[原创]IGD Display Switch

peterhu

IGD Display Switch

1. Introduction
6 F7 e, d7 j# M& \8 t" ]# N; i
4 D- r7 i9 }5 E8 w, @: m6 SIGD 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：

                     
                          图1
6 c' ?- U; _. n' LOpRegion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。

, r0 H$ [1 m0 I2. Mailbox#1 About Display Switch

) E+ Y0 h7 \6 F. A0 p5 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：
) v3 I3 e7 i; Z) n  y
( B" {  {; [5 e

2 F2 r4 A, b) M. ?: S

$ k) H8 v. h9 e" H! m' }

图2

8 g% V) w; o3 l1 k4 k- ]! s9 x

其中与切屏相关的变量有如下几个：

0x120h DIDL

1 _$ x$ |& u" B( X- Y1 B

0x140h CPDL

% s& `8 o* e/ `: u

0x160h CADL

0x180h NADL

. \6 R! h6 k. _8 D$ g" y+ p" u3 Q

0x1A4h TIDX

( B! L7 p2 ~( }# e' r8 W

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。

% a. X8 S7 v# r* D

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 }; d  i' S8 ]$ M# ]& j+ l+ H  \

_DCS Function。

6 ~, z: T5 ^4 n0 h( d& V: s  ?

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。

; j, y% T  x- A( Q  {# x

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

# t( \$ P" l4 P

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
/ t# e1 h7 b4 d
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 h, m$ T; z0 K  E- m

% Z% R5 h1 U% o) x+ U4 r

, ]- Y' Z/ ]9 a& U" G- ?
2 ^: g) |6 v9 W# b9 f/ r/ v3 ~图 3

# f7 Y/ j; x3 a6 N_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
8 k" u: C! G6 x该function并不会被call。
) T! O8 _# v3 d2 ]* \, M+ P0 |_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：

$ ?, A$ D! e" G/ I

# X, i% I. T9 W5 @+ N: l+ ~1 P% i

图 4

_DOS 该function用于决定是否支持输出设备切换。
$ H3 c) ]6 w: }_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：

; m, @9 g$ Q2 o9 C* u

5 O2 _# l. y0 p5 ]0 m& M) \

图 5

! }4 ~7 B% l% w7 {
7 t/ w9 F1 T! H% l- R1 O4. Hot Key display switch Process
' U( O: L- p8 Q
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 @+ w( d+ T% v/ d3 q$ Q; o8 v* J

6 y) e$ e, ], o3 q

图 6

( Y8 t6 g0 O  h; U! R/ E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。
2 P+ a% D0 v; t3 N- c% Y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。
. S5 Q8 O" ]( h' g. v- J参考资料：
- v/ B. ^8 ?0 O1. 《ACPI SPEC 4.0》
. z3 C# j/ ]1 v6 @# L1 j) \2. 《Intel IGD OpRegion spec 1.0》
' ?. t: E  o. }& G( X; X; o" w+ R
Peter
5 }9 m5 |3 N! x  a0 U/ G2009-11-22

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
7 S/ i, e- G6 X7 a- S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