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