[原创]IGD Display Switch

peterhu

IGD Display Switch

' I, C7 d1 [' A  X/ Y$ b; K& b, e

6 X- }7 V) A, z3 o( p9 `1. Introduction

8 F* C0 i/ W/ @' j" [+ A" x9 CIGD 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。
/ i0 Y- z8 S2 V2 Q( n& hOpRegion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：
3 e5 D7 j% a2 W2 E9 k
                     
                          图1
9 J  S( P  }; @$ M- nOpRegion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。
/ K, C. j( M- s) Y$ u
1 E+ d# M0 A" j+ @+ Z: J6 W5 ?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：
& Q& [- r) [  s6 e" K1 k$ G
, O  Z2 h! U/ ]1 S+ @

( G, V) k; p$ ^/ y- }  I' c* M

图2

" [' I6 C1 J+ c$ I+ G

其中与切屏相关的变量有如下几个：

0x120h DIDL

0x140h CPDL

0x160h CADL

( q5 O) c3 J4 U  }

0x180h NADL

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。

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。

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

, ^( Y3 l! E6 W8 [. }! e

+ }! W: l1 R& y% c_DCS Function。

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

# ]5 g" h9 W) G+ v

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。

3 |! U+ J* `6 p# o3 ~/ T9 c) k

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

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。

  h+ Y( G0 V) n3. ACPI Extensions For Display Adapters

* Z' J5 R$ H3 \7 e; O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：
' D1 ?2 T( F. c- j

3 o5 u) m. h9 p. i% @1 s9 R* m

* D& H. z8 M$ t' z, p" K& E% t图 3

$ v2 L: ~, l3 c6 ^* W5 u_ADR 用于返回设备的唯一的ID。
" D/ w' {! g- g% m; J8 f' G1 K_DCS 该function用于返回当前device的状态，windows xp下面debug发现
4 w- Z* ^9 T! u0 i该function并不会被call。
9 K+ Q8 x4 Y) G1 ~# k$ J0 K1 O& j_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：

图 4

_DOS 该function用于决定是否支持输出设备切换。
/ S, j; Z: a" __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

. b7 M( r$ F3 V$ T
4. Hot Key display switch Process

$ S$ N+ F3 [) R' {9 m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。

+ n; c' W- n, `  }  ?9 U

* u9 }' x& k0 X6 j* r4 k4 e

图 6

% X4 `3 U6 M3 z4 g* f% y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。
& N. B3 K& Q! Y) ?$ A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。
参考资料：
1. 《ACPI SPEC 4.0》
' ]* O& R) B) S4 {" k* ^" j) C& F2. 《Intel IGD OpRegion spec 1.0》

Peter
0 q* ~+ }/ _# X) \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
/ ^  N* Y9 A" N4 o) o+ G) ^2 o4 g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