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