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 struct vga_softc {
  46         bus_space_tag_t          vga_fb_tag;
  47         bus_space_handle_t       vga_fb_handle;
  48         bus_space_tag_t          vga_reg_tag;
  49         bus_space_handle_t       vga_reg_handle;
  50         int                      vga_wmode;
  51         term_color_t             vga_curfg, vga_curbg;
  52 };
  53
  54 /* Convenience macros. */
  55 #define MEM_READ1(sc, ofs) \
  56         bus_space_read_1(sc->vga_fb_tag, sc->vga_fb_handle, ofs)
  57 #define MEM_WRITE1(sc, ofs, val) \
  58         bus_space_write_1(sc->vga_fb_tag, sc->vga_fb_handle, ofs, val)
  59 #define REG_READ1(sc, reg) \
  60         bus_space_read_1(sc->vga_reg_tag, sc->vga_reg_handle, reg)
  61 #define REG_WRITE1(sc, reg, val) \
  62         bus_space_write_1(sc->vga_reg_tag, sc->vga_reg_handle, reg, val)
  63
  64 #define VT_VGA_WIDTH    640
  65 #define VT_VGA_HEIGHT   480
  66 #define VT_VGA_MEMSIZE  (VT_VGA_WIDTH * VT_VGA_HEIGHT / 8)
  67
  68 /*
  69  * VGA is designed to handle 8 pixels at a time (8 pixels in one byte of
  70  * memory).
  71  */
  72 #define VT_VGA_PIXELS_BLOCK     8
  73
  74 /*
  75  * We use an off-screen addresses to:
  76  *     o  store the background color;
  77  *     o  store pixels pattern.
  78  * Those addresses are then loaded in the latches once.
  79  */
  80 #define VT_VGA_BGCOLOR_OFFSET   VT_VGA_MEMSIZE
  81
  82 static vd_probe_t       vga_probe;
  83 static vd_init_t        vga_init;
  84 static vd_blank_t       vga_blank;
  85 static vd_bitblt_text_t vga_bitblt_text;
  86 static vd_bitblt_bmp_t  vga_bitblt_bitmap;
  87 static vd_drawrect_t    vga_drawrect;
  88 static vd_setpixel_t    vga_setpixel;
  89 static vd_postswitch_t  vga_postswitch;
  90
  91 static const struct vt_driver vt_vga_driver = {
  92         .vd_name        = "vga",
  93         .vd_probe       = vga_probe,
  94         .vd_init        = vga_init,
  95         .vd_blank       = vga_blank,
  96         .vd_bitblt_text = vga_bitblt_text,
  97         .vd_bitblt_bmp  = vga_bitblt_bitmap,
  98         .vd_drawrect    = vga_drawrect,
  99         .vd_setpixel    = vga_setpixel,
 100         .vd_postswitch  = vga_postswitch,
 101         .vd_priority    = VD_PRIORITY_GENERIC,
 102 };
 103
 104 /*
 105  * Driver supports both text mode and graphics mode.  Make sure the
 106  * buffer is always big enough to support both.
 107  */
 108 static struct vga_softc vga_conssoftc;
 109 VT_DRIVER_DECLARE(vt_vga, vt_vga_driver);
 110
 111 static inline void
 112 vga_setwmode(struct vt_device *vd, int wmode)
 113 {
 114         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 115
 116         if (sc->vga_wmode == wmode)
 117                 return;
 118
 119         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MODE);
 120         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, wmode);
 121         sc->vga_wmode = wmode;
 122
 123         switch (wmode) {
 124         case 3:
 125                 /* Re-enable all plans. */
 126                 REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MAP_MASK);
 127                 REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_MM_EM3 | VGA_SEQ_MM_EM2 |
 128                     VGA_SEQ_MM_EM1 | VGA_SEQ_MM_EM0);
 129                 break;
 130         }
 131 }
 132
 133 static inline void
 134 vga_setfg(struct vt_device *vd, term_color_t color)
 135 {
 136         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 137
 138         vga_setwmode(vd, 3);
 139
 140         if (sc->vga_curfg == color)
 141                 return;
 142
 143         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_SET_RESET);
 144         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, color);
 145         sc->vga_curfg = color;
 146 }
 147
 148 static inline void
 149 vga_setbg(struct vt_device *vd, term_color_t color)
 150 {
 151         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 152
 153         vga_setwmode(vd, 3);
 154
 155         if (sc->vga_curbg == color)
 156                 return;
 157
 158         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_SET_RESET);
 159         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, color);
 160
 161         /*
 162          * Write 8 pixels using the background color to an off-screen
 163          * byte in the video memory.
 164          */
 165         MEM_WRITE1(sc, VT_VGA_BGCOLOR_OFFSET, 0xff);
 166
 167         /*
 168          * Read those 8 pixels back to load the background color in the
 169          * latches register.
 170          */
 171         MEM_READ1(sc, VT_VGA_BGCOLOR_OFFSET);
 172
 173         sc->vga_curbg = color;
 174
 175         /*
 176          * The Set/Reset register doesn't contain the fg color anymore,
 177          * store an invalid color.
 178          */
 179         sc->vga_curfg = 0xff;
 180 }
 181
 182 /*
 183  * Binary searchable table for Unicode to CP437 conversion.
 184  */
 185
 186 struct unicp437 {
 187         uint16_t        unicode_base;
 188         uint8_t         cp437_base;
 189         uint8_t         length;
 190 };
 191
 192 static const struct unicp437 cp437table[] = {
 193         { 0x0020, 0x20, 0x5e }, { 0x00a0, 0x20, 0x00 },
 194         { 0x00a1, 0xad, 0x00 }, { 0x00a2, 0x9b, 0x00 },
 195         { 0x00a3, 0x9c, 0x00 }, { 0x00a5, 0x9d, 0x00 },
 196         { 0x00a7, 0x15, 0x00 }, { 0x00aa, 0xa6, 0x00 },
 197         { 0x00ab, 0xae, 0x00 }, { 0x00ac, 0xaa, 0x00 },
 198         { 0x00b0, 0xf8, 0x00 }, { 0x00b1, 0xf1, 0x00 },
 199         { 0x00b2, 0xfd, 0x00 }, { 0x00b5, 0xe6, 0x00 },
 200         { 0x00b6, 0x14, 0x00 }, { 0x00b7, 0xfa, 0x00 },
 201         { 0x00ba, 0xa7, 0x00 }, { 0x00bb, 0xaf, 0x00 },
 202         { 0x00bc, 0xac, 0x00 }, { 0x00bd, 0xab, 0x00 },
 203         { 0x00bf, 0xa8, 0x00 }, { 0x00c4, 0x8e, 0x01 },
 204         { 0x00c6, 0x92, 0x00 }, { 0x00c7, 0x80, 0x00 },
 205         { 0x00c9, 0x90, 0x00 }, { 0x00d1, 0xa5, 0x00 },
 206         { 0x00d6, 0x99, 0x00 }, { 0x00dc, 0x9a, 0x00 },
 207         { 0x00df, 0xe1, 0x00 }, { 0x00e0, 0x85, 0x00 },
 208         { 0x00e1, 0xa0, 0x00 }, { 0x00e2, 0x83, 0x00 },
 209         { 0x00e4, 0x84, 0x00 }, { 0x00e5, 0x86, 0x00 },
 210         { 0x00e6, 0x91, 0x00 }, { 0x00e7, 0x87, 0x00 },
 211         { 0x00e8, 0x8a, 0x00 }, { 0x00e9, 0x82, 0x00 },
 212         { 0x00ea, 0x88, 0x01 }, { 0x00ec, 0x8d, 0x00 },
 213         { 0x00ed, 0xa1, 0x00 }, { 0x00ee, 0x8c, 0x00 },
 214         { 0x00ef, 0x8b, 0x00 }, { 0x00f0, 0xeb, 0x00 },
 215         { 0x00f1, 0xa4, 0x00 }, { 0x00f2, 0x95, 0x00 },
 216         { 0x00f3, 0xa2, 0x00 }, { 0x00f4, 0x93, 0x00 },
 217         { 0x00f6, 0x94, 0x00 }, { 0x00f7, 0xf6, 0x00 },
 218         { 0x00f8, 0xed, 0x00 }, { 0x00f9, 0x97, 0x00 },
 219         { 0x00fa, 0xa3, 0x00 }, { 0x00fb, 0x96, 0x00 },
 220         { 0x00fc, 0x81, 0x00 }, { 0x00ff, 0x98, 0x00 },
 221         { 0x0192, 0x9f, 0x00 }, { 0x0393, 0xe2, 0x00 },
 222         { 0x0398, 0xe9, 0x00 }, { 0x03a3, 0xe4, 0x00 },
 223         { 0x03a6, 0xe8, 0x00 }, { 0x03a9, 0xea, 0x00 },
 224         { 0x03b1, 0xe0, 0x01 }, { 0x03b4, 0xeb, 0x00 },
 225         { 0x03b5, 0xee, 0x00 }, { 0x03bc, 0xe6, 0x00 },
 226         { 0x03c0, 0xe3, 0x00 }, { 0x03c3, 0xe5, 0x00 },
 227         { 0x03c4, 0xe7, 0x00 }, { 0x03c6, 0xed, 0x00 },
 228         { 0x03d5, 0xed, 0x00 }, { 0x2010, 0x2d, 0x00 },
 229         { 0x2013, 0x2d, 0x00 },
 230         { 0x2014, 0x2d, 0x00 }, { 0x2018, 0x60, 0x00 },
 231         { 0x2019, 0x27, 0x00 }, { 0x201c, 0x22, 0x00 },
 232         { 0x201d, 0x22, 0x00 }, { 0x2022, 0x07, 0x00 },
 233         { 0x203c, 0x13, 0x00 }, { 0x207f, 0xfc, 0x00 },
 234         { 0x20a7, 0x9e, 0x00 }, { 0x20ac, 0xee, 0x00 },
 235         { 0x2126, 0xea, 0x00 }, { 0x2190, 0x1b, 0x00 },
 236         { 0x2191, 0x18, 0x00 }, { 0x2192, 0x1a, 0x00 },
 237         { 0x2193, 0x19, 0x00 }, { 0x2194, 0x1d, 0x00 },
 238         { 0x2195, 0x12, 0x00 }, { 0x21a8, 0x17, 0x00 },
 239         { 0x2202, 0xeb, 0x00 }, { 0x2208, 0xee, 0x00 },
 240         { 0x2211, 0xe4, 0x00 }, { 0x2212, 0x2d, 0x00 },
 241         { 0x2219, 0xf9, 0x00 }, { 0x221a, 0xfb, 0x00 },
 242         { 0x221e, 0xec, 0x00 }, { 0x221f, 0x1c, 0x00 },
 243         { 0x2229, 0xef, 0x00 }, { 0x2248, 0xf7, 0x00 },
 244         { 0x2261, 0xf0, 0x00 }, { 0x2264, 0xf3, 0x00 },
 245         { 0x2265, 0xf2, 0x00 }, { 0x2302, 0x7f, 0x00 },
 246         { 0x2310, 0xa9, 0x00 }, { 0x2320, 0xf4, 0x00 },
 247         { 0x2321, 0xf5, 0x00 }, { 0x2500, 0xc4, 0x00 },
 248         { 0x2502, 0xb3, 0x00 }, { 0x250c, 0xda, 0x00 },
 249         { 0x2510, 0xbf, 0x00 }, { 0x2514, 0xc0, 0x00 },
 250         { 0x2518, 0xd9, 0x00 }, { 0x251c, 0xc3, 0x00 },
 251         { 0x2524, 0xb4, 0x00 }, { 0x252c, 0xc2, 0x00 },
 252         { 0x2534, 0xc1, 0x00 }, { 0x253c, 0xc5, 0x00 },
 253         { 0x2550, 0xcd, 0x00 }, { 0x2551, 0xba, 0x00 },
 254         { 0x2552, 0xd5, 0x00 }, { 0x2553, 0xd6, 0x00 },
 255         { 0x2554, 0xc9, 0x00 }, { 0x2555, 0xb8, 0x00 },
 256         { 0x2556, 0xb7, 0x00 }, { 0x2557, 0xbb, 0x00 },
 257         { 0x2558, 0xd4, 0x00 }, { 0x2559, 0xd3, 0x00 },
 258         { 0x255a, 0xc8, 0x00 }, { 0x255b, 0xbe, 0x00 },
 259         { 0x255c, 0xbd, 0x00 }, { 0x255d, 0xbc, 0x00 },
 260         { 0x255e, 0xc6, 0x01 }, { 0x2560, 0xcc, 0x00 },
 261         { 0x2561, 0xb5, 0x00 }, { 0x2562, 0xb6, 0x00 },
 262         { 0x2563, 0xb9, 0x00 }, { 0x2564, 0xd1, 0x01 },
 263         { 0x2566, 0xcb, 0x00 }, { 0x2567, 0xcf, 0x00 },
 264         { 0x2568, 0xd0, 0x00 }, { 0x2569, 0xca, 0x00 },
 265         { 0x256a, 0xd8, 0x00 }, { 0x256b, 0xd7, 0x00 },
 266         { 0x256c, 0xce, 0x00 }, { 0x2580, 0xdf, 0x00 },
 267         { 0x2584, 0xdc, 0x00 }, { 0x2588, 0xdb, 0x00 },
 268         { 0x258c, 0xdd, 0x00 }, { 0x2590, 0xde, 0x00 },
 269         { 0x2591, 0xb0, 0x02 }, { 0x25a0, 0xfe, 0x00 },
 270         { 0x25ac, 0x16, 0x00 }, { 0x25b2, 0x1e, 0x00 },
 271         { 0x25ba, 0x10, 0x00 }, { 0x25bc, 0x1f, 0x00 },
 272         { 0x25c4, 0x11, 0x00 }, { 0x25cb, 0x09, 0x00 },
 273         { 0x25d8, 0x08, 0x00 }, { 0x25d9, 0x0a, 0x00 },
 274         { 0x263a, 0x01, 0x01 }, { 0x263c, 0x0f, 0x00 },
 275         { 0x2640, 0x0c, 0x00 }, { 0x2642, 0x0b, 0x00 },
 276         { 0x2660, 0x06, 0x00 }, { 0x2663, 0x05, 0x00 },
 277         { 0x2665, 0x03, 0x01 }, { 0x266a, 0x0d, 0x00 },
 278         { 0x266c, 0x0e, 0x00 }, { 0x27e8, 0x3c, 0x00 },
 279         { 0x27e9, 0x3e, 0x00 },
 280 };
 281
 282 static uint8_t
 283 vga_get_cp437(term_char_t c)
 284 {
 285         int min, mid, max;
 286
 287         min = 0;
 288         max = nitems(cp437table) - 1;
 289
 290         if (c < cp437table[0].unicode_base ||
 291             c > cp437table[max].unicode_base + cp437table[max].length)
 292                 return '?';
 293
 294         while (max >= min) {
 295                 mid = (min + max) / 2;
 296                 if (c < cp437table[mid].unicode_base)
 297                         max = mid - 1;
 298                 else if (c > cp437table[mid].unicode_base +
 299                     cp437table[mid].length)
 300                         min = mid + 1;
 301                 else
 302                         return (c - cp437table[mid].unicode_base +
 303                             cp437table[mid].cp437_base);
 304         }
 305
 306         return '?';
 307 }
 308
 309 static void
 310 vga_blank(struct vt_device *vd, term_color_t color)
 311 {
 312         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 313         u_int ofs;
 314
 315         vga_setfg(vd, color);
 316         for (ofs = 0; ofs < VT_VGA_MEMSIZE; ofs++)
 317                 MEM_WRITE1(sc, ofs, 0xff);
 318 }
 319
 320 static inline void
 321 vga_bitblt_put(struct vt_device *vd, u_long dst, term_color_t color,
 322     uint8_t v)
 323 {
 324         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 325
 326         /* Skip empty writes, in order to avoid palette changes. */
 327         if (v != 0x00) {
 328                 vga_setfg(vd, color);
 329                 /*
 330                  * When this MEM_READ1() gets disabled, all sorts of
 331                  * artifacts occur.  This is because this read loads the
 332                  * set of 8 pixels that are about to be changed.  There
 333                  * is one scenario where we can avoid the read, namely
 334                  * if all pixels are about to be overwritten anyway.
 335                  */
 336                 if (v != 0xff) {
 337                         MEM_READ1(sc, dst);
 338
 339                         /* The bg color was trashed by the reads. */
 340                         sc->vga_curbg = 0xff;
 341                 }
 342                 MEM_WRITE1(sc, dst, v);
 343         }
 344 }
 345
 346 static void
 347 vga_setpixel(struct vt_device *vd, int x, int y, term_color_t color)
 348 {
 349
 350         if (vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE)
 351                 return;
 352
 353         vga_bitblt_put(vd, (y * VT_VGA_WIDTH / 8) + (x / 8), color,
 354             0x80 >> (x % 8));
 355 }
 356
 357 static void
 358 vga_drawrect(struct vt_device *vd, int x1, int y1, int x2, int y2, int fill,
 359     term_color_t color)
 360 {
 361         int x, y;
 362
 363         if (vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE)
 364                 return;
 365
 366         for (y = y1; y <= y2; y++) {
 367                 if (fill || (y == y1) || (y == y2)) {
 368                         for (x = x1; x <= x2; x++)
 369                                 vga_setpixel(vd, x, y, color);
 370                 } else {
 371                         vga_setpixel(vd, x1, y, color);
 372                         vga_setpixel(vd, x2, y, color);
 373                 }
 374         }
 375 }
 376
 377 static void
 378 vga_compute_shifted_pattern(const uint8_t *src, unsigned int bytes,
 379     unsigned int src_x, unsigned int x_count, unsigned int dst_x,
 380     uint8_t *pattern, uint8_t *mask)
 381 {
 382         unsigned int n;
 383
 384         n = src_x / 8;
 385
 386         /*
 387          * This mask has bits set, where a pixel (ether 0 or 1)
 388          * comes from the source bitmap.
 389          */
 390         if (mask != NULL) {
 391                 *mask = (0xff
 392                     >> (8 - x_count))
 393                     << (8 - x_count - dst_x);
 394         }
 395
 396         if (n == (src_x + x_count - 1) / 8) {
 397                 /* All the pixels we want are in the same byte. */
 398                 *pattern = src[n];
 399                 if (dst_x >= src_x)
 400                         *pattern >>= (dst_x - src_x % 8);
 401                 else
 402                         *pattern <<= (src_x % 8 - dst_x);
 403         } else {
 404                 /* The pixels we want are split into two bytes. */
 405                 if (dst_x >= src_x % 8) {
 406                         *pattern =
 407                             src[n] << (8 - dst_x - src_x % 8) |
 408                             src[n + 1] >> (dst_x - src_x % 8);
 409                 } else {
 410                         *pattern =
 411                             src[n] << (src_x % 8 - dst_x) |
 412                             src[n + 1] >> (8 - src_x % 8 - dst_x);
 413                 }
 414         }
 415 }
 416
 417 static void
 418 vga_copy_bitmap_portion(uint8_t *pattern_2colors, uint8_t *pattern_ncolors,
 419     const uint8_t *src, const uint8_t *src_mask, unsigned int src_width,
 420     unsigned int src_x, unsigned int dst_x, unsigned int x_count,
 421     unsigned int src_y, unsigned int dst_y, unsigned int y_count,
 422     term_color_t fg, term_color_t bg, int overwrite)
 423 {
 424         unsigned int i, bytes;
 425         uint8_t pattern, relevant_bits, mask;
 426
 427         bytes = (src_width + 7) / 8;
 428
 429         for (i = 0; i < y_count; ++i) {
 430                 vga_compute_shifted_pattern(src + (src_y + i) * bytes,
 431                     bytes, src_x, x_count, dst_x, &pattern, &relevant_bits);
 432
 433                 if (src_mask == NULL) {
 434                         /*
 435                          * No src mask. Consider that all wanted bits
 436                          * from the source are "authoritative".
 437                          */
 438                         mask = relevant_bits;
 439                 } else {
 440                         /*
 441                          * There's an src mask. We shift it the same way
 442                          * we shifted the source pattern.
 443                          */
 444                         vga_compute_shifted_pattern(
 445                             src_mask + (src_y + i) * bytes,
 446                             bytes, src_x, x_count, dst_x,
 447                             &mask, NULL);
 448
 449                         /* Now, only keep the wanted bits among them. */
 450                         mask &= relevant_bits;
 451                 }
 452
 453                 /*
 454                  * Clear bits from the pattern which must be
 455                  * transparent, according to the source mask.
 456                  */
 457                 pattern &= mask;
 458
 459                 /* Set the bits in the 2-colors array. */
 460                 if (overwrite)
 461                         pattern_2colors[dst_y + i] &= ~mask;
 462                 pattern_2colors[dst_y + i] |= pattern;
 463
 464                 if (pattern_ncolors == NULL)
 465                         continue;
 466
 467                 /*
 468                  * Set the same bits in the n-colors array. This one
 469                  * supports transparency, when a given bit is cleared in
 470                  * all colors.
 471                  */
 472                 if (overwrite) {
 473                         /*
 474                          * Ensure that the pixels used by this bitmap are
 475                          * cleared in other colors.
 476                          */
 477                         for (int j = 0; j < 16; ++j)
 478                                 pattern_ncolors[(dst_y + i) * 16 + j] &=
 479                                     ~mask;
 480                 }
 481                 pattern_ncolors[(dst_y + i) * 16 + fg] |= pattern;
 482                 pattern_ncolors[(dst_y + i) * 16 + bg] |= (~pattern & mask);
 483         }
 484 }
 485
 486 static void
 487 vga_bitblt_pixels_block_2colors(struct vt_device *vd, const uint8_t *masks,
 488     term_color_t fg, term_color_t bg,
 489     unsigned int x, unsigned int y, unsigned int height)
 490 {
 491         unsigned int i, offset;
 492         struct vga_softc *sc;
 493
 494         /*
 495          * The great advantage of Write Mode 3 is that we just need
 496          * to load the foreground in the Set/Reset register, load the
 497          * background color in the latches register (this is done
 498          * through a write in offscreen memory followed by a read of
 499          * that data), then write the pattern to video memory. This
 500          * pattern indicates if the pixel should use the foreground
 501          * color (bit set) or the background color (bit cleared).
 502          */
 503
 504         vga_setbg(vd, bg);
 505         vga_setfg(vd, fg);
 506
 507         sc = vd->vd_softc;
 508         offset = (VT_VGA_WIDTH * y + x) / 8;
 509
 510         for (i = 0; i < height; ++i, offset += VT_VGA_WIDTH / 8) {
 511                 MEM_WRITE1(sc, offset, masks[i]);
 512         }
 513 }
 514
 515 static void
 516 vga_bitblt_pixels_block_ncolors(struct vt_device *vd, const uint8_t *masks,
 517     unsigned int x, unsigned int y, unsigned int height)
 518 {
 519         unsigned int i, j, plan, color, offset;
 520         struct vga_softc *sc;
 521         uint8_t mask, plans[height * 4];
 522
 523         sc = vd->vd_softc;
 524
 525         memset(plans, 0, sizeof(plans));
 526
 527         /*
 528          * To write a group of pixels using 3 or more colors, we select
 529          * Write Mode 0 and write one byte to each plan separately.
 530          */
 531
 532         /*
 533          * We first compute each byte: each plan contains one bit of the
 534          * color code for each of the 8 pixels.
 535          *
 536          * For example, if the 8 pixels are like this:
 537          *     GBBBBBBY
 538          * where:
 539          *     G (gray)   = 0b0111
 540          *     B (black)  = 0b0000
 541          *     Y (yellow) = 0b0011
 542          *
 543          * The corresponding for bytes are:
 544          *             GBBBBBBY
 545          *     Plan 0: 10000001 = 0x81
 546          *     Plan 1: 10000001 = 0x81
 547          *     Plan 2: 10000000 = 0x80
 548          *     Plan 3: 00000000 = 0x00
 549          *             |  |   |
 550          *             |  |   +-> 0b0011 (Y)
 551          *             |  +-----> 0b0000 (B)
 552          *             +--------> 0b0111 (G)
 553          */
 554
 555         for (i = 0; i < height; ++i) {
 556                 for (color = 0; color < 16; ++color) {
 557                         mask = masks[i * 16 + color];
 558                         if (mask == 0x00)
 559                                 continue;
 560
 561                         for (j = 0; j < 8; ++j) {
 562                                 if (!((mask >> (7 - j)) & 0x1))
 563                                         continue;
 564
 565                                 /* The pixel "j" uses color "color". */
 566                                 for (plan = 0; plan < 4; ++plan)
 567                                         plans[i * 4 + plan] |=
 568                                             ((color >> plan) & 0x1) << (7 - j);
 569                         }
 570                 }
 571         }
 572
 573         /*
 574          * The bytes are ready: we now switch to Write Mode 0 and write
 575          * all bytes, one plan at a time.
 576          */
 577         vga_setwmode(vd, 0);
 578
 579         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MAP_MASK);
 580         for (plan = 0; plan < 4; ++plan) {
 581                 /* Select plan. */
 582                 REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, 1 << plan);
 583
 584                 /* Write all bytes for this plan, from Y to Y+height. */
 585                 for (i = 0; i < height; ++i) {
 586                         offset = (VT_VGA_WIDTH * (y + i) + x) / 8;
 587                         MEM_WRITE1(sc, offset, plans[i * 4 + plan]);
 588                 }
 589         }
 590 }
 591
 592 static void
 593 vga_bitblt_one_text_pixels_block(struct vt_device *vd,
 594     const struct vt_window *vw, unsigned int x, unsigned int y)
 595 {
 596         const struct vt_buf *vb;
 597         const struct vt_font *vf;
 598         unsigned int i, col, row, src_x, x_count;
 599         unsigned int used_colors_list[16], used_colors;
 600         uint8_t pattern_2colors[vw->vw_font->vf_height];
 601         uint8_t pattern_ncolors[vw->vw_font->vf_height * 16];
 602         term_char_t c;
 603         term_color_t fg, bg;
 604         const uint8_t *src;
 605
 606         vb = &vw->vw_buf;
 607         vf = vw->vw_font;
 608
 609         /*
 610          * The current pixels block.
 611          *
 612          * We fill it with portions of characters, because both "grids"
 613          * may not match.
 614          *
 615          * i is the index in this pixels block.
 616          */
 617
 618         i = x;
 619         used_colors = 0;
 620         memset(used_colors_list, 0, sizeof(used_colors_list));
 621         memset(pattern_2colors, 0, sizeof(pattern_2colors));
 622         memset(pattern_ncolors, 0, sizeof(pattern_ncolors));
 623
 624         if (i < vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col) {
 625                 /*
 626                  * i is in the margin used to center the text area on
 627                  * the screen.
 628                  */
 629
 630                 i = vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col;
 631         }
 632
 633         while (i < x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK &&
 634             i < vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col) {
 635                 /*
 636                  * Find which character is drawn on this pixel in the
 637                  * pixels block.
 638                  *
 639                  * While here, record what colors it uses.
 640                  */
 641
 642                 col = (i - vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col) / vf->vf_width;
 643                 row = (y - vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row) / vf->vf_height;
 644
 645                 c = VTBUF_GET_FIELD(vb, row, col);
 646                 src = vtfont_lookup(vf, c);
 647
 648                 vt_determine_colors(c, VTBUF_ISCURSOR(vb, row, col), &fg, &bg);
 649                 if ((used_colors_list[fg] & 0x1) != 0x1)
 650                         used_colors++;
 651                 if ((used_colors_list[bg] & 0x2) != 0x2)
 652                         used_colors++;
 653                 used_colors_list[fg] |= 0x1;
 654                 used_colors_list[bg] |= 0x2;
 655
 656                 /*
 657                  * Compute the portion of the character we want to draw,
 658                  * because the pixels block may start in the middle of a
 659                  * character.
 660                  *
 661                  * The first pixel to draw in the character is
 662                  *     the current position -
 663                  *     the start position of the character
 664                  *
 665                  * The last pixel to draw is either
 666                  *     - the last pixel of the character, or
 667                  *     - the pixel of the character matching the end of
 668                  *       the pixels block
 669                  * whichever comes first. This position is then
 670                  * changed to be relative to the start position of the
 671                  * character.
 672                  */
 673
 674                 src_x = i -
 675                     (col * vf->vf_width + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col);
 676                 x_count = min(min(
 677                     (col + 1) * vf->vf_width +
 678                     vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col,
 679                     x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK),
 680                     vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col);
 681                 x_count -= col * vf->vf_width +
 682                     vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col;
 683                 x_count -= src_x;
 684
 685                 /* Copy a portion of the character. */
 686                 vga_copy_bitmap_portion(pattern_2colors, pattern_ncolors,
 687                     src, NULL, vf->vf_width,
 688                     src_x, i % VT_VGA_PIXELS_BLOCK, x_count,
 689                     0, 0, vf->vf_height, fg, bg, 0);
 690
 691                 /* We move to the next portion. */
 692                 i += x_count;
 693         }
 694
 695 #ifndef SC_NO_CUTPASTE
 696         /*
 697          * Copy the mouse pointer bitmap if it's over the current pixels
 698          * block.
 699          *
 700          * We use the saved cursor position (saved in vt_flush()), because
 701          * the current position could be different than the one used
 702          * to mark the area dirty.
 703          */
 704         term_rect_t drawn_area;
 705
 706         drawn_area.tr_begin.tp_col = x;
 707         drawn_area.tr_begin.tp_row = y;
 708         drawn_area.tr_end.tp_col = x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 709         drawn_area.tr_end.tp_row = y + vf->vf_height;
 710         if (vd->vd_mshown && vt_is_cursor_in_area(vd, &drawn_area)) {
 711                 struct vt_mouse_cursor *cursor;
 712                 unsigned int mx, my;
 713                 unsigned int dst_x, src_y, dst_y, y_count;
 714
 715                 cursor = vd->vd_mcursor;
 716                 mx = vd->vd_mx_drawn + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col;
 717                 my = vd->vd_my_drawn + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row;
 718
 719                 /* Compute the portion of the cursor we want to copy. */
 720                 src_x = x > mx ? x - mx : 0;
 721                 dst_x = mx > x ? mx - x : 0;
 722                 x_count = min(min(min(
 723                     cursor->width - src_x,
 724                     x + VT_VGA_PIXELS_BLOCK - mx),
 725                     vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col - mx),
 726                     VT_VGA_PIXELS_BLOCK);
 727
 728                 /*
 729                  * The cursor isn't aligned on the Y-axis with
 730                  * characters, so we need to compute the vertical
 731                  * start/count.
 732                  */
 733                 src_y = y > my ? y - my : 0;
 734                 dst_y = my > y ? my - y : 0;
 735                 y_count = min(
 736                     min(cursor->height - src_y, y + vf->vf_height - my),
 737                     vf->vf_height);
 738
 739                 /* Copy the cursor portion. */
 740                 vga_copy_bitmap_portion(pattern_2colors, pattern_ncolors,
 741                     cursor->map, cursor->mask, cursor->width,
 742                     src_x, dst_x, x_count, src_y, dst_y, y_count,
 743                     vd->vd_mcursor_fg, vd->vd_mcursor_bg, 1);
 744
 745                 if ((used_colors_list[vd->vd_mcursor_fg] & 0x1) != 0x1)
 746                         used_colors++;
 747                 if ((used_colors_list[vd->vd_mcursor_bg] & 0x2) != 0x2)
 748                         used_colors++;
 749         }
 750 #endif
 751
 752         /*
 753          * The pixels block is completed, we can now draw it on the
 754          * screen.
 755          */
 756         if (used_colors == 2)
 757                 vga_bitblt_pixels_block_2colors(vd, pattern_2colors, fg, bg,
 758                     x, y, vf->vf_height);
 759         else
 760                 vga_bitblt_pixels_block_ncolors(vd, pattern_ncolors,
 761                     x, y, vf->vf_height);
 762 }
 763
 764 static void
 765 vga_bitblt_text_gfxmode(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 766     const term_rect_t *area)
 767 {
 768         const struct vt_font *vf;
 769         unsigned int col, row;
 770         unsigned int x1, y1, x2, y2, x, y;
 771
 772         vf = vw->vw_font;
 773
 774         /*
 775          * Compute the top-left pixel position aligned with the video
 776          * adapter pixels block size.
 777          *
 778          * This is calculated from the top-left column of te dirty area:
 779          *
 780          *     1. Compute the top-left pixel of the character:
 781          *        col * font width + x offset
 782          *
 783          *        NOTE: x offset is used to center the text area on the
 784          *        screen. It's expressed in pixels, not in characters
 785          *        col/row!
 786          *
 787          *     2. Find the pixel further on the left marking the start of
 788          *        an aligned pixels block (eg. chunk of 8 pixels):
 789          *        character's x / blocksize * blocksize
 790          *
 791          *        The division, being made on integers, achieves the
 792          *        alignment.
 793          *
 794          * For the Y-axis, we need to compute the character's y
 795          * coordinate, but we don't need to align it.
 796          */
 797
 798         col = area->tr_begin.tp_col;
 799         row = area->tr_begin.tp_row;
 800         x1 = (int)((col * vf->vf_width + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col)
 801              / VT_VGA_PIXELS_BLOCK)
 802             * VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 803         y1 = row * vf->vf_height + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row;
 804
 805         /*
 806          * Compute the bottom right pixel position, again, aligned with
 807          * the pixels block size.
 808          *
 809          * The same rules apply, we just add 1 to base the computation
 810          * on the "right border" of the dirty area.
 811          */
 812
 813         col = area->tr_end.tp_col;
 814         row = area->tr_end.tp_row;
 815         x2 = (int)((col * vf->vf_width + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_col
 816               + VT_VGA_PIXELS_BLOCK - 1)
 817              / VT_VGA_PIXELS_BLOCK)
 818             * VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 819         y2 = row * vf->vf_height + vw->vw_draw_area.tr_begin.tp_row;
 820
 821         /* Clip the area to the screen size. */
 822         x2 = min(x2, vw->vw_draw_area.tr_end.tp_col);
 823         y2 = min(y2, vw->vw_draw_area.tr_end.tp_row);
 824
 825         /*
 826          * Now, we take care of N pixels line at a time (the first for
 827          * loop, N = font height), and for these lines, draw one pixels
 828          * block at a time (the second for loop), not a character at a
 829          * time.
 830          *
 831          * Therefore, on the X-axis, characters my be drawn partially if
 832          * they are not aligned on 8-pixels boundary.
 833          *
 834          * However, the operation is repeated for the full height of the
 835          * font before moving to the next character, because it allows
 836          * to keep the color settings and write mode, before perhaps
 837          * changing them with the next one.
 838          */
 839
 840         for (y = y1; y < y2; y += vf->vf_height) {
 841                 for (x = x1; x < x2; x += VT_VGA_PIXELS_BLOCK) {
 842                         vga_bitblt_one_text_pixels_block(vd, vw, x, y);
 843                 }
 844         }
 845 }
 846
 847 static void
 848 vga_bitblt_text_txtmode(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 849     const term_rect_t *area)
 850 {
 851         struct vga_softc *sc;
 852         const struct vt_buf *vb;
 853         unsigned int col, row;
 854         term_char_t c;
 855         term_color_t fg, bg;
 856         uint8_t ch, attr;
 857
 858         sc = vd->vd_softc;
 859         vb = &vw->vw_buf;
 860
 861         for (row = area->tr_begin.tp_row; row < area->tr_end.tp_row; ++row) {
 862                 for (col = area->tr_begin.tp_col;
 863                     col < area->tr_end.tp_col;
 864                     ++col) {
 865                         /*
 866                          * Get next character and its associated fg/bg
 867                          * colors.
 868                          */
 869                         c = VTBUF_GET_FIELD(vb, row, col);
 870                         vt_determine_colors(c, VTBUF_ISCURSOR(vb, row, col),
 871                             &fg, &bg);
 872
 873                         /*
 874                          * Convert character to CP437, which is the
 875                          * character set used by the VGA hardware by
 876                          * default.
 877                          */
 878                         ch = vga_get_cp437(TCHAR_CHARACTER(c));
 879
 880                         /* Convert colors to VGA attributes. */
 881                         attr = bg << 4 | fg;
 882
 883                         MEM_WRITE1(sc, (row * 80 + col) * 2 + 0,
 884                             ch);
 885                         MEM_WRITE1(sc, (row * 80 + col) * 2 + 1,
 886                             attr);
 887                 }
 888         }
 889 }
 890
 891 static void
 892 vga_bitblt_text(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 893     const term_rect_t *area)
 894 {
 895
 896         if (!(vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE)) {
 897                 vga_bitblt_text_gfxmode(vd, vw, area);
 898         } else {
 899                 vga_bitblt_text_txtmode(vd, vw, area);
 900         }
 901 }
 902
 903 static void
 904 vga_bitblt_bitmap(struct vt_device *vd, const struct vt_window *vw,
 905     const uint8_t *pattern, const uint8_t *mask,
 906     unsigned int width, unsigned int height,
 907     unsigned int x, unsigned int y, term_color_t fg, term_color_t bg)
 908 {
 909         unsigned int x1, y1, x2, y2, i, j, src_x, dst_x, x_count;
 910         uint8_t pattern_2colors;
 911
 912         /* Align coordinates with the 8-pxels grid. */
 913         x1 = x / VT_VGA_PIXELS_BLOCK * VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 914         y1 = y;
 915
 916         x2 = (x + width + VT_VGA_PIXELS_BLOCK - 1) /
 917             VT_VGA_PIXELS_BLOCK * VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 918         y2 = y + height;
 919         x2 = min(x2, vd->vd_width - 1);
 920         y2 = min(y2, vd->vd_height - 1);
 921
 922         for (j = y1; j < y2; ++j) {
 923                 src_x = 0;
 924                 dst_x = x - x1;
 925                 x_count = VT_VGA_PIXELS_BLOCK - dst_x;
 926
 927                 for (i = x1; i < x2; i += VT_VGA_PIXELS_BLOCK) {
 928                         pattern_2colors = 0;
 929
 930                         vga_copy_bitmap_portion(
 931                             &pattern_2colors, NULL,
 932                             pattern, mask, width,
 933                             src_x, dst_x, x_count,
 934                             j - y1, 0, 1, fg, bg, 0);
 935
 936                         vga_bitblt_pixels_block_2colors(vd,
 937                             &pattern_2colors, fg, bg,
 938                             i, j, 1);
 939
 940                         src_x += x_count;
 941                         dst_x = (dst_x + x_count) % VT_VGA_PIXELS_BLOCK;
 942                         x_count = min(width - src_x, VT_VGA_PIXELS_BLOCK);
 943                 }
 944         }
 945 }
 946
 947 static void
 948 vga_initialize_graphics(struct vt_device *vd)
 949 {
 950         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
 951
 952         /* Clock select. */
 953         REG_WRITE1(sc, VGA_GEN_MISC_OUTPUT_W, VGA_GEN_MO_VSP | VGA_GEN_MO_HSP |
 954             VGA_GEN_MO_PB | VGA_GEN_MO_ER | VGA_GEN_MO_IOA);
 955         /* Set sequencer clocking and memory mode. */
 956         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_CLOCKING_MODE);
 957         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_CM_89);
 958         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MEMORY_MODE);
 959         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_MM_OE | VGA_SEQ_MM_EM);
 960
 961         /* Set the graphics controller in graphics mode. */
 962         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MISCELLANEOUS);
 963         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x04 + VGA_GC_MISC_GA);
 964         /* Program the CRT controller. */
 965         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_HORIZ_TOTAL);
 966         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x5f);                    /* 760 */
 967         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_HORIZ_DISP_END);
 968         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x4f);                    /* 640 - 8 */
 969         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_HORIZ_BLANK);
 970         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x50);                    /* 640 */
 971         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_END_HORIZ_BLANK);
 972         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_EHB_CR + 2);
 973         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_HORIZ_RETRACE);
 974         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x54);                    /* 672 */
 975         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_END_HORIZ_RETRACE);
 976         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_EHR_EHB + 0);
 977         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_TOTAL);
 978         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x0b);                    /* 523 */
 979         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_OVERFLOW);
 980         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_OF_VT9 | VGA_CRTC_OF_LC8 |
 981             VGA_CRTC_OF_VBS8 | VGA_CRTC_OF_VRS8 | VGA_CRTC_OF_VDE8);
 982         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MAX_SCAN_LINE);
 983         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_MSL_LC9);
 984         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_RETRACE_START);
 985         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xea);                    /* 480 + 10 */
 986         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_RETRACE_END);
 987         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x0c);
 988         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_DISPLAY_END);
 989         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xdf);                    /* 480 - 1*/
 990         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_OFFSET);
 991         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x28);
 992         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_VERT_BLANK);
 993         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xe7);                    /* 480 + 7 */
 994         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_END_VERT_BLANK);
 995         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x04);
 996         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MODE_CONTROL);
 997         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_MC_WB | VGA_CRTC_MC_AW |
 998             VGA_CRTC_MC_SRS | VGA_CRTC_MC_CMS);
 999         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_LINE_COMPARE);
1000         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0xff);                    /* 480 + 31 */
1001
1002         REG_WRITE1(sc, VGA_GEN_FEATURE_CTRL_W, 0);
1003
1004         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_MAP_MASK);
1005         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_MM_EM3 | VGA_SEQ_MM_EM2 |
1006             VGA_SEQ_MM_EM1 | VGA_SEQ_MM_EM0);
1007         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_CHAR_MAP_SELECT);
1008         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, 0);
1009
1010         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_SET_RESET);
1011         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1012         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_ENABLE_SET_RESET);
1013         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x0f);
1014         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_COLOR_COMPARE);
1015         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1016         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_DATA_ROTATE);
1017         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1018         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_READ_MAP_SELECT);
1019         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1020         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MODE);
1021         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0);
1022         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_COLOR_DONT_CARE);
1023         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x0f);
1024         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_BIT_MASK);
1025         REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0xff);
1026 }
1027
1028 static void
1029 vga_initialize(struct vt_device *vd, int textmode)
1030 {
1031         struct vga_softc *sc = vd->vd_softc;
1032         uint8_t x;
1033
1034         /* Make sure the VGA adapter is not in monochrome emulation mode. */
1035         x = REG_READ1(sc, VGA_GEN_MISC_OUTPUT_R);
1036         REG_WRITE1(sc, VGA_GEN_MISC_OUTPUT_W, x | VGA_GEN_MO_IOA);
1037
1038         /* Unprotect CRTC registers 0-7. */
1039         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_VERT_RETRACE_END);
1040         x = REG_READ1(sc, VGA_CRTC_DATA);
1041         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, x & ~VGA_CRTC_VRE_PR);
1042
1043         /*
1044          * Wait for the vertical retrace.
1045          * NOTE: this code reads the VGA_GEN_INPUT_STAT_1 register, which has
1046          * the side-effect of clearing the internal flip-flip of the attribute
1047          * controller's write register. This means that because this code is
1048          * here, we know for sure that the first write to the attribute
1049          * controller will be a write to the address register. Removing this
1050          * code therefore also removes that guarantee and appropriate measures
1051          * need to be taken.
1052          */
1053         do {
1054                 x = REG_READ1(sc, VGA_GEN_INPUT_STAT_1);
1055                 x &= VGA_GEN_IS1_VR | VGA_GEN_IS1_DE;
1056         } while (x != (VGA_GEN_IS1_VR | VGA_GEN_IS1_DE));
1057
1058         /* Now, disable the sync. signals. */
1059         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MODE_CONTROL);
1060         x = REG_READ1(sc, VGA_CRTC_DATA);
1061         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, x & ~VGA_CRTC_MC_HR);
1062
1063         /* Asynchronous sequencer reset. */
1064         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_RESET);
1065         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_RST_SR);
1066
1067         if (!textmode)
1068                 vga_initialize_graphics(vd);
1069
1070         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_PRESET_ROW_SCAN);
1071         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1072         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_START);
1073         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_CS_COO);
1074         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_END);
1075         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1076         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_ADDR_HIGH);
1077         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1078         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_START_ADDR_LOW);
1079         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1080         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_LOC_HIGH);
1081         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0);
1082         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_CURSOR_LOC_LOW);
1083         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, 0x59);
1084         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_UNDERLINE_LOC);
1085         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, VGA_CRTC_UL_UL);
1086
1087         if (textmode) {
1088                 /* Set the attribute controller to blink disable. */
1089                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_MODE_CONTROL);
1090                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1091         } else {
1092                 /* Set the attribute controller in graphics mode. */
1093                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_MODE_CONTROL);
1094                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_MC_GA);
1095                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_HORIZ_PIXEL_PANNING);
1096                 REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1097         }
1098         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(0));
1099         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1100         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(1));
1101         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_R);
1102         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(2));
1103         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_G);
1104         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(3));
1105         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SG | VGA_AC_PAL_R);
1106         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(4));
1107         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_B);
1108         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(5));
1109         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_B);
1110         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(6));
1111         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1112         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(7));
1113         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1114         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(8));
1115         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1116             VGA_AC_PAL_SB);
1117         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(9));
1118         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1119             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R);
1120         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(10));
1121         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1122             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_G);
1123         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(11));
1124         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1125             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_G);
1126         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(12));
1127         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1128             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_B);
1129         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(13));
1130         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1131             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_B);
1132         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(14));
1133         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1134             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1135         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PALETTE(15));
1136         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_PAL_SR | VGA_AC_PAL_SG |
1137             VGA_AC_PAL_SB | VGA_AC_PAL_R | VGA_AC_PAL_G | VGA_AC_PAL_B);
1138         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_OVERSCAN_COLOR);
1139         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1140         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_COLOR_PLANE_ENABLE);
1141         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0x0f);
1142         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, VGA_AC_COLOR_SELECT);
1143         REG_WRITE1(sc, VGA_AC_WRITE, 0);
1144
1145         if (!textmode) {
1146                 u_int ofs;
1147
1148                 /*
1149                  * Done.  Clear the frame buffer.  All bit planes are
1150                  * enabled, so a single-paged loop should clear all
1151                  * planes.
1152                  */
1153                 for (ofs = 0; ofs < VT_VGA_MEMSIZE; ofs++) {
1154                         MEM_WRITE1(sc, ofs, 0);
1155                 }
1156         }
1157
1158         /* Re-enable the sequencer. */
1159         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_ADDRESS, VGA_SEQ_RESET);
1160         REG_WRITE1(sc, VGA_SEQ_DATA, VGA_SEQ_RST_SR | VGA_SEQ_RST_NAR);
1161         /* Re-enable the sync signals. */
1162         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_ADDRESS, VGA_CRTC_MODE_CONTROL);
1163         x = REG_READ1(sc, VGA_CRTC_DATA);
1164         REG_WRITE1(sc, VGA_CRTC_DATA, x | VGA_CRTC_MC_HR);
1165
1166         if (!textmode) {
1167                 /* Switch to write mode 3, because we'll mainly do bitblt. */
1168                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_MODE);
1169                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 3);
1170                 sc->vga_wmode = 3;
1171
1172                 /*
1173                  * In Write Mode 3, Enable Set/Reset is ignored, but we
1174                  * use Write Mode 0 to write a group of 8 pixels using
1175                  * 3 or more colors. In this case, we want to disable
1176                  * Set/Reset: set Enable Set/Reset to 0.
1177                  */
1178                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_ADDRESS, VGA_GC_ENABLE_SET_RESET);
1179                 REG_WRITE1(sc, VGA_GC_DATA, 0x00);
1180
1181                 /*
1182                  * Clear the colors we think are loaded into Set/Reset or
1183                  * the latches.
1184                  */
1185                 sc->vga_curfg = sc->vga_curbg = 0xff;
1186         }
1187 }
1188
1189 static int
1190 vga_probe(struct vt_device *vd)
1191 {
1192
1193         return (CN_INTERNAL);
1194 }
1195
1196 static int
1197 vga_init(struct vt_device *vd)
1198 {
1199         struct vga_softc *sc;
1200         int textmode;
1201
1202         if (vd->vd_softc == NULL)
1203                 vd->vd_softc = (void *)&vga_conssoftc;
1204         sc = vd->vd_softc;
1205
1206 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
1207         sc->vga_fb_tag = X86_BUS_SPACE_MEM;
1208         sc->vga_reg_tag = X86_BUS_SPACE_IO;
1209 #elif defined(__ia64__)
1210         sc->vga_fb_tag = IA64_BUS_SPACE_MEM;
1211         sc->vga_fb_handle = IA64_PHYS_TO_RR6(VGA_MEM_BASE);
1212         sc->vga_reg_tag = IA64_BUS_SPACE_IO;
1213         sc->vga_reg_handle = VGA_REG_BASE;
1214 #else
1215 # error "Architecture not yet supported!"
1216 #endif
1217
1218         bus_space_map(sc->vga_reg_tag, VGA_REG_BASE, VGA_REG_SIZE, 0,
1219             &sc->vga_reg_handle);
1220
1221         /*
1222          * If "hw.vga.textmode" is not set and we're running on hypervisor,
1223          * we use text mode by default, this is because when we're on
1224          * hypervisor, vt(4) is usually much slower in graphics mode than
1225          * in text mode, especially when we're on Hyper-V.
1226          */
1227         textmode = vm_guest != VM_GUEST_NO;
1228         TUNABLE_INT_FETCH("hw.vga.textmode", &textmode);
1229         if (textmode) {
1230                 vd->vd_flags |= VDF_TEXTMODE;
1231                 vd->vd_width = 80;
1232                 vd->vd_height = 25;
1233                 bus_space_map(sc->vga_fb_tag, VGA_TXT_BASE, VGA_TXT_SIZE, 0,
1234                     &sc->vga_fb_handle);
1235         } else {
1236                 vd->vd_width = VT_VGA_WIDTH;
1237                 vd->vd_height = VT_VGA_HEIGHT;
1238                 bus_space_map(sc->vga_fb_tag, VGA_MEM_BASE, VGA_MEM_SIZE, 0,
1239                     &sc->vga_fb_handle);
1240         }
1241         vga_initialize(vd, textmode);
1242
1243         return (CN_INTERNAL);
1244 }
1245
1246 static void
1247 vga_postswitch(struct vt_device *vd)
1248 {
1249
1250         /* Reinit VGA mode, to restore view after app which change mode. */
1251         vga_initialize(vd, (vd->vd_flags & VDF_TEXTMODE));
1252         /* Ask vt(9) to update chars on visible area. */
1253         vd->vd_flags |= VDF_INVALID;
1254 }