git.mutantstargoat.com Git - retrobench/blob - src/dos/gfx.c

   1 #include <stdlib.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <dos.h>
   4 #include "cdpmi.h"
   5 #include "gfx.h"
   6 #include "vbe.h"
   7 #include "vga.h"
   8 #include "util.h"
   9
  10
  11 #define SAME_BPP(a, b)  \
  12         ((a) == (b) || ((a) == 16 && (b) == 15) || ((a) == 15 && (b) == 16) || \
  13          ((a) == 32 && (b) == 24) || ((a) == 24 && (b) == 32))
  14
  15 void (*blit_frame)(void*, int);
  16
  17 int resizefb(int x, int y, int bpp, int pitch);
  18
  19 static void blit_frame_lfb(void *pixels, int vsync);
  20 static void blit_frame_banked(void *pixels, int vsync);
  21 static uint32_t calc_mask(int sz, int pos);
  22
  23 static void enable_wrcomb(uint32_t addr, int len);
  24 static void print_mtrr(void);
  25
  26 static struct video_mode *vmodes;
  27 static int num_vmodes;
  28
  29 static int vbe_init_ver;
  30 static struct vbe_info vbe;
  31
  32 /* current mode */
  33 static struct video_mode *curmode;
  34 static void *vpgaddr[2];
  35 static int frontidx, backidx;
  36 static int pgcount, pgsize, fbsize;
  37
  38
  39 int init_video(void)
  40 {
  41         int i, num, max_modes;
  42         struct video_mode *vmptr;
  43
  44         if(vbe_info(&vbe) == -1) {
  45                 fprintf(stderr, "failed to retrieve VBE information\n");
  46                 return -1;
  47         }
  48         vbe_print_info(stdout, &vbe);
  49
  50         num_vmodes = 0;
  51         max_modes = 64;
  52         if(!(vmodes = malloc(max_modes * sizeof *vmodes))) {
  53                 fprintf(stderr, "failed to allocate video modes list\n");
  54                 return -1;
  55         }
  56
  57         num = vbe_num_modes(&vbe);
  58         for(i=0; i<num; i++) {
  59                 struct vbe_mode_info minf;
  60
  61                 if(vbe_mode_info(vbe.modes[i], &minf) == -1) {
  62                         continue;
  63                 }
  64
  65                 if(num_vmodes >= max_modes) {
  66                         int newmax = max_modes ? (max_modes << 1) : 16;
  67                         if(!(vmptr = realloc(vmodes, newmax * sizeof *vmodes))) {
  68                                 fprintf(stderr, "failed to grow video mode list (%d)\n", newmax);
  69                                 free(vmodes);
  70                                 return -1;
  71                         }
  72                         vmodes = vmptr;
  73                         max_modes = newmax;
  74                 }
  75
  76                 vmptr = vmodes + num_vmodes++;
  77                 memset(vmptr, 0, sizeof *vmptr);
  78                 vmptr->mode = vbe.modes[i];
  79                 vmptr->xsz = minf.xres;
  80                 vmptr->ysz = minf.yres;
  81                 vmptr->bpp = minf.bpp;
  82                 vmptr->pitch = minf.scanline_bytes;
  83                 if(minf.mem_model == VBE_TYPE_DIRECT) {
  84                         vmptr->rbits = minf.rsize;
  85                         vmptr->gbits = minf.gsize;
  86                         vmptr->bbits = minf.bsize;
  87                         vmptr->rshift = minf.rpos;
  88                         vmptr->gshift = minf.gpos;
  89                         vmptr->bshift = minf.bpos;
  90                         vmptr->rmask = calc_mask(minf.rsize, minf.rpos);
  91                         vmptr->gmask = calc_mask(minf.gsize, minf.gpos);
  92                         vmptr->bmask = calc_mask(minf.bsize, minf.bpos);
  93                         /*vmptr->bpp = vmptr->rbits + vmptr->gbits + vmptr->bbits;*/
  94                 }
  95                 if(minf.attr & VBE_ATTR_LFB) {
  96                         vmptr->fb_addr = minf.fb_addr;
  97                 } else {
  98                         vmptr->bank_size = (uint32_t)minf.bank_size * 1024;
  99                         if(!vmptr->bank_size) {
 100                                 vmptr->bank_size = 65536;
 101                         }
 102                 }
 103                 vmptr->max_pages = minf.num_img_pages;
 104
 105                 printf("%04x: ", vbe.modes[i]);
 106                 vbe_print_mode_info(stdout, &minf);
 107         }
 108         fflush(stdout);
 109
 110         vbe_init_ver = VBE_VER_MAJOR(vbe.ver);
 111         return 0;
 112 }
 113
 114 void cleanup_video(void)
 115 {
 116         free(vmodes);
 117 }
 118
 119 struct video_mode *video_modes(void)
 120 {
 121         return vmodes;
 122 }
 123
 124 int num_video_modes(void)
 125 {
 126         return num_vmodes;
 127 }
 128
 129 struct video_mode *get_video_mode(int idx)
 130 {
 131         if(idx == VMODE_CURRENT) {
 132                 return curmode;
 133         }
 134         return vmodes + idx;
 135 }
 136
 137 int match_video_mode(int xsz, int ysz, int bpp)
 138 {
 139         int i, best = -1;
 140         struct video_mode *vm;
 141
 142         for(i=0; i<num_vmodes; i++) {
 143                 vm = vmodes + i;
 144                 if(vm->xsz != xsz || vm->ysz != ysz) continue;
 145                 if(SAME_BPP(vm->bpp, bpp)) {
 146                         best = i;
 147                 }
 148                 if(vm->bpp == bpp) break;
 149         }
 150
 151         if(best == -1) {
 152                 fprintf(stderr, "failed to find video mode %dx%d %d bpp)\n", xsz, ysz, bpp);
 153                 return -1;
 154         }
 155         return best;
 156 }
 157
 158 int find_video_mode(int mode)
 159 {
 160         int i;
 161         struct video_mode *vm;
 162
 163         vm = vmodes;
 164         for(i=0; i<num_vmodes; i++) {
 165                 if(vm->mode == mode) return i;
 166         }
 167         return -1;
 168 }
 169
 170 void *set_video_mode(int idx, int nbuf)
 171 {
 172         unsigned int mode;
 173         struct video_mode *vm = vmodes + idx;
 174         struct cpuid_info cpu;
 175
 176         if(curmode == vm) return vpgaddr[0];
 177
 178         printf("setting video mode %x (%dx%d %d bpp)\n", (unsigned int)vm->mode,
 179                         vm->xsz, vm->ysz, vm->bpp);
 180         fflush(stdout);
 181
 182         mode = vm->mode | VBE_MODE_LFB;
 183         if(vbe_setmode(mode) == -1) {
 184                 mode = vm->mode;
 185                 if(vbe_setmode(mode) == -1) {
 186                         fprintf(stderr, "failed to set video mode %x\n", (unsigned int)vm->mode);
 187                         return 0;
 188                 }
 189                 printf("Warning: failed to get a linear framebuffer. falling back to banked mode\n");
 190         }
 191
 192         /* unmap previous video memory mapping, if there was one (switching modes) */
 193         if(vpgaddr[0] && vpgaddr[0] != (void*)0xa0000) {
 194                 dpmi_munmap(vpgaddr[0]);
 195                 vpgaddr[0] = vpgaddr[1] = 0;
 196         }
 197
 198         curmode = vm;
 199         if(nbuf < 1) nbuf = 1;
 200         if(nbuf > 2) nbuf = 2;
 201         pgcount = nbuf > vm->max_pages ? vm->max_pages : nbuf;
 202         pgsize = vm->ysz * vm->pitch;
 203         fbsize = pgcount * pgsize;
 204
 205         printf("pgcount: %d, pgsize: %d, fbsize: %d\n", pgcount, pgsize, fbsize);
 206         printf("phys addr: %p\n", (void*)vm->fb_addr);
 207         fflush(stdout);
 208
 209         if(vm->fb_addr) {
 210                 vpgaddr[0] = (void*)dpmi_mmap(vm->fb_addr, fbsize);
 211                 if(!vpgaddr[0]) {
 212                         fprintf(stderr, "failed to map framebuffer (phys: %lx, size: %d)\n",
 213                                         (unsigned long)vm->fb_addr, fbsize);
 214                         set_text_mode();
 215                         return 0;
 216                 }
 217                 memset(vpgaddr[0], 0xaa, pgsize);
 218
 219                 if(pgcount > 1) {
 220                         vpgaddr[1] = (char*)vpgaddr[0] + pgsize;
 221                         backidx = 1;
 222                         page_flip(FLIP_NOW);    /* start with the second page visible */
 223                 } else {
 224                         frontidx = backidx = 0;
 225                         vpgaddr[1] = 0;
 226                 }
 227
 228                 blit_frame = blit_frame_lfb;
 229
 230                 if(read_cpuid(&cpu) != -1 && cpu.feat & CPUID_FEAT_MTRR) {
 231                         print_mtrr();
 232                         enable_wrcomb(vm->fb_addr, fbsize);
 233                 }
 234
 235         } else {
 236                 vpgaddr[0] = (void*)0xa0000;
 237                 vpgaddr[1] = 0;
 238
 239                 blit_frame = blit_frame_banked;
 240         }
 241
 242         /* allocate main memory framebuffer */
 243         if(resizefb(vm->xsz, vm->ysz, vm->bpp, vm->pitch) == -1) {
 244                 fprintf(stderr, "failed to allocate %dx%d (%d bpp) framebuffer\n", vm->xsz,
 245                                 vm->ysz, vm->bpp);
 246                 set_text_mode();
 247                 return 0;
 248         }
 249
 250         fflush(stdout);
 251         return vpgaddr[0];
 252 }
 253
 254 int set_text_mode(void)
 255 {
 256         /* unmap previous video memory mapping, if there was one (switching modes) */
 257         if(vpgaddr[0] && vpgaddr[0] != (void*)0xa0000) {
 258                 dpmi_munmap(vpgaddr[0]);
 259                 vpgaddr[0] = vpgaddr[1] = 0;
 260         }
 261
 262         vga_setmode(3);
 263         curmode = 0;
 264         return 0;
 265 }
 266
 267 void *page_flip(int vsync)
 268 {
 269         if(!vpgaddr[1]) {
 270                 /* page flipping not supported */
 271                 return vpgaddr[0];
 272         }
 273
 274         vbe_swap(backidx ? pgsize : 0, vsync ? VBE_SWAP_VBLANK : VBE_SWAP_NOW);
 275         frontidx = backidx;
 276         backidx = (backidx + 1) & 1;
 277
 278         return vpgaddr[backidx];
 279 }
 280
 281
 282 static void blit_frame_lfb(void *pixels, int vsync)
 283 {
 284         if(vsync) wait_vsync();
 285         memcpy64(vpgaddr[frontidx], pixels, pgsize >> 3);
 286 }
 287
 288 static void blit_frame_banked(void *pixels, int vsync)
 289 {
 290         int sz, offs;
 291         unsigned int pending;
 292         unsigned char *pptr = pixels;
 293
 294         if(vsync) wait_vsync();
 295
 296         /* assume initial window offset at 0 */
 297         offs = 0;
 298         pending = pgsize;
 299         while(pending > 0) {
 300                 sz = pending > curmode->bank_size ? curmode->bank_size : pending;
 301                 //memcpy64((void*)0xa0000, pptr, sz >> 3);
 302                 memcpy((void*)0xa0000, pptr, sz);
 303                 pptr += sz;
 304                 pending -= sz;
 305                 vbe_setwin(0, ++offs);
 306         }
 307
 308         vbe_setwin(0, 0);
 309 }
 310
 311 static uint32_t calc_mask(int sz, int pos)
 312 {
 313         uint32_t mask = 0;
 314         while(sz-- > 0) {
 315                 mask = (mask << 1) | 1;
 316         }
 317         return mask << pos;
 318 }
 319
 320 #define get_msr(msr, low, high) \
 321         asm volatile( \
 322                 "\r\trdmsr" \
 323                 : "=a"(low), "=d"(high) \
 324                 : "c"(msr))
 325
 326 #define set_msr(msr, low, high) \
 327         asm volatile( \
 328                 "\r\twrmsr" \
 329                 :: "c"(msr), "a"(low), "d"(high))
 330
 331 #define MSR_MTRRCAP                     0xfe
 332 #define MSR_MTRRDEFTYPE         0x2ff
 333 #define MSR_MTRRBASE(x)         (0x200 | ((x) << 1))
 334 #define MSR_MTRRMASK(x)         (0x201 | ((x) << 1))
 335 #define MTRRDEF_EN                      0x800
 336 #define MTRRCAP_HAVE_WC         0x400
 337 #define MTRRMASK_VALID          0x800
 338
 339 #define MTRR_WC                         1
 340
 341 static int get_page_memtype(uint32_t addr, int num_ranges)
 342 {
 343         int i;
 344         uint32_t rlow, rhigh;
 345         uint32_t base, mask;
 346
 347         for(i=0; i<num_ranges; i++) {
 348                 get_msr(MSR_MTRRMASK(i), rlow, rhigh);
 349                 if(!(rlow & MTRRMASK_VALID)) {
 350                         continue;
 351                 }
 352
 353                 get_msr(MSR_MTRRBASE(i), rlow, rhigh);
 354                 base = rlow & 0xfffff000;
 355                 mask = rlow & 0xfffff000;
 356
 357                 if((addr & mask) == (base & mask)) {
 358                         return rlow & 0xff;
 359                 }
 360         }
 361
 362         get_msr(MSR_MTRRDEFTYPE, rlow, rhigh);
 363         return rlow & 0xff;
 364 }
 365
 366 static int check_wrcomb_enabled(uint32_t addr, int len, int num_ranges)
 367 {
 368         while(len > 0) {
 369                 if(get_page_memtype(addr, num_ranges) != MTRR_WC) {
 370                         return 0;
 371                 }
 372                 addr += 4096;
 373                 len -= 4096;
 374         }
 375         return 1;
 376 }
 377
 378 static int alloc_mtrr(int num_ranges)
 379 {
 380         int i;
 381         uint32_t rlow, rhigh;
 382
 383         for(i=0; i<num_ranges; i++) {
 384                 get_msr(MSR_MTRRMASK(i), rlow, rhigh);
 385                 if(!(rlow & MTRRMASK_VALID)) {
 386                         return i;
 387                 }
 388         }
 389         return -1;
 390 }
 391
 392 static void enable_wrcomb(uint32_t addr, int len)
 393 {
 394         int num_ranges, mtrr;
 395         uint32_t rlow, rhigh;
 396         uint32_t def, mask;
 397
 398         if(len <= 0 || (addr | (uint32_t)len) & 0xfff) {
 399                 fprintf(stderr, "failed to enable write combining, unaligned range: %p/%x\n",
 400                                 (void*)addr, (unsigned int)len);
 401                 return;
 402         }
 403
 404         get_msr(MSR_MTRRCAP, rlow, rhigh);
 405         num_ranges = rlow & 0xff;
 406
 407         printf("enable_wrcomb: addr=%p len=%x\n", (void*)addr, (unsigned int)len);
 408
 409         if(!(rlow & MTRRCAP_HAVE_WC)) {
 410                 fprintf(stderr, "failed to enable write combining, processor doesn't support it\n");
 411                 return;
 412         }
 413
 414         if(check_wrcomb_enabled(addr, len, num_ranges)) {
 415                 return;
 416         }
 417
 418         if((mtrr = alloc_mtrr(num_ranges)) == -1) {
 419                 fprintf(stderr, "failed to enable write combining, no free MTRRs\n");
 420                 return;
 421         }
 422
 423         mask = len - 1;
 424         mask |= mask >> 1;
 425         mask |= mask >> 2;
 426         mask |= mask >> 4;
 427         mask |= mask >> 8;
 428         mask |= mask >> 16;
 429         mask = ~mask & 0xfffff000;
 430
 431         printf("  ... mask: %08x\n", (unsigned int)mask);
 432
 433         disable();
 434         get_msr(MSR_MTRRDEFTYPE, def, rhigh);
 435         set_msr(MSR_MTRRDEFTYPE, def & ~MTRRDEF_EN, rhigh);
 436
 437         set_msr(MSR_MTRRBASE(mtrr), addr | MTRR_WC, 0);
 438         set_msr(MSR_MTRRMASK(mtrr), mask | MTRRMASK_VALID, 0);
 439
 440         set_msr(MSR_MTRRDEFTYPE, def | MTRRDEF_EN, 0);
 441         enable();
 442 }
 443
 444 static const char *mtrr_names[] = { "N/A", "W C", "N/A", "N/A", "W T", "W P", "W B" };
 445
 446 static const char *mtrr_type_name(int type)
 447 {
 448         if(type < 0 || type >= sizeof mtrr_names / sizeof *mtrr_names) {
 449                 return mtrr_names[0];
 450         }
 451         return mtrr_names[type];
 452 }
 453
 454 static void print_mtrr(void)
 455 {
 456         int i, num_ranges;
 457         uint32_t rlow, rhigh, base, mask;
 458
 459         get_msr(MSR_MTRRCAP, rlow, rhigh);
 460         num_ranges = rlow & 0xff;
 461
 462         for(i=0; i<num_ranges; i++) {
 463                 get_msr(MSR_MTRRBASE(i), base, rhigh);
 464                 get_msr(MSR_MTRRMASK(i), mask, rhigh);
 465
 466                 if(mask & MTRRMASK_VALID) {
 467                         printf("mtrr%d: base %p, mask %08x type %s\n", i, (void*)(base & 0xfffff000),
 468                                         (unsigned int)(mask & 0xfffff000), mtrr_type_name(base & 0xff));
 469                 } else {
 470                         printf("mtrr%d unused (%08x/%08x)\n", i, (unsigned int)base,
 471                                         (unsigned int)mask);
 472                 }
 473         }
 474         fflush(stdout);
 475 }