[原创]IGD Display Switch

peterhu

IGD Display Switch

2 C- N( Y1 M7 @4 G0 x( p3 B/ u

" Z" @* E; x& g4 s. T1. Introduction

' Q0 @6 `1 x! d2 }) B" l8 N% oIGD 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：
# a8 Z8 b6 E, q
                     
                          图1
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。

- {( ]% V5 I/ y' i; s* [6 P2. Mailbox#1 About Display Switch
7 B2 J& M" J) [2 W: ^
* y3 \' j' Y: R1 I" Z* K7 V- UMailbox#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：
' j" P, K' i% e% f  V- J1 s6 j
) x" t8 a4 S; z1 `7 h

, [9 y& n1 ?* q2 S# U

' n  }) h. g) A% d+ q- p

图2

其中与切屏相关的变量有如下几个：

2 C4 J* B/ g  o

0x120h DIDL

0x140h CPDL

0x160h CADL

0x180h NADL

' F# g0 n" s) s3 q! d8 W- \& t

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。

) \+ p4 V) T# [0 J$ f, G

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

9 J/ q8 u/ b. p_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 k4 Z( E! N% |! v. e" y$ e0 S) L

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。

3 q/ j$ s8 w8 v  @# c6 P7 U3. ACPI Extensions For Display Adapters
+ x, i( O, R5 a2 z
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：
8 F4 f! _9 A6 f4 B; [& A5 }_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：

) u( ~! o* a8 y+ q* T

9 V% H. l! i, L+ v# }7 g, V" A

7 j; X2 p# |0 g, d8 s$ F
图 3

_ADR 用于返回设备的唯一的ID。
( A. Z: k% T1 Z: z* u( ~" l5 ?_DCS 该function用于返回当前device的状态，windows xp下面debug发现
. l% N) t  Z) C0 X+ O) y该function并不会被call。
$ M0 V2 `4 H, w' h, T) y6 b' a_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：

6 m) ^9 p! M& p( Y

图 4

_DOS 该function用于决定是否支持输出设备切换。
: m0 B" d8 ?7 a; p% b6 j. s_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

2 c4 \0 I- H0 L
4. Hot Key display switch Process

( j0 L# ^$ W- p. M$ K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。

( U, V/ M9 D6 t2 C. `% a

图 6

3 D0 X" D6 N+ P4 O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。
# N1 F  H; d9 v- D参考资料：
' L1 Q* @9 e- R# V8 Y0 ]3 y1. 《ACPI SPEC 4.0》
5 b4 }+ N$ T4 {* v. D4 p$ t3 r2. 《Intel IGD OpRegion spec 1.0》

Peter
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
: g; v4 M( g, `, @* `) B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