[原创]IGD Display Switch

peterhu

IGD Display Switch

8 J+ S* x  S& O; m) h& }- ]& `$ }1. Introduction
  t: }! K8 z: s
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。
  j1 n) _4 m, \0 i5 |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：
7 m/ Y4 G/ B# a: D- o% v
9 `6 `: a' a4 A4 A. A! u' I                      
                          图1
1 a3 X! Q% h; I; ^4 H4 N; t  _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。

2. Mailbox#1 About Display Switch
. _! ?( S/ ]4 Y/ }2 ]
" j/ W. M" r0 e+ |# AMailbox#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：

% M; p( I9 X; t2 F8 e2 L

图2

其中与切屏相关的变量有如下几个：

0x120h DIDL

4 d4 n( }0 y1 \' m, C# R7 }

0x140h CPDL

# X, S$ d- N& u- c

0x160h CADL

0x180h NADL

$ P' t$ Q* K% W8 E8 Y. q9 v

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。

) C9 J/ b) m* W1 @

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

8 b0 b0 V; ?; N1 S6 {+ H% O  q+ e_DCS Function。

7 A! J) P' u2 @1 L

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。

# x7 Y9 p2 }& X$ e$ I! v+ U

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

6 R4 z- k8 S3 D2 u# p7 O0 S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：
- Z$ _4 `( K; C/ ^8 y! b_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：
' N* c2 C* M! |" y# E) k  B) j

9 R7 v% H4 j6 h
+ \9 G  M+ L5 ~图 3

_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
. P: ]1 @# E" Z, Y% [' U: I+ D$ U2 ]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：

5 e5 z8 i7 q9 Z5 Z6 v* j7 M$ J

图 4

* B. t% M& _- g* C2 F% r_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：
: f0 V% E6 w2 P1 g2 g  O- p6 @0 A
2 ]* P0 _8 N6 ]4 M3 U

# {8 Y. d! H' w1 h( x: h7 c

图 5

! q5 @5 \- B* ^& u) c- \: p4. Hot Key display switch Process
6 G4 ^' u$ p+ v8 |* L* M/ g: o/ e
4 K" K5 m! ~& o" T  l0 H2 S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。

. R" R1 Y3 J* ]3 g* D8 I& e
, k$ X& C' R- c: |
8 o' W  x0 }4 \$ \/ w  E* \

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。
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》
- ]2 V) R9 G9 O2. 《Intel IGD OpRegion spec 1.0》
5 F! a. z) r+ N1 l3 f' P  @
' H9 j+ K4 x7 aPeter
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
% l! U5 U0 j! k1 {( W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