xref: /DragonOS/kernel/src/driver/video/mod.rs (revision cf7f801e1d50ee5b04cb728e4251a57f4183bfbc)
1c566df45SLoGin use core::sync::atomic::{AtomicBool, Ordering};
2bacd691cSlogin 
3bacd691cSlogin use crate::{
41496ba7bSLoGin     arch::MMArch,
5c566df45SLoGin     init::boot_params,
61496ba7bSLoGin     libs::{
71496ba7bSLoGin         align::page_align_up,
81496ba7bSLoGin         lib_ui::screen_manager::{ScmBuffer, ScmBufferFlag, ScmBufferInfo},
91496ba7bSLoGin         rwlock::{RwLock, RwLockReadGuard},
101496ba7bSLoGin         spinlock::SpinLock,
111496ba7bSLoGin     },
121496ba7bSLoGin     mm::{
13*cf7f801eSMemoryShore         allocator::page_frame::PageFrameCount, kernel_mapper::KernelMapper, page::EntryFlags,
14c75ef4e2SLoGin         MemoryManagementArch,
151496ba7bSLoGin     },
161496ba7bSLoGin     time::timer::{Timer, TimerFunction},
17bacd691cSlogin };
1891e9d4abSLoGin use alloc::{boxed::Box, sync::Arc};
192eab6dd7S曾俊 use log::info;
2091e9d4abSLoGin use system_error::SystemError;
21bacd691cSlogin 
22418ad41fSLoGin pub mod console;
2308a2ee40SLoGin pub mod fbdev;
2408a2ee40SLoGin 
251496ba7bSLoGin static mut __MAMAGER: Option<VideoRefreshManager> = None;
261496ba7bSLoGin 
271496ba7bSLoGin pub fn video_refresh_manager() -> &'static VideoRefreshManager {
281496ba7bSLoGin     return unsafe {
29b5b571e0SLoGin         __MAMAGER
301496ba7bSLoGin             .as_ref()
311496ba7bSLoGin             .expect("Video refresh manager has not been initialized yet!")
321496ba7bSLoGin     };
331496ba7bSLoGin }
34b5b571e0SLoGin #[allow(clippy::type_complexity)]
351496ba7bSLoGin ///管理显示刷新变量的结构体
361496ba7bSLoGin pub struct VideoRefreshManager {
371496ba7bSLoGin     device_buffer: RwLock<ScmBufferInfo>,
382755467cS曾俊     refresh_target: RwLock<Option<Arc<SpinLock<Box<[u8]>>>>>,
3978bf93f0SYJwu2023     running: AtomicBool,
40bacd691cSlogin }
41bacd691cSlogin 
421496ba7bSLoGin const REFRESH_INTERVAL: u64 = 30;
431496ba7bSLoGin 
441496ba7bSLoGin impl VideoRefreshManager {
451496ba7bSLoGin     /**
461496ba7bSLoGin      * @brief 启动定时刷新
471496ba7bSLoGin      * @return 启动成功: true, 失败: false
481496ba7bSLoGin      */
491496ba7bSLoGin     pub fn run_video_refresh(&self) -> bool {
501496ba7bSLoGin         //设置Manager运行标志
511496ba7bSLoGin         let res = self.set_run();
521496ba7bSLoGin 
531496ba7bSLoGin         //设置成功则开始任务,否则直接返回false
541496ba7bSLoGin         if res {
551496ba7bSLoGin             //第一次将expire_jiffies设置小一点,使得这次刷新尽快开始,后续的刷新将按照REFRESH_INTERVAL间隔进行
561496ba7bSLoGin             let timer = Timer::new(VideoRefreshExecutor::new(), 1);
571496ba7bSLoGin             //将新一次定时任务加入队列
581496ba7bSLoGin             timer.activate();
591496ba7bSLoGin         }
601496ba7bSLoGin         return res;
61bacd691cSlogin     }
62bacd691cSlogin 
631496ba7bSLoGin     /// 停止定时刷新
641496ba7bSLoGin     #[allow(dead_code)]
651496ba7bSLoGin     pub fn stop_video_refresh(&self) {
661496ba7bSLoGin         self.running.store(false, Ordering::SeqCst);
67bacd691cSlogin     }
68bacd691cSlogin 
69bacd691cSlogin     fn set_run(&self) -> bool {
701496ba7bSLoGin         let res = self
71bacd691cSlogin             .running
721496ba7bSLoGin             .compare_exchange(false, true, Ordering::SeqCst, Ordering::SeqCst);
73b5b571e0SLoGin         return res.is_ok();
74bacd691cSlogin     }
75bacd691cSlogin 
761496ba7bSLoGin     /**
771496ba7bSLoGin      * @brief VBE帧缓存区的地址重新映射
781496ba7bSLoGin      * 将帧缓存区映射到地址SPECIAL_MEMOEY_MAPPING_VIRT_ADDR_BASE处
791496ba7bSLoGin      */
801496ba7bSLoGin     fn init_frame_buffer(&self) {
812eab6dd7S曾俊         info!("Re-mapping VBE frame buffer...");
82c75ef4e2SLoGin         let buf_vaddr = boot_params()
83c75ef4e2SLoGin             .read_irqsave()
84c75ef4e2SLoGin             .screen_info
85c75ef4e2SLoGin             .lfb_virt_base
86c75ef4e2SLoGin             .unwrap();
871496ba7bSLoGin 
8802343d0bSLoGin         let mut frame_buffer_info_guard = self.device_buffer.write();
8902343d0bSLoGin         if let ScmBuffer::DeviceBuffer(vaddr) = &mut (frame_buffer_info_guard).buf {
901496ba7bSLoGin             *vaddr = buf_vaddr;
911496ba7bSLoGin         }
921496ba7bSLoGin 
931496ba7bSLoGin         // 地址映射
94c566df45SLoGin         let mut paddr = boot_params().read().screen_info.lfb_base;
951496ba7bSLoGin         let count = PageFrameCount::new(
9602343d0bSLoGin             page_align_up(frame_buffer_info_guard.buf_size()) / MMArch::PAGE_SIZE,
971496ba7bSLoGin         );
98*cf7f801eSMemoryShore         let page_flags: EntryFlags<MMArch> = EntryFlags::new().set_execute(true).set_write(true);
991496ba7bSLoGin 
1001496ba7bSLoGin         let mut kernel_mapper = KernelMapper::lock();
1011496ba7bSLoGin         let mut kernel_mapper = kernel_mapper.as_mut();
1021496ba7bSLoGin         assert!(kernel_mapper.is_some());
1031496ba7bSLoGin         let mut vaddr = buf_vaddr;
1041496ba7bSLoGin         unsafe {
1051496ba7bSLoGin             for _ in 0..count.data() {
1061496ba7bSLoGin                 let flusher = kernel_mapper
1071496ba7bSLoGin                     .as_mut()
1081496ba7bSLoGin                     .unwrap()
1091496ba7bSLoGin                     .map_phys(vaddr, paddr, page_flags)
1101496ba7bSLoGin                     .unwrap();
1111496ba7bSLoGin 
1121496ba7bSLoGin                 flusher.flush();
1131496ba7bSLoGin                 vaddr += MMArch::PAGE_SIZE;
1141496ba7bSLoGin                 paddr += MMArch::PAGE_SIZE;
115bacd691cSlogin             }
116bacd691cSlogin         }
117bacd691cSlogin 
1182eab6dd7S曾俊         info!("VBE frame buffer successfully Re-mapped!");
119bacd691cSlogin     }
1201496ba7bSLoGin 
1211496ba7bSLoGin     /**
1221496ba7bSLoGin      * @brief 初始化显示模块,需先低级初始化才能高级初始化
1231496ba7bSLoGin      * @param level 初始化等级
1241496ba7bSLoGin      * false -> 低级初始化:不使用double buffer
1251496ba7bSLoGin      * true ->高级初始化:增加double buffer的支持
1261496ba7bSLoGin      * @return int
1271496ba7bSLoGin      */
1281496ba7bSLoGin     pub fn video_reinitialize(&self, level: bool) -> Result<(), SystemError> {
1291496ba7bSLoGin         if !level {
1301496ba7bSLoGin             self.init_frame_buffer();
1311496ba7bSLoGin         } else {
1321496ba7bSLoGin             // 开启屏幕计时刷新
1331496ba7bSLoGin             assert!(self.run_video_refresh());
1341496ba7bSLoGin         }
1351496ba7bSLoGin         return Ok(());
1361496ba7bSLoGin     }
1371496ba7bSLoGin 
1381496ba7bSLoGin     /**
1391496ba7bSLoGin      * @brief 设置帧缓冲区刷新目标
1401496ba7bSLoGin      *
1411496ba7bSLoGin      * @param buf
1421496ba7bSLoGin      * @return int
1431496ba7bSLoGin      */
1441496ba7bSLoGin     pub fn set_refresh_target(&self, buf_info: &ScmBufferInfo) -> Result<(), SystemError> {
1451496ba7bSLoGin         let mut refresh_target = self.refresh_target.write_irqsave();
1461496ba7bSLoGin         if let ScmBuffer::DoubleBuffer(double_buffer) = &buf_info.buf {
1471496ba7bSLoGin             *refresh_target = Some(double_buffer.clone());
1481496ba7bSLoGin             return Ok(());
1491496ba7bSLoGin         }
1501496ba7bSLoGin         return Err(SystemError::EINVAL);
1511496ba7bSLoGin     }
152b5b571e0SLoGin     #[allow(clippy::type_complexity)]
1531496ba7bSLoGin     #[allow(dead_code)]
1542755467cS曾俊     pub fn refresh_target(&self) -> RwLockReadGuard<'_, Option<Arc<SpinLock<Box<[u8]>>>>> {
1551496ba7bSLoGin         let x = self.refresh_target.read();
1561496ba7bSLoGin 
1571496ba7bSLoGin         return x;
1581496ba7bSLoGin     }
1591496ba7bSLoGin 
1601496ba7bSLoGin     pub fn device_buffer(&self) -> RwLockReadGuard<'_, ScmBufferInfo> {
1611496ba7bSLoGin         return self.device_buffer.read();
1621496ba7bSLoGin     }
1631496ba7bSLoGin 
1641a72a751SLoGin     /// 在riscv64平台下暂时不支持
1651a72a751SLoGin     #[cfg(target_arch = "riscv64")]
1661a72a751SLoGin     pub unsafe fn video_init() -> Result<(), SystemError> {
1671a72a751SLoGin         return Err(SystemError::ENOSYS);
1681a72a751SLoGin     }
1691a72a751SLoGin 
1701a72a751SLoGin     /// 此函数用于初始化显示驱动,为后续的图形输出做好准备。
171c566df45SLoGin     #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1721496ba7bSLoGin     pub unsafe fn video_init() -> Result<(), SystemError> {
173c566df45SLoGin         use crate::{
174c566df45SLoGin             arch::driver::video::arch_video_early_init,
17552da9a59SGnoCiYeH             driver::{
17652da9a59SGnoCiYeH                 serial::serial8250::send_to_default_serial8250_port,
17752da9a59SGnoCiYeH                 video::fbdev::base::BootTimeVideoType,
17852da9a59SGnoCiYeH             },
1791496ba7bSLoGin         };
1801496ba7bSLoGin 
181c566df45SLoGin         arch_video_early_init()?;
182c566df45SLoGin 
183c566df45SLoGin         let boot_params_guard = boot_params().read();
184c566df45SLoGin         let screen_info = &boot_params_guard.screen_info;
185c566df45SLoGin         let buf_vaddr = screen_info.lfb_virt_base.unwrap();
186c566df45SLoGin 
187c566df45SLoGin         let buf_flag: ScmBufferFlag;
188c566df45SLoGin         let device_buffer: ScmBufferInfo;
189c566df45SLoGin 
190c566df45SLoGin         if screen_info.video_type == BootTimeVideoType::Mda {
191c566df45SLoGin             buf_flag = ScmBufferFlag::SCM_BF_TEXT | ScmBufferFlag::SCM_BF_FB;
192c566df45SLoGin             device_buffer = ScmBufferInfo::new_device_buffer(
193c566df45SLoGin                 screen_info.origin_video_cols.into(),
194c566df45SLoGin                 screen_info.origin_video_lines.into(),
195c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_size as u32,
196c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_depth.into(),
197c566df45SLoGin                 buf_flag,
1981496ba7bSLoGin                 buf_vaddr,
1991496ba7bSLoGin             )
2001496ba7bSLoGin             .unwrap();
201c566df45SLoGin         } else {
202c566df45SLoGin             // 图形模式
203c566df45SLoGin             buf_flag = ScmBufferFlag::SCM_BF_PIXEL | ScmBufferFlag::SCM_BF_FB;
204c566df45SLoGin             device_buffer = ScmBufferInfo::new_device_buffer(
205c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_width,
206c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_height,
207c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_size as u32,
208c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_depth.into(),
209c566df45SLoGin                 buf_flag,
210c566df45SLoGin                 buf_vaddr,
211c566df45SLoGin             )
212c566df45SLoGin             .unwrap();
213c566df45SLoGin         }
2141496ba7bSLoGin 
2151496ba7bSLoGin         let result = Self {
2161496ba7bSLoGin             device_buffer: RwLock::new(device_buffer),
2171496ba7bSLoGin             refresh_target: RwLock::new(None),
2181496ba7bSLoGin             running: AtomicBool::new(false),
2191496ba7bSLoGin         };
2201496ba7bSLoGin 
2211496ba7bSLoGin         __MAMAGER = Some(result);
2221496ba7bSLoGin 
2231496ba7bSLoGin         let init_text = "Video driver initialized.\n\0";
224a03c4f9dSLoGin         send_to_default_serial8250_port(init_text.as_bytes());
2251496ba7bSLoGin         return Ok(());
2261496ba7bSLoGin     }
2271496ba7bSLoGin }
2281496ba7bSLoGin 
2291496ba7bSLoGin //刷新任务执行器
2301496ba7bSLoGin #[derive(Debug)]
2311496ba7bSLoGin struct VideoRefreshExecutor;
2321496ba7bSLoGin 
2331496ba7bSLoGin impl VideoRefreshExecutor {
2341496ba7bSLoGin     fn new() -> Box<VideoRefreshExecutor> {
2351496ba7bSLoGin         return Box::new(VideoRefreshExecutor);
2361496ba7bSLoGin     }
2371496ba7bSLoGin }
2381496ba7bSLoGin 
2391496ba7bSLoGin impl TimerFunction for VideoRefreshExecutor {
2401496ba7bSLoGin     /**
2411496ba7bSLoGin      * @brief 交给定时器执行的任务,此方法不应手动调用
2421496ba7bSLoGin      * @return Ok(())
2431496ba7bSLoGin      */
244b5b571e0SLoGin     #[allow(clippy::type_complexity)]
2451496ba7bSLoGin     fn run(&mut self) -> Result<(), SystemError> {
2461496ba7bSLoGin         // 获得Manager
2471496ba7bSLoGin         let manager = video_refresh_manager();
2481496ba7bSLoGin 
2491496ba7bSLoGin         let start_next_refresh = || {
2501496ba7bSLoGin             //判断是否还需要刷新,若需要则继续分配下一次计时任务,否则不分配
2511496ba7bSLoGin             if manager.running.load(Ordering::SeqCst) {
2521496ba7bSLoGin                 let timer = Timer::new(VideoRefreshExecutor::new(), REFRESH_INTERVAL);
2531496ba7bSLoGin                 //将新一次定时任务加入队列
2541496ba7bSLoGin                 timer.activate();
2551496ba7bSLoGin             }
2561496ba7bSLoGin         };
2571496ba7bSLoGin 
2582755467cS曾俊         let mut refresh_target: Option<RwLockReadGuard<'_, Option<Arc<SpinLock<Box<[u8]>>>>>> =
2591496ba7bSLoGin             None;
2601496ba7bSLoGin         const TRY_TIMES: i32 = 2;
2611496ba7bSLoGin         for i in 0..TRY_TIMES {
2621496ba7bSLoGin             let g = manager.refresh_target.try_read();
2631496ba7bSLoGin             if g.is_none() {
2641496ba7bSLoGin                 if i == TRY_TIMES - 1 {
2651496ba7bSLoGin                     start_next_refresh();
2661496ba7bSLoGin                     return Ok(());
2671496ba7bSLoGin                 }
2681496ba7bSLoGin                 continue;
2691496ba7bSLoGin             }
2701496ba7bSLoGin             refresh_target = Some(g.unwrap());
2711496ba7bSLoGin             break;
2721496ba7bSLoGin         }
2731496ba7bSLoGin 
2741496ba7bSLoGin         let refresh_target = refresh_target.unwrap();
2751496ba7bSLoGin 
2761496ba7bSLoGin         if let ScmBuffer::DeviceBuffer(vaddr) = manager.device_buffer().buf {
277b5b571e0SLoGin             let p: *mut u8 = vaddr.as_ptr();
2781496ba7bSLoGin             let mut target_guard = None;
2791496ba7bSLoGin             for _ in 0..2 {
2801496ba7bSLoGin                 if let Ok(guard) = refresh_target.as_ref().unwrap().try_lock_irqsave() {
2811496ba7bSLoGin                     target_guard = Some(guard);
2821496ba7bSLoGin                     break;
2831496ba7bSLoGin                 }
2841496ba7bSLoGin             }
2851496ba7bSLoGin             if target_guard.is_none() {
2861496ba7bSLoGin                 start_next_refresh();
2871496ba7bSLoGin                 return Ok(());
2881496ba7bSLoGin             }
2891496ba7bSLoGin             let mut target_guard = target_guard.unwrap();
2901496ba7bSLoGin             unsafe {
2911496ba7bSLoGin                 p.copy_from_nonoverlapping(
2922755467cS曾俊                     target_guard.as_mut_ptr(),
2931496ba7bSLoGin                     manager.device_buffer().buf_size() as usize,
2941496ba7bSLoGin                 )
2951496ba7bSLoGin             }
2961496ba7bSLoGin         }
2971496ba7bSLoGin 
2981496ba7bSLoGin         start_next_refresh();
2991496ba7bSLoGin 
3001496ba7bSLoGin         return Ok(());
3011496ba7bSLoGin     }
3021496ba7bSLoGin }
3031496ba7bSLoGin 
304bacd691cSlogin #[no_mangle]
3051496ba7bSLoGin pub unsafe extern "C" fn rs_video_init() -> i32 {
3061496ba7bSLoGin     return VideoRefreshManager::video_init()
3071496ba7bSLoGin         .map(|_| 0)
3081496ba7bSLoGin         .unwrap_or_else(|e| e.to_posix_errno());
309bacd691cSlogin }
310