arch/x86/boot/video.c

   1 /* -*- linux-c -*- ------------------------------------------------------- *
   2  *
   3  *   Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
   4  *   Copyright 2007 rPath, Inc. - All Rights Reserved
   5  *
   6  *   This file is part of the Linux kernel, and is made available under
   7  *   the terms of the GNU General Public License version 2.
   8  *
   9  * ----------------------------------------------------------------------- */
  10
  11 /*
  12  * arch/i386/boot/video.c
  13  *
  14  * Select video mode
  15  */
  16
  17 #include "boot.h"
  18 #include "video.h"
  19 #include "vesa.h"
  20
  21 /*
  22  * Mode list variables
  23  */
  24 static struct card_info cards[];    /* List of cards to probe for */
  25
  26 /*
  27  * Common variables
  28  */
  29 int adapter;                    /* 0=CGA/MDA/HGC, 1=EGA, 2=VGA+ */
  30 u16 video_segment;
  31 int force_x, force_y;   /* Don't query the BIOS for cols/rows */
  32
  33 int do_restore = 0;     /* Screen contents changed during mode flip */
  34 int graphic_mode;       /* Graphic mode with linear frame buffer */
  35
  36 static void store_cursor_position(void)
  37 {
  38         u16 curpos;
  39         u16 ax, bx;
  40
  41         ax = 0x0300;
  42         bx = 0;
  43         asm(INT10
  44             : "=d" (curpos), "+a" (ax), "+b" (bx)
  45             : : "ecx", "esi", "edi");
  46
  47         boot_params.screen_info.orig_x = curpos;
  48         boot_params.screen_info.orig_y = curpos >> 8;
  49 }
  50
  51 static void store_video_mode(void)
  52 {
  53         u16 ax, page;
  54
  55         /* N.B.: the saving of the video page here is a bit silly,
  56            since we pretty much assume page 0 everywhere. */
  57         ax = 0x0f00;
  58         asm(INT10
  59             : "+a" (ax), "=b" (page)
  60             : : "ecx", "edx", "esi", "edi");
  61
  62         /* Not all BIOSes are clean with respect to the top bit */
  63         boot_params.screen_info.orig_video_mode = ax & 0x7f;
  64         boot_params.screen_info.orig_video_page = page >> 8;
  65 }
  66
  67 /*
  68  * Store the video mode parameters for later usage by the kernel.
  69  * This is done by asking the BIOS except for the rows/columns
  70  * parameters in the default 80x25 mode -- these are set directly,
  71  * because some very obscure BIOSes supply insane values.
  72  */
  73 static void store_mode_params(void)
  74 {
  75         u16 font_size;
  76         int x, y;
  77
  78         /* For graphics mode, it is up to the mode-setting driver
  79            (currently only video-vesa.c) to store the parameters */
  80         if (graphic_mode)
  81                 return;
  82
  83         store_cursor_position();
  84         store_video_mode();
  85
  86         if (boot_params.screen_info.orig_video_mode == 0x07) {
  87                 /* MDA, HGC, or VGA in monochrome mode */
  88                 video_segment = 0xb000;
  89         } else {
  90                 /* CGA, EGA, VGA and so forth */
  91                 video_segment = 0xb800;
  92         }
  93
  94         set_fs(0);
  95         font_size = rdfs16(0x485); /* Font size, BIOS area */
  96         boot_params.screen_info.orig_video_points = font_size;
  97
  98         x = rdfs16(0x44a);
  99         y = (adapter == ADAPTER_CGA) ? 25 : rdfs8(0x484)+1;
 100
 101         if (force_x)
 102                 x = force_x;
 103         if (force_y)
 104                 y = force_y;
 105
 106         boot_params.screen_info.orig_video_cols  = x;
 107         boot_params.screen_info.orig_video_lines = y;
 108 }
 109
 110 /* Probe the video drivers and have them generate their mode lists. */
 111 static void probe_cards(int unsafe)
 112 {
 113         struct card_info *card;
 114         static u8 probed[2];
 115
 116         if (probed[unsafe])
 117                 return;
 118
 119         probed[unsafe] = 1;
 120
 121         for (card = video_cards; card < video_cards_end; card++) {
 122                 if (card->unsafe == unsafe) {
 123                         if (card->probe)
 124                                 card->nmodes = card->probe();
 125                         else
 126                                 card->nmodes = 0;
 127                 }
 128         }
 129 }
 130
 131 /* Test if a mode is defined */
 132 int mode_defined(u16 mode)
 133 {
 134         struct card_info *card;
 135         struct mode_info *mi;
 136         int i;
 137
 138         for (card = video_cards; card < video_cards_end; card++) {
 139                 mi = card->modes;
 140                 for (i = 0; i < card->nmodes; i++, mi++) {
 141                         if (mi->mode == mode)
 142                                 return 1;
 143                 }
 144         }
 145
 146         return 0;
 147 }
 148
 149 /* Set mode (without recalc) */
 150 static int raw_set_mode(u16 mode, u16 *real_mode)
 151 {
 152         int nmode, i;
 153         struct card_info *card;
 154         struct mode_info *mi;
 155
 156         /* Drop the recalc bit if set */
 157         mode &= ~VIDEO_RECALC;
 158
 159         /* Scan for mode based on fixed ID, position, or resolution */
 160         nmode = 0;
 161         for (card = video_cards; card < video_cards_end; card++) {
 162                 mi = card->modes;
 163                 for (i = 0; i < card->nmodes; i++, mi++) {
 164                         int visible = mi->x || mi->y;
 165
 166                         if ((mode == nmode && visible) ||
 167                             mode == mi->mode ||
 168                             mode == (mi->y << 8)+mi->x) {
 169                                 *real_mode = mi->mode;
 170                                 return card->set_mode(mi);
 171                         }
 172
 173                         if (visible)
 174                                 nmode++;
 175                 }
 176         }
 177
 178         /* Nothing found?  Is it an "exceptional" (unprobed) mode? */
 179         for (card = video_cards; card < video_cards_end; card++) {
 180                 if (mode >= card->xmode_first &&
 181                     mode < card->xmode_first+card->xmode_n) {
 182                         struct mode_info mix;
 183                         *real_mode = mix.mode = mode;
 184                         mix.x = mix.y = 0;
 185                         return card->set_mode(&mix);
 186                 }
 187         }
 188
 189         /* Otherwise, failure... */
 190         return -1;
 191 }
 192
 193 /*
 194  * Recalculate the vertical video cutoff (hack!)
 195  */
 196 static void vga_recalc_vertical(void)
 197 {
 198         unsigned int font_size, rows;
 199         u16 crtc;
 200         u8 pt, ov;
 201
 202         set_fs(0);
 203         font_size = rdfs8(0x485); /* BIOS: font size (pixels) */
 204         rows = force_y ? force_y : rdfs8(0x484)+1; /* Text rows */
 205
 206         rows *= font_size;      /* Visible scan lines */
 207         rows--;                 /* ... minus one */
 208
 209         crtc = vga_crtc();
 210
 211         pt = in_idx(crtc, 0x11);
 212         pt &= ~0x80;            /* Unlock CR0-7 */
 213         out_idx(pt, crtc, 0x11);
 214
 215         out_idx((u8)rows, crtc, 0x12); /* Lower height register */
 216
 217         ov = in_idx(crtc, 0x07); /* Overflow register */
 218         ov &= 0xbd;
 219         ov |= (rows >> (8-1)) & 0x02;
 220         ov |= (rows >> (9-6)) & 0x40;
 221         out_idx(ov, crtc, 0x07);
 222 }
 223
 224 /* Set mode (with recalc if specified) */
 225 static int set_mode(u16 mode)
 226 {
 227         int rv;
 228         u16 real_mode;
 229
 230         /* Very special mode numbers... */
 231         if (mode == VIDEO_CURRENT_MODE)
 232                 return 0;       /* Nothing to do... */
 233         else if (mode == NORMAL_VGA)
 234                 mode = VIDEO_80x25;
 235         else if (mode == EXTENDED_VGA)
 236                 mode = VIDEO_8POINT;
 237
 238         rv = raw_set_mode(mode, &real_mode);
 239         if (rv)
 240                 return rv;
 241
 242         if (mode & VIDEO_RECALC)
 243                 vga_recalc_vertical();
 244
 245         /* Save the canonical mode number for the kernel, not
 246            an alias, size specification or menu position */
 247         boot_params.hdr.vid_mode = real_mode;
 248         return 0;
 249 }
 250
 251 static unsigned int get_entry(void)
 252 {
 253         char entry_buf[4];
 254         int i, len = 0;
 255         int key;
 256         unsigned int v;
 257
 258         do {
 259                 key = getchar();
 260
 261                 if (key == '\b') {
 262                         if (len > 0) {
 263                                 puts("\b \b");
 264                                 len--;
 265                         }
 266                 } else if ((key >= '0' && key <= '9') ||
 267                            (key >= 'A' && key <= 'Z') ||
 268                            (key >= 'a' && key <= 'z')) {
 269                         if (len < sizeof entry_buf) {
 270                                 entry_buf[len++] = key;
 271                                 putchar(key);
 272                         }
 273                 }
 274         } while (key != '\r');
 275         putchar('\n');
 276
 277         if (len == 0)
 278                 return VIDEO_CURRENT_MODE; /* Default */
 279
 280         v = 0;
 281         for (i = 0; i < len; i++) {
 282                 v <<= 4;
 283                 key = entry_buf[i] | 0x20;
 284                 v += (key > '9') ? key-'a'+10 : key-'0';
 285         }
 286
 287         return v;
 288 }
 289
 290 static void display_menu(void)
 291 {
 292         struct card_info *card;
 293         struct mode_info *mi;
 294         char ch;
 295         int i;
 296
 297         puts("Mode:    COLSxROWS:\n");
 298
 299         ch = '0';
 300         for (card = video_cards; card < video_cards_end; card++) {
 301                 mi = card->modes;
 302                 for (i = 0; i < card->nmodes; i++, mi++) {
 303                         int visible = mi->x && mi->y;
 304                         u16 mode_id = mi->mode ? mi->mode :
 305                                 (mi->y << 8)+mi->x;
 306
 307                         if (!visible)
 308                                 continue; /* Hidden mode */
 309
 310                         printf("%c  %04X  %3dx%-3d  %s\n",
 311                                ch, mode_id, mi->x, mi->y, card->card_name);
 312
 313                         if (ch == '9')
 314                                 ch = 'a';
 315                         else if (ch == 'z' || ch == ' ')
 316                                 ch = ' '; /* Out of keys... */
 317                         else
 318                                 ch++;
 319                 }
 320         }
 321 }
 322
 323 #define H(x)    ((x)-'a'+10)
 324 #define SCAN    ((H('s')<<12)+(H('c')<<8)+(H('a')<<4)+H('n'))
 325
 326 static unsigned int mode_menu(void)
 327 {
 328         int key;
 329         unsigned int sel;
 330
 331         puts("Press <ENTER> to see video modes available, "
 332              "<SPACE> to continue, or wait 30 sec\n");
 333
 334         kbd_flush();
 335         while (1) {
 336                 key = getchar_timeout();
 337                 if (key == ' ' || key == 0)
 338                         return VIDEO_CURRENT_MODE; /* Default */
 339                 if (key == '\r')
 340                         break;
 341                 putchar('\a');  /* Beep! */
 342         }
 343
 344
 345         for (;;) {
 346                 display_menu();
 347
 348                 puts("Enter a video mode or \"scan\" to scan for "
 349                      "additional modes: ");
 350                 sel = get_entry();
 351                 if (sel != SCAN)
 352                         return sel;
 353
 354                 probe_cards(1);
 355         }
 356 }
 357
 358 #ifdef CONFIG_VIDEO_RETAIN
 359 /* Save screen content to the heap */
 360 struct saved_screen {
 361         int x, y;
 362         int curx, cury;
 363         u16 *data;
 364 } saved;
 365
 366 static void save_screen(void)
 367 {
 368         /* Should be called after store_mode_params() */
 369         saved.x = boot_params.screen_info.orig_video_cols;
 370         saved.y = boot_params.screen_info.orig_video_lines;
 371         saved.curx = boot_params.screen_info.orig_x;
 372         saved.cury = boot_params.screen_info.orig_y;
 373
 374         if (!heap_free(saved.x*saved.y*sizeof(u16)+512))
 375                 return;         /* Not enough heap to save the screen */
 376
 377         saved.data = GET_HEAP(u16, saved.x*saved.y);
 378
 379         set_fs(video_segment);
 380         copy_from_fs(saved.data, 0, saved.x*saved.y*sizeof(u16));
 381 }
 382
 383 static void restore_screen(void)
 384 {
 385         /* Should be called after store_mode_params() */
 386         int xs = boot_params.screen_info.orig_video_cols;
 387         int ys = boot_params.screen_info.orig_video_lines;
 388         int y;
 389         addr_t dst = 0;
 390         u16 *src = saved.data;
 391         u16 ax, bx, dx;
 392
 393         if (graphic_mode)
 394                 return;         /* Can't restore onto a graphic mode */
 395
 396         if (!src)
 397                 return;         /* No saved screen contents */
 398
 399         /* Restore screen contents */
 400
 401         set_fs(video_segment);
 402         for (y = 0; y < ys; y++) {
 403                 int npad;
 404
 405                 if (y < saved.y) {
 406                         int copy = (xs < saved.x) ? xs : saved.x;
 407                         copy_to_fs(dst, src, copy*sizeof(u16));
 408                         dst += copy*sizeof(u16);
 409                         src += saved.x;
 410                         npad = (xs < saved.x) ? 0 : xs-saved.x;
 411                 } else {
 412                         npad = xs;
 413                 }
 414
 415                 /* Writes "npad" blank characters to
 416                    video_segment:dst and advances dst */
 417                 asm volatile("pushw %%es ; "
 418                              "movw %2,%%es ; "
 419                              "shrw %%cx ; "
 420                              "jnc 1f ; "
 421                              "stosw \n\t"
 422                              "1: rep;stosl ; "
 423                              "popw %%es"
 424                              : "+D" (dst), "+c" (npad)
 425                              : "bdS" (video_segment),
 426                                "a" (0x07200720));
 427         }
 428
 429         /* Restore cursor position */
 430         ax = 0x0200;            /* Set cursor position */
 431         bx = 0;                 /* Page number (<< 8) */
 432         dx = (saved.cury << 8)+saved.curx;
 433         asm volatile(INT10
 434                      : "+a" (ax), "+b" (bx), "+d" (dx)
 435                      : : "ecx", "esi", "edi");
 436 }
 437 #else
 438 #define save_screen()           ((void)0)
 439 #define restore_screen()        ((void)0)
 440 #endif
 441
 442 void set_video(void)
 443 {
 444         u16 mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 445
 446         RESET_HEAP();
 447
 448         store_mode_params();
 449         save_screen();
 450         probe_cards(0);
 451
 452         for (;;) {
 453                 if (mode == ASK_VGA)
 454                         mode = mode_menu();
 455
 456                 if (!set_mode(mode))
 457                         break;
 458
 459                 printf("Undefined video mode number: %x\n", mode);
 460                 mode = ASK_VGA;
 461         }
 462         vesa_store_edid();
 463         store_mode_params();
 464
 465         if (do_restore)
 466                 restore_screen();
 467 }