[原创]IGD Display Switch

peterhu

IGD Display Switch

. F5 y1 }* l# w% _& H

3 y( ]# r' Y' i, k0 f1. Introduction

* ~. D. p9 S  dIGD 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。
4 g8 y1 ^8 |0 g6 ?' X5 a  N( y/ TOpRegion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：
" X4 X+ I; q- M: W. c
5 V( A7 z) u3 g                      
$ K4 P: ?& m( p' [1 F1 L) i6 o% a( ]                          图1
0 w7 C6 z! y# `( i# X% BOpRegion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。

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：
. d8 q- M# n9 @3 P8 c
# l! i; A- n  b) `- {, m0 r

4 [+ A0 L. P/ Z4 Q2 ]( F  f

图2

( T8 `9 ^/ o* |5 Q# h1 C+ f' x

其中与切屏相关的变量有如下几个：

! G  O- E0 s  O1 V! u* B

0x120h DIDL

0x140h CPDL

0x160h CADL

0x180h NADL

3 u2 K% b9 ?7 y. `! V! C) l

0x1A4h TIDX

. O. I( K. E. w/ s+ B' r( |

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。

# ]6 R8 j3 C* j/ Z- Q

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。

2 a9 [6 P/ q4 w& y3 _: m

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

2 e0 K! V  U/ n; ~/ B2 L; Q

_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

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。

1 p4 T9 s6 I" w% _

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

& v1 d" i# R: X5 Y

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
1 P( P4 v& u4 I; J
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：
2 V+ }, m5 P% g! e6 K0 V( y0 j

( \) K" L6 {* @  Z; {$ u

图 3

6 j! p3 ^& h& O, s_ADR 用于返回设备的唯一的ID。
6 S5 v' R9 E/ r' Y+ o_DCS 该function用于返回当前device的状态，windows xp下面debug发现
% {4 L$ y/ X2 I' ]# N: O" P+ Q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：
8 C2 X2 f' M0 M* u0 h; H0 j* ~$ Z

" `) _+ m8 ]1 e, j" n+ I

图 4

_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：
  v  S# b: }! E) r# Q

3 U- M' p6 S5 e, T; I/ g3 _: L

图 5

. F; n: c! i' b5 C& C4. Hot Key display switch Process

+ C! n+ f. K5 [5 E5 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。
7 w: J0 Q0 B3 b% j: t, Z

* @8 ]$ I: ?  L

) P0 d; P+ [: T9 G. o

图 6

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。
' O. w- W  c5 F9 E  ?4 I3 S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。
, u  p+ f4 J( z) O参考资料：
1. 《ACPI SPEC 4.0》
9 T, J1 \3 f8 w% o2. 《Intel IGD OpRegion spec 1.0》
* M* Z# ~  b* Z! Z& o% g
Peter
3 h; @  R  F+ c4 D- D- h2009-11-22

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
, B- ~( R. Z+ [" h3 t" `# Z, 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