93fe582b5ca32aaa5a2d249a468d8efbd0bb667a
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / drivers / gpu / drm / drm_irq.c
1 /*
2  * drm_irq.c IRQ and vblank support
3  *
4  * \author Rickard E. (Rik) Faith <faith@valinux.com>
5  * \author Gareth Hughes <gareth@valinux.com>
6  */
7
8 /*
9  * Created: Fri Mar 19 14:30:16 1999 by faith@valinux.com
10  *
11  * Copyright 1999, 2000 Precision Insight, Inc., Cedar Park, Texas.
12  * Copyright 2000 VA Linux Systems, Inc., Sunnyvale, California.
13  * All Rights Reserved.
14  *
15  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
16  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
17  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
18  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
19  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
20  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
21  *
22  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
23  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
24  * Software.
25  *
26  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
27  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
28  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
29  * VA LINUX SYSTEMS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
30  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
31  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
32  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
33  */
34
35 #include <drm/drmP.h>
36 #include "drm_trace.h"
37 #include "drm_internal.h"
38
39 #include <linux/interrupt.h>    /* For task queue support */
40 #include <linux/slab.h>
41
42 #include <linux/vgaarb.h>
43 #include <linux/export.h>
44
45 /* Access macro for slots in vblank timestamp ringbuffer. */
46 #define vblanktimestamp(dev, pipe, count) \
47         ((dev)->vblank[pipe].time[(count) % DRM_VBLANKTIME_RBSIZE])
48
49 /* Retry timestamp calculation up to 3 times to satisfy
50  * drm_timestamp_precision before giving up.
51  */
52 #define DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES 3
53
54 /* Threshold in nanoseconds for detection of redundant
55  * vblank irq in drm_handle_vblank(). 1 msec should be ok.
56  */
57 #define DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS 1000000
58
59 static bool
60 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
61                           struct timeval *tvblank, unsigned flags);
62
63 static unsigned int drm_timestamp_precision = 20;  /* Default to 20 usecs. */
64
65 /*
66  * Default to use monotonic timestamps for wait-for-vblank and page-flip
67  * complete events.
68  */
69 unsigned int drm_timestamp_monotonic = 1;
70
71 static int drm_vblank_offdelay = 5000;    /* Default to 5000 msecs. */
72
73 module_param_named(vblankoffdelay, drm_vblank_offdelay, int, 0600);
74 module_param_named(timestamp_precision_usec, drm_timestamp_precision, int, 0600);
75 module_param_named(timestamp_monotonic, drm_timestamp_monotonic, int, 0600);
76
77 static void store_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
78                          u32 vblank_count_inc,
79                          struct timeval *t_vblank)
80 {
81         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
82         u32 tslot;
83
84         assert_spin_locked(&dev->vblank_time_lock);
85
86         if (t_vblank) {
87                 /* All writers hold the spinlock, but readers are serialized by
88                  * the latching of vblank->count below.
89                  */
90                 tslot = vblank->count + vblank_count_inc;
91                 vblanktimestamp(dev, pipe, tslot) = *t_vblank;
92         }
93
94         /*
95          * vblank timestamp updates are protected on the write side with
96          * vblank_time_lock, but on the read side done locklessly using a
97          * sequence-lock on the vblank counter. Ensure correct ordering using
98          * memory barrriers. We need the barrier both before and also after the
99          * counter update to synchronize with the next timestamp write.
100          * The read-side barriers for this are in drm_vblank_count_and_time.
101          */
102         smp_wmb();
103         vblank->count += vblank_count_inc;
104         smp_wmb();
105 }
106
107 /**
108  * drm_update_vblank_count - update the master vblank counter
109  * @dev: DRM device
110  * @pipe: counter to update
111  *
112  * Call back into the driver to update the appropriate vblank counter
113  * (specified by @pipe).  Deal with wraparound, if it occurred, and
114  * update the last read value so we can deal with wraparound on the next
115  * call if necessary.
116  *
117  * Only necessary when going from off->on, to account for frames we
118  * didn't get an interrupt for.
119  *
120  * Note: caller must hold dev->vbl_lock since this reads & writes
121  * device vblank fields.
122  */
123 static void drm_update_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
124                                     unsigned long flags)
125 {
126         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
127         u32 cur_vblank, diff;
128         bool rc;
129         struct timeval t_vblank;
130         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
131
132         /*
133          * Interrupts were disabled prior to this call, so deal with counter
134          * wrap if needed.
135          * NOTE!  It's possible we lost a full dev->max_vblank_count + 1 events
136          * here if the register is small or we had vblank interrupts off for
137          * a long time.
138          *
139          * We repeat the hardware vblank counter & timestamp query until
140          * we get consistent results. This to prevent races between gpu
141          * updating its hardware counter while we are retrieving the
142          * corresponding vblank timestamp.
143          */
144         do {
145                 cur_vblank = dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe);
146                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, flags);
147         } while (cur_vblank != dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
148
149         /* Deal with counter wrap */
150         diff = cur_vblank - vblank->last;
151         if (cur_vblank < vblank->last) {
152                 diff += dev->max_vblank_count + 1;
153
154                 DRM_DEBUG("last_vblank[%u]=0x%x, cur_vblank=0x%x => diff=0x%x\n",
155                           pipe, vblank->last, cur_vblank, diff);
156         }
157
158         DRM_DEBUG("updating vblank count on crtc %u, missed %d\n",
159                   pipe, diff);
160
161         if (diff == 0)
162                 return;
163
164         /*
165          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
166          * available and didn't fail. Otherwise reinitialize delayed at next vblank
167          * interrupt and assign 0 for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
168          */
169         if (!rc)
170                 t_vblank = (struct timeval) {0, 0};
171
172         store_vblank(dev, pipe, diff, &t_vblank);
173 }
174
175 /*
176  * Disable vblank irq's on crtc, make sure that last vblank count
177  * of hardware and corresponding consistent software vblank counter
178  * are preserved, even if there are any spurious vblank irq's after
179  * disable.
180  */
181 static void vblank_disable_and_save(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
182 {
183         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
184         unsigned long irqflags;
185         u32 vblcount;
186         s64 diff_ns;
187         bool vblrc;
188         struct timeval tvblank;
189         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
190
191         /* Prevent vblank irq processing while disabling vblank irqs,
192          * so no updates of timestamps or count can happen after we've
193          * disabled. Needed to prevent races in case of delayed irq's.
194          */
195         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
196
197         /*
198          * If the vblank interrupt was already disabled update the count
199          * and timestamp to maintain the appearance that the counter
200          * has been ticking all along until this time. This makes the
201          * count account for the entire time between drm_vblank_on() and
202          * drm_vblank_off().
203          *
204          * But only do this if precise vblank timestamps are available.
205          * Otherwise we might read a totally bogus timestamp since drivers
206          * lacking precise timestamp support rely upon sampling the system clock
207          * at vblank interrupt time. Which obviously won't work out well if the
208          * vblank interrupt is disabled.
209          */
210         if (!vblank->enabled &&
211             drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &tvblank, 0)) {
212                 drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
213                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
214                 return;
215         }
216
217         /*
218          * Only disable vblank interrupts if they're enabled. This avoids
219          * calling the ->disable_vblank() operation in atomic context with the
220          * hardware potentially runtime suspended.
221          */
222         if (vblank->enabled) {
223                 dev->driver->disable_vblank(dev, pipe);
224                 vblank->enabled = false;
225         }
226
227         /* No further vblank irq's will be processed after
228          * this point. Get current hardware vblank count and
229          * vblank timestamp, repeat until they are consistent.
230          *
231          * FIXME: There is still a race condition here and in
232          * drm_update_vblank_count() which can cause off-by-one
233          * reinitialization of software vblank counter. If gpu
234          * vblank counter doesn't increment exactly at the leading
235          * edge of a vblank interval, then we can lose 1 count if
236          * we happen to execute between start of vblank and the
237          * delayed gpu counter increment.
238          */
239         do {
240                 vblank->last = dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe);
241                 vblrc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &tvblank, 0);
242         } while (vblank->last != dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe) && (--count) && vblrc);
243
244         if (!count)
245                 vblrc = 0;
246
247         /* Compute time difference to stored timestamp of last vblank
248          * as updated by last invocation of drm_handle_vblank() in vblank irq.
249          */
250         vblcount = vblank->count;
251         diff_ns = timeval_to_ns(&tvblank) -
252                   timeval_to_ns(&vblanktimestamp(dev, pipe, vblcount));
253
254         /* If there is at least 1 msec difference between the last stored
255          * timestamp and tvblank, then we are currently executing our
256          * disable inside a new vblank interval, the tvblank timestamp
257          * corresponds to this new vblank interval and the irq handler
258          * for this vblank didn't run yet and won't run due to our disable.
259          * Therefore we need to do the job of drm_handle_vblank() and
260          * increment the vblank counter by one to account for this vblank.
261          *
262          * Skip this step if there isn't any high precision timestamp
263          * available. In that case we can't account for this and just
264          * hope for the best.
265          */
266         if (vblrc && (abs64(diff_ns) > 1000000))
267                 store_vblank(dev, pipe, 1, &tvblank);
268
269         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
270 }
271
272 static void vblank_disable_fn(unsigned long arg)
273 {
274         struct drm_vblank_crtc *vblank = (void *)arg;
275         struct drm_device *dev = vblank->dev;
276         unsigned int pipe = vblank->pipe;
277         unsigned long irqflags;
278
279         if (!dev->vblank_disable_allowed)
280                 return;
281
282         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
283         if (atomic_read(&vblank->refcount) == 0 && vblank->enabled) {
284                 DRM_DEBUG("disabling vblank on crtc %u\n", pipe);
285                 vblank_disable_and_save(dev, pipe);
286         }
287         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
288 }
289
290 /**
291  * drm_vblank_cleanup - cleanup vblank support
292  * @dev: DRM device
293  *
294  * This function cleans up any resources allocated in drm_vblank_init.
295  */
296 void drm_vblank_cleanup(struct drm_device *dev)
297 {
298         unsigned int pipe;
299
300         /* Bail if the driver didn't call drm_vblank_init() */
301         if (dev->num_crtcs == 0)
302                 return;
303
304         for (pipe = 0; pipe < dev->num_crtcs; pipe++) {
305                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
306
307                 WARN_ON(vblank->enabled &&
308                         drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
309
310                 del_timer_sync(&vblank->disable_timer);
311         }
312
313         kfree(dev->vblank);
314
315         dev->num_crtcs = 0;
316 }
317 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_cleanup);
318
319 /**
320  * drm_vblank_init - initialize vblank support
321  * @dev: DRM device
322  * @num_crtcs: number of CRTCs supported by @dev
323  *
324  * This function initializes vblank support for @num_crtcs display pipelines.
325  *
326  * Returns:
327  * Zero on success or a negative error code on failure.
328  */
329 int drm_vblank_init(struct drm_device *dev, unsigned int num_crtcs)
330 {
331         int ret = -ENOMEM;
332         unsigned int i;
333
334         spin_lock_init(&dev->vbl_lock);
335         spin_lock_init(&dev->vblank_time_lock);
336
337         dev->num_crtcs = num_crtcs;
338
339         dev->vblank = kcalloc(num_crtcs, sizeof(*dev->vblank), GFP_KERNEL);
340         if (!dev->vblank)
341                 goto err;
342
343         for (i = 0; i < num_crtcs; i++) {
344                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
345
346                 vblank->dev = dev;
347                 vblank->pipe = i;
348                 init_waitqueue_head(&vblank->queue);
349                 setup_timer(&vblank->disable_timer, vblank_disable_fn,
350                             (unsigned long)vblank);
351         }
352
353         DRM_INFO("Supports vblank timestamp caching Rev 2 (21.10.2013).\n");
354
355         /* Driver specific high-precision vblank timestamping supported? */
356         if (dev->driver->get_vblank_timestamp)
357                 DRM_INFO("Driver supports precise vblank timestamp query.\n");
358         else
359                 DRM_INFO("No driver support for vblank timestamp query.\n");
360
361         /* Must have precise timestamping for reliable vblank instant disable */
362         if (dev->vblank_disable_immediate && !dev->driver->get_vblank_timestamp) {
363                 dev->vblank_disable_immediate = false;
364                 DRM_INFO("Setting vblank_disable_immediate to false because "
365                          "get_vblank_timestamp == NULL\n");
366         }
367
368         dev->vblank_disable_allowed = false;
369
370         return 0;
371
372 err:
373         dev->num_crtcs = 0;
374         return ret;
375 }
376 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_init);
377
378 static void drm_irq_vgaarb_nokms(void *cookie, bool state)
379 {
380         struct drm_device *dev = cookie;
381
382         if (dev->driver->vgaarb_irq) {
383                 dev->driver->vgaarb_irq(dev, state);
384                 return;
385         }
386
387         if (!dev->irq_enabled)
388                 return;
389
390         if (state) {
391                 if (dev->driver->irq_uninstall)
392                         dev->driver->irq_uninstall(dev);
393         } else {
394                 if (dev->driver->irq_preinstall)
395                         dev->driver->irq_preinstall(dev);
396                 if (dev->driver->irq_postinstall)
397                         dev->driver->irq_postinstall(dev);
398         }
399 }
400
401 /**
402  * drm_irq_install - install IRQ handler
403  * @dev: DRM device
404  * @irq: IRQ number to install the handler for
405  *
406  * Initializes the IRQ related data. Installs the handler, calling the driver
407  * irq_preinstall() and irq_postinstall() functions before and after the
408  * installation.
409  *
410  * This is the simplified helper interface provided for drivers with no special
411  * needs. Drivers which need to install interrupt handlers for multiple
412  * interrupts must instead set drm_device->irq_enabled to signal the DRM core
413  * that vblank interrupts are available.
414  *
415  * Returns:
416  * Zero on success or a negative error code on failure.
417  */
418 int drm_irq_install(struct drm_device *dev, int irq)
419 {
420         int ret;
421         unsigned long sh_flags = 0;
422
423         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
424                 return -EINVAL;
425
426         if (irq == 0)
427                 return -EINVAL;
428
429         /* Driver must have been initialized */
430         if (!dev->dev_private)
431                 return -EINVAL;
432
433         if (dev->irq_enabled)
434                 return -EBUSY;
435         dev->irq_enabled = true;
436
437         DRM_DEBUG("irq=%d\n", irq);
438
439         /* Before installing handler */
440         if (dev->driver->irq_preinstall)
441                 dev->driver->irq_preinstall(dev);
442
443         /* Install handler */
444         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_IRQ_SHARED))
445                 sh_flags = IRQF_SHARED;
446
447         ret = request_irq(irq, dev->driver->irq_handler,
448                           sh_flags, dev->driver->name, dev);
449
450         if (ret < 0) {
451                 dev->irq_enabled = false;
452                 return ret;
453         }
454
455         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
456                 vga_client_register(dev->pdev, (void *)dev, drm_irq_vgaarb_nokms, NULL);
457
458         /* After installing handler */
459         if (dev->driver->irq_postinstall)
460                 ret = dev->driver->irq_postinstall(dev);
461
462         if (ret < 0) {
463                 dev->irq_enabled = false;
464                 if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
465                         vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
466                 free_irq(irq, dev);
467         } else {
468                 dev->irq = irq;
469         }
470
471         return ret;
472 }
473 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_install);
474
475 /**
476  * drm_irq_uninstall - uninstall the IRQ handler
477  * @dev: DRM device
478  *
479  * Calls the driver's irq_uninstall() function and unregisters the IRQ handler.
480  * This should only be called by drivers which used drm_irq_install() to set up
481  * their interrupt handler. Other drivers must only reset
482  * drm_device->irq_enabled to false.
483  *
484  * Note that for kernel modesetting drivers it is a bug if this function fails.
485  * The sanity checks are only to catch buggy user modesetting drivers which call
486  * the same function through an ioctl.
487  *
488  * Returns:
489  * Zero on success or a negative error code on failure.
490  */
491 int drm_irq_uninstall(struct drm_device *dev)
492 {
493         unsigned long irqflags;
494         bool irq_enabled;
495         int i;
496
497         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
498                 return -EINVAL;
499
500         irq_enabled = dev->irq_enabled;
501         dev->irq_enabled = false;
502
503         /*
504          * Wake up any waiters so they don't hang. This is just to paper over
505          * isssues for UMS drivers which aren't in full control of their
506          * vblank/irq handling. KMS drivers must ensure that vblanks are all
507          * disabled when uninstalling the irq handler.
508          */
509         if (dev->num_crtcs) {
510                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
511                 for (i = 0; i < dev->num_crtcs; i++) {
512                         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
513
514                         if (!vblank->enabled)
515                                 continue;
516
517                         WARN_ON(drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
518
519                         vblank_disable_and_save(dev, i);
520                         wake_up(&vblank->queue);
521                 }
522                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
523         }
524
525         if (!irq_enabled)
526                 return -EINVAL;
527
528         DRM_DEBUG("irq=%d\n", dev->irq);
529
530         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
531                 vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
532
533         if (dev->driver->irq_uninstall)
534                 dev->driver->irq_uninstall(dev);
535
536         free_irq(dev->irq, dev);
537
538         return 0;
539 }
540 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_uninstall);
541
542 /*
543  * IRQ control ioctl.
544  *
545  * \param inode device inode.
546  * \param file_priv DRM file private.
547  * \param cmd command.
548  * \param arg user argument, pointing to a drm_control structure.
549  * \return zero on success or a negative number on failure.
550  *
551  * Calls irq_install() or irq_uninstall() according to \p arg.
552  */
553 int drm_control(struct drm_device *dev, void *data,
554                 struct drm_file *file_priv)
555 {
556         struct drm_control *ctl = data;
557         int ret = 0, irq;
558
559         /* if we haven't irq we fallback for compatibility reasons -
560          * this used to be a separate function in drm_dma.h
561          */
562
563         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
564                 return 0;
565         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
566                 return 0;
567         /* UMS was only ever support on pci devices. */
568         if (WARN_ON(!dev->pdev))
569                 return -EINVAL;
570
571         switch (ctl->func) {
572         case DRM_INST_HANDLER:
573                 irq = dev->pdev->irq;
574
575                 if (dev->if_version < DRM_IF_VERSION(1, 2) &&
576                     ctl->irq != irq)
577                         return -EINVAL;
578                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
579                 ret = drm_irq_install(dev, irq);
580                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
581
582                 return ret;
583         case DRM_UNINST_HANDLER:
584                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
585                 ret = drm_irq_uninstall(dev);
586                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
587
588                 return ret;
589         default:
590                 return -EINVAL;
591         }
592 }
593
594 /**
595  * drm_calc_timestamping_constants - calculate vblank timestamp constants
596  * @crtc: drm_crtc whose timestamp constants should be updated.
597  * @mode: display mode containing the scanout timings
598  *
599  * Calculate and store various constants which are later
600  * needed by vblank and swap-completion timestamping, e.g,
601  * by drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(). They are
602  * derived from CRTC's true scanout timing, so they take
603  * things like panel scaling or other adjustments into account.
604  */
605 void drm_calc_timestamping_constants(struct drm_crtc *crtc,
606                                      const struct drm_display_mode *mode)
607 {
608         struct drm_vblank_crtc *vblank = &crtc->dev->vblank[drm_crtc_index(crtc)];
609         int linedur_ns = 0, framedur_ns = 0;
610         int dotclock = mode->crtc_clock;
611
612         /* Valid dotclock? */
613         if (dotclock > 0) {
614                 int frame_size = mode->crtc_htotal * mode->crtc_vtotal;
615
616                 /*
617                  * Convert scanline length in pixels and video
618                  * dot clock to line duration and frame duration
619                  * in nanoseconds:
620                  */
621                 linedur_ns  = div_u64((u64) mode->crtc_htotal * 1000000, dotclock);
622                 framedur_ns = div_u64((u64) frame_size * 1000000, dotclock);
623
624                 /*
625                  * Fields of interlaced scanout modes are only half a frame duration.
626                  */
627                 if (mode->flags & DRM_MODE_FLAG_INTERLACE)
628                         framedur_ns /= 2;
629         } else
630                 DRM_ERROR("crtc %u: Can't calculate constants, dotclock = 0!\n",
631                           crtc->base.id);
632
633         vblank->linedur_ns  = linedur_ns;
634         vblank->framedur_ns = framedur_ns;
635
636         DRM_DEBUG("crtc %u: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
637                   crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
638                   mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
639         DRM_DEBUG("crtc %u: clock %d kHz framedur %d linedur %d\n",
640                   crtc->base.id, dotclock, framedur_ns, linedur_ns);
641 }
642 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_timestamping_constants);
643
644 /**
645  * drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos - precise vblank timestamp helper
646  * @dev: DRM device
647  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
648  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
649  *             On return contains true maximum error of timestamp
650  * @vblank_time: Pointer to struct timeval which should receive the timestamp
651  * @flags: Flags to pass to driver:
652  *         0 = Default,
653  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
654  * @mode: mode which defines the scanout timings
655  *
656  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
657  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be called from
658  * within get_vblank_timestamp() implementation of a kms driver to implement the
659  * actual timestamping.
660  *
661  * Should return timestamps conforming to the OML_sync_control OpenML
662  * extension specification. The timestamp corresponds to the end of
663  * the vblank interval, aka start of scanout of topmost-leftmost display
664  * pixel in the following video frame.
665  *
666  * Requires support for optional dev->driver->get_scanout_position()
667  * in kms driver, plus a bit of setup code to provide a drm_display_mode
668  * that corresponds to the true scanout timing.
669  *
670  * The current implementation only handles standard video modes. It
671  * returns as no operation if a doublescan or interlaced video mode is
672  * active. Higher level code is expected to handle this.
673  *
674  * Returns:
675  * Negative value on error, failure or if not supported in current
676  * video mode:
677  *
678  * -EINVAL   - Invalid CRTC.
679  * -EAGAIN   - Temporary unavailable, e.g., called before initial modeset.
680  * -ENOTSUPP - Function not supported in current display mode.
681  * -EIO      - Failed, e.g., due to failed scanout position query.
682  *
683  * Returns or'ed positive status flags on success:
684  *
685  * DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD - Signal this method used for timestamping.
686  * DRM_VBLANKTIME_INVBL - Timestamp taken while scanout was in vblank interval.
687  *
688  */
689 int drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(struct drm_device *dev,
690                                           unsigned int pipe,
691                                           int *max_error,
692                                           struct timeval *vblank_time,
693                                           unsigned flags,
694                                           const struct drm_display_mode *mode)
695 {
696         struct timeval tv_etime;
697         ktime_t stime, etime;
698         int vbl_status;
699         int vpos, hpos, i;
700         int delta_ns, duration_ns;
701         bool invbl;
702
703         if (pipe >= dev->num_crtcs) {
704                 DRM_ERROR("Invalid crtc %u\n", pipe);
705                 return -EINVAL;
706         }
707
708         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
709         if (!dev->driver->get_scanout_position) {
710                 DRM_ERROR("Called from driver w/o get_scanout_position()!?\n");
711                 return -EIO;
712         }
713
714         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
715          * Happens during initial modesetting of a crtc.
716          */
717         if (mode->crtc_clock == 0) {
718                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noop due to uninitialized mode.\n", pipe);
719                 return -EAGAIN;
720         }
721
722         /* Get current scanout position with system timestamp.
723          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
724          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
725          *
726          * This guarantees a tight bound on maximum error if
727          * code gets preempted or delayed for some reason.
728          */
729         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
730                 /*
731                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
732                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
733                  */
734                 vbl_status = dev->driver->get_scanout_position(dev, pipe, flags,
735                                                                &vpos, &hpos,
736                                                                &stime, &etime,
737                                                                mode);
738
739                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
740                 if (!(vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_VALID)) {
741                         DRM_DEBUG("crtc %u : scanoutpos query failed [%d].\n",
742                                   pipe, vbl_status);
743                         return -EIO;
744                 }
745
746                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
747                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
748
749                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
750                 if (duration_ns <= *max_error)
751                         break;
752         }
753
754         /* Noisy system timing? */
755         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
756                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
757                           pipe, duration_ns/1000, *max_error/1000, i);
758         }
759
760         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
761         *max_error = duration_ns;
762
763         /* Check if in vblank area:
764          * vpos is >=0 in video scanout area, but negative
765          * within vblank area, counting down the number of lines until
766          * start of scanout.
767          */
768         invbl = vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_IN_VBLANK;
769
770         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
771          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
772          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
773          */
774         delta_ns = div_s64(1000000LL * (vpos * mode->crtc_htotal + hpos),
775                            mode->crtc_clock);
776
777         if (!drm_timestamp_monotonic)
778                 etime = ktime_mono_to_real(etime);
779
780         /* save this only for debugging purposes */
781         tv_etime = ktime_to_timeval(etime);
782         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
783          * vblank_time timestamp for end of vblank.
784          */
785         if (delta_ns < 0)
786                 etime = ktime_add_ns(etime, -delta_ns);
787         else
788                 etime = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
789         *vblank_time = ktime_to_timeval(etime);
790
791         DRM_DEBUG("crtc %u : v %d p(%d,%d)@ %ld.%ld -> %ld.%ld [e %d us, %d rep]\n",
792                   pipe, (int)vbl_status, hpos, vpos,
793                   (long)tv_etime.tv_sec, (long)tv_etime.tv_usec,
794                   (long)vblank_time->tv_sec, (long)vblank_time->tv_usec,
795                   duration_ns/1000, i);
796
797         vbl_status = DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD;
798         if (invbl)
799                 vbl_status |= DRM_VBLANKTIME_IN_VBLANK;
800
801         return vbl_status;
802 }
803 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos);
804
805 static struct timeval get_drm_timestamp(void)
806 {
807         ktime_t now;
808
809         now = drm_timestamp_monotonic ? ktime_get() : ktime_get_real();
810         return ktime_to_timeval(now);
811 }
812
813 /**
814  * drm_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most recent
815  *                             vblank interval
816  * @dev: DRM device
817  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
818  * @tvblank: Pointer to target struct timeval which should receive the timestamp
819  * @flags: Flags to pass to driver:
820  *         0 = Default,
821  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
822  *
823  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
824  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
825  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
826  *
827  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
828  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
829  *
830  * Returns:
831  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
832  */
833 static bool
834 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
835                           struct timeval *tvblank, unsigned flags)
836 {
837         int ret;
838
839         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
840         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
841
842         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
843         if (dev->driver->get_vblank_timestamp && (max_error > 0)) {
844                 ret = dev->driver->get_vblank_timestamp(dev, pipe, &max_error,
845                                                         tvblank, flags);
846                 if (ret > 0)
847                         return true;
848         }
849
850         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
851          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
852          */
853         *tvblank = get_drm_timestamp();
854
855         return false;
856 }
857
858 /**
859  * drm_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
860  * @dev: DRM device
861  * @pipe: index of CRTC for which to retrieve the counter
862  *
863  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
864  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
865  * modesetting activity.
866  *
867  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count().
868  *
869  * Returns:
870  * The software vblank counter.
871  */
872 u32 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, int pipe)
873 {
874         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
875
876         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
877                 return 0;
878
879         return vblank->count;
880 }
881 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count);
882
883 /**
884  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
885  * @crtc: which counter to retrieve
886  *
887  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
888  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
889  * modesetting activity.
890  *
891  * This is the native KMS version of drm_vblank_count().
892  *
893  * Returns:
894  * The software vblank counter.
895  */
896 u32 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
897 {
898         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
899 }
900 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
901
902 /**
903  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value and the
904  *     system timestamp corresponding to that vblank counter value.
905  * @dev: DRM device
906  * @pipe: index of CRTC whose counter to retrieve
907  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
908  *
909  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
910  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
911  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
912  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
913  */
914 u32 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
915                               struct timeval *vblanktime)
916 {
917         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
918         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
919         u32 cur_vblank;
920
921         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
922                 return 0;
923
924         /*
925          * Vblank timestamps are read lockless. To ensure consistency the vblank
926          * counter is rechecked and ordering is ensured using memory barriers.
927          * This works like a seqlock. The write-side barriers are in store_vblank.
928          */
929         do {
930                 cur_vblank = vblank->count;
931                 smp_rmb();
932                 *vblanktime = vblanktimestamp(dev, pipe, cur_vblank);
933                 smp_rmb();
934         } while (cur_vblank != vblank->count && --count > 0);
935
936         return cur_vblank;
937 }
938 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count_and_time);
939
940 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
941                 struct drm_pending_vblank_event *e,
942                 unsigned long seq, struct timeval *now)
943 {
944         WARN_ON_SMP(!spin_is_locked(&dev->event_lock));
945         e->event.sequence = seq;
946         e->event.tv_sec = now->tv_sec;
947         e->event.tv_usec = now->tv_usec;
948
949         list_add_tail(&e->base.link,
950                       &e->base.file_priv->event_list);
951         wake_up_interruptible(&e->base.file_priv->event_wait);
952         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.pid, e->pipe,
953                                          e->event.sequence);
954 }
955
956 /**
957  * drm_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
958  * @dev: DRM device
959  * @pipe: CRTC index
960  * @e: the event to send
961  *
962  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
963  * Caller must hold event lock.
964  *
965  * This is the legacy version of drm_crtc_send_vblank_event().
966  */
967 void drm_send_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
968                            struct drm_pending_vblank_event *e)
969 {
970         struct timeval now;
971         unsigned int seq;
972
973         if (dev->num_crtcs > 0) {
974                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
975         } else {
976                 seq = 0;
977
978                 now = get_drm_timestamp();
979         }
980         e->pipe = pipe;
981         send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
982 }
983 EXPORT_SYMBOL(drm_send_vblank_event);
984
985 /**
986  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
987  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
988  * @e: the event to send
989  *
990  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
991  * Caller must hold event lock.
992  *
993  * This is the native KMS version of drm_send_vblank_event().
994  */
995 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
996                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
997 {
998         drm_send_vblank_event(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc), e);
999 }
1000 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
1001
1002 /**
1003  * drm_vblank_enable - enable the vblank interrupt on a CRTC
1004  * @dev: DRM device
1005  * @pipe: CRTC index
1006  *
1007  * Returns:
1008  * Zero on success or a negative error code on failure.
1009  */
1010 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1011 {
1012         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1013         int ret = 0;
1014
1015         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1016
1017         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1018
1019         if (!vblank->enabled) {
1020                 /*
1021                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
1022                  * All vblank count & timestamp updates are held off
1023                  * until we are done reinitializing master counter and
1024                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
1025                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
1026                  */
1027                 ret = dev->driver->enable_vblank(dev, pipe);
1028                 DRM_DEBUG("enabling vblank on crtc %u, ret: %d\n", pipe, ret);
1029                 if (ret)
1030                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1031                 else {
1032                         vblank->enabled = true;
1033                         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
1034                 }
1035         }
1036
1037         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1038
1039         return ret;
1040 }
1041
1042 /**
1043  * drm_vblank_get - get a reference count on vblank events
1044  * @dev: DRM device
1045  * @pipe: index of CRTC to own
1046  *
1047  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1048  * while in use.
1049  *
1050  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_get().
1051  *
1052  * Returns:
1053  * Zero on success or a negative error code on failure.
1054  */
1055 int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1056 {
1057         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1058         unsigned long irqflags;
1059         int ret = 0;
1060
1061         if (!dev->num_crtcs)
1062                 return -EINVAL;
1063
1064         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1065                 return -EINVAL;
1066
1067         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1068         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1069         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1070                 ret = drm_vblank_enable(dev, pipe);
1071         } else {
1072                 if (!vblank->enabled) {
1073                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1074                         ret = -EINVAL;
1075                 }
1076         }
1077         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1078
1079         return ret;
1080 }
1081 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_get);
1082
1083 /**
1084  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1085  * @crtc: which CRTC to own
1086  *
1087  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1088  * while in use.
1089  *
1090  * This is the native kms version of drm_vblank_get().
1091  *
1092  * Returns:
1093  * Zero on success or a negative error code on failure.
1094  */
1095 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1096 {
1097         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1098 }
1099 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1100
1101 /**
1102  * drm_vblank_put - release ownership of vblank events
1103  * @dev: DRM device
1104  * @pipe: index of CRTC to release
1105  *
1106  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1107  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1108  *
1109  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_put().
1110  */
1111 void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1112 {
1113         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1114
1115         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1116                 return;
1117
1118         if (WARN_ON(atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1119                 return;
1120
1121         /* Last user schedules interrupt disable */
1122         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1123                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1124                         return;
1125                 else if (dev->vblank_disable_immediate || drm_vblank_offdelay < 0)
1126                         vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1127                 else
1128                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1129                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1130         }
1131 }
1132 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_put);
1133
1134 /**
1135  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1136  * @crtc: which counter to give up
1137  *
1138  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1139  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1140  *
1141  * This is the native kms version of drm_vblank_put().
1142  */
1143 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1144 {
1145         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1146 }
1147 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1148
1149 /**
1150  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1151  * @dev: DRM device
1152  * @pipe: CRTC index
1153  *
1154  * This waits for one vblank to pass on @pipe, using the irq driver interfaces.
1155  * It is a failure to call this when the vblank irq for @pipe is disabled, e.g.
1156  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1157  */
1158 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1159 {
1160         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1161         int ret;
1162         u32 last;
1163
1164         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1165                 return;
1166
1167         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1168         if (WARN(ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n", pipe, ret))
1169                 return;
1170
1171         last = drm_vblank_count(dev, pipe);
1172
1173         ret = wait_event_timeout(vblank->queue,
1174                                  last != drm_vblank_count(dev, pipe),
1175                                  msecs_to_jiffies(100));
1176
1177         WARN(ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", pipe);
1178
1179         drm_vblank_put(dev, pipe);
1180 }
1181 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1182
1183 /**
1184  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1185  * @crtc: DRM crtc
1186  *
1187  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1188  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1189  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1190  */
1191 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1192 {
1193         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1194 }
1195 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1196
1197 /**
1198  * drm_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1199  * @dev: DRM device
1200  * @pipe: CRTC index
1201  *
1202  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1203  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1204  * stored so that drm_vblank_on() can restore it again.
1205  *
1206  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1207  * reset, e.g. when suspending.
1208  *
1209  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_off().
1210  */
1211 void drm_vblank_off(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1212 {
1213         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1214         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1215         struct timeval now;
1216         unsigned long irqflags;
1217         unsigned int seq;
1218
1219         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1220                 return;
1221
1222         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1223
1224         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1225         vblank_disable_and_save(dev, pipe);
1226         wake_up(&vblank->queue);
1227
1228         /*
1229          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1230          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1231          */
1232         if (!vblank->inmodeset) {
1233                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1234                 vblank->inmodeset = 1;
1235         }
1236         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1237
1238         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1239         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1240
1241         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1242                 if (e->pipe != pipe)
1243                         continue;
1244                 DRM_DEBUG("Sending premature vblank event on disable: \
1245                           wanted %d, current %d\n",
1246                           e->event.sequence, seq);
1247                 list_del(&e->base.link);
1248                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1249                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1250         }
1251         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1252 }
1253 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_off);
1254
1255 /**
1256  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1257  * @crtc: CRTC in question
1258  *
1259  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1260  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1261  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1262  *
1263  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1264  * reset, e.g. when suspending.
1265  *
1266  * This is the native kms version of drm_vblank_off().
1267  */
1268 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1269 {
1270         drm_vblank_off(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1271 }
1272 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1273
1274 /**
1275  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1276  * @drm_crtc: CRTC in question
1277  *
1278  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1279  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1280  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1281  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1282  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1283  */
1284 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *drm_crtc)
1285 {
1286         struct drm_device *dev = drm_crtc->dev;
1287         unsigned long irqflags;
1288         unsigned int pipe = drm_crtc_index(drm_crtc);
1289         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1290
1291         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1292         /*
1293          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1294          * interrupt by bumping the refcount.
1295          */
1296         if (!vblank->inmodeset) {
1297                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1298                 vblank->inmodeset = 1;
1299         }
1300         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1301
1302         WARN_ON(!list_empty(&dev->vblank_event_list));
1303 }
1304 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1305
1306 /**
1307  * drm_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1308  * @dev: DRM device
1309  * @pipe: CRTC index
1310  *
1311  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1312  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1313  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1314  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1315  *
1316  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_on().
1317  */
1318 void drm_vblank_on(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1319 {
1320         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1321         unsigned long irqflags;
1322
1323         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1324                 return;
1325
1326         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1327         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1328         if (vblank->inmodeset) {
1329                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1330                 vblank->inmodeset = 0;
1331         }
1332
1333         /*
1334          * sample the current counter to avoid random jumps
1335          * when drm_vblank_enable() applies the diff
1336          *
1337          * -1 to make sure user will never see the same
1338          * vblank counter value before and after a modeset
1339          */
1340         vblank->last =
1341                 (dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe) - 1) &
1342                 dev->max_vblank_count;
1343         /*
1344          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1345          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1346          */
1347         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 ||
1348             (!dev->vblank_disable_immediate && drm_vblank_offdelay == 0))
1349                 WARN_ON(drm_vblank_enable(dev, pipe));
1350         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1351 }
1352 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_on);
1353
1354 /**
1355  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1356  * @crtc: CRTC in question
1357  *
1358  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1359  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1360  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1361  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1362  *
1363  * This is the native kms version of drm_vblank_on().
1364  */
1365 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1366 {
1367         drm_vblank_on(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1368 }
1369 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1370
1371 /**
1372  * drm_vblank_pre_modeset - account for vblanks across mode sets
1373  * @dev: DRM device
1374  * @pipe: CRTC index
1375  *
1376  * Account for vblank events across mode setting events, which will likely
1377  * reset the hardware frame counter.
1378  *
1379  * This is done by grabbing a temporary vblank reference to ensure that the
1380  * vblank interrupt keeps running across the modeset sequence. With this the
1381  * software-side vblank frame counting will ensure that there are no jumps or
1382  * discontinuities.
1383  *
1384  * Unfortunately this approach is racy and also doesn't work when the vblank
1385  * interrupt stops running, e.g. across system suspend resume. It is therefore
1386  * highly recommended that drivers use the newer drm_vblank_off() and
1387  * drm_vblank_on() instead. drm_vblank_pre_modeset() only works correctly when
1388  * using "cooked" software vblank frame counters and not relying on any hardware
1389  * counters.
1390  *
1391  * Drivers must call drm_vblank_post_modeset() when re-enabling the same crtc
1392  * again.
1393  */
1394 void drm_vblank_pre_modeset(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1395 {
1396         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1397
1398         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1399         if (!dev->num_crtcs)
1400                 return;
1401
1402         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1403                 return;
1404
1405         /*
1406          * To avoid all the problems that might happen if interrupts
1407          * were enabled/disabled around or between these calls, we just
1408          * have the kernel take a reference on the CRTC (just once though
1409          * to avoid corrupting the count if multiple, mismatch calls occur),
1410          * so that interrupts remain enabled in the interim.
1411          */
1412         if (!vblank->inmodeset) {
1413                 vblank->inmodeset = 0x1;
1414                 if (drm_vblank_get(dev, pipe) == 0)
1415                         vblank->inmodeset |= 0x2;
1416         }
1417 }
1418 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_pre_modeset);
1419
1420 /**
1421  * drm_vblank_post_modeset - undo drm_vblank_pre_modeset changes
1422  * @dev: DRM device
1423  * @pipe: CRTC index
1424  *
1425  * This function again drops the temporary vblank reference acquired in
1426  * drm_vblank_pre_modeset.
1427  */
1428 void drm_vblank_post_modeset(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1429 {
1430         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1431         unsigned long irqflags;
1432
1433         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1434         if (!dev->num_crtcs)
1435                 return;
1436
1437         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1438                 return;
1439
1440         if (vblank->inmodeset) {
1441                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1442                 dev->vblank_disable_allowed = true;
1443                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1444
1445                 if (vblank->inmodeset & 0x2)
1446                         drm_vblank_put(dev, pipe);
1447
1448                 vblank->inmodeset = 0;
1449         }
1450 }
1451 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_post_modeset);
1452
1453 /*
1454  * drm_modeset_ctl - handle vblank event counter changes across mode switch
1455  * @DRM_IOCTL_ARGS: standard ioctl arguments
1456  *
1457  * Applications should call the %_DRM_PRE_MODESET and %_DRM_POST_MODESET
1458  * ioctls around modesetting so that any lost vblank events are accounted for.
1459  *
1460  * Generally the counter will reset across mode sets.  If interrupts are
1461  * enabled around this call, we don't have to do anything since the counter
1462  * will have already been incremented.
1463  */
1464 int drm_modeset_ctl(struct drm_device *dev, void *data,
1465                     struct drm_file *file_priv)
1466 {
1467         struct drm_modeset_ctl *modeset = data;
1468         unsigned int pipe;
1469
1470         /* If drm_vblank_init() hasn't been called yet, just no-op */
1471         if (!dev->num_crtcs)
1472                 return 0;
1473
1474         /* KMS drivers handle this internally */
1475         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
1476                 return 0;
1477
1478         pipe = modeset->crtc;
1479         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1480                 return -EINVAL;
1481
1482         switch (modeset->cmd) {
1483         case _DRM_PRE_MODESET:
1484                 drm_vblank_pre_modeset(dev, pipe);
1485                 break;
1486         case _DRM_POST_MODESET:
1487                 drm_vblank_post_modeset(dev, pipe);
1488                 break;
1489         default:
1490                 return -EINVAL;
1491         }
1492
1493         return 0;
1494 }
1495
1496 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1497                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1498                                   struct drm_file *file_priv)
1499 {
1500         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1501         struct drm_pending_vblank_event *e;
1502         struct timeval now;
1503         unsigned long flags;
1504         unsigned int seq;
1505         int ret;
1506
1507         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1508         if (e == NULL) {
1509                 ret = -ENOMEM;
1510                 goto err_put;
1511         }
1512
1513         e->pipe = pipe;
1514         e->base.pid = current->pid;
1515         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1516         e->event.base.length = sizeof(e->event);
1517         e->event.user_data = vblwait->request.signal;
1518         e->base.event = &e->event.base;
1519         e->base.file_priv = file_priv;
1520         e->base.destroy = (void (*) (struct drm_pending_event *)) kfree;
1521
1522         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1523
1524         /*
1525          * drm_vblank_off() might have been called after we called
1526          * drm_vblank_get(). drm_vblank_off() holds event_lock
1527          * around the vblank disable, so no need for further locking.
1528          * The reference from drm_vblank_get() protects against
1529          * vblank disable from another source.
1530          */
1531         if (!vblank->enabled) {
1532                 ret = -EINVAL;
1533                 goto err_unlock;
1534         }
1535
1536         if (file_priv->event_space < sizeof(e->event)) {
1537                 ret = -EBUSY;
1538                 goto err_unlock;
1539         }
1540
1541         file_priv->event_space -= sizeof(e->event);
1542         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1543
1544         if ((vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1545             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1546                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1547                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1548         }
1549
1550         DRM_DEBUG("event on vblank count %d, current %d, crtc %u\n",
1551                   vblwait->request.sequence, seq, pipe);
1552
1553         trace_drm_vblank_event_queued(current->pid, pipe,
1554                                       vblwait->request.sequence);
1555
1556         e->event.sequence = vblwait->request.sequence;
1557         if ((seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1558                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1559                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1560                 vblwait->reply.sequence = seq;
1561         } else {
1562                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1563                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1564                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1565         }
1566
1567         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1568
1569         return 0;
1570
1571 err_unlock:
1572         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1573         kfree(e);
1574 err_put:
1575         drm_vblank_put(dev, pipe);
1576         return ret;
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Wait for VBLANK.
1581  *
1582  * \param inode device inode.
1583  * \param file_priv DRM file private.
1584  * \param cmd command.
1585  * \param data user argument, pointing to a drm_wait_vblank structure.
1586  * \return zero on success or a negative number on failure.
1587  *
1588  * This function enables the vblank interrupt on the pipe requested, then
1589  * sleeps waiting for the requested sequence number to occur, and drops
1590  * the vblank interrupt refcount afterwards. (vblank IRQ disable follows that
1591  * after a timeout with no further vblank waits scheduled).
1592  */
1593 int drm_wait_vblank(struct drm_device *dev, void *data,
1594                     struct drm_file *file_priv)
1595 {
1596         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1597         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1598         int ret;
1599         unsigned int flags, seq, pipe, high_pipe;
1600
1601         if (!dev->irq_enabled)
1602                 return -EINVAL;
1603
1604         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1605                 return -EINVAL;
1606
1607         if (vblwait->request.type &
1608             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1609               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1610                 DRM_ERROR("Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1611                           vblwait->request.type,
1612                           (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1613                            _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1614                 return -EINVAL;
1615         }
1616
1617         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1618         high_pipe = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1619         if (high_pipe)
1620                 pipe = high_pipe >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1621         else
1622                 pipe = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1623         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1624                 return -EINVAL;
1625
1626         vblank = &dev->vblank[pipe];
1627
1628         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1629         if (ret) {
1630                 DRM_DEBUG("failed to acquire vblank counter, %d\n", ret);
1631                 return ret;
1632         }
1633         seq = drm_vblank_count(dev, pipe);
1634
1635         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1636         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1637                 vblwait->request.sequence += seq;
1638                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1639         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1640                 break;
1641         default:
1642                 ret = -EINVAL;
1643                 goto done;
1644         }
1645
1646         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1647                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1648                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1649                  */
1650                 return drm_queue_vblank_event(dev, pipe, vblwait, file_priv);
1651         }
1652
1653         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1654             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1<<23)) {
1655                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1656         }
1657
1658         DRM_DEBUG("waiting on vblank count %d, crtc %u\n",
1659                   vblwait->request.sequence, pipe);
1660         vblank->last_wait = vblwait->request.sequence;
1661         DRM_WAIT_ON(ret, vblank->queue, 3 * HZ,
1662                     (((drm_vblank_count(dev, pipe) -
1663                        vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) ||
1664                      !vblank->enabled ||
1665                      !dev->irq_enabled));
1666
1667         if (ret != -EINTR) {
1668                 struct timeval now;
1669
1670                 vblwait->reply.sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1671                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1672                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1673
1674                 DRM_DEBUG("returning %d to client\n",
1675                           vblwait->reply.sequence);
1676         } else {
1677                 DRM_DEBUG("vblank wait interrupted by signal\n");
1678         }
1679
1680 done:
1681         drm_vblank_put(dev, pipe);
1682         return ret;
1683 }
1684
1685 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1686 {
1687         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1688         struct timeval now;
1689         unsigned int seq;
1690
1691         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1692
1693         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1694
1695         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1696                 if (e->pipe != pipe)
1697                         continue;
1698                 if ((seq - e->event.sequence) > (1<<23))
1699                         continue;
1700
1701                 DRM_DEBUG("vblank event on %d, current %d\n",
1702                           e->event.sequence, seq);
1703
1704                 list_del(&e->base.link);
1705                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1706                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1707         }
1708
1709         trace_drm_vblank_event(pipe, seq);
1710 }
1711
1712 /**
1713  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1714  * @dev: DRM device
1715  * @pipe: index of CRTC where this event occurred
1716  *
1717  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1718  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1719  *
1720  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1721  */
1722 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1723 {
1724         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1725         u32 vblcount;
1726         s64 diff_ns;
1727         struct timeval tvblank;
1728         unsigned long irqflags;
1729
1730         if (WARN_ON_ONCE(!dev->num_crtcs))
1731                 return false;
1732
1733         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1734                 return false;
1735
1736         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1737
1738         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1739          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1740          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1741          */
1742         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1743
1744         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1745         if (!vblank->enabled) {
1746                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1747                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1748                 return false;
1749         }
1750
1751         /* Fetch corresponding timestamp for this vblank interval from
1752          * driver and store it in proper slot of timestamp ringbuffer.
1753          */
1754
1755         /* Get current timestamp and count. */
1756         vblcount = vblank->count;
1757         drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &tvblank, DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ);
1758
1759         /* Compute time difference to timestamp of last vblank */
1760         diff_ns = timeval_to_ns(&tvblank) -
1761                   timeval_to_ns(&vblanktimestamp(dev, pipe, vblcount));
1762
1763         /* Update vblank timestamp and count if at least
1764          * DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS nanoseconds
1765          * difference between last stored timestamp and current
1766          * timestamp. A smaller difference means basically
1767          * identical timestamps. Happens if this vblank has
1768          * been already processed and this is a redundant call,
1769          * e.g., due to spurious vblank interrupts. We need to
1770          * ignore those for accounting.
1771          */
1772         if (abs64(diff_ns) > DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS)
1773                 store_vblank(dev, pipe, 1, &tvblank);
1774         else
1775                 DRM_DEBUG("crtc %u: Redundant vblirq ignored. diff_ns = %d\n",
1776                           pipe, (int) diff_ns);
1777
1778         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1779
1780         wake_up(&vblank->queue);
1781         drm_handle_vblank_events(dev, pipe);
1782
1783         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1784
1785         return true;
1786 }
1787 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1788
1789 /**
1790  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1791  * @crtc: where this event occurred
1792  *
1793  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1794  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1795  *
1796  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1797  *
1798  * Returns:
1799  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1800  */
1801 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1802 {
1803         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1804 }
1805 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);