[原创]IGD Display Switch

peterhu

IGD Display Switch

* ?7 ~, F6 c/ z/ z+ W5 i

5 ?5 T& x$ v1 s$ y  _2 U. W* u- X1. Introduction

$ ~' F4 l* W0 D( P% o2 b. ~9 [8 qIGD 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。
$ _) f0 f0 q; Q9 o% DOpRegion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：
) p5 g1 A. K7 o' H  R
/ R+ V1 v7 `# M: a/ Y' X                      
                          图1
/ S; N0 {( Y  V7 h  P# COpRegion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。

" n: G( `; B$ z# ~; ]6 Y( B/ Q) ]6 A2. Mailbox#1 About Display Switch

$ r1 C6 S8 U$ \$ U; b6 {8 cMailbox#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：

5 B$ v! E  m3 m8 s  I' S! k/ \

4 }1 t% W: Z* W$ K0 I8 i9 _

图2

  c1 [! `* p$ X6 n2 K6 H0 U$ _

其中与切屏相关的变量有如下几个：

0x120h DIDL

0x140h CPDL

) Z" q% X0 E/ T' w

0x160h CADL

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。

: R, A* M6 p. ~7 N) Y+ D2 `

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。

, x" p9 p+ D% ?- Q* X1 Z! n

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

* W9 k4 E1 s+ x# v' o_DCS Function。

3 Y  a1 r+ |, G0 t# \

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

! O  \8 T7 E  B  `' g

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。

1 r7 x$ z; p9 Q0 c6 T7 s3. ACPI Extensions For Display Adapters
3 J. g: V/ _$ ?4 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：

3 w4 Y+ Z  X- |8 F$ ~+ W

  d0 M8 ]2 P8 k

图 3

; z* v2 }1 g' n" o7 j& _) ?_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
6 G7 \( D! u' z" \( X5 J, R该function并不会被call。
. x- W+ p+ L- M$ e' T_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：

( I6 g. o2 ~# ]$ E% E4 K

$ x2 ~- T# T" R9 E7 F% ^2 k

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：
8 a3 @+ j* }' E3 j( R# w* X/ ^
/ Y0 R  n% a8 v+ x0 J+ H7 H

1 g! @) f$ t" q# S$ Y% k

图 5

! H/ p' s0 @$ w  e4. Hot Key display switch Process

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。

) {4 @$ D$ F0 m( ?. ?
4 N  G6 `, u7 |/ V

图 6

. q% z' c0 a: I* _' @5 q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. 《Intel IGD OpRegion spec 1.0》
6 f# l. ~+ f: o/ m7 [& c
, m# D5 U( G. hPeter
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
+ P! c) x9 M1 q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