels in one byte of
  84  * memory).
  85  */
  86 #define VT_VGA_PIXELS_BLOCK     8
  87
  88 /*
  89  * We use an off-screen addresses to:
  90  *     o  store the background color;
  91  *     o  store pixels pattern.
  92  * Those addresses are then loaded in the latches once.
  93  */
  94 #define VT_VGA_BGCOLOR_OFFSET   VT_VGA_MEMSIZE
  95
  96 static vd_probe_t       vga_probe;
  97 static vd_init_t        vga_init;
  98 static vd_blank_t       vga_blank;
  99 static vd_bitblt_text_t vga_bitblt_text;
 100 static vd_invalidate_text_t     vga_invalidate_text;
 101 static vd_bitblt_bmp_t  vga_bitblt_bitmap;
 102 static vd_drawrect_t    vga_drawrect;
 103 static vd_setpixel_t    vga_setpixel;
 104 static vd_postswitch_t  vga_postswitch;
 105
 106 static const struct vt_driver vt_vga_driver = {
 107         .vd_name        = "vga",
 108         .vd_probe       = vga_probe,
 109         .vd_init        = vga_init,
 110         .vd_blank       = vga_blank,
 111         .vd_bitblt_text = vga_bitblt_text,
 112         .vd_invalidate_text = vga_invalidate_text,
 113         .vd_bitblt_bmp  = vga_bitblt_bitmap,
 114         .vd_drawrect    = vga_drawrect,
 115         .vd_setpixel    = vga_setpixel,
 116         .vd_postswitch  = vga_postswitch,
 117         .vd_priority    = VD_PRIORITY_GENERIC,
 118 };
 119
 120 /*
 121  * Driver supports both text mode and graphics mode.  Make sure the
 122  * buffer is always big enough to support both.
 123  */
 124 static struct vga_softc vga_conssoftc;
 125 VT_DRIVER_DECLARE(vt_vga, vt_vga_driver);
 126
 127 static inline void
 128 vga_setwmode(struct vt_device *vd, int wmode)
 129 {
 130         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 131
 132         if (sc->vga_wmode == wmode)
 133                 return;
 134
 135         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MODE);
 136         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, wmode);
 137         sc->vga_wmode = wmode;
 138
 139         switch (wmode) {
 140         case 3:
 141                 /* Re-enable all plans. */
 142                 REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MAP_MASK);
 143                 REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_MM_EM3 | VGA_SEQ_MM_EM2 |
 144                     VGA_SEQ_MM_EM1 | VGA_SEQ_MM_EM0);
 145                 break;
 146         }
 147 }
 148
 149 static inline void
 150 vga_setfg(struct vt_device *vd, term_color_t color)
 151 {
 152         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 153
 154         vga_setwmode(vd, 3);
 155
 156         if (sc->vga_curfg == color)
 157                 return;
 158
 159         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_SET_RESET);
 160         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, cons_to_vga_colors[color]);
 161         sc->vga_curfg = color;
 162 }
 163
 164 static inline void
 165 vga_setbg(struct vt_device *vd, term_color_t color)
 166 {
 167         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 168
 169         vga_setwmode(vd, 3);
 170
 171         if (sc->vga_curbg == color)
 172                 return;
 173
 174         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_SET_RESET);
 175         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, cons_to_vga_colors[color]);
 176
 177         /*
 178          * Write 8 pixels using the background color to an off-screen
 179          * byte in the video memory.
 180          */
 181         MEM_WRITE1(sc, VT_VGA_BGCOLOR_OFFSET, 0xff);
 182
 183         /*
 184          * Read those 8 pixels back to load the background color in the
 185          * latches register.
 186          */
 187         MEM_READ1(sc, VT_VGA_BGCOLOR_OFFSET);
 188
 189         sc->vga_curbg = color;
 190
 191         /*
 192          * The Set/Reset register doesn't contain the fg color anymore,
 193          * store an invalid color.
 194          */
 195         sc->vga_curfg = 0xff;
 196 }
 197
 198 /*
 199  * Binary searchable table for Unicode to CP437 conversion.
 200  */
 201
 202 struct unicp437 {
 203         uint16_t        unicode_base;
 204         uint8_t         cp437_base;
 205         uint8_t         length;
 206 };
 207
 208 static const struct unicp437 cp437table[] = {
 209         { 0x0020, 0x20, 0x5e }, { 0x00a0, 0x20, 0x00 },
 210         { 0x00a1, 0xad, 0x00 }, { 0x00a2, 0x9b, 0x00 },
 211         { 0x00a3, 0x9c, 0x00 }, { 0x00a5, 0x9d, 0x00 },
 212         { 0x00a6, 0x7c, 0x00 },
 213         { 0x00a7, 0x15, 0x00 }, { 0x00aa, 0xa6, 0x00 },
 214         { 0x00ab, 0xae, 0x00 }, { 0x00ac, 0xaa, 0x00 },
 215         { 0x00b0, 0xf8, 0x00 }, { 0x00b1, 0xf1, 0x00 },
 216         { 0x00b2, 0xfd, 0x00 }, { 0x00b5, 0xe6, 0x00 },
 217         { 0x00b6, 0x14, 0x00 }, { 0x00b7, 0xfa, 0x00 },
 218         { 0x00ba, 0xa7, 0x00 }, { 0x00bb, 0xaf, 0x00 },
 219         { 0x00bc, 0xac, 0x00 }, { 0x00bd, 0xab, 0x00 },
 220         { 0x00bf, 0xa8, 0x00 }, { 0x00c4, 0x8e, 0x01 },
 221         { 0x00c6, 0x92, 0x00 }, { 0x00c7, 0x80, 0x00 },
 222         { 0x00c9, 0x90, 0x00 }, { 0x00d1, 0xa5, 0x00 },
 223         { 0x00d6, 0x99, 0x00 }, { 0x00dc, 0x9a, 0x00 },
 224         { 0x00df, 0xe1, 0x00 }, { 0x00e0, 0x85, 0x00 },
 225         { 0x00e1, 0xa0, 0x00 }, { 0x00e2, 0x83, 0x00 },
 226         { 0x00e4, 0x84, 0x00 }, { 0x00e5, 0x86, 0x00 },
 227         { 0x00e6, 0x91, 0x00 }, { 0x00e7, 0x87, 0x00 },
 228         { 0x00e8, 0x8a, 0x00 }, { 0x00e9, 0x82, 0x00 },
 229         { 0x00ea, 0x88, 0x01 }, { 0x00ec, 0x8d, 0x00 },
 230         { 0x00ed, 0xa1, 0x00 }, { 0x00ee, 0x8c, 0x00 },
 231         { 0x00ef, 0x8b, 0x00 }, { 0x00f0, 0xeb, 0x00 },
 232         { 0x00f1, 0xa4, 0x00 }, { 0x00f2, 0x95, 0x00 },
 233         { 0x00f3, 0xa2, 0x00 }, { 0x00f4, 0x93, 0x00 },
 234         { 0x00f6, 0x94, 0x00 }, { 0x00f7, 0xf6, 0x00 },
 235         { 0x00f8, 0xed, 0x00 }, { 0x00f9, 0x97, 0x00 },
 236         { 0x00fa, 0xa3, 0x00 }, { 0x00fb, 0x96, 0x00 },
 237         { 0x00fc, 0x81, 0x00 }, { 0x00ff, 0x98, 0x00 },
 238         { 0x0192, 0x9f, 0x00 }, { 0x0393, 0xe2, 0x00 },
 239         { 0x0398, 0xe9, 0x00 }, { 0x03a3, 0xe4, 0x00 },
 240         { 0x03a6, 0xe8, 0x00 }, { 0x03a9, 0xea, 0x00 },
 241         { 0x03b1, 0xe0, 0x01 }, { 0x03b4, 0xeb, 0x00 },
 242         { 0x03b5, 0xee, 0x00 }, { 0x03bc, 0xe6, 0x00 },
 243         { 0x03c0, 0xe3, 0x00 }, { 0x03c3, 0xe5, 0x00 },
 244         { 0x03c4, 0xe7, 0x00 }, { 0x03c6, 0xed, 0x00 },
 245         { 0x03d5, 0xed, 0x00 }, { 0x2010, 0x2d, 0x00 },
 246         { 0x2013, 0x2d, 0x00 },
 247         { 0x2014, 0x2d, 0x00 }, { 0x2018, 0x60, 0x00 },
 248         { 0x2019, 0x27, 0x00 }, { 0x201c, 0x22, 0x00 },
 249         { 0x201d, 0x22, 0x00 }, { 0x2022, 0x07, 0x00 },
 250         { 0x203c, 0x13, 0x00 }, { 0x207f, 0xfc, 0x00 },
 251         { 0x20a7, 0x9e, 0x00 }, { 0x20ac, 0xee, 0x00 },
 252         { 0x2126, 0xea, 0x00 }, { 0x2190, 0x1b, 0x00 },
 253         { 0x2191, 0x18, 0x00 }, { 0x2192, 0x1a, 0x00 },
 254         { 0x2193, 0x19, 0x00 }, { 0x2194, 0x1d, 0x00 },
 255         { 0x2195, 0x12, 0x00 }, { 0x21a8, 0x17, 0x00 },
 256         { 0x2202, 0xeb, 0x00 }, { 0x2208, 0xee, 0x00 },
 257         { 0x2211, 0xe4, 0x00 }, { 0x2212, 0x2d, 0x00 },
 258         { 0x2219, 0xf9, 0x00 }, { 0x221a, 0xfb, 0x00 },
 259         { 0x221e, 0xec, 0x00 }, { 0x221f, 0x1c, 0x00 },
 260         { 0x2229, 0xef, 0x00 }, { 0x2248, 0xf7, 0x00 },
 261         { 0x2261, 0xf0, 0x00 }, { 0x2264, 0xf3, 0x00 },
 262         { 0x2265, 0xf2, 0x00 }, { 0x2302, 0x7f, 0x00 },
 263         { 0x2310, 0xa9, 0x00 }, { 0x2320, 0xf4, 0x00 },
 264         { 0x2321, 0xf5, 0x00 }, { 0x2500, 0xc4, 0x00 },
 265         { 0x2502, 0xb3, 0x00 }, { 0x250c, 0xda, 0x00 },
 266         { 0x2510, 0xbf, 0x00 }, { 0x2514, 0xc0, 0x00 },
 267         { 0x2518, 0xd9, 0x00 }, { 0x251c, 0xc3, 0x00 },
 268         { 0x2524, 0xb4, 0x00 }, { 0x252c, 0xc2, 0x00 },
 269         { 0x2534, 0xc1, 0x00 }, { 0x253c, 0xc5, 0x00 },
 270         { 0x2550, 0xcd, 0x00 }, { 0x2551, 0xba, 0x00 },
 271         { 0x2552, 0xd5, 0x00 }, { 0x2553, 0xd6, 0x00 },
 272         { 0x2554, 0xc9, 0x00 }, { 0x2555, 0xb8, 0x00 },
 273         { 0x2556, 0xb7, 0x00 }, { 0x2557, 0xbb, 0x00 },
 274         { 0x2558, 0xd4, 0x00 }, { 0x2559, 0xd3, 0x00 },
 275         { 0x255a, 0xc8, 0x00 }, { 0x255b, 0xbe, 0x00 },
 276         { 0x255c, 0xbd, 0x00 }, { 0x255d, 0xbc, 0x00 },
 277         { 0x255e, 0xc6, 0x01 }, { 0x2560, 0xcc, 0x00 },
 278         { 0x2561, 0xb5, 0x00 }, { 0x2562, 0xb6, 0x00 },
 279         { 0x2563, 0xb9, 0x00 }, { 0x2564, 0xd1, 0x01 },
 280         { 0x2566, 0xcb, 0x00 }, { 0x2567, 0xcf, 0x00 },
 281         { 0x2568, 0xd0, 0x00 }, { 0x2569, 0xca, 0x00 },
 282         { 0x256a, 0xd8, 0x00 }, { 0x256b, 0xd7, 0x00 },
 283         { 0x256c, 0xce, 0x00 }, { 0x2580, 0xdf, 0x00 },
 284         { 0x2584, 0xdc, 0x00 }, { 0x2588, 0xdb, 0x00 },
 285         { 0x258c, 0xdd, 0x00 }, { 0x2590, 0xde, 0x00 },
 286         { 0x2591, 0xb0, 0x02 }, { 0x25a0, 0xfe, 0x00 },
 287         { 0x25ac, 0x16, 0x00 }, { 0x25b2, 0x1e, 0x00 },
 288         { 0x25ba, 0x10, 0x00 }, { 0x25bc, 0x1f, 0x00 },
 289         { 0x25c4, 0x11, 0x00 }, { 0x25cb, 0x09, 0x00 },
 290         { 0x25d8, 0x08, 0x00 }, { 0x25d9, 0x0a, 0x00 },
 291         { 0x263a, 0x01, 0x01 }, { 0x263c, 0x0f, 0x00 },
 292         { 0x2640, 0x0c, 0x00 }, { 0x2642, 0x0b, 0x00 },
 293         { 0x2660, 0x06, 0x00 }, { 0x2663, 0x05, 0x00 },
 294         { 0x2665, 0x03, 0x01 }, { 0x266a, 0x0d, 0x00 },
 295         { 0x266c, 0x0e, 0x00 }, { 0x2713, 0xfb, 0x00 },
 296         { 0x27e8, 0x3c, 0x00 }, { 0x27e9, 0x3e, 0x00 },
 297 };
 298
 299 static uint8_t
 300 vga_get_cp437(term_char_t c)
 301 {
 302         int min, mid, max;
 303
 304         min = 0;
 305         max = nitems(cp437table) - 1;
 306
 307         if (c < cp437table[0].unicode_base ||
 308             c > cp437table[max].unicode_base + cp437table[max].length)
 309                 return '?';
 310
 311         while (max >= min) {
 312                 mid = (min + max) / 2;
 313                 if (c < cp437table[mid].unicode_base)
 314                         max = mid - 1;
 315                 else if (c > cp437table[mid].unicode_base +
 316                     cp437table[mid].length)
 317                         min = mid + 1;
 318                 else
 319                         return (c - cp437table[mid].unicode_base +
 320                             cp437table[mid].cp437_base);
 321         }
 322
 323         return '?';
 324 }
 325
 326 static void
 327 vga_blank(struct vt_device *vd, term_color_t color)
 328 {
 329         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 330         u_int ofs;
 331
 332         vga_setfg(vd, color);
 333         for (ofs = 0; ofs < VT_VGA_MEMSIZE; ofs++)
 334                 MEM_WRITE1(sc, ofs, 0xff);
 335 }
 336
 337 static inline void
 338 vga_bitblt_put(struct vt_device *vd, u_long dst, term_color_t color,
 339     uint8_t v)
 340 {
 341         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 342
 343         /* Skip empty writes, in order to avoid palette changes. */
 344         if (v != 0x00) {
 345                 vga_setfg(vd, color);
 346                 /*
 347                  * When this MEM_READ1() gets disabled, all sorts of
 348                  * artifacts occur.  This is because this read loads the
 349                  * set of 8 pixels that are about to be changed.  There
 350                  * is one scenario where we can avoid the read, namely
 351                  * if all pixels are about to be overwritten anyway.
 352                  */
 353                 if (v != 0xff) {
 354                         MEM_READ1(sc, dst);
 355
 356                         /* The bg color was trashed by the reads. */
 357                         sc->vga_curbg = 0xff;
 358                 }
 359                 MEM_WRITE1(sc, dst, v);
 360         }
 361 }
 362
 363 static void
 364 vga_setpixel(struct vt_device *vd, int x, int y, term_color_t color)
 365 {
 366
 367         if (vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE)
 368                 return;
 369
 370         vga_bitblt_put(vd, (y * VT_VGA_WIDTH / 8) + (x / 8), color,
 371             0x80 >> (x % 8));
 372 }
 373
 374 static void
 375 vga_drawrect(struct vt_device *vd, int x1, int y1, int x2, int y2, int fill,
 376     term_color_t color)
 377 {
 378         int x, y;
 379
 380         if (vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE)
 381                 return;
 382
 383         for (y = y1; y <= y2; y++) {
 384                 if (fill || (y == y1) || (y == y2)) {
 385                         for (x = x1; x <= x2; x++)
 386                                 vga_setpixel(vd, x, y, color);
 387                 } else {
 388                         vga_setpixel(vd, x1, y, color);
 389                         vga_setpixel(vd, x2, y, color);
 390                 }
 391         }
 392 }
 393
 394 static void
 395 vga_compute_shifted_pattern(const uint8_t *src, unsigned int bytes,
 396     unsigned int src_x, unsigned int x_count, unsigned int dst_x,
 397     uint8_t *pattern, uint8_t *mask)
 398 {
 399         unsigned int n;
 400
 401         n = src_x / 8;
 402
 403         /*
 404          * This mask has bits set, where a pixel (ether 0 or 1)
 405          * comes from the source bitmap.
 406          */
 407         if (mask != NULL) {
 408                 *mask = (0xff
 409                     >> (8 - x_count))
 410                     << (8 - x_count - dst_x);
 411         }
 412
 413         if (n == (src_x + x_count - 1) / 8) {
 414                 /* All the pixels we want are in the same byte. */
 415                 *pattern = src[n];
 416                 if (dst_x >= src_x)
 417                         *pattern >>= (dst_x - src_x % 8);
 418                 else
 419                         *pattern <<= (src_x % 8 - dst_x);
 420         } else {
 421                 /* The pixels we want are split into two bytes. */
 422                 if (dst_x >= src_x % 8) {
 423                         *pattern =
 424                             src[n] << (8 - dst_x - src_x % 8) |
 425                             src[n + 1] >> (dst_x - src_x % 8);
 426                 } else {
 427                         *pattern =
 428                             src[n] << (src_x % 8 - dst_x) |
 429                             src[n + 1] >> (8 - src_x % 8 - dst_x);
 430                 }
 431         }
 432 }
 433
 434 static void
 435 vga_copy_bitmap_portion(uint8_t *pattern_2colors, uint8_t *pattern_ncolors,
 436     const uint8_t *src, const uint8_t *src_mask, unsigned int src_width,
 437     unsigned int src_x, unsigned int dst_x, unsigned int x_count,
 438     unsigned int src_y, unsigned int dst_y, unsigned int y_count,
 439     term_color_t fg, term_color_t bg, int overwrite)
 440 {
 441         unsigned int i, bytes;
 442         uint8_t pattern, relevant_bits, mask;
 443
 444         bytes = (src_width + 7) / 8;
 445
 446         for (i = 0; i < y_count; ++i) {
 447                 vga_compute_shifted_pattern(src + (src_y + i) * bytes,
 448                     bytes, src_x, x_count, dst_x, &pattern, &relevant_bits);
 449
 450                 if (src_mask == NULL) {
 451                         /*
 452                          * No src mask. Consider that all wanted bits
 453                          * from the source are "authoritative".
 454                          */
 455                         mask = relevant_bits;
 456                 } else {
 457                         /*
 458                          * There's an src mask. We shift it the same way
 459                          * we shifted the source pattern.
 460                          */
 461                         vga_compute_shifted_pattern(
 462                             src_mask + (src_y + i) * bytes,
 463                             bytes, src_x, x_count, dst_x,
 464                             &mask, NULL);
 465
 466                         /* Now, only keep the wanted bits among them. */
 467                         mask &= relevant_bits;
 468                 }
 469
 470                 /*
 471                  * Clear bits from the pattern which must be
 472                  * transparent, according to the source mask.
 473                  */
 474                 pattern &= mask;
 475
 476                 /* Set the bits in the 2-colors array. */
 477                 if (overwrite)
 478                         pattern_2colors[dst_y + i] &= ~mask;
 479                 pattern_2colors[dst_y + i] |= pattern;
 480
 481                 if (pattern_ncolors == NULL)
 482                         continue;
 483
 484                 /*
 485                  * Set the same bits in the n-colors array. This one
 486                  * supports transparency, when a given bit is cleared in
 487                  * all colors.
 488                  */
 489                 if (overwrite) {
 490                         /*
 491                          * Ensure that the pixels used by this bitmap are
 492                          * cleared in other colors.
 493                          */
 494                         for (int j = 0; j < 16; ++j)
 495                                 pattern_ncolors[(dst_y + i) * 16 + j] &=
 496                                     ~mask;
 497                 }
 498                 pattern_ncolors[(dst_y + i) * 16 + fg] |= pattern;
 499                 pattern_ncolors[(dst_y + i) * 16 + bg] |= (~pattern & mask);
 500         }
 501 }
 502
 503 static void
 504 vga_bitblt_pixels_block_2colors(struct vt_device *vd, const uint8_t *masks,
 505     term_color_t fg, term_color_t bg,
 506     unsigned int x, unsigned int y, unsigned int height)
 507 {
 508         unsigned int i, offset;
 509         struct vga_softc *sc;
 510
 511         /*
 512          * The great advantage of Write Mode 3 is that we just need
 513          * to load the foreground in the Set/Reset register, load the
 514          * background color in the latches register (this is done
 515          * through a write in offscreen memory followed by a read of
 516          * that data), then write the pattern to video memory. This
 517          * pattern indicates if the pixel should use the foreground
 518          * color (bit set) or the background color (bit cleared).
 519          */
 520
 521         vga_setbg(vd, bg);
 522         vga_setfg(vd, fg);
 523
 524         sc = vd->vd_softc;
 525         offset = (VT_VGA_WIDTH * y + x) / 8;
 526
 527         for (i = 0; i < height; ++i, offset += VT_VGA_WIDTH / 8) {
 528                 MEM_WRITE1(sc, offset, masks[i]);
 529         }
 530 }
 531
 532 static void
 533 vga_bitblt_pixels_block_ncolors(struct vt_device *vd, const uint8_t *masks,
 534     unsigned int x, unsigned int y, unsigned int height)
 535 {
 536         unsigned int i, j, plan, color, offset;
 537         struct vga_softc *sc;
 538         uint8_t mask, plans[height * 4];
 539
 540         sc = vd->vd_softc;
 541
 542         memset(plans, 0, sizeof(plans));
 543
 544         /*
 545          * To write a group of pixels using 3 or more colors, we select
 546          * Write Mode 0 and write one byte to each plan separately.
 547          */
 548
 549         /*
 550          * We first compute each byte: each plan contains one bit of the
 551          * color code for each of the 8 pixels.
 552          *
 553          * For example, if the 8 pixels are like this:
 554          *     GBBBBBBY
 555          * where:
 556          *     G (gray)   = 0b0111
 557          *     B (black)  = 0b0000
 558          *     Y (yellow) = 0b0011
 559          *
 560          * The corresponding for bytes are:
 561          *             GBBBBBBY
 562          *     Plan 0: 10000001 = 0x81
 563          *     Plan 1: 10000001 = 0x81
 564          *     Plan 2: 10000000 = 0x80
 565          *     Plan 3: 00000000 = 0x00
 566          *             |  |   |
 567          *             |  |   +-> 0b0011 (Y)
 568          *             |  +-----> 0b0000 (B)
 569          *             +--------> 0b0111 (G)
 570          */
 571
 572         for (i = 0; i < height; ++i) {
 573                 for (color = 0; color < 16; ++color) {
 574                         mask = masks[i * 16 + color];
 575                         if (mask == 0x00)
 576                                 continue;
 577
 578                         for (j = 0; j < 8; ++j) {
 579                                 if (!((mask >> (7 - j)) & 0x1))
 580                                         continue;
 581
 582                                 /* The pixel "j" uses color "color". */
 583                                 for (plan = 0; plan < 4; ++plan)
 584                                         plans[i * 4 + plan] |=
 585                                             ((color >> plan) & 0x1) << (7 - j);
 586                         }
 587                 }
 588         }
 589
 590         /*
 591          * The bytes are ready: we now switch to Write Mode 0 and write
 592          * all bytes, one plan at a time.
 593          */
 594         vga_setwmode(vd, 0);
 595
 596         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MAP_MASK);
 597         for (plan = 0; plan < 4; ++plan) {
 598                 /* Select plan. */
 599                 REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, 1 << plan);
 600
 601                 /* Write all bytes for this plan, from Y to Y+height. */
 602                 for (i = 0; i < height; ++i) {
 603                         offset = (VT_VGA_WIDTH * (y + i) + x) / 8;
 604                         MEM_WRITE1(sc, offset, plans[i * 4 + plan]);
 605                 }
 606         }
 607 }
 608
 609 static void
 610 vga_bitblt_one_text_pixels_block(struct vt_device *vd,
 611     const struct vt_window *vw, unsigned int x, unsigned int y)
 612 {
 613         const struct vt_buf *vb;
 614         const struct vt_font *vf;
 615         unsigned int i, col, row, src_x, x_count;
 616         unsigned int used_colors_list[16], used_colors;
 617         uint8_t pattern_2colors[vw->vw_font->vf_height];
 618         uint8_t pattern_ncolors[vw->vw_font->vf_height * 16];
 619         term_char_t c;
 620         term_color_t fg, bg;
 621         const uint8_t *src;
 622
 623         vb = &vw->vw_buf;
 624         vf = vw->vw_font;
 625
 626         /*
 627          * The current pixels block.
 628          *
 629          * We fill it with portions of characters, because both "grids"
 630          * may not match.
 631          *
 632          * i is the index in this pixels block.
 633          */
 634
 635         i = x;
 636         used_colors = 0;
 637         memset(used_colors_list, 0, sizeof(used_colors_list));
 638         memset(pattern_2colors, 0, sizeof(pattern_2colors));
 639         memset(pattern_ncolors, 0, sizeof(pattern_ncolors));
 640
 641         if (i < vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col) {
 642                 /*
 643                  * i is in the margin used to center the text area on
 644                  * the screen.
 645                  */
 646
 647                 i = vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col;
 648         }
 649
 650         while (i < x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK &&
 651             i < vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col) {
 652                 /*
 653                  * Find which character is drawn on this pixel in the
 654                  * pixels block.
 655                  *
 656                  * While here, record what colors it uses.
 657                  */
 658
 659                 col = (i - vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col) / vf->vf_width;
 660                 row = (y - vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row) / vf->vf_height;
 661
 662                 c = VTBUF_GET_FIELD(vb, row, col);
 663                 src = vtfont_lookup(vf, c);
 664
 665                 vt_determine_colors(c, VTBUF_ISCURSOR(vb, row, col), &fg, &bg);
 666                 if ((used_colors_list[fg] & 0x1) != 0x1)
 667                         used_colors++;
 668                 if ((used_colors_list[bg] & 0x2) != 0x2)
 669                         used_colors++;
 670                 used_colors_list[fg] |= 0x1;
 671                 used_colors_list[bg] |= 0x2;
 672
 673                 /*
 674                  * Compute the portion of the character we want to draw,
 675                  * because the pixels block may start in the middle of a
 676                  * character.
 677                  *
 678                  * The first pixel to draw in the character is
 679                  *     the current position -
 680                  *     the start position of the character
 681                  *
 682                  * The last pixel to draw is either
 683                  *     - the last pixel of the character, or
 684                  *     - the pixel of the character matching the end of
 685                  *       the pixels block
 686                  * whichever comes first. This position is then
 687                  * changed to be relative to the start position of the
 688                  * character.
 689                  */
 690
 691                 src_x = i -
 692                     (col * vf->vf_width + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col);
 693                 x_count = min(min(
 694                     (col + 1) * vf->vf_width +
 695                     vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col,
 696                     x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK),
 697                     vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col);
 698                 x_count -= col * vf->vf_width +
 699                     vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col;
 700                 x_count -= src_x;
 701
 702                 /* Copy a portion of the character. */
 703                 vga_copy_bitmap_portion(pattern_2colors, pattern_ncolors,
 704                     src, NULL, vf->vf_width,
 705                     src_x, i % VT_VGA_PIXELS_BLOCK, x_count,
 706                     0, 0, vf->vf_height, fg, bg, 0);
 707
 708                 /* We move to the next portion. */
 709                 i += x_count;
 710         }
 711
 712 #ifndef SC_NO_CUTPASTE
 713         /*
 714          * Copy the mouse pointer bitmap if it's over the current pixels
 715          * block.
 716          *
 717          * We use the saved cursor position (saved in vt_flush()), because
 718          * the current position could be different than the one used
 719          * to mark the area dirty.
 720          */
 721         term_rect_t drawn_area;
 722
 723         drawn_area.tr_begin.tp_col = x;
 724         drawn_area.tr_begin.tp_row = y;
 725         drawn_area.tr_end.tp_col = x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 726         drawn_area.tr_end.tp_row = y + vf->vf_height;
 727         if (vd->vd_mshown && vt_is_cursor_in_area(vd, &drawn_area)) {
 728                 struct vt_mouse_cursor *cursor;
 729                 unsigned int mx, my;
 730                 unsigned int dst_x, src_y, dst_y, y_count;
 731
 732                 cursor = vd->vd_mcursor;
 733                 mx = vd->vd_mx_drawn + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col;
 734                 my = vd->vd_my_drawn + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row;
 735
 736                 /* Compute the portion of the cursor we want to copy. */
 737                 src_x = x > mx ? x - mx : 0;
 738                 dst_x = mx > x ? mx - x : 0;
 739                 x_count = min(min(min(
 740                     cursor->width - src_x,
 741                     x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK - mx),
 742                     vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col - mx),
 743                     VT_VGA_PIXELS_BLOCK);
 744
 745                 /*
 746                  * The cursor isn't aligned on the Y-axis with
 747                  * characters, so we need to compute the vertical
 748                  * start/count.
 749                  */
 750                 src_y = y > my ? y - my : 0;
 751                 dst_y = my > y ? my - y : 0;
 752                 y_count = min(
 753                     min(cursor->height - src_y, y + vf->vf_height - my),
 754                     vf->vf_height);
 755
 756                 /* Copy the cursor portion. */
 757                 vga_copy_bitmap_portion(pattern_2colors, pattern_ncolors,
 758                     cursor->map, cursor->mask, cursor->width,
 759                     src_x, dst_x, x_count, src_y, dst_y, y_count,
 760                     vd->vd_mcursor_fg, vd->vd_mcursor_bg, 1);
 761
 762                 if ((used_colors_list[vd->vd_mcursor_fg] & 0x1) != 0x1)
 763                         used_colors++;
 764                 if ((used_colors_list[vd->vd_mcursor_bg] & 0x2) != 0x2)
 765                         used_colors++;
 766         }
 767 #endif
 768
 769         /*
 770          * The pixels block is completed, we can now draw it on the
 771          * screen.
 772          */
 773         if (used_colors == 2)
 774                 vga_bitblt_pixels_block_2colors(vd, pattern_2colors, fg, bg,
 775                     x, y, vf->vf_height);
 776         else
 777                 vga_bitblt_pixels_block_ncolors(vd, pattern_ncolors,
 778                     x, y, vf->vf_height);
 779 }
 780
 781 static void
 782 vga_bitblt_text_gfxmode(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 783     const term_rect_t *area)
 784 {
 785         const struct vt_font *vf;
 786         unsigned int col, row;
 787         unsigned int x1, y1, x2, y2, x, y;
 788
 789         vf = vw->vw_font;
 790
 791         /*
 792          * Compute the top-left pixel position aligned with the video
 793          * adapter pixels block size.
 794          *
 795          * This is calculated from the top-left column of te dirty area:
 796          *
 797          *     1. Compute the top-left pixel of the character:
 798          *        col * font width + x offset
 799          *
 800          *        NOTE: x offset is used to center the text area on the
 801          *        screen. It's expressed in pixels, not in characters
 802          *        col/row!
 803          *
 804          *     2. Find the pixel further on the left marking the start of
 805          *        an aligned pixels block (eg. chunk of 8 pixels):
 806          *        character's x / blocksize * blocksize
 807          *
 808          *        The division, being made on integers, achieves the
 809          *        alignment.
 810          *
 811          * For the Y-axis, we need to compute the character's y
 812          * coordinate, but we don't need to align it.
 813          */
 814
 815         col = area->tr_begin.tp_col;
 816         row = area->tr_begin.tp_row;
 817         x1 = (int)((col * vf->vf_width + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col)
 818              / VT_VGA_PIXELS_BLOCK)
 819             * VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 820         y1 = row * vf->vf_height + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row;
 821
 822         /*
 823          * Compute the bottom right pixel position, again, aligned with
 824          * the pixels block size.
 825          *
 826          * The same rules apply, we just add 1 to base the computation
 827          * on the "right border" of the dirty area.
 828          */
 829
 830         col = area->tr_end.tp_col;
 831         row = area->tr_end.tp_row;
 832         x2 = (int)howmany(col * vf->vf_width + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col,
 833             VT_VGA_PIXELS_BLOCK)
 834             * VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 835         y2 = row * vf->vf_height + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row;
 836
 837         /* Clip the area to the screen size. */
 838         x2 = min(x2, vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col);
 839         y2 = min(y2, vw->vw_draw_area.tr_end.tp_row);
 840
 841         /*
 842          * Now, we take care of N pixels line at a time (the first for
 843          * loop, N = font height), and for these lines, draw one pixels
 844          * block at a time (the second for loop), not a character at a
 845          * time.
 846          *
 847          * Therefore, on the X-axis, characters my be drawn partially if
 848          * they are not aligned on 8-pixels boundary.
 849          *
 850          * However, the operation is repeated for the full height of the
 851          * font before moving to the next character, because it allows
 852          * to keep the color settings and write mode, before perhaps
 853          * changing them with the next one.
 854          */
 855
 856         for (y = y1; y < y2; y += vf->vf_height) {
 857                 for (x = x1; x < x2; x += VT_VGA_PIXELS_BLOCK) {
 858                         vga_bitblt_one_text_pixels_block(vd, vw, x, y);
 859                 }
 860         }
 861 }
 862
 863 static void
 864 vga_bitblt_text_txtmode(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 865     const term_rect_t *area)
 866 {
 867         struct vga_softc *sc;
 868         const struct vt_buf *vb;
 869         unsigned int col, row;
 870         term_char_t c;
 871         term_color_t fg, bg;
 872         uint8_t ch, attr;
 873         size_t z;
 874
 875         sc = vd->vd_softc;
 876         vb = &vw->vw_buf;
 877
 878         for (row = area->tr_begin.tp_row; row < area->tr_end.tp_row; ++row) {
 879                 for (col = area->tr_begin.tp_col;
 880                     col < area->tr_end.tp_col;
 881                     ++col) {
 882                         /*
 883                          * Get next character and its associated fg/bg
 884                          * colors.
 885                          */
 886                         c = VTBUF_GET_FIELD(vb, row, col);
 887                         vt_determine_colors(c, VTBUF_ISCURSOR(vb, row, col),
 888                             &fg, &bg);
 889
 890                         z = row * PIXEL_WIDTH(VT_FB_MAX_WIDTH) + col;
 891                         if (vd->vd_drawn && (vd->vd_drawn[z] == c) &&
 892                             vd->vd_drawnfg && (vd->vd_drawnfg[z] == fg) &&
 893                             vd->vd_drawnbg && (vd->vd_drawnbg[z] == bg))
 894                                 continue;
 895
 896                         /*
 897                          * Convert character to CP437, which is the
 898                          * character set used by the VGA hardware by
 899                          * default.
 900                          */
 901                         ch = vga_get_cp437(TCHAR_CHARACTER(c));
 902
 903                         /* Convert colors to VGA attributes. */
 904                         attr =
 905                             cons_to_vga_colors[bg] << 4 |
 906                             cons_to_vga_colors[fg];
 907
 908                         MEM_WRITE2(sc, (row * 80 + col) * 2 + 0,
 909                             ch + ((uint16_t)(attr) << 8));
 910
 911                         if (vd->vd_drawn)
 912                                 vd->vd_drawn[z] = c;
 913                         if (vd->vd_drawnfg)
 914                                 vd->vd_drawnfg[z] = fg;
 915                         if (vd->vd_drawnbg)
 916                                 vd->vd_drawnbg[z] = bg;
 917                 }
 918         }
 919 }
 920
 921 static void
 922 vga_bitblt_text(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 923     const term_rect_t *area)
 924 {
 925
 926         if (!(vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE)) {
 927                 vga_bitblt_text_gfxmode(vd, vw, area);
 928         } else {
 929                 vga_bitblt_text_txtmode(vd, vw, area);
 930         }
 931 }
 932
 933 void
 934 vga_invalidate_text(struct vt_device *vd, const term_rect_t *area)
 935 {
 936         unsigned int col, row;
 937         size_t z;
 938
 939         for (row = area->tr_begin.tp_row; row < area->tr_end.tp_row; ++row) {
 940                 for (col = area->tr_begin.tp_col;
 941                     col < area->tr_end.tp_col;
 942                     ++col) {
 943                         z = row * PIXEL_WIDTH(VT_FB_MAX_WIDTH) + col;
 944                         if (vd->vd_drawn)
 945                                 vd->vd_drawn[z] = 0;
 946                         if (vd->vd_drawnfg)
 947                                 vd->vd_drawnfg[z] = 0;
 948                         if (vd->vd_drawnbg)
 949                                 vd->vd_drawnbg[z] = 0;
 950                 }
 951         }
 952 }
 953
 954 static void
 955 vga_bitblt_bitmap(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 956     const uint8_t *pattern, const uint8_t *mask,
 957     unsigned int width, unsigned int height,
 958     unsigned int x, unsigned int y, term_color_t fg, term_color_t bg)
 959 {
 960         unsigned int x1, y1, x2, y2, i, j, src_x, dst_x, x_count;
 961         uint8_t pattern_2colors;
 962
 963         /* Align coordinates with the 8-pxels grid. */
 964         x1 = rounddown(x, VT_VGA_PIXELS_BLOCK);
 965         y1 = y;
 966
 967         x2 = roundup(x + width, VT_VGA_PIXELS_BLOCK);
 968         y2 = y + height;
 969         x2 = min(x2, vd->vd_width - 1);
 970         y2 = min(y2, vd->vd_height - 1);
 971
 972         for (j = y1; j < y2; ++j) {
 973                 src_x = 0;
 974                 dst_x = x - x1;
 975                 x_count = VT_VGA_PIXELS_BLOCK - dst_x;
 976
 977                 for (i = x1; i < x2; i += VT_VGA_PIXELS_BLOCK) {
 978                         pattern_2colors = 0;
 979
 980                         vga_copy_bitmap_portion(
 981                             &pattern_2colors, NULL,
 982                             pattern, mask, width,
 983                             src_x, dst_x, x_count,
 984                             j - y1, 0, 1, fg, bg, 0);
 985
 986                         vga_bitblt_pixels_block_2colors(vd,
 987                             &pattern_2colors, fg, bg,
 988                             i, j, 1);
 989
 990                         src_x += x_count;
 991                         dst_x = (dst_x + x_count) % VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 992                         x_count = min(width - src_x, VT_VGA_PIXELS_BLOCK);
 993                 }
 994         }
 995 }
 996
 997 static void
 998 vga_initialize_graphics(struct vt_device *vd)
 999 {
1000         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
1001
1002         /* Clock select. */
1003         REG_WRITE1(sc, VGA_GEN_MISC_OUTPUT_W, VGA_GEN_MO_VSP | VGA_GEN_MO_HSP |
1004             VGA_GEN_MO_PB | VGA_GEN_MO_ER | VGA_GEN_MO_IOA);
1005         /* Set sequencer clocking and memory mode. */
1006         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_CLOCKING_MODE);
1007         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_CM_89);
1008         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MEMORY_MODE);
1009         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_MM_OE | VGA_SEQ_MM_EM);
1010
1011         /* Set the graphics controller in graphics mode. */
1012         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MISCELLANEOUS);
1013         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x04 + VGA_GC_MISC_GA);
1014         /* Program the CRT controller. */
1015         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_HORIZ_TOTAL);
1016         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x5f);                    /* 760 */
1017         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_HORIZ_DISP_END);
1018         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x4f);                    /* 640 - 8 */
1019         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_HORIZ_BLANK);
1020         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x50);                    /* 640 */
1021         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_END_HORIZ_BLANK);
1022         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_EHB_CR + 2);
1023         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_HORIZ_RETRACE);
1024         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x54);                    /* 672 */
1025         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_END_HORIZ_RETRACE);
1026         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_EHR_EHB + 0);
1027         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_TOTAL);
1028         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x0b);                    /* 523 */
1029         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_OVERFLOW);
1030         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_OF_VT9 | VGA_CRTC_OF_LC8 |
1031             VGA_CRTC_OF_VBS8 | VGA_CRTC_OF_VRS8 | VGA_CRTC_OF_VDE8);
1032         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MAX_SCAN_LINE);
1033         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_MSL_LC9);
1034         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_RETRACE_START);
1035         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xea);                    /* 480 + 10 */
1036         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_RETRACE_END);
1037         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x0c);
1038         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_DISPLAY_END);
1039         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xdf);                    /* 480 - 1*/
1040         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_OFFSET);
1041         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x28);
1042         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_VERT_BLANK);
1043         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xe7);                    /* 480 + 7 */
1044         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_END_VERT_BLANK);
1045         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x04);
1046         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MODE_CONTROL);
1047         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_MC_WB | VGA_CRTC_MC_AW |
1048             VGA_CRTC_MC_SRS | VGA_CRTC_MC_CMS);
1049         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_LINE_COMPARE);
1050         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xff);                    /* 480 + 31 */
1051
1052         REG_WRITE1(sc, VGA_GEN_FEATURE_CTRL_W, 0);
1053
1054         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MAP_MASK);
1055         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_MM_EM3 | VGA_SEQ_MM_EM2 |
1056             VGA_SEQ_MM_EM1 | VGA_SEQ_MM_EM0);
1057         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_CHAR_MAP_SELECT);
1058         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, 0);
1059
1060         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_SET_RESET);
1061         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1062         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_ENABLE_SET_RESET);
1063         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x0f);
1064         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_COLOR_COMPARE);
1065         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1066         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_DATA_ROTATE);
1067         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1068         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_READ_MAP_SELECT);
1069         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1070         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MODE);
1071         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1072         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_COLOR_DONT_CARE);
1073         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x0f);
1074         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_BIT_MASK);
1075         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0xff);
1076 }
1077
1078 static int
1079 vga_initialize(struct vt_device *vd, int textmode)
1080 {
1081         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
1082         uint8_t x;
1083         int timeout;
1084
1085         /* Make sure the VGA adapter is not in monochrome emulation mode. */
1086         x = REG_READ1(sc, VGA_GEN_MISC_OUTPUT_R);
1087         REG_WRITE1(sc, VGA_GEN_MISC_OUTPUT_W, x | VGA_GEN_MO_IOA);
1088
1089         /* Unprotect CRTC registers 0-7. */
1090         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_RETRACE_END);
1091         x = REG_READ1(sc, VGA_CRTC_DATA);
1092         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, x & ~VGA_CRTC_VRE_PR);
1093
1094         /*
1095          * Wait for the vertical retrace.
1096          * NOTE: this code reads the VGA_GEN_INPUT_STAT_1 register, which has
1097          * the side-effect of clearing the internal flip-flip of the attribute
1098          * controller's write register. This means that because this code is
1099          * here, we know for sure that the first write to the attribute
1100          * controller will be a write to the address register. Removing this
1101          * code therefore also removes that guarantee and appropriate measures
1102          * need to be taken.
1103          */
1104         timeout = 10000;
1105         do {
1106                 DELAY(10);
1107                 x = REG_READ1(sc, VGA_GEN_INPUT_STAT_1);
1108                 x &= VGA_GEN_IS1_VR | VGA_GEN_IS1_DE;
1109         } while (x != (VGA_GEN_IS1_VR | VGA_GEN_IS1_DE) && --timeout != 0);
1110         if (timeout == 0) {
1111                 printf("Timeout initializing vt_vga\n");
1112                 return (ENXIO);
1113         }
1114
1115         /* Now, disable the sync. signals. */
1116         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MODE_CONTROL);
1117         x = REG_READ1(sc, VGA_CRTC_DATA);
1118         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, x & ~VGA_CRTC_MC_HR);
1119
1120         /* Asynchronous sequencer reset. */
1121         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_RESET);
1122         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_RST_SR);
1123
1124         if (!textmode)
1125                 vga_initialize_graphics(vd);
1126
1127         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_PRESET_ROW_SCAN);
1128         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1129         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_START);
1130         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_CS_COO);
1131         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_END);
1132         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1133         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_ADDR_HIGH);
1134         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1135         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_ADDR_LOW);
1136         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1137         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_LOC_HIGH);
1138         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1139         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_LOC_LOW);
1140         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x59);
1141         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_UNDERLINE_LOC);
1142         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_UL_UL);
1143
1144         if (textmode) {
1145                 /* Set the attribute controller to blink disable. */
1146                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_MODE_CONTROL);
1147                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1148         } else {
1149                 /* Set the attribute controller in graphics mode. */
1150                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_MODE_CONTROL);
1151                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_MC_GA);
1152                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_HORIZ_PIXEL_PANNING);
1153                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1154         }
1155         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(0));
1156         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1157         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(1));
1158         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_B);
1159         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(2));
1160         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_G);
1161         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(3));
1162         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1163         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(4));
1164         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_R);
1165         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(5));
1166         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_B);
1167         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(6));
1168         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SG | VGA_AC_PAL_R);
1169         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(7));
1170         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1171
1172         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(8));
1173         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1174             VGA_AC_PAL_SB);
1175         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(9));
1176         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1177             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_B);
1178         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(10));
1179         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1180             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_G);
1181         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(11));
1182         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1183             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1184         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(12));
1185         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1186             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R);
1187         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(13));
1188         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1189             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_B);
1190         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(14));
1191         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1192             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_G);
1193         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(15));
1194         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1195             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1196
1197         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_OVERSCAN_COLOR);
1198         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1199         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_COLOR_PLANE_ENABLE);
1200         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0x0f);
1201         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_COLOR_SELECT);
1202         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1203
1204         if (!textmode) {
1205                 u_int ofs;
1206
1207                 /*
1208                  * Done.  Clear the frame buffer.  All bit planes are
1209                  * enabled, so a single-paged loop should clear all
1210                  * planes.
1211                  */
1212                 for (ofs = 0; ofs < VT_VGA_MEMSIZE; ofs++) {
1213                         MEM_WRITE1(sc, ofs, 0);
1214                 }
1215         }
1216
1217         /* Re-enable the sequencer. */
1218         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_RESET);
1219         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_RST_SR | VGA_SEQ_RST_NAR);
1220         /* Re-enable the sync signals. */
1221         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MODE_CONTROL);
1222         x = REG_READ1(sc, VGA_CRTC_DATA);
1223         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, x | VGA_CRTC_MC_HR);
1224
1225         if (!textmode) {
1226                 /* Switch to write mode 3, because we'll mainly do bitblt. */
1227                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MODE);
1228                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 3);
1229                 sc->vga_wmode = 3;
1230
1231                 /*
1232                  * In Write Mode 3, Enable Set/Reset is ignored, but we
1233                  * use Write Mode 0 to write a group of 8 pixels using
1234                  * 3 or more colors. In this case, we want to disable
1235                  * Set/Reset: set Enable Set/Reset to 0.
1236                  */
1237                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_ENABLE_SET_RESET);
1238                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x00);
1239
1240                 /*
1241                  * Clear the colors we think are loaded into Set/Reset or
1242                  * the latches.
1243                  */
1244                 sc->vga_curfg = sc->vga_curbg = 0xff;
1245         }
1246
1247         return (0);
1248 }
1249
1250 static bool
1251 vga_acpi_disabled(void)
1252 {
1253 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
1254         uint16_t flags;
1255         int ignore;
1256
1257         ignore = 0;
1258         TUNABLE_INT_FETCH("hw.vga.acpi_ignore_no_vga", &ignore);
1259         if (ignore || !acpi_get_fadt_bootflags(&flags))
1260                 return (false);
1261         return ((flags & ACPI_FADT_NO_VGA) != 0);
1262 #else
1263         return (false);
1264 #endif
1265 }
1266
1267 static int
1268 vga_probe(struct vt_device *vd)
1269 {
1270
1271         return (vga_acpi_disabled() ? CN_DEAD : CN_INTERNAL);
1272 }
1273
1274 static int
1275 vga_init(struct vt_device *vd)
1276 {
1277         struct vga_softc *sc;
1278         int textmode;
1279
1280         if (vd->vd_softc == NULL)
1281                 vd->vd_softc = (void *)&vga_conssoftc;
1282         sc = vd->vd_softc;
1283
1284         if (vd->vd_flags & VDF_DOWNGRADE && vd->vd_video_dev != NULL)
1285                 vga_pci_repost(vd->vd_video_dev);
1286
1287 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
1288         sc->vga_fb_tag = X86_BUS_SPACE_MEM;
1289         sc->vga_reg_tag = X86_BUS_SPACE_IO;
1290 #else
1291 # error "Architecture not yet supported!"
1292 #endif
1293
1294         bus_space_map(sc->vga_reg_tag, VGA_REG_BASE, VGA_REG_SIZE, 0,
1295             &sc->vga_reg_handle);
1296
1297         /*
1298          * If "hw.vga.textmode" is not set and we're running on hypervisor,
1299          * we use text mode by default, this is because when we're on
1300          * hypervisor, vt(4) is usually much slower in graphics mode than
1301          * in text mode, especially when we're on Hyper-V.
1302          */
1303         textmode = vm_guest != VM_GUEST_NO;
1304         TUNABLE_INT_FETCH("hw.vga.textmode", &textmode);
1305         if (textmode) {
1306                 vd->vd_flags |= VDF_TEXTMODE;
1307                 vd->vd_width = 80;
1308                 vd->vd_height = 25;
1309                 bus_space_map(sc->vga_fb_tag, VGA_TXT_BASE, VGA_TXT_SIZE, 0,
1310                     &sc->vga_fb_handle);
1311         } else {
1312                 vd->vd_width = VT_VGA_WIDTH;
1313                 vd->vd_height = VT_VGA_HEIGHT;
1314                 bus_space_map(sc->vga_fb_tag, VGA_MEM_BASE, VGA_MEM_SIZE, 0,
1315                     &sc->vga_fb_handle);
1316         }
1317         if (vga_initialize(vd, textmode) != 0)
1318                 return (CN_DEAD);
1319         sc->vga_enabled = true;
1320
1321         return (CN_INTERNAL);
1322 }
1323
1324 static void
1325 vga_postswitch(struct vt_device *vd)
1326 {
1327
1328         /* Reinit VGA mode, to restore view after app which change mode. */
1329         vga_initialize(vd, (vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE));
1330         /* Ask vt(9) to update chars on visible area. */
1331         vd->vd_flags |= VDF_INVALID;
1332 }
1333
1334 /* Dummy NewBus functions to reserve the resources used by the vt_vga driver */
1335 static void
1336 vtvga_identify(driver_t *driver, device_t parent)
1337 {
1338
1339         if (!vga_conssoftc.vga_enabled)
1340                 return;
1341
1342         if (BUS_ADD_CHILD(parent, 0, driver->name, 0) == NULL)
1343                 panic("Unable to attach vt_vga console");
1344 }
1345
1346 static int
1347 vtvga_probe(device_t dev)
1348 {
1349
1350         device_set_desc(dev, "VT VGA driver");
1351
1352         return (BUS_PROBE_NOWILDCARD);
1353 }
1354
1355 static int
1356 vtvga_attach(device_t dev)
1357 {
1358         struct resource *pseudo_phys_res;
1359         int res_id;
1360
1361         res_id = 0;
1362         pseudo_phys_res = bus_alloc_resource(dev, SYS_RES_MEMORY,
1363             &res_id, VGA_MEM_BASE, VGA_MEM_BASE + VGA_MEM_SIZE - 1,
1364             VGA_MEM_SIZE, RF_ACTIVE);
1365         if (pseudo_phys_res == NULL)
1366                 panic("Unable to reserve vt_vga memory");
1367         return (0);
1368 }
1369
1370 /*-------------------- Private Device Attachment Data  -----------------------*/
1371 static device_method_t vtvga_methods[] = {
1372         /* Device interface */
1373         DEVMETHOD(device_identify,      vtvga_identify),
1374         DEVMETHOD(device_probe,         vtvga_probe),
1375         DEVMETHOD(device_attach,        vtvga_attach),
1376
1377         DEVMETHOD_END
1378 };
1379
1380 DEFINE_CLASS_0(vtvga, vtvga_driver, vtvga_methods, 0);
1381 devclass_t vtvga_devclass;
1382
1383 DRIVER_MODULE(vtvga, nexus, vtvga_driver, vtvga_devclass, NULL, NULL);