drm: Clean up drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos() vbl_status
[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         unsigned int vbl_status;
699         int ret = DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD;
700         int vpos, hpos, i;
701         int delta_ns, duration_ns;
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 [0x%x].\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         if (vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_IN_VBLANK)
769                 ret |= DRM_VBLANKTIME_IN_VBLANK;
770
771         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
772          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
773          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
774          */
775         delta_ns = div_s64(1000000LL * (vpos * mode->crtc_htotal + hpos),
776                            mode->crtc_clock);
777
778         if (!drm_timestamp_monotonic)
779                 etime = ktime_mono_to_real(etime);
780
781         /* save this only for debugging purposes */
782         tv_etime = ktime_to_timeval(etime);
783         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
784          * vblank_time timestamp for end of vblank.
785          */
786         if (delta_ns < 0)
787                 etime = ktime_add_ns(etime, -delta_ns);
788         else
789                 etime = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
790         *vblank_time = ktime_to_timeval(etime);
791
792         DRM_DEBUG("crtc %u : v 0x%x p(%d,%d)@ %ld.%ld -> %ld.%ld [e %d us, %d rep]\n",
793                   pipe, vbl_status, hpos, vpos,
794                   (long)tv_etime.tv_sec, (long)tv_etime.tv_usec,
795                   (long)vblank_time->tv_sec, (long)vblank_time->tv_usec,
796                   duration_ns/1000, i);
797
798         return ret;
799 }
800 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos);
801
802 static struct timeval get_drm_timestamp(void)
803 {
804         ktime_t now;
805
806         now = drm_timestamp_monotonic ? ktime_get() : ktime_get_real();
807         return ktime_to_timeval(now);
808 }
809
810 /**
811  * drm_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most recent
812  *                             vblank interval
813  * @dev: DRM device
814  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
815  * @tvblank: Pointer to target struct timeval which should receive the timestamp
816  * @flags: Flags to pass to driver:
817  *         0 = Default,
818  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
819  *
820  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
821  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
822  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
823  *
824  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
825  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
826  *
827  * Returns:
828  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
829  */
830 static bool
831 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
832                           struct timeval *tvblank, unsigned flags)
833 {
834         int ret;
835
836         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
837         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
838
839         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
840         if (dev->driver->get_vblank_timestamp && (max_error > 0)) {
841                 ret = dev->driver->get_vblank_timestamp(dev, pipe, &max_error,
842                                                         tvblank, flags);
843                 if (ret > 0)
844                         return true;
845         }
846
847         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
848          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
849          */
850         *tvblank = get_drm_timestamp();
851
852         return false;
853 }
854
855 /**
856  * drm_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
857  * @dev: DRM device
858  * @pipe: index of CRTC for which to retrieve the counter
859  *
860  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
861  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
862  * modesetting activity.
863  *
864  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count().
865  *
866  * Returns:
867  * The software vblank counter.
868  */
869 u32 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, int pipe)
870 {
871         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
872
873         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
874                 return 0;
875
876         return vblank->count;
877 }
878 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count);
879
880 /**
881  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
882  * @crtc: which counter to retrieve
883  *
884  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
885  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
886  * modesetting activity.
887  *
888  * This is the native KMS version of drm_vblank_count().
889  *
890  * Returns:
891  * The software vblank counter.
892  */
893 u32 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
894 {
895         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
896 }
897 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
898
899 /**
900  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value and the
901  *     system timestamp corresponding to that vblank counter value.
902  * @dev: DRM device
903  * @pipe: index of CRTC whose counter to retrieve
904  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
905  *
906  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
907  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
908  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
909  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
910  */
911 u32 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
912                               struct timeval *vblanktime)
913 {
914         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
915         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
916         u32 cur_vblank;
917
918         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
919                 return 0;
920
921         /*
922          * Vblank timestamps are read lockless. To ensure consistency the vblank
923          * counter is rechecked and ordering is ensured using memory barriers.
924          * This works like a seqlock. The write-side barriers are in store_vblank.
925          */
926         do {
927                 cur_vblank = vblank->count;
928                 smp_rmb();
929                 *vblanktime = vblanktimestamp(dev, pipe, cur_vblank);
930                 smp_rmb();
931         } while (cur_vblank != vblank->count && --count > 0);
932
933         return cur_vblank;
934 }
935 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count_and_time);
936
937 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
938                 struct drm_pending_vblank_event *e,
939                 unsigned long seq, struct timeval *now)
940 {
941         WARN_ON_SMP(!spin_is_locked(&dev->event_lock));
942         e->event.sequence = seq;
943         e->event.tv_sec = now->tv_sec;
944         e->event.tv_usec = now->tv_usec;
945
946         list_add_tail(&e->base.link,
947                       &e->base.file_priv->event_list);
948         wake_up_interruptible(&e->base.file_priv->event_wait);
949         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.pid, e->pipe,
950                                          e->event.sequence);
951 }
952
953 /**
954  * drm_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
955  * @dev: DRM device
956  * @pipe: CRTC index
957  * @e: the event to send
958  *
959  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
960  * Caller must hold event lock.
961  *
962  * This is the legacy version of drm_crtc_send_vblank_event().
963  */
964 void drm_send_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
965                            struct drm_pending_vblank_event *e)
966 {
967         struct timeval now;
968         unsigned int seq;
969
970         if (dev->num_crtcs > 0) {
971                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
972         } else {
973                 seq = 0;
974
975                 now = get_drm_timestamp();
976         }
977         e->pipe = pipe;
978         send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
979 }
980 EXPORT_SYMBOL(drm_send_vblank_event);
981
982 /**
983  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
984  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
985  * @e: the event to send
986  *
987  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
988  * Caller must hold event lock.
989  *
990  * This is the native KMS version of drm_send_vblank_event().
991  */
992 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
993                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
994 {
995         drm_send_vblank_event(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc), e);
996 }
997 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
998
999 /**
1000  * drm_vblank_enable - enable the vblank interrupt on a CRTC
1001  * @dev: DRM device
1002  * @pipe: CRTC index
1003  *
1004  * Returns:
1005  * Zero on success or a negative error code on failure.
1006  */
1007 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1008 {
1009         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1010         int ret = 0;
1011
1012         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1013
1014         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1015
1016         if (!vblank->enabled) {
1017                 /*
1018                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
1019                  * All vblank count & timestamp updates are held off
1020                  * until we are done reinitializing master counter and
1021                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
1022                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
1023                  */
1024                 ret = dev->driver->enable_vblank(dev, pipe);
1025                 DRM_DEBUG("enabling vblank on crtc %u, ret: %d\n", pipe, ret);
1026                 if (ret)
1027                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1028                 else {
1029                         vblank->enabled = true;
1030                         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
1031                 }
1032         }
1033
1034         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1035
1036         return ret;
1037 }
1038
1039 /**
1040  * drm_vblank_get - get a reference count on vblank events
1041  * @dev: DRM device
1042  * @pipe: index of CRTC to own
1043  *
1044  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1045  * while in use.
1046  *
1047  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_get().
1048  *
1049  * Returns:
1050  * Zero on success or a negative error code on failure.
1051  */
1052 int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1053 {
1054         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1055         unsigned long irqflags;
1056         int ret = 0;
1057
1058         if (!dev->num_crtcs)
1059                 return -EINVAL;
1060
1061         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1062                 return -EINVAL;
1063
1064         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1065         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1066         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1067                 ret = drm_vblank_enable(dev, pipe);
1068         } else {
1069                 if (!vblank->enabled) {
1070                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1071                         ret = -EINVAL;
1072                 }
1073         }
1074         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1075
1076         return ret;
1077 }
1078 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_get);
1079
1080 /**
1081  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1082  * @crtc: which CRTC to own
1083  *
1084  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1085  * while in use.
1086  *
1087  * This is the native kms version of drm_vblank_get().
1088  *
1089  * Returns:
1090  * Zero on success or a negative error code on failure.
1091  */
1092 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1093 {
1094         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1095 }
1096 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1097
1098 /**
1099  * drm_vblank_put - release ownership of vblank events
1100  * @dev: DRM device
1101  * @pipe: index of CRTC to release
1102  *
1103  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1104  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1105  *
1106  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_put().
1107  */
1108 void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1109 {
1110         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1111
1112         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1113                 return;
1114
1115         if (WARN_ON(atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1116                 return;
1117
1118         /* Last user schedules interrupt disable */
1119         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1120                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1121                         return;
1122                 else if (dev->vblank_disable_immediate || drm_vblank_offdelay < 0)
1123                         vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1124                 else
1125                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1126                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1127         }
1128 }
1129 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_put);
1130
1131 /**
1132  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1133  * @crtc: which counter to give up
1134  *
1135  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1136  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1137  *
1138  * This is the native kms version of drm_vblank_put().
1139  */
1140 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1141 {
1142         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1143 }
1144 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1145
1146 /**
1147  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1148  * @dev: DRM device
1149  * @pipe: CRTC index
1150  *
1151  * This waits for one vblank to pass on @pipe, using the irq driver interfaces.
1152  * It is a failure to call this when the vblank irq for @pipe is disabled, e.g.
1153  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1154  */
1155 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1156 {
1157         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1158         int ret;
1159         u32 last;
1160
1161         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1162                 return;
1163
1164         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1165         if (WARN(ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n", pipe, ret))
1166                 return;
1167
1168         last = drm_vblank_count(dev, pipe);
1169
1170         ret = wait_event_timeout(vblank->queue,
1171                                  last != drm_vblank_count(dev, pipe),
1172                                  msecs_to_jiffies(100));
1173
1174         WARN(ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", pipe);
1175
1176         drm_vblank_put(dev, pipe);
1177 }
1178 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1179
1180 /**
1181  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1182  * @crtc: DRM crtc
1183  *
1184  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1185  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1186  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1187  */
1188 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1189 {
1190         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1191 }
1192 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1193
1194 /**
1195  * drm_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1196  * @dev: DRM device
1197  * @pipe: CRTC index
1198  *
1199  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1200  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1201  * stored so that drm_vblank_on() can restore it again.
1202  *
1203  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1204  * reset, e.g. when suspending.
1205  *
1206  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_off().
1207  */
1208 void drm_vblank_off(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1209 {
1210         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1211         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1212         struct timeval now;
1213         unsigned long irqflags;
1214         unsigned int seq;
1215
1216         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1217                 return;
1218
1219         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1220
1221         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1222         vblank_disable_and_save(dev, pipe);
1223         wake_up(&vblank->queue);
1224
1225         /*
1226          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1227          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1228          */
1229         if (!vblank->inmodeset) {
1230                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1231                 vblank->inmodeset = 1;
1232         }
1233         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1234
1235         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1236         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1237
1238         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1239                 if (e->pipe != pipe)
1240                         continue;
1241                 DRM_DEBUG("Sending premature vblank event on disable: \
1242                           wanted %d, current %d\n",
1243                           e->event.sequence, seq);
1244                 list_del(&e->base.link);
1245                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1246                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1247         }
1248         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1249 }
1250 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_off);
1251
1252 /**
1253  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1254  * @crtc: CRTC in question
1255  *
1256  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1257  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1258  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1259  *
1260  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1261  * reset, e.g. when suspending.
1262  *
1263  * This is the native kms version of drm_vblank_off().
1264  */
1265 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1266 {
1267         drm_vblank_off(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1268 }
1269 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1270
1271 /**
1272  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1273  * @drm_crtc: CRTC in question
1274  *
1275  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1276  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1277  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1278  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1279  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1280  */
1281 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *drm_crtc)
1282 {
1283         struct drm_device *dev = drm_crtc->dev;
1284         unsigned long irqflags;
1285         unsigned int pipe = drm_crtc_index(drm_crtc);
1286         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1287
1288         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1289         /*
1290          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1291          * interrupt by bumping the refcount.
1292          */
1293         if (!vblank->inmodeset) {
1294                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1295                 vblank->inmodeset = 1;
1296         }
1297         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1298
1299         WARN_ON(!list_empty(&dev->vblank_event_list));
1300 }
1301 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1302
1303 /**
1304  * drm_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1305  * @dev: DRM device
1306  * @pipe: CRTC index
1307  *
1308  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1309  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1310  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1311  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1312  *
1313  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_on().
1314  */
1315 void drm_vblank_on(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1316 {
1317         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1318         unsigned long irqflags;
1319
1320         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1321                 return;
1322
1323         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1324         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1325         if (vblank->inmodeset) {
1326                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1327                 vblank->inmodeset = 0;
1328         }
1329
1330         /*
1331          * sample the current counter to avoid random jumps
1332          * when drm_vblank_enable() applies the diff
1333          *
1334          * -1 to make sure user will never see the same
1335          * vblank counter value before and after a modeset
1336          */
1337         vblank->last =
1338                 (dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe) - 1) &
1339                 dev->max_vblank_count;
1340         /*
1341          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1342          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1343          */
1344         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 ||
1345             (!dev->vblank_disable_immediate && drm_vblank_offdelay == 0))
1346                 WARN_ON(drm_vblank_enable(dev, pipe));
1347         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1348 }
1349 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_on);
1350
1351 /**
1352  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1353  * @crtc: CRTC in question
1354  *
1355  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1356  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1357  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1358  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1359  *
1360  * This is the native kms version of drm_vblank_on().
1361  */
1362 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1363 {
1364         drm_vblank_on(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1365 }
1366 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1367
1368 /**
1369  * drm_vblank_pre_modeset - account for vblanks across mode sets
1370  * @dev: DRM device
1371  * @pipe: CRTC index
1372  *
1373  * Account for vblank events across mode setting events, which will likely
1374  * reset the hardware frame counter.
1375  *
1376  * This is done by grabbing a temporary vblank reference to ensure that the
1377  * vblank interrupt keeps running across the modeset sequence. With this the
1378  * software-side vblank frame counting will ensure that there are no jumps or
1379  * discontinuities.
1380  *
1381  * Unfortunately this approach is racy and also doesn't work when the vblank
1382  * interrupt stops running, e.g. across system suspend resume. It is therefore
1383  * highly recommended that drivers use the newer drm_vblank_off() and
1384  * drm_vblank_on() instead. drm_vblank_pre_modeset() only works correctly when
1385  * using "cooked" software vblank frame counters and not relying on any hardware
1386  * counters.
1387  *
1388  * Drivers must call drm_vblank_post_modeset() when re-enabling the same crtc
1389  * again.
1390  */
1391 void drm_vblank_pre_modeset(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1392 {
1393         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1394
1395         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1396         if (!dev->num_crtcs)
1397                 return;
1398
1399         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1400                 return;
1401
1402         /*
1403          * To avoid all the problems that might happen if interrupts
1404          * were enabled/disabled around or between these calls, we just
1405          * have the kernel take a reference on the CRTC (just once though
1406          * to avoid corrupting the count if multiple, mismatch calls occur),
1407          * so that interrupts remain enabled in the interim.
1408          */
1409         if (!vblank->inmodeset) {
1410                 vblank->inmodeset = 0x1;
1411                 if (drm_vblank_get(dev, pipe) == 0)
1412                         vblank->inmodeset |= 0x2;
1413         }
1414 }
1415 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_pre_modeset);
1416
1417 /**
1418  * drm_vblank_post_modeset - undo drm_vblank_pre_modeset changes
1419  * @dev: DRM device
1420  * @pipe: CRTC index
1421  *
1422  * This function again drops the temporary vblank reference acquired in
1423  * drm_vblank_pre_modeset.
1424  */
1425 void drm_vblank_post_modeset(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1426 {
1427         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1428         unsigned long irqflags;
1429
1430         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1431         if (!dev->num_crtcs)
1432                 return;
1433
1434         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1435                 return;
1436
1437         if (vblank->inmodeset) {
1438                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1439                 dev->vblank_disable_allowed = true;
1440                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1441
1442                 if (vblank->inmodeset & 0x2)
1443                         drm_vblank_put(dev, pipe);
1444
1445                 vblank->inmodeset = 0;
1446         }
1447 }
1448 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_post_modeset);
1449
1450 /*
1451  * drm_modeset_ctl - handle vblank event counter changes across mode switch
1452  * @DRM_IOCTL_ARGS: standard ioctl arguments
1453  *
1454  * Applications should call the %_DRM_PRE_MODESET and %_DRM_POST_MODESET
1455  * ioctls around modesetting so that any lost vblank events are accounted for.
1456  *
1457  * Generally the counter will reset across mode sets.  If interrupts are
1458  * enabled around this call, we don't have to do anything since the counter
1459  * will have already been incremented.
1460  */
1461 int drm_modeset_ctl(struct drm_device *dev, void *data,
1462                     struct drm_file *file_priv)
1463 {
1464         struct drm_modeset_ctl *modeset = data;
1465         unsigned int pipe;
1466
1467         /* If drm_vblank_init() hasn't been called yet, just no-op */
1468         if (!dev->num_crtcs)
1469                 return 0;
1470
1471         /* KMS drivers handle this internally */
1472         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
1473                 return 0;
1474
1475         pipe = modeset->crtc;
1476         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1477                 return -EINVAL;
1478
1479         switch (modeset->cmd) {
1480         case _DRM_PRE_MODESET:
1481                 drm_vblank_pre_modeset(dev, pipe);
1482                 break;
1483         case _DRM_POST_MODESET:
1484                 drm_vblank_post_modeset(dev, pipe);
1485                 break;
1486         default:
1487                 return -EINVAL;
1488         }
1489
1490         return 0;
1491 }
1492
1493 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1494                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1495                                   struct drm_file *file_priv)
1496 {
1497         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1498         struct drm_pending_vblank_event *e;
1499         struct timeval now;
1500         unsigned long flags;
1501         unsigned int seq;
1502         int ret;
1503
1504         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1505         if (e == NULL) {
1506                 ret = -ENOMEM;
1507                 goto err_put;
1508         }
1509
1510         e->pipe = pipe;
1511         e->base.pid = current->pid;
1512         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1513         e->event.base.length = sizeof(e->event);
1514         e->event.user_data = vblwait->request.signal;
1515         e->base.event = &e->event.base;
1516         e->base.file_priv = file_priv;
1517         e->base.destroy = (void (*) (struct drm_pending_event *)) kfree;
1518
1519         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1520
1521         /*
1522          * drm_vblank_off() might have been called after we called
1523          * drm_vblank_get(). drm_vblank_off() holds event_lock
1524          * around the vblank disable, so no need for further locking.
1525          * The reference from drm_vblank_get() protects against
1526          * vblank disable from another source.
1527          */
1528         if (!vblank->enabled) {
1529                 ret = -EINVAL;
1530                 goto err_unlock;
1531         }
1532
1533         if (file_priv->event_space < sizeof(e->event)) {
1534                 ret = -EBUSY;
1535                 goto err_unlock;
1536         }
1537
1538         file_priv->event_space -= sizeof(e->event);
1539         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1540
1541         if ((vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1542             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1543                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1544                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1545         }
1546
1547         DRM_DEBUG("event on vblank count %d, current %d, crtc %u\n",
1548                   vblwait->request.sequence, seq, pipe);
1549
1550         trace_drm_vblank_event_queued(current->pid, pipe,
1551                                       vblwait->request.sequence);
1552
1553         e->event.sequence = vblwait->request.sequence;
1554         if ((seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1555                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1556                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1557                 vblwait->reply.sequence = seq;
1558         } else {
1559                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1560                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1561                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1562         }
1563
1564         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1565
1566         return 0;
1567
1568 err_unlock:
1569         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1570         kfree(e);
1571 err_put:
1572         drm_vblank_put(dev, pipe);
1573         return ret;
1574 }
1575
1576 /*
1577  * Wait for VBLANK.
1578  *
1579  * \param inode device inode.
1580  * \param file_priv DRM file private.
1581  * \param cmd command.
1582  * \param data user argument, pointing to a drm_wait_vblank structure.
1583  * \return zero on success or a negative number on failure.
1584  *
1585  * This function enables the vblank interrupt on the pipe requested, then
1586  * sleeps waiting for the requested sequence number to occur, and drops
1587  * the vblank interrupt refcount afterwards. (vblank IRQ disable follows that
1588  * after a timeout with no further vblank waits scheduled).
1589  */
1590 int drm_wait_vblank(struct drm_device *dev, void *data,
1591                     struct drm_file *file_priv)
1592 {
1593         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1594         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1595         int ret;
1596         unsigned int flags, seq, pipe, high_pipe;
1597
1598         if (!dev->irq_enabled)
1599                 return -EINVAL;
1600
1601         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1602                 return -EINVAL;
1603
1604         if (vblwait->request.type &
1605             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1606               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1607                 DRM_ERROR("Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1608                           vblwait->request.type,
1609                           (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1610                            _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1611                 return -EINVAL;
1612         }
1613
1614         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1615         high_pipe = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1616         if (high_pipe)
1617                 pipe = high_pipe >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1618         else
1619                 pipe = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1620         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1621                 return -EINVAL;
1622
1623         vblank = &dev->vblank[pipe];
1624
1625         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1626         if (ret) {
1627                 DRM_DEBUG("failed to acquire vblank counter, %d\n", ret);
1628                 return ret;
1629         }
1630         seq = drm_vblank_count(dev, pipe);
1631
1632         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1633         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1634                 vblwait->request.sequence += seq;
1635                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1636         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1637                 break;
1638         default:
1639                 ret = -EINVAL;
1640                 goto done;
1641         }
1642
1643         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1644                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1645                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1646                  */
1647                 return drm_queue_vblank_event(dev, pipe, vblwait, file_priv);
1648         }
1649
1650         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1651             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1<<23)) {
1652                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1653         }
1654
1655         DRM_DEBUG("waiting on vblank count %d, crtc %u\n",
1656                   vblwait->request.sequence, pipe);
1657         vblank->last_wait = vblwait->request.sequence;
1658         DRM_WAIT_ON(ret, vblank->queue, 3 * HZ,
1659                     (((drm_vblank_count(dev, pipe) -
1660                        vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) ||
1661                      !vblank->enabled ||
1662                      !dev->irq_enabled));
1663
1664         if (ret != -EINTR) {
1665                 struct timeval now;
1666
1667                 vblwait->reply.sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1668                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1669                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1670
1671                 DRM_DEBUG("returning %d to client\n",
1672                           vblwait->reply.sequence);
1673         } else {
1674                 DRM_DEBUG("vblank wait interrupted by signal\n");
1675         }
1676
1677 done:
1678         drm_vblank_put(dev, pipe);
1679         return ret;
1680 }
1681
1682 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1683 {
1684         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1685         struct timeval now;
1686         unsigned int seq;
1687
1688         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1689
1690         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1691
1692         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1693                 if (e->pipe != pipe)
1694                         continue;
1695                 if ((seq - e->event.sequence) > (1<<23))
1696                         continue;
1697
1698                 DRM_DEBUG("vblank event on %d, current %d\n",
1699                           e->event.sequence, seq);
1700
1701                 list_del(&e->base.link);
1702                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1703                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1704         }
1705
1706         trace_drm_vblank_event(pipe, seq);
1707 }
1708
1709 /**
1710  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1711  * @dev: DRM device
1712  * @pipe: index of CRTC where this event occurred
1713  *
1714  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1715  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1716  *
1717  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1718  */
1719 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1720 {
1721         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1722         u32 vblcount;
1723         s64 diff_ns;
1724         struct timeval tvblank;
1725         unsigned long irqflags;
1726
1727         if (WARN_ON_ONCE(!dev->num_crtcs))
1728                 return false;
1729
1730         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1731                 return false;
1732
1733         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1734
1735         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1736          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1737          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1738          */
1739         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1740
1741         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1742         if (!vblank->enabled) {
1743                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1744                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1745                 return false;
1746         }
1747
1748         /* Fetch corresponding timestamp for this vblank interval from
1749          * driver and store it in proper slot of timestamp ringbuffer.
1750          */
1751
1752         /* Get current timestamp and count. */
1753         vblcount = vblank->count;
1754         drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &tvblank, DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ);
1755
1756         /* Compute time difference to timestamp of last vblank */
1757         diff_ns = timeval_to_ns(&tvblank) -
1758                   timeval_to_ns(&vblanktimestamp(dev, pipe, vblcount));
1759
1760         /* Update vblank timestamp and count if at least
1761          * DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS nanoseconds
1762          * difference between last stored timestamp and current
1763          * timestamp. A smaller difference means basically
1764          * identical timestamps. Happens if this vblank has
1765          * been already processed and this is a redundant call,
1766          * e.g., due to spurious vblank interrupts. We need to
1767          * ignore those for accounting.
1768          */
1769         if (abs64(diff_ns) > DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS)
1770                 store_vblank(dev, pipe, 1, &tvblank);
1771         else
1772                 DRM_DEBUG("crtc %u: Redundant vblirq ignored. diff_ns = %d\n",
1773                           pipe, (int) diff_ns);
1774
1775         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1776
1777         wake_up(&vblank->queue);
1778         drm_handle_vblank_events(dev, pipe);
1779
1780         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1781
1782         return true;
1783 }
1784 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1785
1786 /**
1787  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1788  * @crtc: where this event occurred
1789  *
1790  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1791  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1792  *
1793  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1794  *
1795  * Returns:
1796  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1797  */
1798 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1799 {
1800         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1801 }
1802 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);