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