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
  40 #include <dev/vt/vt.h>
  41 #include <dev/vt/hw/vga/vt_vga_reg.h>
  42
  43 #include <machine/bus.h>
  44
  45 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
  46 #include <vm/vm.h>
  47 #include <vm/pmap.h>
  48 #include <machine/pmap.h>
  49 #include <machine/vmparam.h>
  50 #endif /* __amd64__ || __i386__ */
  51
  52 struct vga_softc {
  53         bus_space_tag_t          vga_fb_tag;
  54         bus_space_handle_t       vga_fb_handle;
  55         bus_space_tag_t          vga_reg_tag;
  56         bus_space_handle_t       vga_reg_handle;
  57         int                      vga_wmode;
  58         term_color_t             vga_curfg, vga_curbg;
  59 };
  60
  61 /* Convenience macros. */
  62 #define MEM_READ1(sc, ofs) \
  63         bus_space_read_1(sc->vga_fb_tag, sc->vga_fb_handle, ofs)
  64 #define MEM_WRITE1(sc, ofs, val) \
  65         bus_space_write_1(sc->vga_fb_tag, sc->vga_fb_handle, ofs, val)
  66 #define REG_READ1(sc, reg) \
  67         bus_space_read_1(sc->vga_reg_tag, sc->vga_reg_handle, reg)
  68 #define REG_WRITE1(sc, reg, val) \
  69         bus_space_write_1(sc->vga_reg_tag, sc->vga_reg_handle, reg, val)
  70
  71 #define VT_VGA_WIDTH    640
  72 #define VT_VGA_HEIGHT   480
  73 #define VT_VGA_MEMSIZE  (VT_VGA_WIDTH * VT_VGA_HEIGHT / 8)
  74
  75 /*
  76  * VGA is designed to handle 8 pixels at a time (8 pixels in one byte of
  77  * memory).
  78  */
  79 #define VT_VGA_PIXELS_BLOCK     8
  80
  81 /*
  82  * We use an off-screen addresses to:
  83  *     o  store the background color;
  84  *     o  store pixels pattern.
  85  * Those addresses are then loaded in the latches once.
  86  */
  87 #define VT_VGA_BGCOLOR_OFFSET   VT_VGA_MEMSIZE
  88
  89 static vd_probe_t       vga_probe;
  90 static vd_init_t        vga_init;
  91 static vd_blank_t       vga_blank;
  92 static vd_bitblt_text_t vga_bitblt_text;
  93 static vd_bitblt_bmp_t  vga_bitblt_bitmap;
  94 static vd_drawrect_t    vga_drawrect;
  95 static vd_setpixel_t    vga_setpixel;
  96 static vd_postswitch_t  vga_postswitch;
  97
  98 static const struct vt_driver vt_vga_driver = {
  99         .vd_name        = "vga",
 100         .vd_probe       = vga_probe,
 101         .vd_init        = vga_init,
 102         .vd_blank       = vga_blank,
 103         .vd_bitblt_text = vga_bitblt_text,
 104         .vd_bitblt_bmp  = vga_bitblt_bitmap,
 105         .vd_drawrect    = vga_drawrect,
 106         .vd_setpixel    = vga_setpixel,
 107         .vd_postswitch  = vga_postswitch,
 108         .vd_priority    = VD_PRIORITY_GENERIC,
 109 };
 110
 111 /*
 112  * Driver supports both text mode and graphics mode.  Make sure the
 113  * buffer is always big enough to support both.
 114  */
 115 static struct vga_softc vga_conssoftc;
 116 VT_DRIVER_DECLARE(vt_vga, vt_vga_driver);
 117
 118 static inline void
 119 vga_setwmode(struct vt_device *vd, int wmode)
 120 {
 121         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 122
 123         if (sc->vga_wmode == wmode)
 124                 return;
 125
 126         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MODE);
 127         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, wmode);
 128         sc->vga_wmode = wmode;
 129
 130         switch (wmode) {
 131         case 3:
 132                 /* Re-enable all plans. */
 133                 REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MAP_MASK);
 134                 REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_MM_EM3 | VGA_SEQ_MM_EM2 |
 135                     VGA_SEQ_MM_EM1 | VGA_SEQ_MM_EM0);
 136                 break;
 137         }
 138 }
 139
 140 static inline void
 141 vga_setfg(struct vt_device *vd, term_color_t color)
 142 {
 143         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 144
 145         vga_setwmode(vd, 3);
 146
 147         if (sc->vga_curfg == color)
 148                 return;
 149
 150         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_SET_RESET);
 151         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, color);
 152         sc->vga_curfg = color;
 153 }
 154
 155 static inline void
 156 vga_setbg(struct vt_device *vd, term_color_t color)
 157 {
 158         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 159
 160         vga_setwmode(vd, 3);
 161
 162         if (sc->vga_curbg == color)
 163                 return;
 164
 165         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_SET_RESET);
 166         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, color);
 167
 168         /*
 169          * Write 8 pixels using the background color to an off-screen
 170          * byte in the video memory.
 171          */
 172         MEM_WRITE1(sc, VT_VGA_BGCOLOR_OFFSET, 0xff);
 173
 174         /*
 175          * Read those 8 pixels back to load the background color in the
 176          * latches register.
 177          */
 178         MEM_READ1(sc, VT_VGA_BGCOLOR_OFFSET);
 179
 180         sc->vga_curbg = color;
 181
 182         /*
 183          * The Set/Reset register doesn't contain the fg color anymore,
 184          * store an invalid color.
 185          */
 186         sc->vga_curfg = 0xff;
 187 }
 188
 189 /*
 190  * Binary searchable table for Unicode to CP437 conversion.
 191  */
 192
 193 struct unicp437 {
 194         uint16_t        unicode_base;
 195         uint8_t         cp437_base;
 196         uint8_t         length;
 197 };
 198
 199 static const struct unicp437 cp437table[] = {
 200         { 0x0020, 0x20, 0x5e }, { 0x00a0, 0x20, 0x00 },
 201         { 0x00a1, 0xad, 0x00 }, { 0x00a2, 0x9b, 0x00 },
 202         { 0x00a3, 0x9c, 0x00 }, { 0x00a5, 0x9d, 0x00 },
 203         { 0x00a7, 0x15, 0x00 }, { 0x00aa, 0xa6, 0x00 },
 204         { 0x00ab, 0xae, 0x00 }, { 0x00ac, 0xaa, 0x00 },
 205         { 0x00b0, 0xf8, 0x00 }, { 0x00b1, 0xf1, 0x00 },
 206         { 0x00b2, 0xfd, 0x00 }, { 0x00b5, 0xe6, 0x00 },
 207         { 0x00b6, 0x14, 0x00 }, { 0x00b7, 0xfa, 0x00 },
 208         { 0x00ba, 0xa7, 0x00 }, { 0x00bb, 0xaf, 0x00 },
 209         { 0x00bc, 0xac, 0x00 }, { 0x00bd, 0xab, 0x00 },
 210         { 0x00bf, 0xa8, 0x00 }, { 0x00c4, 0x8e, 0x01 },
 211         { 0x00c6, 0x92, 0x00 }, { 0x00c7, 0x80, 0x00 },
 212         { 0x00c9, 0x90, 0x00 }, { 0x00d1, 0xa5, 0x00 },
 213         { 0x00d6, 0x99, 0x00 }, { 0x00dc, 0x9a, 0x00 },
 214         { 0x00df, 0xe1, 0x00 }, { 0x00e0, 0x85, 0x00 },
 215         { 0x00e1, 0xa0, 0x00 }, { 0x00e2, 0x83, 0x00 },
 216         { 0x00e4, 0x84, 0x00 }, { 0x00e5, 0x86, 0x00 },
 217         { 0x00e6, 0x91, 0x00 }, { 0x00e7, 0x87, 0x00 },
 218         { 0x00e8, 0x8a, 0x00 }, { 0x00e9, 0x82, 0x00 },
 219         { 0x00ea, 0x88, 0x01 }, { 0x00ec, 0x8d, 0x00 },
 220         { 0x00ed, 0xa1, 0x00 }, { 0x00ee, 0x8c, 0x00 },
 221         { 0x00ef, 0x8b, 0x00 }, { 0x00f0, 0xeb, 0x00 },
 222         { 0x00f1, 0xa4, 0x00 }, { 0x00f2, 0x95, 0x00 },
 223         { 0x00f3, 0xa2, 0x00 }, { 0x00f4, 0x93, 0x00 },
 224         { 0x00f6, 0x94, 0x00 }, { 0x00f7, 0xf6, 0x00 },
 225         { 0x00f8, 0xed, 0x00 }, { 0x00f9, 0x97, 0x00 },
 226         { 0x00fa, 0xa3, 0x00 }, { 0x00fb, 0x96, 0x00 },
 227         { 0x00fc, 0x81, 0x00 }, { 0x00ff, 0x98, 0x00 },
 228         { 0x0192, 0x9f, 0x00 }, { 0x0393, 0xe2, 0x00 },
 229         { 0x0398, 0xe9, 0x00 }, { 0x03a3, 0xe4, 0x00 },
 230         { 0x03a6, 0xe8, 0x00 }, { 0x03a9, 0xea, 0x00 },
 231         { 0x03b1, 0xe0, 0x01 }, { 0x03b4, 0xeb, 0x00 },
 232         { 0x03b5, 0xee, 0x00 }, { 0x03bc, 0xe6, 0x00 },
 233         { 0x03c0, 0xe3, 0x00 }, { 0x03c3, 0xe5, 0x00 },
 234         { 0x03c4, 0xe7, 0x00 }, { 0x03c6, 0xed, 0x00 },
 235         { 0x03d5, 0xed, 0x00 }, { 0x2010, 0x2d, 0x00 },
 236         { 0x2014, 0x2d, 0x00 }, { 0x2018, 0x60, 0x00 },
 237         { 0x2019, 0x27, 0x00 }, { 0x201c, 0x22, 0x00 },
 238         { 0x201d, 0x22, 0x00 }, { 0x2022, 0x07, 0x00 },
 239         { 0x203c, 0x13, 0x00 }, { 0x207f, 0xfc, 0x00 },
 240         { 0x20a7, 0x9e, 0x00 }, { 0x20ac, 0xee, 0x00 },
 241         { 0x2126, 0xea, 0x00 }, { 0x2190, 0x1b, 0x00 },
 242         { 0x2191, 0x18, 0x00 }, { 0x2192, 0x1a, 0x00 },
 243         { 0x2193, 0x19, 0x00 }, { 0x2194, 0x1d, 0x00 },
 244         { 0x2195, 0x12, 0x00 }, { 0x21a8, 0x17, 0x00 },
 245         { 0x2202, 0xeb, 0x00 }, { 0x2208, 0xee, 0x00 },
 246         { 0x2211, 0xe4, 0x00 }, { 0x2212, 0x2d, 0x00 },
 247         { 0x2219, 0xf9, 0x00 }, { 0x221a, 0xfb, 0x00 },
 248         { 0x221e, 0xec, 0x00 }, { 0x221f, 0x1c, 0x00 },
 249         { 0x2229, 0xef, 0x00 }, { 0x2248, 0xf7, 0x00 },
 250         { 0x2261, 0xf0, 0x00 }, { 0x2264, 0xf3, 0x00 },
 251         { 0x2265, 0xf2, 0x00 }, { 0x2302, 0x7f, 0x00 },
 252         { 0x2310, 0xa9, 0x00 }, { 0x2320, 0xf4, 0x00 },
 253         { 0x2321, 0xf5, 0x00 }, { 0x2500, 0xc4, 0x00 },
 254         { 0x2502, 0xb3, 0x00 }, { 0x250c, 0xda, 0x00 },
 255         { 0x2510, 0xbf, 0x00 }, { 0x2514, 0xc0, 0x00 },
 256         { 0x2518, 0xd9, 0x00 }, { 0x251c, 0xc3, 0x00 },
 257         { 0x2524, 0xb4, 0x00 }, { 0x252c, 0xc2, 0x00 },
 258         { 0x2534, 0xc1, 0x00 }, { 0x253c, 0xc5, 0x00 },
 259         { 0x2550, 0xcd, 0x00 }, { 0x2551, 0xba, 0x00 },
 260         { 0x2552, 0xd5, 0x00 }, { 0x2553, 0xd6, 0x00 },
 261         { 0x2554, 0xc9, 0x00 }, { 0x2555, 0xb8, 0x00 },
 262         { 0x2556, 0xb7, 0x00 }, { 0x2557, 0xbb, 0x00 },
 263         { 0x2558, 0xd4, 0x00 }, { 0x2559, 0xd3, 0x00 },
 264         { 0x255a, 0xc8, 0x00 }, { 0x255b, 0xbe, 0x00 },
 265         { 0x255c, 0xbd, 0x00 }, { 0x255d, 0xbc, 0x00 },
 266         { 0x255e, 0xc6, 0x01 }, { 0x2560, 0xcc, 0x00 },
 267         { 0x2561, 0xb5, 0x00 }, { 0x2562, 0xb6, 0x00 },
 268         { 0x2563, 0xb9, 0x00 }, { 0x2564, 0xd1, 0x01 },
 269         { 0x2566, 0xcb, 0x00 }, { 0x2567, 0xcf, 0x00 },
 270         { 0x2568, 0xd0, 0x00 }, { 0x2569, 0xca, 0x00 },
 271         { 0x256a, 0xd8, 0x00 }, { 0x256b, 0xd7, 0x00 },
 272         { 0x256c, 0xce, 0x00 }, { 0x2580, 0xdf, 0x00 },
 273         { 0x2584, 0xdc, 0x00 }, { 0x2588, 0xdb, 0x00 },
 274         { 0x258c, 0xdd, 0x00 }, { 0x2590, 0xde, 0x00 },
 275         { 0x2591, 0xb0, 0x02 }, { 0x25a0, 0xfe, 0x00 },
 276         { 0x25ac, 0x16, 0x00 }, { 0x25b2, 0x1e, 0x00 },
 277         { 0x25ba, 0x10, 0x00 }, { 0x25bc, 0x1f, 0x00 },
 278         { 0x25c4, 0x11, 0x00 }, { 0x25cb, 0x09, 0x00 },
 279         { 0x25d8, 0x08, 0x00 }, { 0x25d9, 0x0a, 0x00 },
 280         { 0x263a, 0x01, 0x01 }, { 0x263c, 0x0f, 0x00 },
 281         { 0x2640, 0x0c, 0x00 }, { 0x2642, 0x0b, 0x00 },
 282         { 0x2660, 0x06, 0x00 }, { 0x2663, 0x05, 0x00 },
 283         { 0x2665, 0x03, 0x01 }, { 0x266a, 0x0d, 0x00 },
 284         { 0x266c, 0x0e, 0x00 },
 285 };
 286
 287 static uint8_t
 288 vga_get_cp437(term_char_t c)
 289 {
 290         int min, mid, max;
 291
 292         min = 0;
 293         max = (sizeof(cp437table) / sizeof(struct unicp437)) - 1;
 294
 295         if (c < cp437table[0].unicode_base ||
 296             c > cp437table[max].unicode_base + cp437table[max].length)
 297                 return '?';
 298
 299         while (max >= min) {
 300                 mid = (min + max) / 2;
 301                 if (c < cp437table[mid].unicode_base)
 302                         max = mid - 1;
 303                 else if (c > cp437table[mid].unicode_base +
 304                     cp437table[mid].length)
 305                         min = mid + 1;
 306                 else
 307                         return (c - cp437table[mid].unicode_base +
 308                             cp437table[mid].cp437_base);
 309         }
 310
 311         return '?';
 312 }
 313
 314 static void
 315 vga_blank(struct vt_device *vd, term_color_t color)
 316 {
 317         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 318         u_int ofs;
 319
 320         vga_setfg(vd, color);
 321         for (ofs = 0; ofs < VT_VGA_MEMSIZE; ofs++)
 322                 MEM_WRITE1(sc, ofs, 0xff);
 323 }
 324
 325 static inline void
 326 vga_bitblt_put(struct vt_device *vd, u_long dst, term_color_t color,
 327     uint8_t v)
 328 {
 329         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 330
 331         /* Skip empty writes, in order to avoid palette changes. */
 332         if (v != 0x00) {
 333                 vga_setfg(vd, color);
 334                 /*
 335                  * When this MEM_READ1() gets disabled, all sorts of
 336                  * artifacts occur.  This is because this read loads the
 337                  * set of 8 pixels that are about to be changed.  There
 338                  * is one scenario where we can avoid the read, namely
 339                  * if all pixels are about to be overwritten anyway.
 340                  */
 341                 if (v != 0xff) {
 342                         MEM_READ1(sc, dst);
 343
 344                         /* The bg color was trashed by the reads. */
 345                         sc->vga_curbg = 0xff;
 346                 }
 347                 MEM_WRITE1(sc, dst, v);
 348         }
 349 }
 350
 351 static void
 352 vga_setpixel(struct vt_device *vd, int x, int y, term_color_t color)
 353 {
 354
 355         if (vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE)
 356                 return;
 357
 358         vga_bitblt_put(vd, (y * VT_VGA_WIDTH / 8) + (x / 8), color,
 359             0x80 >> (x % 8));
 360 }
 361
 362 static void
 363 vga_drawrect(struct vt_device *vd, int x1, int y1, int x2, int y2, int fill,
 364     term_color_t color)
 365 {
 366         int x, y;
 367
 368         if (vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE)
 369                 return;
 370
 371         for (y = y1; y <= y2; y++) {
 372                 if (fill || (y == y1) || (y == y2)) {
 373                         for (x = x1; x <= x2; x++)
 374                                 vga_setpixel(vd, x, y, color);
 375                 } else {
 376                         vga_setpixel(vd, x1, y, color);
 377                         vga_setpixel(vd, x2, y, color);
 378                 }
 379         }
 380 }
 381
 382 static void
 383 vga_compute_shifted_pattern(const uint8_t *src, unsigned int bytes,
 384     unsigned int src_x, unsigned int x_count, unsigned int dst_x,
 385     uint8_t *pattern, uint8_t *mask)
 386 {
 387         unsigned int n;
 388
 389         n = src_x / 8;
 390
 391         /*
 392          * This mask has bits set, where a pixel (ether 0 or 1)
 393          * comes from the source bitmap.
 394          */
 395         if (mask != NULL) {
 396                 *mask = (0xff
 397                     >> (8 - x_count))
 398                     << (8 - x_count - dst_x);
 399         }
 400
 401         if (n == (src_x + x_count - 1) / 8) {
 402                 /* All the pixels we want are in the same byte. */
 403                 *pattern = src[n];
 404                 if (dst_x >= src_x)
 405                         *pattern >>= (dst_x - src_x % 8);
 406                 else
 407                         *pattern <<= (src_x % 8 - dst_x);
 408         } else {
 409                 /* The pixels we want are split into two bytes. */
 410                 if (dst_x >= src_x % 8) {
 411                         *pattern =
 412                             src[n] << (8 - dst_x - src_x % 8) |
 413                             src[n + 1] >> (dst_x - src_x % 8);
 414                 } else {
 415                         *pattern =
 416                             src[n] << (src_x % 8 - dst_x) |
 417                             src[n + 1] >> (8 - src_x % 8 - dst_x);
 418                 }
 419         }
 420 }
 421
 422 static void
 423 vga_copy_bitmap_portion(uint8_t *pattern_2colors, uint8_t *pattern_ncolors,
 424     const uint8_t *src, const uint8_t *src_mask, unsigned int src_width,
 425     unsigned int src_x, unsigned int dst_x, unsigned int x_count,
 426     unsigned int src_y, unsigned int dst_y, unsigned int y_count,
 427     term_color_t fg, term_color_t bg, int overwrite)
 428 {
 429         unsigned int i, bytes;
 430         uint8_t pattern, relevant_bits, mask;
 431
 432         bytes = (src_width + 7) / 8;
 433
 434         for (i = 0; i < y_count; ++i) {
 435                 vga_compute_shifted_pattern(src + (src_y + i) * bytes,
 436                     bytes, src_x, x_count, dst_x, &pattern, &relevant_bits);
 437
 438                 if (src_mask == NULL) {
 439                         /*
 440                          * No src mask. Consider that all wanted bits
 441                          * from the source are "authoritative".
 442                          */
 443                         mask = relevant_bits;
 444                 } else {
 445                         /*
 446                          * There's an src mask. We shift it the same way
 447                          * we shifted the source pattern.
 448                          */
 449                         vga_compute_shifted_pattern(
 450                             src_mask + (src_y + i) * bytes,
 451                             bytes, src_x, x_count, dst_x,
 452                             &mask, NULL);
 453
 454                         /* Now, only keep the wanted bits among them. */
 455                         mask &= relevant_bits;
 456                 }
 457
 458                 /*
 459                  * Clear bits from the pattern which must be
 460                  * transparent, according to the source mask.
 461                  */
 462                 pattern &= mask;
 463
 464                 /* Set the bits in the 2-colors array. */
 465                 if (overwrite)
 466                         pattern_2colors[dst_y + i] &= ~mask;
 467                 pattern_2colors[dst_y + i] |= pattern;
 468
 469                 if (pattern_ncolors == NULL)
 470                         continue;
 471
 472                 /*
 473                  * Set the same bits in the n-colors array. This one
 474                  * supports transparency, when a given bit is cleared in
 475                  * all colors.
 476                  */
 477                 if (overwrite) {
 478                         /*
 479                          * Ensure that the pixels used by this bitmap are
 480                          * cleared in other colors.
 481                          */
 482                         for (int j = 0; j < 16; ++j)
 483                                 pattern_ncolors[(dst_y + i) * 16 + j] &=
 484                                     ~mask;
 485                 }
 486                 pattern_ncolors[(dst_y + i) * 16 + fg] |= pattern;
 487                 pattern_ncolors[(dst_y + i) * 16 + bg] |= (~pattern & mask);
 488         }
 489 }
 490
 491 static void
 492 vga_bitblt_pixels_block_2colors(struct vt_device *vd, const uint8_t *masks,
 493     term_color_t fg, term_color_t bg,
 494     unsigned int x, unsigned int y, unsigned int height)
 495 {
 496         unsigned int i, offset;
 497         struct vga_softc *sc;
 498
 499         /*
 500          * The great advantage of Write Mode 3 is that we just need
 501          * to load the foreground in the Set/Reset register, load the
 502          * background color in the latches register (this is done
 503          * through a write in offscreen memory followed by a read of
 504          * that data), then write the pattern to video memory. This
 505          * pattern indicates if the pixel should use the foreground
 506          * color (bit set) or the background color (bit cleared).
 507          */
 508
 509         vga_setbg(vd, bg);
 510         vga_setfg(vd, fg);
 511
 512         sc = vd->vd_softc;
 513         offset = (VT_VGA_WIDTH * y + x) / 8;
 514
 515         for (i = 0; i < height; ++i, offset += VT_VGA_WIDTH / 8) {
 516                 MEM_WRITE1(sc, offset, masks[i]);
 517         }
 518 }
 519
 520 static void
 521 vga_bitblt_pixels_block_ncolors(struct vt_device *vd, const uint8_t *masks,
 522     unsigned int x, unsigned int y, unsigned int height)
 523 {
 524         unsigned int i, j, plan, color, offset;
 525         struct vga_softc *sc;
 526         uint8_t mask, plans[height * 4];
 527
 528         sc = vd->vd_softc;
 529
 530         memset(plans, 0, sizeof(plans));
 531
 532         /*
 533          * To write a group of pixels using 3 or more colors, we select
 534          * Write Mode 0 and write one byte to each plan separately.
 535          */
 536
 537         /*
 538          * We first compute each byte: each plan contains one bit of the
 539          * color code for each of the 8 pixels.
 540          *
 541          * For example, if the 8 pixels are like this:
 542          *     GBBBBBBY
 543          * where:
 544          *     G (gray)   = 0b0111
 545          *     B (black)  = 0b0000
 546          *     Y (yellow) = 0b0011
 547          *
 548          * The corresponding for bytes are:
 549          *             GBBBBBBY
 550          *     Plan 0: 10000001 = 0x81
 551          *     Plan 1: 10000001 = 0x81
 552          *     Plan 2: 10000000 = 0x80
 553          *     Plan 3: 00000000 = 0x00
 554          *             |  |   |
 555          *             |  |   +-> 0b0011 (Y)
 556          *             |  +-----> 0b0000 (B)
 557          *             +--------> 0b0111 (G)
 558          */
 559
 560         for (i = 0; i < height; ++i) {
 561                 for (color = 0; color < 16; ++color) {
 562                         mask = masks[i * 16 + color];
 563                         if (mask == 0x00)
 564                                 continue;
 565
 566                         for (j = 0; j < 8; ++j) {
 567                                 if (!((mask >> (7 - j)) & 0x1))
 568                                         continue;
 569
 570                                 /* The pixel "j" uses color "color". */
 571                                 for (plan = 0; plan < 4; ++plan)
 572                                         plans[i * 4 + plan] |=
 573                                             ((color >> plan) & 0x1) << (7 - j);
 574                         }
 575                 }
 576         }
 577
 578         /*
 579          * The bytes are ready: we now switch to Write Mode 0 and write
 580          * all bytes, one plan at a time.
 581          */
 582         vga_setwmode(vd, 0);
 583
 584         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MAP_MASK);
 585         for (plan = 0; plan < 4; ++plan) {
 586                 /* Select plan. */
 587                 REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, 1 << plan);
 588
 589                 /* Write all bytes for this plan, from Y to Y+height. */
 590                 for (i = 0; i < height; ++i) {
 591                         offset = (VT_VGA_WIDTH * (y + i) + x) / 8;
 592                         MEM_WRITE1(sc, offset, plans[i * 4 + plan]);
 593                 }
 594         }
 595 }
 596
 597 static void
 598 vga_bitblt_one_text_pixels_block(struct vt_device *vd,
 599     const struct vt_window *vw, unsigned int x, unsigned int y)
 600 {
 601         const struct vt_buf *vb;
 602         const struct vt_font *vf;
 603         unsigned int i, col, row, src_x, x_count;
 604         unsigned int used_colors_list[16], used_colors;
 605         uint8_t pattern_2colors[vw->vw_font->vf_height];
 606         uint8_t pattern_ncolors[vw->vw_font->vf_height * 16];
 607         term_char_t c;
 608         term_color_t fg, bg;
 609         const uint8_t *src;
 610
 611         vb = &vw->vw_buf;
 612         vf = vw->vw_font;
 613
 614         /*
 615          * The current pixels block.
 616          *
 617          * We fill it with portions of characters, because both "grids"
 618          * may not match.
 619          *
 620          * i is the index in this pixels block.
 621          */
 622
 623         i = x;
 624         used_colors = 0;
 625         memset(used_colors_list, 0, sizeof(used_colors_list));
 626         memset(pattern_2colors, 0, sizeof(pattern_2colors));
 627         memset(pattern_ncolors, 0, sizeof(pattern_ncolors));
 628
 629         if (i < vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col) {
 630                 /*
 631                  * i is in the margin used to center the text area on
 632                  * the screen.
 633                  */
 634
 635                 i = vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col;
 636         }
 637
 638         while (i < x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK &&
 639             i < vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col) {
 640                 /*
 641                  * Find which character is drawn on this pixel in the
 642                  * pixels block.
 643                  *
 644                  * While here, record what colors it uses.
 645                  */
 646
 647                 col = (i - vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col) / vf->vf_width;
 648                 row = (y - vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row) / vf->vf_height;
 649
 650                 c = VTBUF_GET_FIELD(vb, row, col);
 651                 src = vtfont_lookup(vf, c);
 652
 653                 vt_determine_colors(c, VTBUF_ISCURSOR(vb, row, col), &fg, &bg);
 654                 if ((used_colors_list[fg] & 0x1) != 0x1)
 655                         used_colors++;
 656                 if ((used_colors_list[bg] & 0x2) != 0x2)
 657                         used_colors++;
 658                 used_colors_list[fg] |= 0x1;
 659                 used_colors_list[bg] |= 0x2;
 660
 661                 /*
 662                  * Compute the portion of the character we want to draw,
 663                  * because the pixels block may start in the middle of a
 664                  * character.
 665                  *
 666                  * The first pixel to draw in the character is
 667                  *     the current position -
 668                  *     the start position of the character
 669                  *
 670                  * The last pixel to draw is either
 671                  *     - the last pixel of the character, or
 672                  *     - the pixel of the character matching the end of
 673                  *       the pixels block
 674                  * whichever comes first. This position is then
 675                  * changed to be relative to the start position of the
 676                  * character.
 677                  */
 678
 679                 src_x = i -
 680                     (col * vf->vf_width + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col);
 681                 x_count = min(min(
 682                     (col + 1) * vf->vf_width +
 683                     vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col,
 684                     x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK),
 685                     vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col);
 686                 x_count -= col * vf->vf_width +
 687                     vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col;
 688                 x_count -= src_x;
 689
 690                 /* Copy a portion of the character. */
 691                 vga_copy_bitmap_portion(pattern_2colors, pattern_ncolors,
 692                     src, NULL, vf->vf_width,
 693                     src_x, i % VT_VGA_PIXELS_BLOCK, x_count,
 694                     0, 0, vf->vf_height, fg, bg, 0);
 695
 696                 /* We move to the next portion. */
 697                 i += x_count;
 698         }
 699
 700 #ifndef SC_NO_CUTPASTE
 701         /*
 702          * Copy the mouse pointer bitmap if it's over the current pixels
 703          * block.
 704          *
 705          * We use the saved cursor position (saved in vt_flush()), because
 706          * the current position could be different than the one used
 707          * to mark the area dirty.
 708          */
 709         term_rect_t drawn_area;
 710
 711         drawn_area.tr_begin.tp_col = x;
 712         drawn_area.tr_begin.tp_row = y;
 713         drawn_area.tr_end.tp_col = x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 714         drawn_area.tr_end.tp_row = y + vf->vf_height;
 715         if (vd->vd_mshown && vt_is_cursor_in_area(vd, &drawn_area)) {
 716                 struct vt_mouse_cursor *cursor;
 717                 unsigned int mx, my;
 718                 unsigned int dst_x, src_y, dst_y, y_count;
 719
 720                 cursor = vd->vd_mcursor;
 721                 mx = vd->vd_mx_drawn + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col;
 722                 my = vd->vd_my_drawn + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row;
 723
 724                 /* Compute the portion of the cursor we want to copy. */
 725                 src_x = x > mx ? x - mx : 0;
 726                 dst_x = mx > x ? mx - x : 0;
 727                 x_count = min(min(min(
 728                     cursor->width - src_x,
 729                     x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK - mx),
 730                     vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col - mx),
 731                     VT_VGA_PIXELS_BLOCK);
 732
 733                 /*
 734                  * The cursor isn't aligned on the Y-axis with
 735                  * characters, so we need to compute the vertical
 736                  * start/count.
 737                  */
 738                 src_y = y > my ? y - my : 0;
 739                 dst_y = my > y ? my - y : 0;
 740                 y_count = min(
 741                     min(cursor->height - src_y, y + vf->vf_height - my),
 742                     vf->vf_height);
 743
 744                 /* Copy the cursor portion. */
 745                 vga_copy_bitmap_portion(pattern_2colors, pattern_ncolors,
 746                     cursor->map, cursor->mask, cursor->width,
 747                     src_x, dst_x, x_count, src_y, dst_y, y_count,
 748                     vd->vd_mcursor_fg, vd->vd_mcursor_bg, 1);
 749
 750                 if ((used_colors_list[vd->vd_mcursor_fg] & 0x1) != 0x1)
 751                         used_colors++;
 752                 if ((used_colors_list[vd->vd_mcursor_bg] & 0x2) != 0x2)
 753                         used_colors++;
 754         }
 755 #endif
 756
 757         /*
 758          * The pixels block is completed, we can now draw it on the
 759          * screen.
 760          */
 761         if (used_colors == 2)
 762                 vga_bitblt_pixels_block_2colors(vd, pattern_2colors, fg, bg,
 763                     x, y, vf->vf_height);
 764         else
 765                 vga_bitblt_pixels_block_ncolors(vd, pattern_ncolors,
 766                     x, y, vf->vf_height);
 767 }
 768
 769 static void
 770 vga_bitblt_text_gfxmode(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 771     const term_rect_t *area)
 772 {
 773         const struct vt_font *vf;
 774         unsigned int col, row;
 775         unsigned int x1, y1, x2, y2, x, y;
 776
 777         vf = vw->vw_font;
 778
 779         /*
 780          * Compute the top-left pixel position aligned with the video
 781          * adapter pixels block size.
 782          *
 783          * This is calculated from the top-left column of te dirty area:
 784          *
 785          *     1. Compute the top-left pixel of the character:
 786          *        col * font width + x offset
 787          *
 788          *        NOTE: x offset is used to center the text area on the
 789          *        screen. It's expressed in pixels, not in characters
 790          *        col/row!
 791          *
 792          *     2. Find the pixel further on the left marking the start of
 793          *        an aligned pixels block (eg. chunk of 8 pixels):
 794          *        character's x / blocksize * blocksize
 795          *
 796          *        The division, being made on integers, achieves the
 797          *        alignment.
 798          *
 799          * For the Y-axis, we need to compute the character's y
 800          * coordinate, but we don't need to align it.
 801          */
 802
 803         col = area->tr_begin.tp_col;
 804         row = area->tr_begin.tp_row;
 805         x1 = (int)((col * vf->vf_width + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col)
 806              / VT_VGA_PIXELS_BLOCK)
 807             * VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 808         y1 = row * vf->vf_height + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row;
 809
 810         /*
 811          * Compute the bottom right pixel position, again, aligned with
 812          * the pixels block size.
 813          *
 814          * The same rules apply, we just add 1 to base the computation
 815          * on the "right border" of the dirty area.
 816          */
 817
 818         col = area->tr_end.tp_col;
 819         row = area->tr_end.tp_row;
 820         x2 = (int)((col * vf->vf_width + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col
 821               + VT_VGA_PIXELS_BLOCK - 1)
 822              / VT_VGA_PIXELS_BLOCK)
 823             * VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 824         y2 = row * vf->vf_height + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row;
 825
 826         /* Clip the area to the screen size. */
 827         x2 = min(x2, vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col);
 828         y2 = min(y2, vw->vw_draw_area.tr_end.tp_row);
 829
 830         /*
 831          * Now, we take care of N pixels line at a time (the first for
 832          * loop, N = font height), and for these lines, draw one pixels
 833          * block at a time (the second for loop), not a character at a
 834          * time.
 835          *
 836          * Therefore, on the X-axis, characters my be drawn partially if
 837          * they are not aligned on 8-pixels boundary.
 838          *
 839          * However, the operation is repeated for the full height of the
 840          * font before moving to the next character, because it allows
 841          * to keep the color settings and write mode, before perhaps
 842          * changing them with the next one.
 843          */
 844
 845         for (y = y1; y < y2; y += vf->vf_height) {
 846                 for (x = x1; x < x2; x += VT_VGA_PIXELS_BLOCK) {
 847                         vga_bitblt_one_text_pixels_block(vd, vw, x, y);
 848                 }
 849         }
 850 }
 851
 852 static void
 853 vga_bitblt_text_txtmode(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 854     const term_rect_t *area)
 855 {
 856         struct vga_softc *sc;
 857         const struct vt_buf *vb;
 858         unsigned int col, row;
 859         term_char_t c;
 860         term_color_t fg, bg;
 861         uint8_t ch, attr;
 862
 863         sc = vd->vd_softc;
 864         vb = &vw->vw_buf;
 865
 866         for (row = area->tr_begin.tp_row; row < area->tr_end.tp_row; ++row) {
 867                 for (col = area->tr_begin.tp_col;
 868                     col < area->tr_end.tp_col;
 869                     ++col) {
 870                         /*
 871                          * Get next character and its associated fg/bg
 872                          * colors.
 873                          */
 874                         c = VTBUF_GET_FIELD(vb, row, col);
 875                         vt_determine_colors(c, VTBUF_ISCURSOR(vb, row, col),
 876                             &fg, &bg);
 877
 878                         /*
 879                          * Convert character to CP437, which is the
 880                          * character set used by the VGA hardware by
 881                          * default.
 882                          */
 883                         ch = vga_get_cp437(TCHAR_CHARACTER(c));
 884
 885                         /* Convert colors to VGA attributes. */
 886                         attr = bg << 4 | fg;
 887
 888                         MEM_WRITE1(sc, 0x18000 + (row * 80 + col) * 2 + 0,
 889                             ch);
 890                         MEM_WRITE1(sc, 0x18000 + (row * 80 + col) * 2 + 1,
 891                             attr);
 892                 }
 893         }
 894 }
 895
 896 static void
 897 vga_bitblt_text(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 898     const term_rect_t *area)
 899 {
 900
 901         if (!(vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE)) {
 902                 vga_bitblt_text_gfxmode(vd, vw, area);
 903         } else {
 904                 vga_bitblt_text_txtmode(vd, vw, area);
 905         }
 906 }
 907
 908 static void
 909 vga_bitblt_bitmap(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 910     const uint8_t *pattern, const uint8_t *mask,
 911     unsigned int width, unsigned int height,
 912     unsigned int x, unsigned int y, term_color_t fg, term_color_t bg)
 913 {
 914         unsigned int x1, y1, x2, y2, i, j, src_x, dst_x, x_count;
 915         uint8_t pattern_2colors;
 916
 917         /* Align coordinates with the 8-pxels grid. */
 918         x1 = x / VT_VGA_PIXELS_BLOCK * VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 919         y1 = y;
 920
 921         x2 = (x + width + VT_VGA_PIXELS_BLOCK - 1) /
 922             VT_VGA_PIXELS_BLOCK * VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 923         y2 = y + height;
 924         x2 = min(x2, vd->vd_width - 1);
 925         y2 = min(y2, vd->vd_height - 1);
 926
 927         for (j = y1; j < y2; ++j) {
 928                 src_x = 0;
 929                 dst_x = x - x1;
 930                 x_count = VT_VGA_PIXELS_BLOCK - dst_x;
 931
 932                 for (i = x1; i < x2; i += VT_VGA_PIXELS_BLOCK) {
 933                         pattern_2colors = 0;
 934
 935                         vga_copy_bitmap_portion(
 936                             &pattern_2colors, NULL,
 937                             pattern, mask, width,
 938                             src_x, dst_x, x_count,
 939                             j - y1, 0, 1, fg, bg, 0);
 940
 941                         vga_bitblt_pixels_block_2colors(vd,
 942                             &pattern_2colors, fg, bg,
 943                             i, j, 1);
 944
 945                         src_x += x_count;
 946                         dst_x = (dst_x + x_count) % VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 947                         x_count = min(width - src_x, VT_VGA_PIXELS_BLOCK);
 948                 }
 949         }
 950 }
 951
 952 static void
 953 vga_initialize_graphics(struct vt_device *vd)
 954 {
 955         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 956
 957         /* Clock select. */
 958         REG_WRITE1(sc, VGA_GEN_MISC_OUTPUT_W, VGA_GEN_MO_VSP | VGA_GEN_MO_HSP |
 959             VGA_GEN_MO_PB | VGA_GEN_MO_ER | VGA_GEN_MO_IOA);
 960         /* Set sequencer clocking and memory mode. */
 961         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_CLOCKING_MODE);
 962         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_CM_89);
 963         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MEMORY_MODE);
 964         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_MM_OE | VGA_SEQ_MM_EM);
 965
 966         /* Set the graphics controller in graphics mode. */
 967         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MISCELLANEOUS);
 968         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x04 + VGA_GC_MISC_GA);
 969         /* Program the CRT controller. */
 970         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_HORIZ_TOTAL);
 971         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x5f);                    /* 760 */
 972         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_HORIZ_DISP_END);
 973         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x4f);                    /* 640 - 8 */
 974         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_HORIZ_BLANK);
 975         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x50);                    /* 640 */
 976         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_END_HORIZ_BLANK);
 977         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_EHB_CR + 2);
 978         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_HORIZ_RETRACE);
 979         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x54);                    /* 672 */
 980         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_END_HORIZ_RETRACE);
 981         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_EHR_EHB + 0);
 982         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_TOTAL);
 983         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x0b);                    /* 523 */
 984         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_OVERFLOW);
 985         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_OF_VT9 | VGA_CRTC_OF_LC8 |
 986             VGA_CRTC_OF_VBS8 | VGA_CRTC_OF_VRS8 | VGA_CRTC_OF_VDE8);
 987         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MAX_SCAN_LINE);
 988         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_MSL_LC9);
 989         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_RETRACE_START);
 990         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xea);                    /* 480 + 10 */
 991         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_RETRACE_END);
 992         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x0c);
 993         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_DISPLAY_END);
 994         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xdf);                    /* 480 - 1*/
 995         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_OFFSET);
 996         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x28);
 997         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_VERT_BLANK);
 998         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xe7);                    /* 480 + 7 */
 999         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_END_VERT_BLANK);
1000         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x04);
1001         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MODE_CONTROL);
1002         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_MC_WB | VGA_CRTC_MC_AW |
1003             VGA_CRTC_MC_SRS | VGA_CRTC_MC_CMS);
1004         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_LINE_COMPARE);
1005         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xff);                    /* 480 + 31 */
1006
1007         REG_WRITE1(sc, VGA_GEN_FEATURE_CTRL_W, 0);
1008
1009         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MAP_MASK);
1010         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_MM_EM3 | VGA_SEQ_MM_EM2 |
1011             VGA_SEQ_MM_EM1 | VGA_SEQ_MM_EM0);
1012         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_CHAR_MAP_SELECT);
1013         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, 0);
1014
1015         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_SET_RESET);
1016         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1017         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_ENABLE_SET_RESET);
1018         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x0f);
1019         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_COLOR_COMPARE);
1020         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1021         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_DATA_ROTATE);
1022         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1023         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_READ_MAP_SELECT);
1024         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1025         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MODE);
1026         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1027         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_COLOR_DONT_CARE);
1028         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x0f);
1029         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_BIT_MASK);
1030         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0xff);
1031 }
1032
1033 static void
1034 vga_initialize(struct vt_device *vd, int textmode)
1035 {
1036         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
1037         uint8_t x;
1038
1039         /* Make sure the VGA adapter is not in monochrome emulation mode. */
1040         x = REG_READ1(sc, VGA_GEN_MISC_OUTPUT_R);
1041         REG_WRITE1(sc, VGA_GEN_MISC_OUTPUT_W, x | VGA_GEN_MO_IOA);
1042
1043         /* Unprotect CRTC registers 0-7. */
1044         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_RETRACE_END);
1045         x = REG_READ1(sc, VGA_CRTC_DATA);
1046         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, x & ~VGA_CRTC_VRE_PR);
1047
1048         /*
1049          * Wait for the vertical retrace.
1050          * NOTE: this code reads the VGA_GEN_INPUT_STAT_1 register, which has
1051          * the side-effect of clearing the internal flip-flip of the attribute
1052          * controller's write register. This means that because this code is
1053          * here, we know for sure that the first write to the attribute
1054          * controller will be a write to the address register. Removing this
1055          * code therefore also removes that guarantee and appropriate measures
1056          * need to be taken.
1057          */
1058         do {
1059                 x = REG_READ1(sc, VGA_GEN_INPUT_STAT_1);
1060                 x &= VGA_GEN_IS1_VR | VGA_GEN_IS1_DE;
1061         } while (x != (VGA_GEN_IS1_VR | VGA_GEN_IS1_DE));
1062
1063         /* Now, disable the sync. signals. */
1064         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MODE_CONTROL);
1065         x = REG_READ1(sc, VGA_CRTC_DATA);
1066         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, x & ~VGA_CRTC_MC_HR);
1067
1068         /* Asynchronous sequencer reset. */
1069         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_RESET);
1070         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_RST_SR);
1071
1072         if (!textmode)
1073                 vga_initialize_graphics(vd);
1074
1075         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_PRESET_ROW_SCAN);
1076         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1077         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_START);
1078         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_CS_COO);
1079         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_END);
1080         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1081         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_ADDR_HIGH);
1082         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1083         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_ADDR_LOW);
1084         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1085         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_LOC_HIGH);
1086         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1087         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_LOC_LOW);
1088         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x59);
1089         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_UNDERLINE_LOC);
1090         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_UL_UL);
1091
1092         if (textmode) {
1093                 /* Set the attribute controller to blink disable. */
1094                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_MODE_CONTROL);
1095                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1096         } else {
1097                 /* Set the attribute controller in graphics mode. */
1098                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_MODE_CONTROL);
1099                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_MC_GA);
1100                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_HORIZ_PIXEL_PANNING);
1101                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1102         }
1103         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(0));
1104         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1105         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(1));
1106         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_R);
1107         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(2));
1108         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_G);
1109         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(3));
1110         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SG | VGA_AC_PAL_R);
1111         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(4));
1112         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_B);
1113         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(5));
1114         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_B);
1115         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(6));
1116         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1117         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(7));
1118         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1119         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(8));
1120         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1121             VGA_AC_PAL_SB);
1122         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(9));
1123         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1124             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R);
1125         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(10));
1126         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1127             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_G);
1128         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(11));
1129         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1130             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_G);
1131         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(12));
1132         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1133             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_B);
1134         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(13));
1135         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1136             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_B);
1137         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(14));
1138         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1139             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1140         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(15));
1141         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1142             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1143         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_OVERSCAN_COLOR);
1144         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1145         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_COLOR_PLANE_ENABLE);
1146         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0x0f);
1147         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_COLOR_SELECT);
1148         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1149
1150         if (!textmode) {
1151                 u_int ofs;
1152
1153                 /*
1154                  * Done.  Clear the frame buffer.  All bit planes are
1155                  * enabled, so a single-paged loop should clear all
1156                  * planes.
1157                  */
1158                 for (ofs = 0; ofs < VT_VGA_MEMSIZE; ofs++) {
1159                         MEM_WRITE1(sc, ofs, 0);
1160                 }
1161         }
1162
1163         /* Re-enable the sequencer. */
1164         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_RESET);
1165         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_RST_SR | VGA_SEQ_RST_NAR);
1166         /* Re-enable the sync signals. */
1167         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MODE_CONTROL);
1168         x = REG_READ1(sc, VGA_CRTC_DATA);
1169         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, x | VGA_CRTC_MC_HR);
1170
1171         if (!textmode) {
1172                 /* Switch to write mode 3, because we'll mainly do bitblt. */
1173                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MODE);
1174                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 3);
1175                 sc->vga_wmode = 3;
1176
1177                 /*
1178                  * In Write Mode 3, Enable Set/Reset is ignored, but we
1179                  * use Write Mode 0 to write a group of 8 pixels using
1180                  * 3 or more colors. In this case, we want to disable
1181                  * Set/Reset: set Enable Set/Reset to 0.
1182                  */
1183                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_ENABLE_SET_RESET);
1184                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x00);
1185
1186                 /*
1187                  * Clear the colors we think are loaded into Set/Reset or
1188                  * the latches.
1189                  */
1190                 sc->vga_curfg = sc->vga_curbg = 0xff;
1191         }
1192 }
1193
1194 static int
1195 vga_probe(struct vt_device *vd)
1196 {
1197
1198         return (CN_INTERNAL);
1199 }
1200
1201 static int
1202 vga_init(struct vt_device *vd)
1203 {
1204         struct vga_softc *sc;
1205         int textmode;
1206
1207         if (vd->vd_softc == NULL)
1208                 vd->vd_softc = (void *)&vga_conssoftc;
1209         sc = vd->vd_softc;
1210         textmode = 0;
1211
1212 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
1213         sc->vga_fb_tag = X86_BUS_SPACE_MEM;
1214         sc->vga_fb_handle = KERNBASE + VGA_MEM_BASE;
1215         sc->vga_reg_tag = X86_BUS_SPACE_IO;
1216         sc->vga_reg_handle = VGA_REG_BASE;
1217 #elif defined(__ia64__)
1218         sc->vga_fb_tag = IA64_BUS_SPACE_MEM;
1219         sc->vga_fb_handle = IA64_PHYS_TO_RR6(VGA_MEM_BASE);
1220         sc->vga_reg_tag = IA64_BUS_SPACE_IO;
1221         sc->vga_reg_handle = VGA_REG_BASE;
1222 #else
1223 # error "Architecture not yet supported!"
1224 #endif
1225
1226         TUNABLE_INT_FETCH("hw.vga.textmode", &textmode);
1227         if (textmode) {
1228                 vd->vd_flags |= VDF_TEXTMODE;
1229                 vd->vd_width = 80;
1230                 vd->vd_height = 25;
1231         } else {
1232                 vd->vd_width = VT_VGA_WIDTH;
1233                 vd->vd_height = VT_VGA_HEIGHT;
1234         }
1235         vga_initialize(vd, textmode);
1236
1237         return (CN_INTERNAL);
1238 }
1239
1240 static void
1241 vga_postswitch(struct vt_device *vd)
1242 {
1243
1244         /* Reinit VGA mode, to restore view after app which change mode. */
1245         vga_initialize(vd, (vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE));
1246         /* Ask vt(9) to update chars on visible area. */
1247         vd->vd_flags |= VDF_INVALID;
1248 }