[原创]IGD Display Switch

peterhu

IGD Display Switch

( ^2 x  u5 G0 @& V( p" I' U

1. Introduction

IGD OpRegion是intel为了改善传统的Integrated Graphics Driver和BIOS之间的通信机制即SMI、INT10存在的缺陷（SMM mode有可能会影响OS的稳定性，Int 10则有可能受限于OS)，而引入的一种新的接口。它使用SCI取代传统的SMI机制，取其精华，去其糟粕。
/ B) e7 ]1 K5 I6 S! yOpRegion被加载时BIOS会透过GMCH的ASLS register写入OpRegion的base address。OpRegion的Memory layout如下图1所示：
, r9 h. _* q0 @& X1 N) i: G2 |
                     
1 }3 ?) Z; m2 E$ O4 _                          图1
! M4 ~/ M: j5 ^0 X( ~OpRegion是System BIOS和Driver之间交流信息的重要手段，而且我们也可以在OS下透过ASLS这个register，获取OpRegion空间的信息，进而可以用于Debug Graphics driver和System BIOS之间co-work的一些问题。
9 k/ v4 ^8 j3 Y" a! f
2. Mailbox#1 About Display Switch

Mailbox#1被称之为Public ACPI Methods Mailbox，它包括一堆成员变量，这些变量有些是必须实现的有些则是可选的。它的layout如下图2所示：
/ c3 o/ w+ U/ F- e5 ]
. q/ t3 J8 u, E$ t; |/ L; r

* k5 C- U  q$ L/ U

图2

4 M1 |1 J4 q/ L/ ]

其中与切屏相关的变量有如下几个：

# `6 a* }8 u+ s

0x120h DIDL

0x140h CPDL

! r" @, ]% j# s( `0 s+ Q. E

0x160h CADL

8 U/ f8 s- z7 `: N$ s9 z0 p% W  C& h

0x180h NADL

  Q$ }& C' J. Y7 D) ~

0x1A4h TIDX

DIDL表示该平台所支持的显示设备列表，最多支持8个设备。Graphics Driver在初始化的会call _DOD method获得所有的支持的设备列表。

+ w8 T* Q4 d+ q3 ~! _

CPDL表示当前接在VGA上的所有设备。Graphics Driver会detect当前连接的设备，每当hotplug、remove时，drvier都会重新detect设备，并将detect的结果写入CPDL，而且该位置对BIOS是只读的(RO)。在Hotkey切屏时video driver会使用CPDL中的device列表去call对应device的_DGS function用于决定下一轮的显示设备列表。

: C  o9 {: s+ I) }' C9 b

CADL表示当前正在使用的设备ID，在启动和模式切换期间driver都会更新这个位置。BIOS也是只能读取该位置(RO)。BIOS可以使用这个位置的值去支援

# |+ E* y& H% o9 F6 m

_DCS Function。

8 f4 N  [' @" R

NADL表示当hotkey按下时，driver需要切换到的另一个模式。它的值取决于

VBIOS中的toggle list table。在HotKey切屏时_DGS function会根据NADL中的device列表决定下一轮的显示顺序。

TIDX 表示VBIOS中的toggle table index,BIOS可以动态的更新该index值。

/ _5 m7 j) R" [. h% e+ J

Video driver通过该index决定下一组显示设备的列表。该table存放于VBIOS之中，最多支持4组。OEM端可以通过需要VBIOS改变显示的顺序。

3. ACPI Extensions For Display Adapters
: P5 E  k6 \. G9 H
另外一个与切屏密切相关的部分就是ACPI 中有关显示部分的扩展部分，这个部分主要是一下几个function：
_DOD 该function Graphics Driver会在初始化时会call该funciton获取该平台所支持的所有的device id。在windows xp下Debug发现如果使用hotkey切屏时，每次按下hotkey，Graphics Driver都会call一次该function。该function返回的数据格式如下图所示：
# }* O( T$ D, G3 _
6 f+ q- }0 X5 ^/ W* ^( K

图 3

9 c& U" k6 Q- {" i, r_ADR 用于返回设备的唯一的ID。
_DCS 该function用于返回当前device的状态，windows xp下面debug发现
6 h9 z) H9 r$ `2 f( p该function并不会被call。
- W+ U$ q7 N5 u7 K5 B_DGS 该function用于在支持hotkey display switch时，查询输出下一轮输出设备的显示状态。所支持的状态有下述两种：
- `( {" q# q9 L( u# H

4 W: `! Q1 p0 z  E: m9 \) ?4 l% B

图 4

' f7 m3 }( z! |3 C! b5 X4 @' F3 a_DOS 该function用于决定是否支持输出设备切换。
_DSS 当设备的显示状态已经确定之后，OSPM会call该function。该函数会带一个参数用于决定设备的输出状态，参数的格式如下图4所示：

图 5

1 H' e5 s6 ~; @& }2 k9 z
8 k2 v/ r; H2 L! ]4. Hot Key display switch Process

: S% P  Z* q. }2 R/ V. ]2 b. v有了以上的介绍，我们来看看按下hotkey之后设备显示顺序的完整过程。<<Intel Integrated Graphics Driver OpRegion specification>>对display switch有非常完整的流程，我将按照这份流程并结合asl code的实际状况做些说明。
5 S5 J2 l  {- e/ e

" U8 Z5 K3 Z  h6 Q

图 6

0 r4 l* e8 I8 d  t8 k2 b当我们按下hotkey时，EC会透过Q_EVENT通知BIOS，BIOS收到该Q_EVENT后会call IGD.GHDS() function，GHDS会call GNOT function，而GNOT最终会call Notify(VGA,0x00)去扫出所有的显示设备，这时_DOS=0会被调用表示始能切屏的功能；然后再call Notify(VGA,0x80)去做切屏的动作。在win xp & 2k下，_DOS=2将会被调用到，表示暂时禁用掉切屏功能（因为现在正在切屏），接下来是然后BIOS会透过_DOD获得支持的所有device id，call对应CPDL 对应的device的 _ADR fucntion 获得该device的唯一的ID。然后会call _DOS设置输出设备切换始能，下来会用OpRegion中的NADS去call _DGS用于决定下一组显示组合。最后再call _DSS确定显示组合，再后来就是Graphics Driver sets new mode。
2 ~: C4 e1 c$ T6 m( V: n以上就是Hotkey display switch的大致过程，希望能够对大家理解IGD Driver Hotkey的处理过程有所帮助。
6 p/ ~" ^( v# P3 a# X+ H- ?5 j$ \; j参考资料：
! f0 s% J2 }: D1. 《ACPI SPEC 4.0》
2 `! Z9 T! h3 O2. 《Intel IGD OpRegion spec 1.0》
3 O3 ]4 R8 D$ ~. W
: w4 I" f4 W- ~/ Y! ~; B( D/ R4 yPeter
2009-11-22

suchliang2009

看来你在Insyde学到不少啊

topway

謝謝分享，學習一下。

hsvincent

不错，总结的很好。刚开始接触mailbox的时候也花了很多时间看code去了解每个box有什么用
但是楼主提到的只是WinXP而已，到Win7就基本用不上那些mailbox了，而且在Win7下还跟regedit上的一个feature扯上关系了，具体也不是很清楚，希望楼主能够研究分享一下