Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / 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, crtc, count) \
47         ((dev)->vblank[crtc].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, int crtc,
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 /**
78  * drm_update_vblank_count - update the master vblank counter
79  * @dev: DRM device
80  * @crtc: counter to update
81  *
82  * Call back into the driver to update the appropriate vblank counter
83  * (specified by @crtc).  Deal with wraparound, if it occurred, and
84  * update the last read value so we can deal with wraparound on the next
85  * call if necessary.
86  *
87  * Only necessary when going from off->on, to account for frames we
88  * didn't get an interrupt for.
89  *
90  * Note: caller must hold dev->vbl_lock since this reads & writes
91  * device vblank fields.
92  */
93 static void drm_update_vblank_count(struct drm_device *dev, int crtc)
94 {
95         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
96         u32 cur_vblank, diff, tslot;
97         bool rc;
98         struct timeval t_vblank;
99
100         /*
101          * Interrupts were disabled prior to this call, so deal with counter
102          * wrap if needed.
103          * NOTE!  It's possible we lost a full dev->max_vblank_count events
104          * here if the register is small or we had vblank interrupts off for
105          * a long time.
106          *
107          * We repeat the hardware vblank counter & timestamp query until
108          * we get consistent results. This to prevent races between gpu
109          * updating its hardware counter while we are retrieving the
110          * corresponding vblank timestamp.
111          */
112         do {
113                 cur_vblank = dev->driver->get_vblank_counter(dev, crtc);
114                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, crtc, &t_vblank, 0);
115         } while (cur_vblank != dev->driver->get_vblank_counter(dev, crtc));
116
117         /* Deal with counter wrap */
118         diff = cur_vblank - vblank->last;
119         if (cur_vblank < vblank->last) {
120                 diff += dev->max_vblank_count;
121
122                 DRM_DEBUG("last_vblank[%d]=0x%x, cur_vblank=0x%x => diff=0x%x\n",
123                           crtc, vblank->last, cur_vblank, diff);
124         }
125
126         DRM_DEBUG("updating vblank count on crtc %d, missed %d\n",
127                   crtc, diff);
128
129         if (diff == 0)
130                 return;
131
132         /* Reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
133          * available. Skip this step if query unsupported or failed. Will
134          * reinitialize delayed at next vblank interrupt in that case and
135          * assign 0 for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
136          */
137         tslot = atomic_read(&vblank->count) + diff;
138         vblanktimestamp(dev, crtc, tslot) = rc ? t_vblank : (struct timeval) {0, 0};
139
140         smp_mb__before_atomic();
141         atomic_add(diff, &vblank->count);
142         smp_mb__after_atomic();
143 }
144
145 /*
146  * Disable vblank irq's on crtc, make sure that last vblank count
147  * of hardware and corresponding consistent software vblank counter
148  * are preserved, even if there are any spurious vblank irq's after
149  * disable.
150  */
151 static void vblank_disable_and_save(struct drm_device *dev, int crtc)
152 {
153         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
154         unsigned long irqflags;
155         u32 vblcount;
156         s64 diff_ns;
157         bool vblrc;
158         struct timeval tvblank;
159         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
160
161         /* Prevent vblank irq processing while disabling vblank irqs,
162          * so no updates of timestamps or count can happen after we've
163          * disabled. Needed to prevent races in case of delayed irq's.
164          */
165         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
166
167         /*
168          * If the vblank interrupt was already disabled update the count
169          * and timestamp to maintain the appearance that the counter
170          * has been ticking all along until this time. This makes the
171          * count account for the entire time between drm_vblank_on() and
172          * drm_vblank_off().
173          *
174          * But only do this if precise vblank timestamps are available.
175          * Otherwise we might read a totally bogus timestamp since drivers
176          * lacking precise timestamp support rely upon sampling the system clock
177          * at vblank interrupt time. Which obviously won't work out well if the
178          * vblank interrupt is disabled.
179          */
180         if (!vblank->enabled &&
181             drm_get_last_vbltimestamp(dev, crtc, &tvblank, 0)) {
182                 drm_update_vblank_count(dev, crtc);
183                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
184                 return;
185         }
186
187         /*
188          * Only disable vblank interrupts if they're enabled. This avoids
189          * calling the ->disable_vblank() operation in atomic context with the
190          * hardware potentially runtime suspended.
191          */
192         if (vblank->enabled) {
193                 dev->driver->disable_vblank(dev, crtc);
194                 vblank->enabled = false;
195         }
196
197         /* No further vblank irq's will be processed after
198          * this point. Get current hardware vblank count and
199          * vblank timestamp, repeat until they are consistent.
200          *
201          * FIXME: There is still a race condition here and in
202          * drm_update_vblank_count() which can cause off-by-one
203          * reinitialization of software vblank counter. If gpu
204          * vblank counter doesn't increment exactly at the leading
205          * edge of a vblank interval, then we can lose 1 count if
206          * we happen to execute between start of vblank and the
207          * delayed gpu counter increment.
208          */
209         do {
210                 vblank->last = dev->driver->get_vblank_counter(dev, crtc);
211                 vblrc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, crtc, &tvblank, 0);
212         } while (vblank->last != dev->driver->get_vblank_counter(dev, crtc) && (--count) && vblrc);
213
214         if (!count)
215                 vblrc = 0;
216
217         /* Compute time difference to stored timestamp of last vblank
218          * as updated by last invocation of drm_handle_vblank() in vblank irq.
219          */
220         vblcount = atomic_read(&vblank->count);
221         diff_ns = timeval_to_ns(&tvblank) -
222                   timeval_to_ns(&vblanktimestamp(dev, crtc, vblcount));
223
224         /* If there is at least 1 msec difference between the last stored
225          * timestamp and tvblank, then we are currently executing our
226          * disable inside a new vblank interval, the tvblank timestamp
227          * corresponds to this new vblank interval and the irq handler
228          * for this vblank didn't run yet and won't run due to our disable.
229          * Therefore we need to do the job of drm_handle_vblank() and
230          * increment the vblank counter by one to account for this vblank.
231          *
232          * Skip this step if there isn't any high precision timestamp
233          * available. In that case we can't account for this and just
234          * hope for the best.
235          */
236         if (vblrc && (abs64(diff_ns) > 1000000)) {
237                 /* Store new timestamp in ringbuffer. */
238                 vblanktimestamp(dev, crtc, vblcount + 1) = tvblank;
239
240                 /* Increment cooked vblank count. This also atomically commits
241                  * the timestamp computed above.
242                  */
243                 smp_mb__before_atomic();
244                 atomic_inc(&vblank->count);
245                 smp_mb__after_atomic();
246         }
247
248         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
249 }
250
251 static void vblank_disable_fn(unsigned long arg)
252 {
253         struct drm_vblank_crtc *vblank = (void *)arg;
254         struct drm_device *dev = vblank->dev;
255         unsigned long irqflags;
256         int crtc = vblank->crtc;
257
258         if (!dev->vblank_disable_allowed)
259                 return;
260
261         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
262         if (atomic_read(&vblank->refcount) == 0 && vblank->enabled) {
263                 DRM_DEBUG("disabling vblank on crtc %d\n", crtc);
264                 vblank_disable_and_save(dev, crtc);
265         }
266         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
267 }
268
269 /**
270  * drm_vblank_cleanup - cleanup vblank support
271  * @dev: DRM device
272  *
273  * This function cleans up any resources allocated in drm_vblank_init.
274  */
275 void drm_vblank_cleanup(struct drm_device *dev)
276 {
277         int crtc;
278
279         /* Bail if the driver didn't call drm_vblank_init() */
280         if (dev->num_crtcs == 0)
281                 return;
282
283         for (crtc = 0; crtc < dev->num_crtcs; crtc++) {
284                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
285
286                 WARN_ON(vblank->enabled &&
287                         drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
288
289                 del_timer_sync(&vblank->disable_timer);
290         }
291
292         kfree(dev->vblank);
293
294         dev->num_crtcs = 0;
295 }
296 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_cleanup);
297
298 /**
299  * drm_vblank_init - initialize vblank support
300  * @dev: drm_device
301  * @num_crtcs: number of crtcs supported by @dev
302  *
303  * This function initializes vblank support for @num_crtcs display pipelines.
304  *
305  * Returns:
306  * Zero on success or a negative error code on failure.
307  */
308 int drm_vblank_init(struct drm_device *dev, int num_crtcs)
309 {
310         int i, ret = -ENOMEM;
311
312         spin_lock_init(&dev->vbl_lock);
313         spin_lock_init(&dev->vblank_time_lock);
314
315         dev->num_crtcs = num_crtcs;
316
317         dev->vblank = kcalloc(num_crtcs, sizeof(*dev->vblank), GFP_KERNEL);
318         if (!dev->vblank)
319                 goto err;
320
321         for (i = 0; i < num_crtcs; i++) {
322                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
323
324                 vblank->dev = dev;
325                 vblank->crtc = i;
326                 init_waitqueue_head(&vblank->queue);
327                 setup_timer(&vblank->disable_timer, vblank_disable_fn,
328                             (unsigned long)vblank);
329         }
330
331         DRM_INFO("Supports vblank timestamp caching Rev 2 (21.10.2013).\n");
332
333         /* Driver specific high-precision vblank timestamping supported? */
334         if (dev->driver->get_vblank_timestamp)
335                 DRM_INFO("Driver supports precise vblank timestamp query.\n");
336         else
337                 DRM_INFO("No driver support for vblank timestamp query.\n");
338
339         dev->vblank_disable_allowed = false;
340
341         return 0;
342
343 err:
344         dev->num_crtcs = 0;
345         return ret;
346 }
347 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_init);
348
349 static void drm_irq_vgaarb_nokms(void *cookie, bool state)
350 {
351         struct drm_device *dev = cookie;
352
353         if (dev->driver->vgaarb_irq) {
354                 dev->driver->vgaarb_irq(dev, state);
355                 return;
356         }
357
358         if (!dev->irq_enabled)
359                 return;
360
361         if (state) {
362                 if (dev->driver->irq_uninstall)
363                         dev->driver->irq_uninstall(dev);
364         } else {
365                 if (dev->driver->irq_preinstall)
366                         dev->driver->irq_preinstall(dev);
367                 if (dev->driver->irq_postinstall)
368                         dev->driver->irq_postinstall(dev);
369         }
370 }
371
372 /**
373  * drm_irq_install - install IRQ handler
374  * @dev: DRM device
375  * @irq: IRQ number to install the handler for
376  *
377  * Initializes the IRQ related data. Installs the handler, calling the driver
378  * irq_preinstall() and irq_postinstall() functions before and after the
379  * installation.
380  *
381  * This is the simplified helper interface provided for drivers with no special
382  * needs. Drivers which need to install interrupt handlers for multiple
383  * interrupts must instead set drm_device->irq_enabled to signal the DRM core
384  * that vblank interrupts are available.
385  *
386  * Returns:
387  * Zero on success or a negative error code on failure.
388  */
389 int drm_irq_install(struct drm_device *dev, int irq)
390 {
391         int ret;
392         unsigned long sh_flags = 0;
393
394         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
395                 return -EINVAL;
396
397         if (irq == 0)
398                 return -EINVAL;
399
400         /* Driver must have been initialized */
401         if (!dev->dev_private)
402                 return -EINVAL;
403
404         if (dev->irq_enabled)
405                 return -EBUSY;
406         dev->irq_enabled = true;
407
408         DRM_DEBUG("irq=%d\n", irq);
409
410         /* Before installing handler */
411         if (dev->driver->irq_preinstall)
412                 dev->driver->irq_preinstall(dev);
413
414         /* Install handler */
415         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_IRQ_SHARED))
416                 sh_flags = IRQF_SHARED;
417
418         ret = request_irq(irq, dev->driver->irq_handler,
419                           sh_flags, dev->driver->name, dev);
420
421         if (ret < 0) {
422                 dev->irq_enabled = false;
423                 return ret;
424         }
425
426         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
427                 vga_client_register(dev->pdev, (void *)dev, drm_irq_vgaarb_nokms, NULL);
428
429         /* After installing handler */
430         if (dev->driver->irq_postinstall)
431                 ret = dev->driver->irq_postinstall(dev);
432
433         if (ret < 0) {
434                 dev->irq_enabled = false;
435                 if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
436                         vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
437                 free_irq(irq, dev);
438         } else {
439                 dev->irq = irq;
440         }
441
442         return ret;
443 }
444 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_install);
445
446 /**
447  * drm_irq_uninstall - uninstall the IRQ handler
448  * @dev: DRM device
449  *
450  * Calls the driver's irq_uninstall() function and unregisters the IRQ handler.
451  * This should only be called by drivers which used drm_irq_install() to set up
452  * their interrupt handler. Other drivers must only reset
453  * drm_device->irq_enabled to false.
454  *
455  * Note that for kernel modesetting drivers it is a bug if this function fails.
456  * The sanity checks are only to catch buggy user modesetting drivers which call
457  * the same function through an ioctl.
458  *
459  * Returns:
460  * Zero on success or a negative error code on failure.
461  */
462 int drm_irq_uninstall(struct drm_device *dev)
463 {
464         unsigned long irqflags;
465         bool irq_enabled;
466         int i;
467
468         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
469                 return -EINVAL;
470
471         irq_enabled = dev->irq_enabled;
472         dev->irq_enabled = false;
473
474         /*
475          * Wake up any waiters so they don't hang. This is just to paper over
476          * isssues for UMS drivers which aren't in full control of their
477          * vblank/irq handling. KMS drivers must ensure that vblanks are all
478          * disabled when uninstalling the irq handler.
479          */
480         if (dev->num_crtcs) {
481                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
482                 for (i = 0; i < dev->num_crtcs; i++) {
483                         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
484
485                         if (!vblank->enabled)
486                                 continue;
487
488                         WARN_ON(drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
489
490                         vblank_disable_and_save(dev, i);
491                         wake_up(&vblank->queue);
492                 }
493                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
494         }
495
496         if (!irq_enabled)
497                 return -EINVAL;
498
499         DRM_DEBUG("irq=%d\n", dev->irq);
500
501         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
502                 vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
503
504         if (dev->driver->irq_uninstall)
505                 dev->driver->irq_uninstall(dev);
506
507         free_irq(dev->irq, dev);
508
509         return 0;
510 }
511 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_uninstall);
512
513 /*
514  * IRQ control ioctl.
515  *
516  * \param inode device inode.
517  * \param file_priv DRM file private.
518  * \param cmd command.
519  * \param arg user argument, pointing to a drm_control structure.
520  * \return zero on success or a negative number on failure.
521  *
522  * Calls irq_install() or irq_uninstall() according to \p arg.
523  */
524 int drm_control(struct drm_device *dev, void *data,
525                 struct drm_file *file_priv)
526 {
527         struct drm_control *ctl = data;
528         int ret = 0, irq;
529
530         /* if we haven't irq we fallback for compatibility reasons -
531          * this used to be a separate function in drm_dma.h
532          */
533
534         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
535                 return 0;
536         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
537                 return 0;
538         /* UMS was only ever support on pci devices. */
539         if (WARN_ON(!dev->pdev))
540                 return -EINVAL;
541
542         switch (ctl->func) {
543         case DRM_INST_HANDLER:
544                 irq = dev->pdev->irq;
545
546                 if (dev->if_version < DRM_IF_VERSION(1, 2) &&
547                     ctl->irq != irq)
548                         return -EINVAL;
549                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
550                 ret = drm_irq_install(dev, irq);
551                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
552
553                 return ret;
554         case DRM_UNINST_HANDLER:
555                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
556                 ret = drm_irq_uninstall(dev);
557                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
558
559                 return ret;
560         default:
561                 return -EINVAL;
562         }
563 }
564
565 /**
566  * drm_calc_timestamping_constants - calculate vblank timestamp constants
567  * @crtc: drm_crtc whose timestamp constants should be updated.
568  * @mode: display mode containing the scanout timings
569  *
570  * Calculate and store various constants which are later
571  * needed by vblank and swap-completion timestamping, e.g,
572  * by drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(). They are
573  * derived from CRTC's true scanout timing, so they take
574  * things like panel scaling or other adjustments into account.
575  */
576 void drm_calc_timestamping_constants(struct drm_crtc *crtc,
577                                      const struct drm_display_mode *mode)
578 {
579         int linedur_ns = 0, pixeldur_ns = 0, framedur_ns = 0;
580         int dotclock = mode->crtc_clock;
581
582         /* Valid dotclock? */
583         if (dotclock > 0) {
584                 int frame_size = mode->crtc_htotal * mode->crtc_vtotal;
585
586                 /*
587                  * Convert scanline length in pixels and video
588                  * dot clock to line duration, frame duration
589                  * and pixel duration in nanoseconds:
590                  */
591                 pixeldur_ns = 1000000 / dotclock;
592                 linedur_ns  = div_u64((u64) mode->crtc_htotal * 1000000, dotclock);
593                 framedur_ns = div_u64((u64) frame_size * 1000000, dotclock);
594
595                 /*
596                  * Fields of interlaced scanout modes are only half a frame duration.
597                  */
598                 if (mode->flags & DRM_MODE_FLAG_INTERLACE)
599                         framedur_ns /= 2;
600         } else
601                 DRM_ERROR("crtc %d: Can't calculate constants, dotclock = 0!\n",
602                           crtc->base.id);
603
604         crtc->pixeldur_ns = pixeldur_ns;
605         crtc->linedur_ns  = linedur_ns;
606         crtc->framedur_ns = framedur_ns;
607
608         DRM_DEBUG("crtc %d: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
609                   crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
610                   mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
611         DRM_DEBUG("crtc %d: clock %d kHz framedur %d linedur %d, pixeldur %d\n",
612                   crtc->base.id, dotclock, framedur_ns,
613                   linedur_ns, pixeldur_ns);
614 }
615 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_timestamping_constants);
616
617 /**
618  * drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos - precise vblank timestamp helper
619  * @dev: DRM device
620  * @crtc: Which CRTC's vblank timestamp to retrieve
621  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
622  *             On return contains true maximum error of timestamp
623  * @vblank_time: Pointer to struct timeval which should receive the timestamp
624  * @flags: Flags to pass to driver:
625  *         0 = Default,
626  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
627  * @refcrtc: CRTC which defines scanout timing
628  * @mode: mode which defines the scanout timings
629  *
630  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
631  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be called from
632  * within get_vblank_timestamp() implementation of a kms driver to implement the
633  * actual timestamping.
634  *
635  * Should return timestamps conforming to the OML_sync_control OpenML
636  * extension specification. The timestamp corresponds to the end of
637  * the vblank interval, aka start of scanout of topmost-leftmost display
638  * pixel in the following video frame.
639  *
640  * Requires support for optional dev->driver->get_scanout_position()
641  * in kms driver, plus a bit of setup code to provide a drm_display_mode
642  * that corresponds to the true scanout timing.
643  *
644  * The current implementation only handles standard video modes. It
645  * returns as no operation if a doublescan or interlaced video mode is
646  * active. Higher level code is expected to handle this.
647  *
648  * Returns:
649  * Negative value on error, failure or if not supported in current
650  * video mode:
651  *
652  * -EINVAL   - Invalid CRTC.
653  * -EAGAIN   - Temporary unavailable, e.g., called before initial modeset.
654  * -ENOTSUPP - Function not supported in current display mode.
655  * -EIO      - Failed, e.g., due to failed scanout position query.
656  *
657  * Returns or'ed positive status flags on success:
658  *
659  * DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD - Signal this method used for timestamping.
660  * DRM_VBLANKTIME_INVBL - Timestamp taken while scanout was in vblank interval.
661  *
662  */
663 int drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(struct drm_device *dev, int crtc,
664                                           int *max_error,
665                                           struct timeval *vblank_time,
666                                           unsigned flags,
667                                           const struct drm_crtc *refcrtc,
668                                           const struct drm_display_mode *mode)
669 {
670         struct timeval tv_etime;
671         ktime_t stime, etime;
672         int vbl_status;
673         int vpos, hpos, i;
674         int framedur_ns, linedur_ns, pixeldur_ns, delta_ns, duration_ns;
675         bool invbl;
676
677         if (crtc < 0 || crtc >= dev->num_crtcs) {
678                 DRM_ERROR("Invalid crtc %d\n", crtc);
679                 return -EINVAL;
680         }
681
682         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
683         if (!dev->driver->get_scanout_position) {
684                 DRM_ERROR("Called from driver w/o get_scanout_position()!?\n");
685                 return -EIO;
686         }
687
688         /* Durations of frames, lines, pixels in nanoseconds. */
689         framedur_ns = refcrtc->framedur_ns;
690         linedur_ns  = refcrtc->linedur_ns;
691         pixeldur_ns = refcrtc->pixeldur_ns;
692
693         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
694          * Happens during initial modesetting of a crtc.
695          */
696         if (framedur_ns == 0) {
697                 DRM_DEBUG("crtc %d: Noop due to uninitialized mode.\n", crtc);
698                 return -EAGAIN;
699         }
700
701         /* Get current scanout position with system timestamp.
702          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
703          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
704          *
705          * This guarantees a tight bound on maximum error if
706          * code gets preempted or delayed for some reason.
707          */
708         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
709                 /*
710                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
711                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
712                  */
713                 vbl_status = dev->driver->get_scanout_position(dev, crtc, flags, &vpos,
714                                                                &hpos, &stime, &etime);
715
716                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
717                 if (!(vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_VALID)) {
718                         DRM_DEBUG("crtc %d : scanoutpos query failed [%d].\n",
719                                   crtc, vbl_status);
720                         return -EIO;
721                 }
722
723                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
724                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
725
726                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
727                 if (duration_ns <= *max_error)
728                         break;
729         }
730
731         /* Noisy system timing? */
732         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
733                 DRM_DEBUG("crtc %d: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
734                           crtc, duration_ns/1000, *max_error/1000, i);
735         }
736
737         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
738         *max_error = duration_ns;
739
740         /* Check if in vblank area:
741          * vpos is >=0 in video scanout area, but negative
742          * within vblank area, counting down the number of lines until
743          * start of scanout.
744          */
745         invbl = vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_IN_VBLANK;
746
747         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
748          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
749          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
750          */
751         delta_ns = vpos * linedur_ns + hpos * pixeldur_ns;
752
753         if (!drm_timestamp_monotonic)
754                 etime = ktime_mono_to_real(etime);
755
756         /* save this only for debugging purposes */
757         tv_etime = ktime_to_timeval(etime);
758         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
759          * vblank_time timestamp for end of vblank.
760          */
761         if (delta_ns < 0)
762                 etime = ktime_add_ns(etime, -delta_ns);
763         else
764                 etime = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
765         *vblank_time = ktime_to_timeval(etime);
766
767         DRM_DEBUG("crtc %d : v %d p(%d,%d)@ %ld.%ld -> %ld.%ld [e %d us, %d rep]\n",
768                   crtc, (int)vbl_status, hpos, vpos,
769                   (long)tv_etime.tv_sec, (long)tv_etime.tv_usec,
770                   (long)vblank_time->tv_sec, (long)vblank_time->tv_usec,
771                   duration_ns/1000, i);
772
773         vbl_status = DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD;
774         if (invbl)
775                 vbl_status |= DRM_VBLANKTIME_IN_VBLANK;
776
777         return vbl_status;
778 }
779 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos);
780
781 static struct timeval get_drm_timestamp(void)
782 {
783         ktime_t now;
784
785         now = drm_timestamp_monotonic ? ktime_get() : ktime_get_real();
786         return ktime_to_timeval(now);
787 }
788
789 /**
790  * drm_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most recent
791  *                             vblank interval
792  * @dev: DRM device
793  * @crtc: which CRTC's vblank timestamp to retrieve
794  * @tvblank: Pointer to target struct timeval which should receive the timestamp
795  * @flags: Flags to pass to driver:
796  *         0 = Default,
797  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
798  *
799  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
800  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
801  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
802  *
803  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
804  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
805  *
806  * Returns:
807  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
808  */
809 static bool
810 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, int crtc,
811                           struct timeval *tvblank, unsigned flags)
812 {
813         int ret;
814
815         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
816         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
817
818         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
819         if (dev->driver->get_vblank_timestamp && (max_error > 0)) {
820                 ret = dev->driver->get_vblank_timestamp(dev, crtc, &max_error,
821                                                         tvblank, flags);
822                 if (ret > 0)
823                         return true;
824         }
825
826         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
827          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
828          */
829         *tvblank = get_drm_timestamp();
830
831         return false;
832 }
833
834 /**
835  * drm_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
836  * @dev: DRM device
837  * @crtc: which counter to retrieve
838  *
839  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
840  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
841  * modesetting activity.
842  *
843  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count().
844  *
845  * Returns:
846  * The software vblank counter.
847  */
848 u32 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, int crtc)
849 {
850         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
851
852         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
853                 return 0;
854         return atomic_read(&vblank->count);
855 }
856 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count);
857
858 /**
859  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
860  * @crtc: which counter to retrieve
861  *
862  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
863  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
864  * modesetting activity.
865  *
866  * This is the native KMS version of drm_vblank_count().
867  *
868  * Returns:
869  * The software vblank counter.
870  */
871 u32 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
872 {
873         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
874 }
875 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
876
877 /**
878  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value
879  * and the system timestamp corresponding to that vblank counter value.
880  *
881  * @dev: DRM device
882  * @crtc: which counter to retrieve
883  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
884  *
885  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
886  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
887  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
888  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
889  */
890 u32 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, int crtc,
891                               struct timeval *vblanktime)
892 {
893         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
894         u32 cur_vblank;
895
896         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
897                 return 0;
898
899         /* Read timestamp from slot of _vblank_time ringbuffer
900          * that corresponds to current vblank count. Retry if
901          * count has incremented during readout. This works like
902          * a seqlock.
903          */
904         do {
905                 cur_vblank = atomic_read(&vblank->count);
906                 *vblanktime = vblanktimestamp(dev, crtc, cur_vblank);
907                 smp_rmb();
908         } while (cur_vblank != atomic_read(&vblank->count));
909
910         return cur_vblank;
911 }
912 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count_and_time);
913
914 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
915                 struct drm_pending_vblank_event *e,
916                 unsigned long seq, struct timeval *now)
917 {
918         WARN_ON_SMP(!spin_is_locked(&dev->event_lock));
919         e->event.sequence = seq;
920         e->event.tv_sec = now->tv_sec;
921         e->event.tv_usec = now->tv_usec;
922
923         list_add_tail(&e->base.link,
924                       &e->base.file_priv->event_list);
925         wake_up_interruptible(&e->base.file_priv->event_wait);
926         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.pid, e->pipe,
927                                          e->event.sequence);
928 }
929
930 /**
931  * drm_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
932  * @dev: DRM device
933  * @crtc: CRTC in question
934  * @e: the event to send
935  *
936  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
937  * Caller must hold event lock.
938  *
939  * This is the legacy version of drm_crtc_send_vblank_event().
940  */
941 void drm_send_vblank_event(struct drm_device *dev, int crtc,
942                 struct drm_pending_vblank_event *e)
943 {
944         struct timeval now;
945         unsigned int seq;
946
947         if (crtc >= 0) {
948                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, crtc, &now);
949         } else {
950                 seq = 0;
951
952                 now = get_drm_timestamp();
953         }
954         e->pipe = crtc;
955         send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
956 }
957 EXPORT_SYMBOL(drm_send_vblank_event);
958
959 /**
960  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
961  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
962  * @e: the event to send
963  *
964  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
965  * Caller must hold event lock.
966  *
967  * This is the native KMS version of drm_send_vblank_event().
968  */
969 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
970                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
971 {
972         drm_send_vblank_event(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc), e);
973 }
974 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
975
976 /**
977  * drm_vblank_enable - enable the vblank interrupt on a CRTC
978  * @dev: DRM device
979  * @crtc: CRTC in question
980  */
981 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, int crtc)
982 {
983         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
984         int ret = 0;
985
986         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
987
988         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
989
990         if (!vblank->enabled) {
991                 /*
992                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
993                  * All vblank count & timestamp updates are held off
994                  * until we are done reinitializing master counter and
995                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
996                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
997                  */
998                 ret = dev->driver->enable_vblank(dev, crtc);
999                 DRM_DEBUG("enabling vblank on crtc %d, ret: %d\n", crtc, ret);
1000                 if (ret)
1001                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1002                 else {
1003                         vblank->enabled = true;
1004                         drm_update_vblank_count(dev, crtc);
1005                 }
1006         }
1007
1008         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1009
1010         return ret;
1011 }
1012
1013 /**
1014  * drm_vblank_get - get a reference count on vblank events
1015  * @dev: DRM device
1016  * @crtc: which CRTC to own
1017  *
1018  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1019  * while in use.
1020  *
1021  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_get().
1022  *
1023  * Returns:
1024  * Zero on success, nonzero on failure.
1025  */
1026 int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, int crtc)
1027 {
1028         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1029         unsigned long irqflags;
1030         int ret = 0;
1031
1032         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1033                 return -EINVAL;
1034
1035         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1036         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1037         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1038                 ret = drm_vblank_enable(dev, crtc);
1039         } else {
1040                 if (!vblank->enabled) {
1041                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1042                         ret = -EINVAL;
1043                 }
1044         }
1045         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1046
1047         return ret;
1048 }
1049 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_get);
1050
1051 /**
1052  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1053  * @crtc: which CRTC to own
1054  *
1055  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1056  * while in use.
1057  *
1058  * This is the native kms version of drm_vblank_get().
1059  *
1060  * Returns:
1061  * Zero on success, nonzero on failure.
1062  */
1063 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1064 {
1065         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1066 }
1067 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1068
1069 /**
1070  * drm_vblank_put - give up ownership of vblank events
1071  * @dev: DRM device
1072  * @crtc: which counter to give up
1073  *
1074  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1075  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1076  *
1077  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_put().
1078  */
1079 void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, int crtc)
1080 {
1081         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1082
1083         if (WARN_ON(atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1084                 return;
1085
1086         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1087                 return;
1088
1089         /* Last user schedules interrupt disable */
1090         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1091                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1092                         return;
1093                 else if (dev->vblank_disable_immediate || drm_vblank_offdelay < 0)
1094                         vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1095                 else
1096                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1097                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1098         }
1099 }
1100 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_put);
1101
1102 /**
1103  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1104  * @crtc: which counter to give up
1105  *
1106  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1107  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1108  *
1109  * This is the native kms version of drm_vblank_put().
1110  */
1111 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1112 {
1113         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1114 }
1115 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1116
1117 /**
1118  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1119  * @dev: DRM device
1120  * @crtc: crtc index
1121  *
1122  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1123  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1124  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1125  */
1126 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, int crtc)
1127 {
1128         int ret;
1129         u32 last;
1130
1131         ret = drm_vblank_get(dev, crtc);
1132         if (WARN(ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n", crtc, ret))
1133                 return;
1134
1135         last = drm_vblank_count(dev, crtc);
1136
1137         ret = wait_event_timeout(dev->vblank[crtc].queue,
1138                                  last != drm_vblank_count(dev, crtc),
1139                                  msecs_to_jiffies(100));
1140
1141         WARN(ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", crtc);
1142
1143         drm_vblank_put(dev, crtc);
1144 }
1145 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1146
1147 /**
1148  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1149  * @crtc: DRM crtc
1150  *
1151  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1152  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1153  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1154  */
1155 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1156 {
1157         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1158 }
1159 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1160
1161 /**
1162  * drm_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1163  * @dev: DRM device
1164  * @crtc: CRTC in question
1165  *
1166  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1167  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1168  * stored so that drm_vblank_on() can restore it again.
1169  *
1170  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1171  * reset, e.g. when suspending.
1172  *
1173  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_off().
1174  */
1175 void drm_vblank_off(struct drm_device *dev, int crtc)
1176 {
1177         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1178         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1179         struct timeval now;
1180         unsigned long irqflags;
1181         unsigned int seq;
1182
1183         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1184                 return;
1185
1186         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1187
1188         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1189         vblank_disable_and_save(dev, crtc);
1190         wake_up(&vblank->queue);
1191
1192         /*
1193          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1194          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1195          */
1196         if (!vblank->inmodeset) {
1197                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1198                 vblank->inmodeset = 1;
1199         }
1200         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1201
1202         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1203         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, crtc, &now);
1204
1205         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1206                 if (e->pipe != crtc)
1207                         continue;
1208                 DRM_DEBUG("Sending premature vblank event on disable: \
1209                           wanted %d, current %d\n",
1210                           e->event.sequence, seq);
1211                 list_del(&e->base.link);
1212                 drm_vblank_put(dev, e->pipe);
1213                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1214         }
1215         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1216 }
1217 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_off);
1218
1219 /**
1220  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1221  * @crtc: CRTC in question
1222  *
1223  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1224  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1225  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1226  *
1227  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1228  * reset, e.g. when suspending.
1229  *
1230  * This is the native kms version of drm_vblank_off().
1231  */
1232 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1233 {
1234         drm_vblank_off(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1235 }
1236 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1237
1238 /**
1239  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1240  * @crtc: CRTC in question
1241  *
1242  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1243  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1244  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1245  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1246  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1247  */
1248 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *drm_crtc)
1249 {
1250         struct drm_device *dev = drm_crtc->dev;
1251         unsigned long irqflags;
1252         int crtc = drm_crtc_index(drm_crtc);
1253         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1254
1255         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1256         /*
1257          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1258          * interrupt by bumping the refcount.
1259          */
1260         if (!vblank->inmodeset) {
1261                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1262                 vblank->inmodeset = 1;
1263         }
1264         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1265
1266         WARN_ON(!list_empty(&dev->vblank_event_list));
1267 }
1268 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1269
1270 /**
1271  * drm_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1272  * @dev: DRM device
1273  * @crtc: CRTC in question
1274  *
1275  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1276  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1277  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1278  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1279  *
1280  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_on().
1281  */
1282 void drm_vblank_on(struct drm_device *dev, int crtc)
1283 {
1284         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1285         unsigned long irqflags;
1286
1287         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1288                 return;
1289
1290         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1291         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1292         if (vblank->inmodeset) {
1293                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1294                 vblank->inmodeset = 0;
1295         }
1296
1297         /*
1298          * sample the current counter to avoid random jumps
1299          * when drm_vblank_enable() applies the diff
1300          *
1301          * -1 to make sure user will never see the same
1302          * vblank counter value before and after a modeset
1303          */
1304         vblank->last =
1305                 (dev->driver->get_vblank_counter(dev, crtc) - 1) &
1306                 dev->max_vblank_count;
1307         /*
1308          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1309          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1310          */
1311         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 ||
1312             (!dev->vblank_disable_immediate && drm_vblank_offdelay == 0))
1313                 WARN_ON(drm_vblank_enable(dev, crtc));
1314         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1315 }
1316 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_on);
1317
1318 /**
1319  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1320  * @crtc: CRTC in question
1321  *
1322  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1323  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1324  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1325  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1326  *
1327  * This is the native kms version of drm_vblank_on().
1328  */
1329 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1330 {
1331         drm_vblank_on(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1332 }
1333 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1334
1335 /**
1336  * drm_vblank_pre_modeset - account for vblanks across mode sets
1337  * @dev: DRM device
1338  * @crtc: CRTC in question
1339  *
1340  * Account for vblank events across mode setting events, which will likely
1341  * reset the hardware frame counter.
1342  *
1343  * This is done by grabbing a temporary vblank reference to ensure that the
1344  * vblank interrupt keeps running across the modeset sequence. With this the
1345  * software-side vblank frame counting will ensure that there are no jumps or
1346  * discontinuities.
1347  *
1348  * Unfortunately this approach is racy and also doesn't work when the vblank
1349  * interrupt stops running, e.g. across system suspend resume. It is therefore
1350  * highly recommended that drivers use the newer drm_vblank_off() and
1351  * drm_vblank_on() instead. drm_vblank_pre_modeset() only works correctly when
1352  * using "cooked" software vblank frame counters and not relying on any hardware
1353  * counters.
1354  *
1355  * Drivers must call drm_vblank_post_modeset() when re-enabling the same crtc
1356  * again.
1357  */
1358 void drm_vblank_pre_modeset(struct drm_device *dev, int crtc)
1359 {
1360         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1361
1362         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1363         if (!dev->num_crtcs)
1364                 return;
1365
1366         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1367                 return;
1368
1369         /*
1370          * To avoid all the problems that might happen if interrupts
1371          * were enabled/disabled around or between these calls, we just
1372          * have the kernel take a reference on the CRTC (just once though
1373          * to avoid corrupting the count if multiple, mismatch calls occur),
1374          * so that interrupts remain enabled in the interim.
1375          */
1376         if (!vblank->inmodeset) {
1377                 vblank->inmodeset = 0x1;
1378                 if (drm_vblank_get(dev, crtc) == 0)
1379                         vblank->inmodeset |= 0x2;
1380         }
1381 }
1382 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_pre_modeset);
1383
1384 /**
1385  * drm_vblank_post_modeset - undo drm_vblank_pre_modeset changes
1386  * @dev: DRM device
1387  * @crtc: CRTC in question
1388  *
1389  * This function again drops the temporary vblank reference acquired in
1390  * drm_vblank_pre_modeset.
1391  */
1392 void drm_vblank_post_modeset(struct drm_device *dev, int crtc)
1393 {
1394         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1395         unsigned long irqflags;
1396
1397         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1398         if (!dev->num_crtcs)
1399                 return;
1400
1401         if (vblank->inmodeset) {
1402                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1403                 dev->vblank_disable_allowed = true;
1404                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1405
1406                 if (vblank->inmodeset & 0x2)
1407                         drm_vblank_put(dev, crtc);
1408
1409                 vblank->inmodeset = 0;
1410         }
1411 }
1412 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_post_modeset);
1413
1414 /*
1415  * drm_modeset_ctl - handle vblank event counter changes across mode switch
1416  * @DRM_IOCTL_ARGS: standard ioctl arguments
1417  *
1418  * Applications should call the %_DRM_PRE_MODESET and %_DRM_POST_MODESET
1419  * ioctls around modesetting so that any lost vblank events are accounted for.
1420  *
1421  * Generally the counter will reset across mode sets.  If interrupts are
1422  * enabled around this call, we don't have to do anything since the counter
1423  * will have already been incremented.
1424  */
1425 int drm_modeset_ctl(struct drm_device *dev, void *data,
1426                     struct drm_file *file_priv)
1427 {
1428         struct drm_modeset_ctl *modeset = data;
1429         unsigned int crtc;
1430
1431         /* If drm_vblank_init() hasn't been called yet, just no-op */
1432         if (!dev->num_crtcs)
1433                 return 0;
1434
1435         /* KMS drivers handle this internally */
1436         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
1437                 return 0;
1438
1439         crtc = modeset->crtc;
1440         if (crtc >= dev->num_crtcs)
1441                 return -EINVAL;
1442
1443         switch (modeset->cmd) {
1444         case _DRM_PRE_MODESET:
1445                 drm_vblank_pre_modeset(dev, crtc);
1446                 break;
1447         case _DRM_POST_MODESET:
1448                 drm_vblank_post_modeset(dev, crtc);
1449                 break;
1450         default:
1451                 return -EINVAL;
1452         }
1453
1454         return 0;
1455 }
1456
1457 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, int pipe,
1458                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1459                                   struct drm_file *file_priv)
1460 {
1461         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1462         struct drm_pending_vblank_event *e;
1463         struct timeval now;
1464         unsigned long flags;
1465         unsigned int seq;
1466         int ret;
1467
1468         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1469         if (e == NULL) {
1470                 ret = -ENOMEM;
1471                 goto err_put;
1472         }
1473
1474         e->pipe = pipe;
1475         e->base.pid = current->pid;
1476         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1477         e->event.base.length = sizeof(e->event);
1478         e->event.user_data = vblwait->request.signal;
1479         e->base.event = &e->event.base;
1480         e->base.file_priv = file_priv;
1481         e->base.destroy = (void (*) (struct drm_pending_event *)) kfree;
1482
1483         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1484
1485         /*
1486          * drm_vblank_off() might have been called after we called
1487          * drm_vblank_get(). drm_vblank_off() holds event_lock
1488          * around the vblank disable, so no need for further locking.
1489          * The reference from drm_vblank_get() protects against
1490          * vblank disable from another source.
1491          */
1492         if (!vblank->enabled) {
1493                 ret = -EINVAL;
1494                 goto err_unlock;
1495         }
1496
1497         if (file_priv->event_space < sizeof(e->event)) {
1498                 ret = -EBUSY;
1499                 goto err_unlock;
1500         }
1501
1502         file_priv->event_space -= sizeof(e->event);
1503         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1504
1505         if ((vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1506             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1507                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1508                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1509         }
1510
1511         DRM_DEBUG("event on vblank count %d, current %d, crtc %d\n",
1512                   vblwait->request.sequence, seq, pipe);
1513
1514         trace_drm_vblank_event_queued(current->pid, pipe,
1515                                       vblwait->request.sequence);
1516
1517         e->event.sequence = vblwait->request.sequence;
1518         if ((seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1519                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1520                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1521                 vblwait->reply.sequence = seq;
1522         } else {
1523                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1524                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1525                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1526         }
1527
1528         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1529
1530         return 0;
1531
1532 err_unlock:
1533         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1534         kfree(e);
1535 err_put:
1536         drm_vblank_put(dev, pipe);
1537         return ret;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Wait for VBLANK.
1542  *
1543  * \param inode device inode.
1544  * \param file_priv DRM file private.
1545  * \param cmd command.
1546  * \param data user argument, pointing to a drm_wait_vblank structure.
1547  * \return zero on success or a negative number on failure.
1548  *
1549  * This function enables the vblank interrupt on the pipe requested, then
1550  * sleeps waiting for the requested sequence number to occur, and drops
1551  * the vblank interrupt refcount afterwards. (vblank IRQ disable follows that
1552  * after a timeout with no further vblank waits scheduled).
1553  */
1554 int drm_wait_vblank(struct drm_device *dev, void *data,
1555                     struct drm_file *file_priv)
1556 {
1557         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1558         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1559         int ret;
1560         unsigned int flags, seq, crtc, high_crtc;
1561
1562         if (!dev->irq_enabled)
1563                 return -EINVAL;
1564
1565         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1566                 return -EINVAL;
1567
1568         if (vblwait->request.type &
1569             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1570               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1571                 DRM_ERROR("Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1572                           vblwait->request.type,
1573                           (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1574                            _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1575                 return -EINVAL;
1576         }
1577
1578         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1579         high_crtc = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1580         if (high_crtc)
1581                 crtc = high_crtc >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1582         else
1583                 crtc = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1584         if (crtc >= dev->num_crtcs)
1585                 return -EINVAL;
1586
1587         vblank = &dev->vblank[crtc];
1588
1589         ret = drm_vblank_get(dev, crtc);
1590         if (ret) {
1591                 DRM_DEBUG("failed to acquire vblank counter, %d\n", ret);
1592                 return ret;
1593         }
1594         seq = drm_vblank_count(dev, crtc);
1595
1596         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1597         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1598                 vblwait->request.sequence += seq;
1599                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1600         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1601                 break;
1602         default:
1603                 ret = -EINVAL;
1604                 goto done;
1605         }
1606
1607         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1608                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1609                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1610                  */
1611                 return drm_queue_vblank_event(dev, crtc, vblwait, file_priv);
1612         }
1613
1614         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1615             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1<<23)) {
1616                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1617         }
1618
1619         DRM_DEBUG("waiting on vblank count %d, crtc %d\n",
1620                   vblwait->request.sequence, crtc);
1621         vblank->last_wait = vblwait->request.sequence;
1622         DRM_WAIT_ON(ret, vblank->queue, 3 * HZ,
1623                     (((drm_vblank_count(dev, crtc) -
1624                        vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) ||
1625                      !vblank->enabled ||
1626                      !dev->irq_enabled));
1627
1628         if (ret != -EINTR) {
1629                 struct timeval now;
1630
1631                 vblwait->reply.sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, crtc, &now);
1632                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1633                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1634
1635                 DRM_DEBUG("returning %d to client\n",
1636                           vblwait->reply.sequence);
1637         } else {
1638                 DRM_DEBUG("vblank wait interrupted by signal\n");
1639         }
1640
1641 done:
1642         drm_vblank_put(dev, crtc);
1643         return ret;
1644 }
1645
1646 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, int crtc)
1647 {
1648         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1649         struct timeval now;
1650         unsigned int seq;
1651
1652         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1653
1654         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, crtc, &now);
1655
1656         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1657                 if (e->pipe != crtc)
1658                         continue;
1659                 if ((seq - e->event.sequence) > (1<<23))
1660                         continue;
1661
1662                 DRM_DEBUG("vblank event on %d, current %d\n",
1663                           e->event.sequence, seq);
1664
1665                 list_del(&e->base.link);
1666                 drm_vblank_put(dev, e->pipe);
1667                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1668         }
1669
1670         trace_drm_vblank_event(crtc, seq);
1671 }
1672
1673 /**
1674  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1675  * @dev: DRM device
1676  * @crtc: where this event occurred
1677  *
1678  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1679  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1680  *
1681  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1682  */
1683 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, int crtc)
1684 {
1685         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1686         u32 vblcount;
1687         s64 diff_ns;
1688         struct timeval tvblank;
1689         unsigned long irqflags;
1690
1691         if (WARN_ON_ONCE(!dev->num_crtcs))
1692                 return false;
1693
1694         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1695                 return false;
1696
1697         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1698
1699         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1700          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1701          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1702          */
1703         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1704
1705         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1706         if (!vblank->enabled) {
1707                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1708                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1709                 return false;
1710         }
1711
1712         /* Fetch corresponding timestamp for this vblank interval from
1713          * driver and store it in proper slot of timestamp ringbuffer.
1714          */
1715
1716         /* Get current timestamp and count. */
1717         vblcount = atomic_read(&vblank->count);
1718         drm_get_last_vbltimestamp(dev, crtc, &tvblank, DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ);
1719
1720         /* Compute time difference to timestamp of last vblank */
1721         diff_ns = timeval_to_ns(&tvblank) -
1722                   timeval_to_ns(&vblanktimestamp(dev, crtc, vblcount));
1723
1724         /* Update vblank timestamp and count if at least
1725          * DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS nanoseconds
1726          * difference between last stored timestamp and current
1727          * timestamp. A smaller difference means basically
1728          * identical timestamps. Happens if this vblank has
1729          * been already processed and this is a redundant call,
1730          * e.g., due to spurious vblank interrupts. We need to
1731          * ignore those for accounting.
1732          */
1733         if (abs64(diff_ns) > DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS) {
1734                 /* Store new timestamp in ringbuffer. */
1735                 vblanktimestamp(dev, crtc, vblcount + 1) = tvblank;
1736
1737                 /* Increment cooked vblank count. This also atomically commits
1738                  * the timestamp computed above.
1739                  */
1740                 smp_mb__before_atomic();
1741                 atomic_inc(&vblank->count);
1742                 smp_mb__after_atomic();
1743         } else {
1744                 DRM_DEBUG("crtc %d: Redundant vblirq ignored. diff_ns = %d\n",
1745                           crtc, (int) diff_ns);
1746         }
1747
1748         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1749
1750         wake_up(&vblank->queue);
1751         drm_handle_vblank_events(dev, crtc);
1752
1753         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1754
1755         return true;
1756 }
1757 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1758
1759 /**
1760  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1761  * @crtc: where this event occurred
1762  *
1763  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1764  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1765  *
1766  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1767  *
1768  * Returns:
1769  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1770  */
1771 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1772 {
1773         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1774 }
1775 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);