[原创]IGD Display Switch

peterhu

IGD Display Switch

$ a1 u# o6 s' C; I1. Introduction

' Z5 ]/ W' i" |0 V, @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。
OpRegion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 V) M9 P$ Q  s& [                      
6 n( k6 P$ ?, |. t' X$ K                          图1
; g3 o9 Q/ M1 r2 q! P& GOpRegion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。
4 l# L3 {7 o  @7 D4 U8 c% x4 a' O( U
2. Mailbox#1 About Display Switch

' T$ _+ w7 p0 N" _" L; o* @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：
3 K; x( ~8 \7 R; v3 g, j6 o

& J( w1 w* Q  P; R

* U: q/ A2 f* B5 }

图2

其中与切屏相关的变量有如下几个：

0x120h DIDL

# x% @: E* Y9 ^2 N4 T: V8 s* _

0x140h CPDL

& y' z% O' S7 H% [

0x160h CADL

0 P; w+ u! c6 I1 l. f6 T2 p

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

7 U# U- V1 @: A( N; g

* i* e8 p9 _; L_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

  ~; v' v+ ^8 a9 q9 ?& G4 t

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。

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。

+ b/ J3 v1 u8 i9 X7 K8 f3. ACPI Extensions For Display Adapters

3 I. g6 y+ O) b, x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：

8 y* S+ U. @( c0 U% H5 @2 \5 O4 a, M

图 3

# A9 `, I: Y3 K6 R$ o8 r1 V% H9 G0 Y_ADR 用于返回设备的唯一的ID。
% p8 d% ?! X9 S0 Y, n_DCS 该function用于返回当前device的状态，windows xp下面debug发现
该function并不会被call。
_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

- n5 p3 L4 |0 ]5 A7 Y/ F) }_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：
$ s  Z. h) f2 `' d; g. Z

图 5

% @- O# z/ `8 x' |! I' o# D; p/ t
5 @, r. `, O4 C3 Z! S4. Hot Key display switch Process

4 n& ?5 d' O1 \: J1 a: w$ Z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。

1 T; _4 ?7 u" ~

图 6

# A3 I# A4 O0 L* r# G, _% E9 }" N& K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。
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》
7 m: k' P* g/ {7 D( V- k, ^2. 《Intel IGD OpRegion spec 1.0》

3 [. g, V8 G4 {& X7 r7 t, bPeter
3 |) X6 F9 n& ^. x* A# a' O# N2009-11-22

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
8 o( D) s6 i$ K, ~( M, h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