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