Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/dtor/input
[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, int crtc,
78                          u32 vblank_count_inc,
79                          struct timeval *t_vblank)
80 {
81         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
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, crtc, 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 @crtc).  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 {
125         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
126         u32 cur_vblank, diff;
127         bool rc;
128         struct timeval t_vblank;
129
130         /*
131          * Interrupts were disabled prior to this call, so deal with counter
132          * wrap if needed.
133          * NOTE!  It's possible we lost a full dev->max_vblank_count + 1 events
134          * here if the register is small or we had vblank interrupts off for
135          * a long time.
136          *
137          * We repeat the hardware vblank counter & timestamp query until
138          * we get consistent results. This to prevent races between gpu
139          * updating its hardware counter while we are retrieving the
140          * corresponding vblank timestamp.
141          */
142         do {
143                 cur_vblank = dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe);
144                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, 0);
145         } while (cur_vblank != dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe));
146
147         /* Deal with counter wrap */
148         diff = cur_vblank - vblank->last;
149         if (cur_vblank < vblank->last) {
150                 diff += dev->max_vblank_count + 1;
151
152                 DRM_DEBUG("last_vblank[%u]=0x%x, cur_vblank=0x%x => diff=0x%x\n",
153                           pipe, vblank->last, cur_vblank, diff);
154         }
155
156         DRM_DEBUG("updating vblank count on crtc %u, missed %d\n",
157                   pipe, diff);
158
159         if (diff == 0)
160                 return;
161
162         /*
163          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
164          * available and didn't fail. Otherwise reinitialize delayed at next vblank
165          * interrupt and assign 0 for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
166          */
167         if (!rc)
168                 t_vblank = (struct timeval) {0, 0};
169
170         store_vblank(dev, pipe, diff, &t_vblank);
171 }
172
173 /*
174  * Disable vblank irq's on crtc, make sure that last vblank count
175  * of hardware and corresponding consistent software vblank counter
176  * are preserved, even if there are any spurious vblank irq's after
177  * disable.
178  */
179 static void vblank_disable_and_save(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
180 {
181         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
182         unsigned long irqflags;
183         u32 vblcount;
184         s64 diff_ns;
185         bool vblrc;
186         struct timeval tvblank;
187         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
188
189         /* Prevent vblank irq processing while disabling vblank irqs,
190          * so no updates of timestamps or count can happen after we've
191          * disabled. Needed to prevent races in case of delayed irq's.
192          */
193         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
194
195         /*
196          * If the vblank interrupt was already disabled update the count
197          * and timestamp to maintain the appearance that the counter
198          * has been ticking all along until this time. This makes the
199          * count account for the entire time between drm_vblank_on() and
200          * drm_vblank_off().
201          *
202          * But only do this if precise vblank timestamps are available.
203          * Otherwise we might read a totally bogus timestamp since drivers
204          * lacking precise timestamp support rely upon sampling the system clock
205          * at vblank interrupt time. Which obviously won't work out well if the
206          * vblank interrupt is disabled.
207          */
208         if (!vblank->enabled &&
209             drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &tvblank, 0)) {
210                 drm_update_vblank_count(dev, pipe);
211                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
212                 return;
213         }
214
215         /*
216          * Only disable vblank interrupts if they're enabled. This avoids
217          * calling the ->disable_vblank() operation in atomic context with the
218          * hardware potentially runtime suspended.
219          */
220         if (vblank->enabled) {
221                 dev->driver->disable_vblank(dev, pipe);
222                 vblank->enabled = false;
223         }
224
225         /* No further vblank irq's will be processed after
226          * this point. Get current hardware vblank count and
227          * vblank timestamp, repeat until they are consistent.
228          *
229          * FIXME: There is still a race condition here and in
230          * drm_update_vblank_count() which can cause off-by-one
231          * reinitialization of software vblank counter. If gpu
232          * vblank counter doesn't increment exactly at the leading
233          * edge of a vblank interval, then we can lose 1 count if
234          * we happen to execute between start of vblank and the
235          * delayed gpu counter increment.
236          */
237         do {
238                 vblank->last = dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe);
239                 vblrc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &tvblank, 0);
240         } while (vblank->last != dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe) && (--count) && vblrc);
241
242         if (!count)
243                 vblrc = 0;
244
245         /* Compute time difference to stored timestamp of last vblank
246          * as updated by last invocation of drm_handle_vblank() in vblank irq.
247          */
248         vblcount = vblank->count;
249         diff_ns = timeval_to_ns(&tvblank) -
250                   timeval_to_ns(&vblanktimestamp(dev, pipe, vblcount));
251
252         /* If there is at least 1 msec difference between the last stored
253          * timestamp and tvblank, then we are currently executing our
254          * disable inside a new vblank interval, the tvblank timestamp
255          * corresponds to this new vblank interval and the irq handler
256          * for this vblank didn't run yet and won't run due to our disable.
257          * Therefore we need to do the job of drm_handle_vblank() and
258          * increment the vblank counter by one to account for this vblank.
259          *
260          * Skip this step if there isn't any high precision timestamp
261          * available. In that case we can't account for this and just
262          * hope for the best.
263          */
264         if (vblrc && (abs64(diff_ns) > 1000000))
265                 store_vblank(dev, pipe, 1, &tvblank);
266
267         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
268 }
269
270 static void vblank_disable_fn(unsigned long arg)
271 {
272         struct drm_vblank_crtc *vblank = (void *)arg;
273         struct drm_device *dev = vblank->dev;
274         unsigned int pipe = vblank->pipe;
275         unsigned long irqflags;
276
277         if (!dev->vblank_disable_allowed)
278                 return;
279
280         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
281         if (atomic_read(&vblank->refcount) == 0 && vblank->enabled) {
282                 DRM_DEBUG("disabling vblank on crtc %u\n", pipe);
283                 vblank_disable_and_save(dev, pipe);
284         }
285         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
286 }
287
288 /**
289  * drm_vblank_cleanup - cleanup vblank support
290  * @dev: DRM device
291  *
292  * This function cleans up any resources allocated in drm_vblank_init.
293  */
294 void drm_vblank_cleanup(struct drm_device *dev)
295 {
296         unsigned int pipe;
297
298         /* Bail if the driver didn't call drm_vblank_init() */
299         if (dev->num_crtcs == 0)
300                 return;
301
302         for (pipe = 0; pipe < dev->num_crtcs; pipe++) {
303                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
304
305                 WARN_ON(vblank->enabled &&
306                         drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
307
308                 del_timer_sync(&vblank->disable_timer);
309         }
310
311         kfree(dev->vblank);
312
313         dev->num_crtcs = 0;
314 }
315 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_cleanup);
316
317 /**
318  * drm_vblank_init - initialize vblank support
319  * @dev: DRM device
320  * @num_crtcs: number of CRTCs supported by @dev
321  *
322  * This function initializes vblank support for @num_crtcs display pipelines.
323  *
324  * Returns:
325  * Zero on success or a negative error code on failure.
326  */
327 int drm_vblank_init(struct drm_device *dev, unsigned int num_crtcs)
328 {
329         int ret = -ENOMEM;
330         unsigned int i;
331
332         spin_lock_init(&dev->vbl_lock);
333         spin_lock_init(&dev->vblank_time_lock);
334
335         dev->num_crtcs = num_crtcs;
336
337         dev->vblank = kcalloc(num_crtcs, sizeof(*dev->vblank), GFP_KERNEL);
338         if (!dev->vblank)
339                 goto err;
340
341         for (i = 0; i < num_crtcs; i++) {
342                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
343
344                 vblank->dev = dev;
345                 vblank->pipe = i;
346                 init_waitqueue_head(&vblank->queue);
347                 setup_timer(&vblank->disable_timer, vblank_disable_fn,
348                             (unsigned long)vblank);
349         }
350
351         DRM_INFO("Supports vblank timestamp caching Rev 2 (21.10.2013).\n");
352
353         /* Driver specific high-precision vblank timestamping supported? */
354         if (dev->driver->get_vblank_timestamp)
355                 DRM_INFO("Driver supports precise vblank timestamp query.\n");
356         else
357                 DRM_INFO("No driver support for vblank timestamp query.\n");
358
359         /* Must have precise timestamping for reliable vblank instant disable */
360         if (dev->vblank_disable_immediate && !dev->driver->get_vblank_timestamp) {
361                 dev->vblank_disable_immediate = false;
362                 DRM_INFO("Setting vblank_disable_immediate to false because "
363                          "get_vblank_timestamp == NULL\n");
364         }
365
366         dev->vblank_disable_allowed = false;
367
368         return 0;
369
370 err:
371         dev->num_crtcs = 0;
372         return ret;
373 }
374 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_init);
375
376 static void drm_irq_vgaarb_nokms(void *cookie, bool state)
377 {
378         struct drm_device *dev = cookie;
379
380         if (dev->driver->vgaarb_irq) {
381                 dev->driver->vgaarb_irq(dev, state);
382                 return;
383         }
384
385         if (!dev->irq_enabled)
386                 return;
387
388         if (state) {
389                 if (dev->driver->irq_uninstall)
390                         dev->driver->irq_uninstall(dev);
391         } else {
392                 if (dev->driver->irq_preinstall)
393                         dev->driver->irq_preinstall(dev);
394                 if (dev->driver->irq_postinstall)
395                         dev->driver->irq_postinstall(dev);
396         }
397 }
398
399 /**
400  * drm_irq_install - install IRQ handler
401  * @dev: DRM device
402  * @irq: IRQ number to install the handler for
403  *
404  * Initializes the IRQ related data. Installs the handler, calling the driver
405  * irq_preinstall() and irq_postinstall() functions before and after the
406  * installation.
407  *
408  * This is the simplified helper interface provided for drivers with no special
409  * needs. Drivers which need to install interrupt handlers for multiple
410  * interrupts must instead set drm_device->irq_enabled to signal the DRM core
411  * that vblank interrupts are available.
412  *
413  * Returns:
414  * Zero on success or a negative error code on failure.
415  */
416 int drm_irq_install(struct drm_device *dev, int irq)
417 {
418         int ret;
419         unsigned long sh_flags = 0;
420
421         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
422                 return -EINVAL;
423
424         if (irq == 0)
425                 return -EINVAL;
426
427         /* Driver must have been initialized */
428         if (!dev->dev_private)
429                 return -EINVAL;
430
431         if (dev->irq_enabled)
432                 return -EBUSY;
433         dev->irq_enabled = true;
434
435         DRM_DEBUG("irq=%d\n", irq);
436
437         /* Before installing handler */
438         if (dev->driver->irq_preinstall)
439                 dev->driver->irq_preinstall(dev);
440
441         /* Install handler */
442         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_IRQ_SHARED))
443                 sh_flags = IRQF_SHARED;
444
445         ret = request_irq(irq, dev->driver->irq_handler,
446                           sh_flags, dev->driver->name, dev);
447
448         if (ret < 0) {
449                 dev->irq_enabled = false;
450                 return ret;
451         }
452
453         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
454                 vga_client_register(dev->pdev, (void *)dev, drm_irq_vgaarb_nokms, NULL);
455
456         /* After installing handler */
457         if (dev->driver->irq_postinstall)
458                 ret = dev->driver->irq_postinstall(dev);
459
460         if (ret < 0) {
461                 dev->irq_enabled = false;
462                 if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
463                         vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
464                 free_irq(irq, dev);
465         } else {
466                 dev->irq = irq;
467         }
468
469         return ret;
470 }
471 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_install);
472
473 /**
474  * drm_irq_uninstall - uninstall the IRQ handler
475  * @dev: DRM device
476  *
477  * Calls the driver's irq_uninstall() function and unregisters the IRQ handler.
478  * This should only be called by drivers which used drm_irq_install() to set up
479  * their interrupt handler. Other drivers must only reset
480  * drm_device->irq_enabled to false.
481  *
482  * Note that for kernel modesetting drivers it is a bug if this function fails.
483  * The sanity checks are only to catch buggy user modesetting drivers which call
484  * the same function through an ioctl.
485  *
486  * Returns:
487  * Zero on success or a negative error code on failure.
488  */
489 int drm_irq_uninstall(struct drm_device *dev)
490 {
491         unsigned long irqflags;
492         bool irq_enabled;
493         int i;
494
495         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
496                 return -EINVAL;
497
498         irq_enabled = dev->irq_enabled;
499         dev->irq_enabled = false;
500
501         /*
502          * Wake up any waiters so they don't hang. This is just to paper over
503          * isssues for UMS drivers which aren't in full control of their
504          * vblank/irq handling. KMS drivers must ensure that vblanks are all
505          * disabled when uninstalling the irq handler.
506          */
507         if (dev->num_crtcs) {
508                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
509                 for (i = 0; i < dev->num_crtcs; i++) {
510                         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
511
512                         if (!vblank->enabled)
513                                 continue;
514
515                         WARN_ON(drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
516
517                         vblank_disable_and_save(dev, i);
518                         wake_up(&vblank->queue);
519                 }
520                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
521         }
522
523         if (!irq_enabled)
524                 return -EINVAL;
525
526         DRM_DEBUG("irq=%d\n", dev->irq);
527
528         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
529                 vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
530
531         if (dev->driver->irq_uninstall)
532                 dev->driver->irq_uninstall(dev);
533
534         free_irq(dev->irq, dev);
535
536         return 0;
537 }
538 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_uninstall);
539
540 /*
541  * IRQ control ioctl.
542  *
543  * \param inode device inode.
544  * \param file_priv DRM file private.
545  * \param cmd command.
546  * \param arg user argument, pointing to a drm_control structure.
547  * \return zero on success or a negative number on failure.
548  *
549  * Calls irq_install() or irq_uninstall() according to \p arg.
550  */
551 int drm_control(struct drm_device *dev, void *data,
552                 struct drm_file *file_priv)
553 {
554         struct drm_control *ctl = data;
555         int ret = 0, irq;
556
557         /* if we haven't irq we fallback for compatibility reasons -
558          * this used to be a separate function in drm_dma.h
559          */
560
561         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
562                 return 0;
563         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
564                 return 0;
565         /* UMS was only ever support on pci devices. */
566         if (WARN_ON(!dev->pdev))
567                 return -EINVAL;
568
569         switch (ctl->func) {
570         case DRM_INST_HANDLER:
571                 irq = dev->pdev->irq;
572
573                 if (dev->if_version < DRM_IF_VERSION(1, 2) &&
574                     ctl->irq != irq)
575                         return -EINVAL;
576                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
577                 ret = drm_irq_install(dev, irq);
578                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
579
580                 return ret;
581         case DRM_UNINST_HANDLER:
582                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
583                 ret = drm_irq_uninstall(dev);
584                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
585
586                 return ret;
587         default:
588                 return -EINVAL;
589         }
590 }
591
592 /**
593  * drm_calc_timestamping_constants - calculate vblank timestamp constants
594  * @crtc: drm_crtc whose timestamp constants should be updated.
595  * @mode: display mode containing the scanout timings
596  *
597  * Calculate and store various constants which are later
598  * needed by vblank and swap-completion timestamping, e.g,
599  * by drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(). They are
600  * derived from CRTC's true scanout timing, so they take
601  * things like panel scaling or other adjustments into account.
602  */
603 void drm_calc_timestamping_constants(struct drm_crtc *crtc,
604                                      const struct drm_display_mode *mode)
605 {
606         int linedur_ns = 0, pixeldur_ns = 0, framedur_ns = 0;
607         int dotclock = mode->crtc_clock;
608
609         /* Valid dotclock? */
610         if (dotclock > 0) {
611                 int frame_size = mode->crtc_htotal * mode->crtc_vtotal;
612
613                 /*
614                  * Convert scanline length in pixels and video
615                  * dot clock to line duration, frame duration
616                  * and pixel duration in nanoseconds:
617                  */
618                 pixeldur_ns = 1000000 / dotclock;
619                 linedur_ns  = div_u64((u64) mode->crtc_htotal * 1000000, dotclock);
620                 framedur_ns = div_u64((u64) frame_size * 1000000, dotclock);
621
622                 /*
623                  * Fields of interlaced scanout modes are only half a frame duration.
624                  */
625                 if (mode->flags & DRM_MODE_FLAG_INTERLACE)
626                         framedur_ns /= 2;
627         } else
628                 DRM_ERROR("crtc %u: Can't calculate constants, dotclock = 0!\n",
629                           crtc->base.id);
630
631         crtc->pixeldur_ns = pixeldur_ns;
632         crtc->linedur_ns  = linedur_ns;
633         crtc->framedur_ns = framedur_ns;
634
635         DRM_DEBUG("crtc %u: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
636                   crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
637                   mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
638         DRM_DEBUG("crtc %u: clock %d kHz framedur %d linedur %d, pixeldur %d\n",
639                   crtc->base.id, dotclock, framedur_ns,
640                   linedur_ns, pixeldur_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  * @refcrtc: CRTC which defines scanout timing
655  * @mode: mode which defines the scanout timings
656  *
657  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
658  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be called from
659  * within get_vblank_timestamp() implementation of a kms driver to implement the
660  * actual timestamping.
661  *
662  * Should return timestamps conforming to the OML_sync_control OpenML
663  * extension specification. The timestamp corresponds to the end of
664  * the vblank interval, aka start of scanout of topmost-leftmost display
665  * pixel in the following video frame.
666  *
667  * Requires support for optional dev->driver->get_scanout_position()
668  * in kms driver, plus a bit of setup code to provide a drm_display_mode
669  * that corresponds to the true scanout timing.
670  *
671  * The current implementation only handles standard video modes. It
672  * returns as no operation if a doublescan or interlaced video mode is
673  * active. Higher level code is expected to handle this.
674  *
675  * Returns:
676  * Negative value on error, failure or if not supported in current
677  * video mode:
678  *
679  * -EINVAL   - Invalid CRTC.
680  * -EAGAIN   - Temporary unavailable, e.g., called before initial modeset.
681  * -ENOTSUPP - Function not supported in current display mode.
682  * -EIO      - Failed, e.g., due to failed scanout position query.
683  *
684  * Returns or'ed positive status flags on success:
685  *
686  * DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD - Signal this method used for timestamping.
687  * DRM_VBLANKTIME_INVBL - Timestamp taken while scanout was in vblank interval.
688  *
689  */
690 int drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(struct drm_device *dev,
691                                           unsigned int pipe,
692                                           int *max_error,
693                                           struct timeval *vblank_time,
694                                           unsigned flags,
695                                           const struct drm_crtc *refcrtc,
696                                           const struct drm_display_mode *mode)
697 {
698         struct timeval tv_etime;
699         ktime_t stime, etime;
700         int vbl_status;
701         int vpos, hpos, i;
702         int framedur_ns, linedur_ns, pixeldur_ns, delta_ns, duration_ns;
703         bool invbl;
704
705         if (pipe >= dev->num_crtcs) {
706                 DRM_ERROR("Invalid crtc %u\n", pipe);
707                 return -EINVAL;
708         }
709
710         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
711         if (!dev->driver->get_scanout_position) {
712                 DRM_ERROR("Called from driver w/o get_scanout_position()!?\n");
713                 return -EIO;
714         }
715
716         /* Durations of frames, lines, pixels in nanoseconds. */
717         framedur_ns = refcrtc->framedur_ns;
718         linedur_ns  = refcrtc->linedur_ns;
719         pixeldur_ns = refcrtc->pixeldur_ns;
720
721         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
722          * Happens during initial modesetting of a crtc.
723          */
724         if (framedur_ns == 0) {
725                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noop due to uninitialized mode.\n", pipe);
726                 return -EAGAIN;
727         }
728
729         /* Get current scanout position with system timestamp.
730          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
731          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
732          *
733          * This guarantees a tight bound on maximum error if
734          * code gets preempted or delayed for some reason.
735          */
736         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
737                 /*
738                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
739                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
740                  */
741                 vbl_status = dev->driver->get_scanout_position(dev, pipe, flags, &vpos,
742                                                                &hpos, &stime, &etime);
743
744                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
745                 if (!(vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_VALID)) {
746                         DRM_DEBUG("crtc %u : scanoutpos query failed [%d].\n",
747                                   pipe, vbl_status);
748                         return -EIO;
749                 }
750
751                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
752                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
753
754                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
755                 if (duration_ns <= *max_error)
756                         break;
757         }
758
759         /* Noisy system timing? */
760         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
761                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
762                           pipe, duration_ns/1000, *max_error/1000, i);
763         }
764
765         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
766         *max_error = duration_ns;
767
768         /* Check if in vblank area:
769          * vpos is >=0 in video scanout area, but negative
770          * within vblank area, counting down the number of lines until
771          * start of scanout.
772          */
773         invbl = vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_IN_VBLANK;
774
775         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
776          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
777          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
778          */
779         delta_ns = vpos * linedur_ns + hpos * pixeldur_ns;
780
781         if (!drm_timestamp_monotonic)
782                 etime = ktime_mono_to_real(etime);
783
784         /* save this only for debugging purposes */
785         tv_etime = ktime_to_timeval(etime);
786         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
787          * vblank_time timestamp for end of vblank.
788          */
789         if (delta_ns < 0)
790                 etime = ktime_add_ns(etime, -delta_ns);
791         else
792                 etime = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
793         *vblank_time = ktime_to_timeval(etime);
794
795         DRM_DEBUG("crtc %u : v %d p(%d,%d)@ %ld.%ld -> %ld.%ld [e %d us, %d rep]\n",
796                   pipe, (int)vbl_status, hpos, vpos,
797                   (long)tv_etime.tv_sec, (long)tv_etime.tv_usec,
798                   (long)vblank_time->tv_sec, (long)vblank_time->tv_usec,
799                   duration_ns/1000, i);
800
801         vbl_status = DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD;
802         if (invbl)
803                 vbl_status |= DRM_VBLANKTIME_IN_VBLANK;
804
805         return vbl_status;
806 }
807 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos);
808
809 static struct timeval get_drm_timestamp(void)
810 {
811         ktime_t now;
812
813         now = drm_timestamp_monotonic ? ktime_get() : ktime_get_real();
814         return ktime_to_timeval(now);
815 }
816
817 /**
818  * drm_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most recent
819  *                             vblank interval
820  * @dev: DRM device
821  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
822  * @tvblank: Pointer to target struct timeval which should receive the timestamp
823  * @flags: Flags to pass to driver:
824  *         0 = Default,
825  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
826  *
827  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
828  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
829  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
830  *
831  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
832  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
833  *
834  * Returns:
835  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
836  */
837 static bool
838 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
839                           struct timeval *tvblank, unsigned flags)
840 {
841         int ret;
842
843         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
844         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
845
846         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
847         if (dev->driver->get_vblank_timestamp && (max_error > 0)) {
848                 ret = dev->driver->get_vblank_timestamp(dev, pipe, &max_error,
849                                                         tvblank, flags);
850                 if (ret > 0)
851                         return true;
852         }
853
854         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
855          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
856          */
857         *tvblank = get_drm_timestamp();
858
859         return false;
860 }
861
862 /**
863  * drm_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
864  * @dev: DRM device
865  * @pipe: index of CRTC for which to retrieve the counter
866  *
867  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
868  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
869  * modesetting activity.
870  *
871  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count().
872  *
873  * Returns:
874  * The software vblank counter.
875  */
876 u32 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, int pipe)
877 {
878         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
879
880         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
881                 return 0;
882
883         return vblank->count;
884 }
885 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count);
886
887 /**
888  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
889  * @crtc: which counter to retrieve
890  *
891  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
892  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
893  * modesetting activity.
894  *
895  * This is the native KMS version of drm_vblank_count().
896  *
897  * Returns:
898  * The software vblank counter.
899  */
900 u32 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
901 {
902         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
903 }
904 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
905
906 /**
907  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value and the
908  *     system timestamp corresponding to that vblank counter value.
909  * @dev: DRM device
910  * @pipe: index of CRTC whose counter to retrieve
911  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
912  *
913  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
914  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
915  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
916  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
917  */
918 u32 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
919                               struct timeval *vblanktime)
920 {
921         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
922         u32 cur_vblank;
923
924         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
925                 return 0;
926
927         /*
928          * Vblank timestamps are read lockless. To ensure consistency the vblank
929          * counter is rechecked and ordering is ensured using memory barriers.
930          * This works like a seqlock. The write-side barriers are in store_vblank.
931          */
932         do {
933                 cur_vblank = vblank->count;
934                 smp_rmb();
935                 *vblanktime = vblanktimestamp(dev, pipe, cur_vblank);
936                 smp_rmb();
937         } while (cur_vblank != vblank->count);
938
939         return cur_vblank;
940 }
941 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count_and_time);
942
943 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
944                 struct drm_pending_vblank_event *e,
945                 unsigned long seq, struct timeval *now)
946 {
947         WARN_ON_SMP(!spin_is_locked(&dev->event_lock));
948         e->event.sequence = seq;
949         e->event.tv_sec = now->tv_sec;
950         e->event.tv_usec = now->tv_usec;
951
952         list_add_tail(&e->base.link,
953                       &e->base.file_priv->event_list);
954         wake_up_interruptible(&e->base.file_priv->event_wait);
955         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.pid, e->pipe,
956                                          e->event.sequence);
957 }
958
959 /**
960  * drm_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
961  * @dev: DRM device
962  * @pipe: CRTC index
963  * @e: the event to send
964  *
965  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
966  * Caller must hold event lock.
967  *
968  * This is the legacy version of drm_crtc_send_vblank_event().
969  */
970 void drm_send_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
971                            struct drm_pending_vblank_event *e)
972 {
973         struct timeval now;
974         unsigned int seq;
975
976         if (dev->num_crtcs > 0) {
977                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
978         } else {
979                 seq = 0;
980
981                 now = get_drm_timestamp();
982         }
983         e->pipe = pipe;
984         send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
985 }
986 EXPORT_SYMBOL(drm_send_vblank_event);
987
988 /**
989  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
990  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
991  * @e: the event to send
992  *
993  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
994  * Caller must hold event lock.
995  *
996  * This is the native KMS version of drm_send_vblank_event().
997  */
998 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
999                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
1000 {
1001         drm_send_vblank_event(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc), e);
1002 }
1003 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
1004
1005 /**
1006  * drm_vblank_enable - enable the vblank interrupt on a CRTC
1007  * @dev: DRM device
1008  * @pipe: CRTC index
1009  *
1010  * Returns:
1011  * Zero on success or a negative error code on failure.
1012  */
1013 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1014 {
1015         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1016         int ret = 0;
1017
1018         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1019
1020         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1021
1022         if (!vblank->enabled) {
1023                 /*
1024                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
1025                  * All vblank count & timestamp updates are held off
1026                  * until we are done reinitializing master counter and
1027                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
1028                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
1029                  */
1030                 ret = dev->driver->enable_vblank(dev, pipe);
1031                 DRM_DEBUG("enabling vblank on crtc %u, ret: %d\n", pipe, ret);
1032                 if (ret)
1033                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1034                 else {
1035                         vblank->enabled = true;
1036                         drm_update_vblank_count(dev, pipe);
1037                 }
1038         }
1039
1040         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1041
1042         return ret;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * drm_vblank_get - get a reference count on vblank events
1047  * @dev: DRM device
1048  * @pipe: index of CRTC to own
1049  *
1050  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1051  * while in use.
1052  *
1053  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_get().
1054  *
1055  * Returns:
1056  * Zero on success or a negative error code on failure.
1057  */
1058 int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1059 {
1060         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1061         unsigned long irqflags;
1062         int ret = 0;
1063
1064         if (!dev->num_crtcs)
1065                 return -EINVAL;
1066
1067         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1068                 return -EINVAL;
1069
1070         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1071         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1072         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1073                 ret = drm_vblank_enable(dev, pipe);
1074         } else {
1075                 if (!vblank->enabled) {
1076                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1077                         ret = -EINVAL;
1078                 }
1079         }
1080         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1081
1082         return ret;
1083 }
1084 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_get);
1085
1086 /**
1087  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1088  * @crtc: which CRTC to own
1089  *
1090  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1091  * while in use.
1092  *
1093  * This is the native kms version of drm_vblank_get().
1094  *
1095  * Returns:
1096  * Zero on success or a negative error code on failure.
1097  */
1098 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1099 {
1100         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1101 }
1102 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1103
1104 /**
1105  * drm_vblank_put - release ownership of vblank events
1106  * @dev: DRM device
1107  * @pipe: index of CRTC to release
1108  *
1109  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1110  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1111  *
1112  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_put().
1113  */
1114 void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1115 {
1116         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1117
1118         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1119                 return;
1120
1121         if (WARN_ON(atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1122                 return;
1123
1124         /* Last user schedules interrupt disable */
1125         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1126                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1127                         return;
1128                 else if (dev->vblank_disable_immediate || drm_vblank_offdelay < 0)
1129                         vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1130                 else
1131                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1132                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1133         }
1134 }
1135 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_put);
1136
1137 /**
1138  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1139  * @crtc: which counter to give up
1140  *
1141  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1142  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1143  *
1144  * This is the native kms version of drm_vblank_put().
1145  */
1146 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1147 {
1148         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1149 }
1150 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1151
1152 /**
1153  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1154  * @dev: DRM device
1155  * @pipe: CRTC index
1156  *
1157  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1158  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1159  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1160  */
1161 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1162 {
1163         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1164         int ret;
1165         u32 last;
1166
1167         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1168                 return;
1169
1170         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1171         if (WARN(ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n", pipe, ret))
1172                 return;
1173
1174         last = drm_vblank_count(dev, pipe);
1175
1176         ret = wait_event_timeout(vblank->queue,
1177                                  last != drm_vblank_count(dev, pipe),
1178                                  msecs_to_jiffies(100));
1179
1180         WARN(ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", pipe);
1181
1182         drm_vblank_put(dev, pipe);
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1185
1186 /**
1187  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1188  * @crtc: DRM crtc
1189  *
1190  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1191  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1192  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1193  */
1194 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1195 {
1196         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1197 }
1198 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1199
1200 /**
1201  * drm_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1202  * @dev: DRM device
1203  * @pipe: CRTC index
1204  *
1205  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1206  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1207  * stored so that drm_vblank_on() can restore it again.
1208  *
1209  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1210  * reset, e.g. when suspending.
1211  *
1212  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_off().
1213  */
1214 void drm_vblank_off(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1215 {
1216         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1217         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1218         struct timeval now;
1219         unsigned long irqflags;
1220         unsigned int seq;
1221
1222         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1223                 return;
1224
1225         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1226
1227         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1228         vblank_disable_and_save(dev, pipe);
1229         wake_up(&vblank->queue);
1230
1231         /*
1232          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1233          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1234          */
1235         if (!vblank->inmodeset) {
1236                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1237                 vblank->inmodeset = 1;
1238         }
1239         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1240
1241         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1242         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1243
1244         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1245                 if (e->pipe != pipe)
1246                         continue;
1247                 DRM_DEBUG("Sending premature vblank event on disable: \
1248                           wanted %d, current %d\n",
1249                           e->event.sequence, seq);
1250                 list_del(&e->base.link);
1251                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1252                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1253         }
1254         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1255 }
1256 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_off);
1257
1258 /**
1259  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1260  * @crtc: CRTC in question
1261  *
1262  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1263  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1264  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1265  *
1266  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1267  * reset, e.g. when suspending.
1268  *
1269  * This is the native kms version of drm_vblank_off().
1270  */
1271 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1272 {
1273         drm_vblank_off(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1274 }
1275 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1276
1277 /**
1278  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1279  * @drm_crtc: CRTC in question
1280  *
1281  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1282  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1283  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1284  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1285  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1286  */
1287 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *drm_crtc)
1288 {
1289         struct drm_device *dev = drm_crtc->dev;
1290         unsigned long irqflags;
1291         int crtc = drm_crtc_index(drm_crtc);
1292         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1293
1294         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1295         /*
1296          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1297          * interrupt by bumping the refcount.
1298          */
1299         if (!vblank->inmodeset) {
1300                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1301                 vblank->inmodeset = 1;
1302         }
1303         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1304
1305         WARN_ON(!list_empty(&dev->vblank_event_list));
1306 }
1307 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1308
1309 /**
1310  * drm_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1311  * @dev: DRM device
1312  * @pipe: CRTC index
1313  *
1314  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1315  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1316  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1317  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1318  *
1319  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_on().
1320  */
1321 void drm_vblank_on(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1322 {
1323         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1324         unsigned long irqflags;
1325
1326         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1327                 return;
1328
1329         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1330         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1331         if (vblank->inmodeset) {
1332                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1333                 vblank->inmodeset = 0;
1334         }
1335
1336         /*
1337          * sample the current counter to avoid random jumps
1338          * when drm_vblank_enable() applies the diff
1339          *
1340          * -1 to make sure user will never see the same
1341          * vblank counter value before and after a modeset
1342          */
1343         vblank->last =
1344                 (dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe) - 1) &
1345                 dev->max_vblank_count;
1346         /*
1347          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1348          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1349          */
1350         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 ||
1351             (!dev->vblank_disable_immediate && drm_vblank_offdelay == 0))
1352                 WARN_ON(drm_vblank_enable(dev, pipe));
1353         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1354 }
1355 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_on);
1356
1357 /**
1358  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1359  * @crtc: CRTC in question
1360  *
1361  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1362  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1363  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1364  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1365  *
1366  * This is the native kms version of drm_vblank_on().
1367  */
1368 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1369 {
1370         drm_vblank_on(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1371 }
1372 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1373
1374 /**
1375  * drm_vblank_pre_modeset - account for vblanks across mode sets
1376  * @dev: DRM device
1377  * @pipe: CRTC index
1378  *
1379  * Account for vblank events across mode setting events, which will likely
1380  * reset the hardware frame counter.
1381  *
1382  * This is done by grabbing a temporary vblank reference to ensure that the
1383  * vblank interrupt keeps running across the modeset sequence. With this the
1384  * software-side vblank frame counting will ensure that there are no jumps or
1385  * discontinuities.
1386  *
1387  * Unfortunately this approach is racy and also doesn't work when the vblank
1388  * interrupt stops running, e.g. across system suspend resume. It is therefore
1389  * highly recommended that drivers use the newer drm_vblank_off() and
1390  * drm_vblank_on() instead. drm_vblank_pre_modeset() only works correctly when
1391  * using "cooked" software vblank frame counters and not relying on any hardware
1392  * counters.
1393  *
1394  * Drivers must call drm_vblank_post_modeset() when re-enabling the same crtc
1395  * again.
1396  */
1397 void drm_vblank_pre_modeset(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1398 {
1399         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1400
1401         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1402         if (!dev->num_crtcs)
1403                 return;
1404
1405         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1406                 return;
1407
1408         /*
1409          * To avoid all the problems that might happen if interrupts
1410          * were enabled/disabled around or between these calls, we just
1411          * have the kernel take a reference on the CRTC (just once though
1412          * to avoid corrupting the count if multiple, mismatch calls occur),
1413          * so that interrupts remain enabled in the interim.
1414          */
1415         if (!vblank->inmodeset) {
1416                 vblank->inmodeset = 0x1;
1417                 if (drm_vblank_get(dev, pipe) == 0)
1418                         vblank->inmodeset |= 0x2;
1419         }
1420 }
1421 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_pre_modeset);
1422
1423 /**
1424  * drm_vblank_post_modeset - undo drm_vblank_pre_modeset changes
1425  * @dev: DRM device
1426  * @pipe: CRTC index
1427  *
1428  * This function again drops the temporary vblank reference acquired in
1429  * drm_vblank_pre_modeset.
1430  */
1431 void drm_vblank_post_modeset(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1432 {
1433         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1434         unsigned long irqflags;
1435
1436         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1437         if (!dev->num_crtcs)
1438                 return;
1439
1440         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1441                 return;
1442
1443         if (vblank->inmodeset) {
1444                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1445                 dev->vblank_disable_allowed = true;
1446                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1447
1448                 if (vblank->inmodeset & 0x2)
1449                         drm_vblank_put(dev, pipe);
1450
1451                 vblank->inmodeset = 0;
1452         }
1453 }
1454 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_post_modeset);
1455
1456 /*
1457  * drm_modeset_ctl - handle vblank event counter changes across mode switch
1458  * @DRM_IOCTL_ARGS: standard ioctl arguments
1459  *
1460  * Applications should call the %_DRM_PRE_MODESET and %_DRM_POST_MODESET
1461  * ioctls around modesetting so that any lost vblank events are accounted for.
1462  *
1463  * Generally the counter will reset across mode sets.  If interrupts are
1464  * enabled around this call, we don't have to do anything since the counter
1465  * will have already been incremented.
1466  */
1467 int drm_modeset_ctl(struct drm_device *dev, void *data,
1468                     struct drm_file *file_priv)
1469 {
1470         struct drm_modeset_ctl *modeset = data;
1471         unsigned int pipe;
1472
1473         /* If drm_vblank_init() hasn't been called yet, just no-op */
1474         if (!dev->num_crtcs)
1475                 return 0;
1476
1477         /* KMS drivers handle this internally */
1478         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
1479                 return 0;
1480
1481         pipe = modeset->crtc;
1482         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1483                 return -EINVAL;
1484
1485         switch (modeset->cmd) {
1486         case _DRM_PRE_MODESET:
1487                 drm_vblank_pre_modeset(dev, pipe);
1488                 break;
1489         case _DRM_POST_MODESET:
1490                 drm_vblank_post_modeset(dev, pipe);
1491                 break;
1492         default:
1493                 return -EINVAL;
1494         }
1495
1496         return 0;
1497 }
1498
1499 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1500                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1501                                   struct drm_file *file_priv)
1502 {
1503         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1504         struct drm_pending_vblank_event *e;
1505         struct timeval now;
1506         unsigned long flags;
1507         unsigned int seq;
1508         int ret;
1509
1510         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1511         if (e == NULL) {
1512                 ret = -ENOMEM;
1513                 goto err_put;
1514         }
1515
1516         e->pipe = pipe;
1517         e->base.pid = current->pid;
1518         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1519         e->event.base.length = sizeof(e->event);
1520         e->event.user_data = vblwait->request.signal;
1521         e->base.event = &e->event.base;
1522         e->base.file_priv = file_priv;
1523         e->base.destroy = (void (*) (struct drm_pending_event *)) kfree;
1524
1525         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1526
1527         /*
1528          * drm_vblank_off() might have been called after we called
1529          * drm_vblank_get(). drm_vblank_off() holds event_lock
1530          * around the vblank disable, so no need for further locking.
1531          * The reference from drm_vblank_get() protects against
1532          * vblank disable from another source.
1533          */
1534         if (!vblank->enabled) {
1535                 ret = -EINVAL;
1536                 goto err_unlock;
1537         }
1538
1539         if (file_priv->event_space < sizeof(e->event)) {
1540                 ret = -EBUSY;
1541                 goto err_unlock;
1542         }
1543
1544         file_priv->event_space -= sizeof(e->event);
1545         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1546
1547         if ((vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1548             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1549                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1550                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1551         }
1552
1553         DRM_DEBUG("event on vblank count %d, current %d, crtc %u\n",
1554                   vblwait->request.sequence, seq, pipe);
1555
1556         trace_drm_vblank_event_queued(current->pid, pipe,
1557                                       vblwait->request.sequence);
1558
1559         e->event.sequence = vblwait->request.sequence;
1560         if ((seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1561                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1562                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1563                 vblwait->reply.sequence = seq;
1564         } else {
1565                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1566                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1567                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1568         }
1569
1570         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1571
1572         return 0;
1573
1574 err_unlock:
1575         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1576         kfree(e);
1577 err_put:
1578         drm_vblank_put(dev, pipe);
1579         return ret;
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Wait for VBLANK.
1584  *
1585  * \param inode device inode.
1586  * \param file_priv DRM file private.
1587  * \param cmd command.
1588  * \param data user argument, pointing to a drm_wait_vblank structure.
1589  * \return zero on success or a negative number on failure.
1590  *
1591  * This function enables the vblank interrupt on the pipe requested, then
1592  * sleeps waiting for the requested sequence number to occur, and drops
1593  * the vblank interrupt refcount afterwards. (vblank IRQ disable follows that
1594  * after a timeout with no further vblank waits scheduled).
1595  */
1596 int drm_wait_vblank(struct drm_device *dev, void *data,
1597                     struct drm_file *file_priv)
1598 {
1599         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1600         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1601         int ret;
1602         unsigned int flags, seq, pipe, high_pipe;
1603
1604         if (!dev->irq_enabled)
1605                 return -EINVAL;
1606
1607         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1608                 return -EINVAL;
1609
1610         if (vblwait->request.type &
1611             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1612               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1613                 DRM_ERROR("Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1614                           vblwait->request.type,
1615                           (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1616                            _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1617                 return -EINVAL;
1618         }
1619
1620         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1621         high_pipe = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1622         if (high_pipe)
1623                 pipe = high_pipe >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1624         else
1625                 pipe = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1626         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1627                 return -EINVAL;
1628
1629         vblank = &dev->vblank[pipe];
1630
1631         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1632         if (ret) {
1633                 DRM_DEBUG("failed to acquire vblank counter, %d\n", ret);
1634                 return ret;
1635         }
1636         seq = drm_vblank_count(dev, pipe);
1637
1638         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1639         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1640                 vblwait->request.sequence += seq;
1641                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1642         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1643                 break;
1644         default:
1645                 ret = -EINVAL;
1646                 goto done;
1647         }
1648
1649         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1650                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1651                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1652                  */
1653                 return drm_queue_vblank_event(dev, pipe, vblwait, file_priv);
1654         }
1655
1656         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1657             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1<<23)) {
1658                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1659         }
1660
1661         DRM_DEBUG("waiting on vblank count %d, crtc %u\n",
1662                   vblwait->request.sequence, pipe);
1663         vblank->last_wait = vblwait->request.sequence;
1664         DRM_WAIT_ON(ret, vblank->queue, 3 * HZ,
1665                     (((drm_vblank_count(dev, pipe) -
1666                        vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) ||
1667                      !vblank->enabled ||
1668                      !dev->irq_enabled));
1669
1670         if (ret != -EINTR) {
1671                 struct timeval now;
1672
1673                 vblwait->reply.sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1674                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1675                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1676
1677                 DRM_DEBUG("returning %d to client\n",
1678                           vblwait->reply.sequence);
1679         } else {
1680                 DRM_DEBUG("vblank wait interrupted by signal\n");
1681         }
1682
1683 done:
1684         drm_vblank_put(dev, pipe);
1685         return ret;
1686 }
1687
1688 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1689 {
1690         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1691         struct timeval now;
1692         unsigned int seq;
1693
1694         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1695
1696         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1697
1698         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1699                 if (e->pipe != pipe)
1700                         continue;
1701                 if ((seq - e->event.sequence) > (1<<23))
1702                         continue;
1703
1704                 DRM_DEBUG("vblank event on %d, current %d\n",
1705                           e->event.sequence, seq);
1706
1707                 list_del(&e->base.link);
1708                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1709                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1710         }
1711
1712         trace_drm_vblank_event(pipe, seq);
1713 }
1714
1715 /**
1716  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1717  * @dev: DRM device
1718  * @pipe: index of CRTC where this event occurred
1719  *
1720  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1721  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1722  *
1723  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1724  */
1725 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1726 {
1727         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1728         u32 vblcount;
1729         s64 diff_ns;
1730         struct timeval tvblank;
1731         unsigned long irqflags;
1732
1733         if (WARN_ON_ONCE(!dev->num_crtcs))
1734                 return false;
1735
1736         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1737                 return false;
1738
1739         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1740
1741         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1742          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1743          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1744          */
1745         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1746
1747         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1748         if (!vblank->enabled) {
1749                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1750                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1751                 return false;
1752         }
1753
1754         /* Fetch corresponding timestamp for this vblank interval from
1755          * driver and store it in proper slot of timestamp ringbuffer.
1756          */
1757
1758         /* Get current timestamp and count. */
1759         vblcount = vblank->count;
1760         drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &tvblank, DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ);
1761
1762         /* Compute time difference to timestamp of last vblank */
1763         diff_ns = timeval_to_ns(&tvblank) -
1764                   timeval_to_ns(&vblanktimestamp(dev, pipe, vblcount));
1765
1766         /* Update vblank timestamp and count if at least
1767          * DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS nanoseconds
1768          * difference between last stored timestamp and current
1769          * timestamp. A smaller difference means basically
1770          * identical timestamps. Happens if this vblank has
1771          * been already processed and this is a redundant call,
1772          * e.g., due to spurious vblank interrupts. We need to
1773          * ignore those for accounting.
1774          */
1775         if (abs64(diff_ns) > DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS)
1776                 store_vblank(dev, pipe, 1, &tvblank);
1777         else
1778                 DRM_DEBUG("crtc %u: Redundant vblirq ignored. diff_ns = %d\n",
1779                           pipe, (int) diff_ns);
1780
1781         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1782
1783         wake_up(&vblank->queue);
1784         drm_handle_vblank_events(dev, pipe);
1785
1786         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1787
1788         return true;
1789 }
1790 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1791
1792 /**
1793  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1794  * @crtc: where this event occurred
1795  *
1796  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1797  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1798  *
1799  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1800  *
1801  * Returns:
1802  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1803  */
1804 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1805 {
1806         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1807 }
1808 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);