Merge tag 'drm-next-2019-07-19' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm
[sfrench/cifs-2.6.git] / Documentation / fb / fbcon.rst
1 =======================
2 The Framebuffer Console
3 =======================
4
5 The framebuffer console (fbcon), as its name implies, is a text
6 console running on top of the framebuffer device. It has the functionality of
7 any standard text console driver, such as the VGA console, with the added
8 features that can be attributed to the graphical nature of the framebuffer.
9
10 In the x86 architecture, the framebuffer console is optional, and
11 some even treat it as a toy. For other architectures, it is the only available
12 display device, text or graphical.
13
14 What are the features of fbcon?  The framebuffer console supports
15 high resolutions, varying font types, display rotation, primitive multihead,
16 etc. Theoretically, multi-colored fonts, blending, aliasing, and any feature
17 made available by the underlying graphics card are also possible.
18
19 A. Configuration
20 ================
21
22 The framebuffer console can be enabled by using your favorite kernel
23 configuration tool.  It is under Device Drivers->Graphics Support->Frame
24 buffer Devices->Console display driver support->Framebuffer Console Support.
25 Select 'y' to compile support statically or 'm' for module support.  The
26 module will be fbcon.
27
28 In order for fbcon to activate, at least one framebuffer driver is
29 required, so choose from any of the numerous drivers available. For x86
30 systems, they almost universally have VGA cards, so vga16fb and vesafb will
31 always be available. However, using a chipset-specific driver will give you
32 more speed and features, such as the ability to change the video mode
33 dynamically.
34
35 To display the penguin logo, choose any logo available in Graphics
36 support->Bootup logo.
37
38 Also, you will need to select at least one compiled-in font, but if
39 you don't do anything, the kernel configuration tool will select one for you,
40 usually an 8x16 font.
41
42 GOTCHA: A common bug report is enabling the framebuffer without enabling the
43 framebuffer console.  Depending on the driver, you may get a blanked or
44 garbled display, but the system still boots to completion.  If you are
45 fortunate to have a driver that does not alter the graphics chip, then you
46 will still get a VGA console.
47
48 B. Loading
49 ==========
50
51 Possible scenarios:
52
53 1. Driver and fbcon are compiled statically
54
55          Usually, fbcon will automatically take over your console. The notable
56          exception is vesafb.  It needs to be explicitly activated with the
57          vga= boot option parameter.
58
59 2. Driver is compiled statically, fbcon is compiled as a module
60
61          Depending on the driver, you either get a standard console, or a
62          garbled display, as mentioned above.  To get a framebuffer console,
63          do a 'modprobe fbcon'.
64
65 3. Driver is compiled as a module, fbcon is compiled statically
66
67          You get your standard console.  Once the driver is loaded with
68          'modprobe xxxfb', fbcon automatically takes over the console with
69          the possible exception of using the fbcon=map:n option. See below.
70
71 4. Driver and fbcon are compiled as a module.
72
73          You can load them in any order. Once both are loaded, fbcon will take
74          over the console.
75
76 C. Boot options
77
78          The framebuffer console has several, largely unknown, boot options
79          that can change its behavior.
80
81 1. fbcon=font:<name>
82
83         Select the initial font to use. The value 'name' can be any of the
84         compiled-in fonts: 10x18, 6x10, 7x14, Acorn8x8, MINI4x6,
85         PEARL8x8, ProFont6x11, SUN12x22, SUN8x16, TER16x32, VGA8x16, VGA8x8.
86
87         Note, not all drivers can handle font with widths not divisible by 8,
88         such as vga16fb.
89
90 2. fbcon=scrollback:<value>[k]
91
92         The scrollback buffer is memory that is used to preserve display
93         contents that has already scrolled past your view.  This is accessed
94         by using the Shift-PageUp key combination.  The value 'value' is any
95         integer. It defaults to 32KB.  The 'k' suffix is optional, and will
96         multiply the 'value' by 1024.
97
98 3. fbcon=map:<0123>
99
100         This is an interesting option. It tells which driver gets mapped to
101         which console. The value '0123' is a sequence that gets repeated until
102         the total length is 64 which is the number of consoles available. In
103         the above example, it is expanded to 012301230123... and the mapping
104         will be::
105
106                 tty | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ...
107                 fb  | 0 1 2 3 0 1 2 3 0 ...
108
109                 ('cat /proc/fb' should tell you what the fb numbers are)
110
111         One side effect that may be useful is using a map value that exceeds
112         the number of loaded fb drivers. For example, if only one driver is
113         available, fb0, adding fbcon=map:1 tells fbcon not to take over the
114         console.
115
116         Later on, when you want to map the console the to the framebuffer
117         device, you can use the con2fbmap utility.
118
119 4. fbcon=vc:<n1>-<n2>
120
121         This option tells fbcon to take over only a range of consoles as
122         specified by the values 'n1' and 'n2'. The rest of the consoles
123         outside the given range will still be controlled by the standard
124         console driver.
125
126         NOTE: For x86 machines, the standard console is the VGA console which
127         is typically located on the same video card.  Thus, the consoles that
128         are controlled by the VGA console will be garbled.
129
130 4. fbcon=rotate:<n>
131
132         This option changes the orientation angle of the console display. The
133         value 'n' accepts the following:
134
135             - 0 - normal orientation (0 degree)
136             - 1 - clockwise orientation (90 degrees)
137             - 2 - upside down orientation (180 degrees)
138             - 3 - counterclockwise orientation (270 degrees)
139
140         The angle can be changed anytime afterwards by 'echoing' the same
141         numbers to any one of the 2 attributes found in
142         /sys/class/graphics/fbcon:
143
144                 - rotate     - rotate the display of the active console
145                 - rotate_all - rotate the display of all consoles
146
147         Console rotation will only become available if Framebuffer Console
148         Rotation support is compiled in your kernel.
149
150         NOTE: This is purely console rotation.  Any other applications that
151         use the framebuffer will remain at their 'normal' orientation.
152         Actually, the underlying fb driver is totally ignorant of console
153         rotation.
154
155 5. fbcon=margin:<color>
156
157         This option specifies the color of the margins. The margins are the
158         leftover area at the right and the bottom of the screen that are not
159         used by text. By default, this area will be black. The 'color' value
160         is an integer number that depends on the framebuffer driver being used.
161
162 6. fbcon=nodefer
163
164         If the kernel is compiled with deferred fbcon takeover support, normally
165         the framebuffer contents, left in place by the firmware/bootloader, will
166         be preserved until there actually is some text is output to the console.
167         This option causes fbcon to bind immediately to the fbdev device.
168
169 7. fbcon=logo-pos:<location>
170
171         The only possible 'location' is 'center' (without quotes), and when
172         given, the bootup logo is moved from the default top-left corner
173         location to the center of the framebuffer. If more than one logo is
174         displayed due to multiple CPUs, the collected line of logos is moved
175         as a whole.
176
177 C. Attaching, Detaching and Unloading
178
179 Before going on to how to attach, detach and unload the framebuffer console, an
180 illustration of the dependencies may help.
181
182 The console layer, as with most subsystems, needs a driver that interfaces with
183 the hardware. Thus, in a VGA console::
184
185         console ---> VGA driver ---> hardware.
186
187 Assuming the VGA driver can be unloaded, one must first unbind the VGA driver
188 from the console layer before unloading the driver.  The VGA driver cannot be
189 unloaded if it is still bound to the console layer. (See
190 Documentation/driver-api/console.rst for more information).
191
192 This is more complicated in the case of the framebuffer console (fbcon),
193 because fbcon is an intermediate layer between the console and the drivers::
194
195         console ---> fbcon ---> fbdev drivers ---> hardware
196
197 The fbdev drivers cannot be unloaded if bound to fbcon, and fbcon cannot
198 be unloaded if it's bound to the console layer.
199
200 So to unload the fbdev drivers, one must first unbind fbcon from the console,
201 then unbind the fbdev drivers from fbcon.  Fortunately, unbinding fbcon from
202 the console layer will automatically unbind framebuffer drivers from
203 fbcon. Thus, there is no need to explicitly unbind the fbdev drivers from
204 fbcon.
205
206 So, how do we unbind fbcon from the console? Part of the answer is in
207 Documentation/driver-api/console.rst. To summarize:
208
209 Echo a value to the bind file that represents the framebuffer console
210 driver. So assuming vtcon1 represents fbcon, then::
211
212   echo 1 > sys/class/vtconsole/vtcon1/bind - attach framebuffer console to
213                                              console layer
214   echo 0 > sys/class/vtconsole/vtcon1/bind - detach framebuffer console from
215                                              console layer
216
217 If fbcon is detached from the console layer, your boot console driver (which is
218 usually VGA text mode) will take over.  A few drivers (rivafb and i810fb) will
219 restore VGA text mode for you.  With the rest, before detaching fbcon, you
220 must take a few additional steps to make sure that your VGA text mode is
221 restored properly. The following is one of the several methods that you can do:
222
223 1. Download or install vbetool.  This utility is included with most
224    distributions nowadays, and is usually part of the suspend/resume tool.
225
226 2. In your kernel configuration, ensure that CONFIG_FRAMEBUFFER_CONSOLE is set
227    to 'y' or 'm'. Enable one or more of your favorite framebuffer drivers.
228
229 3. Boot into text mode and as root run::
230
231         vbetool vbestate save > <vga state file>
232
233    The above command saves the register contents of your graphics
234    hardware to <vga state file>.  You need to do this step only once as
235    the state file can be reused.
236
237 4. If fbcon is compiled as a module, load fbcon by doing::
238
239        modprobe fbcon
240
241 5. Now to detach fbcon::
242
243        vbetool vbestate restore < <vga state file> && \
244        echo 0 > /sys/class/vtconsole/vtcon1/bind
245
246 6. That's it, you're back to VGA mode. And if you compiled fbcon as a module,
247    you can unload it by 'rmmod fbcon'.
248
249 7. To reattach fbcon::
250
251        echo 1 > /sys/class/vtconsole/vtcon1/bind
252
253 8. Once fbcon is unbound, all drivers registered to the system will also
254 become unbound.  This means that fbcon and individual framebuffer drivers
255 can be unloaded or reloaded at will. Reloading the drivers or fbcon will
256 automatically bind the console, fbcon and the drivers together. Unloading
257 all the drivers without unloading fbcon will make it impossible for the
258 console to bind fbcon.
259
260 Notes for vesafb users:
261 =======================
262
263 Unfortunately, if your bootline includes a vga=xxx parameter that sets the
264 hardware in graphics mode, such as when loading vesafb, vgacon will not load.
265 Instead, vgacon will replace the default boot console with dummycon, and you
266 won't get any display after detaching fbcon. Your machine is still alive, so
267 you can reattach vesafb. However, to reattach vesafb, you need to do one of
268 the following:
269
270 Variation 1:
271
272     a. Before detaching fbcon, do::
273
274         vbetool vbemode save > <vesa state file> # do once for each vesafb mode,
275                                                  # the file can be reused
276
277     b. Detach fbcon as in step 5.
278
279     c. Attach fbcon::
280
281         vbetool vbestate restore < <vesa state file> && \
282         echo 1 > /sys/class/vtconsole/vtcon1/bind
283
284 Variation 2:
285
286     a. Before detaching fbcon, do::
287
288         echo <ID> > /sys/class/tty/console/bind
289
290         vbetool vbemode get
291
292     b. Take note of the mode number
293
294     b. Detach fbcon as in step 5.
295
296     c. Attach fbcon::
297
298         vbetool vbemode set <mode number> && \
299         echo 1 > /sys/class/vtconsole/vtcon1/bind
300
301 Samples:
302 ========
303
304 Here are 2 sample bash scripts that you can use to bind or unbind the
305 framebuffer console driver if you are on an X86 box::
306
307   #!/bin/bash
308   # Unbind fbcon
309
310   # Change this to where your actual vgastate file is located
311   # Or Use VGASTATE=$1 to indicate the state file at runtime
312   VGASTATE=/tmp/vgastate
313
314   # path to vbetool
315   VBETOOL=/usr/local/bin
316
317
318   for (( i = 0; i < 16; i++))
319   do
320     if test -x /sys/class/vtconsole/vtcon$i; then
321         if [ `cat /sys/class/vtconsole/vtcon$i/name | grep -c "frame buffer"` \
322              = 1 ]; then
323             if test -x $VBETOOL/vbetool; then
324                echo Unbinding vtcon$i
325                $VBETOOL/vbetool vbestate restore < $VGASTATE
326                echo 0 > /sys/class/vtconsole/vtcon$i/bind
327             fi
328         fi
329     fi
330   done
331
332 ---------------------------------------------------------------------------
333
334 ::
335
336   #!/bin/bash
337   # Bind fbcon
338
339   for (( i = 0; i < 16; i++))
340   do
341     if test -x /sys/class/vtconsole/vtcon$i; then
342         if [ `cat /sys/class/vtconsole/vtcon$i/name | grep -c "frame buffer"` \
343              = 1 ]; then
344           echo Unbinding vtcon$i
345           echo 1 > /sys/class/vtconsole/vtcon$i/bind
346         fi
347     fi
348   done
349
350 Antonino Daplas <adaplas@pol.net>