]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/gpu/drm/drm_irq.c
drm/vblank: drop the mode argument from drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos
[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 /* Retry timestamp calculation up to 3 times to satisfy
46  * drm_timestamp_precision before giving up.
47  */
48 #define DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES 3
49
50 /* Threshold in nanoseconds for detection of redundant
51  * vblank irq in drm_handle_vblank(). 1 msec should be ok.
52  */
53 #define DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS 1000000
54
55 static bool
56 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
57                           struct timeval *tvblank, bool in_vblank_irq);
58
59 static unsigned int drm_timestamp_precision = 20;  /* Default to 20 usecs. */
60
61 /*
62  * Default to use monotonic timestamps for wait-for-vblank and page-flip
63  * complete events.
64  */
65 unsigned int drm_timestamp_monotonic = 1;
66
67 static int drm_vblank_offdelay = 5000;    /* Default to 5000 msecs. */
68
69 module_param_named(vblankoffdelay, drm_vblank_offdelay, int, 0600);
70 module_param_named(timestamp_precision_usec, drm_timestamp_precision, int, 0600);
71 module_param_named(timestamp_monotonic, drm_timestamp_monotonic, int, 0600);
72 MODULE_PARM_DESC(vblankoffdelay, "Delay until vblank irq auto-disable [msecs] (0: never disable, <0: disable immediately)");
73 MODULE_PARM_DESC(timestamp_precision_usec, "Max. error on timestamps [usecs]");
74 MODULE_PARM_DESC(timestamp_monotonic, "Use monotonic timestamps");
75
76 static void store_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
77                          u32 vblank_count_inc,
78                          struct timeval *t_vblank, u32 last)
79 {
80         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
81
82         assert_spin_locked(&dev->vblank_time_lock);
83
84         vblank->last = last;
85
86         write_seqlock(&vblank->seqlock);
87         vblank->time = *t_vblank;
88         vblank->count += vblank_count_inc;
89         write_sequnlock(&vblank->seqlock);
90 }
91
92 /*
93  * "No hw counter" fallback implementation of .get_vblank_counter() hook,
94  * if there is no useable hardware frame counter available.
95  */
96 static u32 drm_vblank_no_hw_counter(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
97 {
98         WARN_ON_ONCE(dev->max_vblank_count != 0);
99         return 0;
100 }
101
102 static u32 __get_vblank_counter(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
103 {
104         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
105                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
106
107                 if (crtc->funcs->get_vblank_counter)
108                         return crtc->funcs->get_vblank_counter(crtc);
109         }
110
111         if (dev->driver->get_vblank_counter)
112                 return dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe);
113
114         return drm_vblank_no_hw_counter(dev, pipe);
115 }
116
117 /*
118  * Reset the stored timestamp for the current vblank count to correspond
119  * to the last vblank occurred.
120  *
121  * Only to be called from drm_crtc_vblank_on().
122  *
123  * Note: caller must hold &drm_device.vbl_lock since this reads & writes
124  * device vblank fields.
125  */
126 static void drm_reset_vblank_timestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
127 {
128         u32 cur_vblank;
129         bool rc;
130         struct timeval t_vblank;
131         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
132
133         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
134
135         /*
136          * sample the current counter to avoid random jumps
137          * when drm_vblank_enable() applies the diff
138          */
139         do {
140                 cur_vblank = __get_vblank_counter(dev, pipe);
141                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, false);
142         } while (cur_vblank != __get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
143
144         /*
145          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
146          * available and didn't fail. Otherwise reinitialize delayed at next vblank
147          * interrupt and assign 0 for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
148          */
149         if (!rc)
150                 t_vblank = (struct timeval) {0, 0};
151
152         /*
153          * +1 to make sure user will never see the same
154          * vblank counter value before and after a modeset
155          */
156         store_vblank(dev, pipe, 1, &t_vblank, cur_vblank);
157
158         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
159 }
160
161 /*
162  * Call back into the driver to update the appropriate vblank counter
163  * (specified by @pipe).  Deal with wraparound, if it occurred, and
164  * update the last read value so we can deal with wraparound on the next
165  * call if necessary.
166  *
167  * Only necessary when going from off->on, to account for frames we
168  * didn't get an interrupt for.
169  *
170  * Note: caller must hold &drm_device.vbl_lock since this reads & writes
171  * device vblank fields.
172  */
173 static void drm_update_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
174                                     bool in_vblank_irq)
175 {
176         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
177         u32 cur_vblank, diff;
178         bool rc;
179         struct timeval t_vblank;
180         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
181         int framedur_ns = vblank->framedur_ns;
182
183         /*
184          * Interrupts were disabled prior to this call, so deal with counter
185          * wrap if needed.
186          * NOTE!  It's possible we lost a full dev->max_vblank_count + 1 events
187          * here if the register is small or we had vblank interrupts off for
188          * a long time.
189          *
190          * We repeat the hardware vblank counter & timestamp query until
191          * we get consistent results. This to prevent races between gpu
192          * updating its hardware counter while we are retrieving the
193          * corresponding vblank timestamp.
194          */
195         do {
196                 cur_vblank = __get_vblank_counter(dev, pipe);
197                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, in_vblank_irq);
198         } while (cur_vblank != __get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
199
200         if (dev->max_vblank_count != 0) {
201                 /* trust the hw counter when it's around */
202                 diff = (cur_vblank - vblank->last) & dev->max_vblank_count;
203         } else if (rc && framedur_ns) {
204                 const struct timeval *t_old;
205                 u64 diff_ns;
206
207                 t_old = &vblank->time;
208                 diff_ns = timeval_to_ns(&t_vblank) - timeval_to_ns(t_old);
209
210                 /*
211                  * Figure out how many vblanks we've missed based
212                  * on the difference in the timestamps and the
213                  * frame/field duration.
214                  */
215                 diff = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(diff_ns, framedur_ns);
216
217                 if (diff == 0 && in_vblank_irq)
218                         DRM_DEBUG_VBL("crtc %u: Redundant vblirq ignored."
219                                       " diff_ns = %lld, framedur_ns = %d)\n",
220                                       pipe, (long long) diff_ns, framedur_ns);
221         } else {
222                 /* some kind of default for drivers w/o accurate vbl timestamping */
223                 diff = in_vblank_irq ? 1 : 0;
224         }
225
226         /*
227          * Within a drm_vblank_pre_modeset - drm_vblank_post_modeset
228          * interval? If so then vblank irqs keep running and it will likely
229          * happen that the hardware vblank counter is not trustworthy as it
230          * might reset at some point in that interval and vblank timestamps
231          * are not trustworthy either in that interval. Iow. this can result
232          * in a bogus diff >> 1 which must be avoided as it would cause
233          * random large forward jumps of the software vblank counter.
234          */
235         if (diff > 1 && (vblank->inmodeset & 0x2)) {
236                 DRM_DEBUG_VBL("clamping vblank bump to 1 on crtc %u: diffr=%u"
237                               " due to pre-modeset.\n", pipe, diff);
238                 diff = 1;
239         }
240
241         DRM_DEBUG_VBL("updating vblank count on crtc %u:"
242                       " current=%u, diff=%u, hw=%u hw_last=%u\n",
243                       pipe, vblank->count, diff, cur_vblank, vblank->last);
244
245         if (diff == 0) {
246                 WARN_ON_ONCE(cur_vblank != vblank->last);
247                 return;
248         }
249
250         /*
251          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
252          * available and didn't fail, or we were called from the vblank interrupt.
253          * Otherwise reinitialize delayed at next vblank interrupt and assign 0
254          * for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
255          */
256         if (!rc && in_vblank_irq)
257                 t_vblank = (struct timeval) {0, 0};
258
259         store_vblank(dev, pipe, diff, &t_vblank, cur_vblank);
260 }
261
262 static u32 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
263 {
264         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
265
266         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
267                 return 0;
268
269         return vblank->count;
270 }
271
272 /**
273  * drm_accurate_vblank_count - retrieve the master vblank counter
274  * @crtc: which counter to retrieve
275  *
276  * This function is similar to @drm_crtc_vblank_count but this
277  * function interpolates to handle a race with vblank irq's.
278  *
279  * This is mostly useful for hardware that can obtain the scanout
280  * position, but doesn't have a frame counter.
281  */
282 u32 drm_accurate_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
283 {
284         struct drm_device *dev = crtc->dev;
285         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
286         u32 vblank;
287         unsigned long flags;
288
289         WARN(!dev->driver->get_vblank_timestamp,
290              "This function requires support for accurate vblank timestamps.");
291
292         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, flags);
293
294         drm_update_vblank_count(dev, pipe, false);
295         vblank = drm_vblank_count(dev, pipe);
296
297         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, flags);
298
299         return vblank;
300 }
301 EXPORT_SYMBOL(drm_accurate_vblank_count);
302
303 static void __disable_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
304 {
305         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
306                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
307
308                 if (crtc->funcs->disable_vblank) {
309                         crtc->funcs->disable_vblank(crtc);
310                         return;
311                 }
312         }
313
314         dev->driver->disable_vblank(dev, pipe);
315 }
316
317 /*
318  * Disable vblank irq's on crtc, make sure that last vblank count
319  * of hardware and corresponding consistent software vblank counter
320  * are preserved, even if there are any spurious vblank irq's after
321  * disable.
322  */
323 static void vblank_disable_and_save(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
324 {
325         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
326         unsigned long irqflags;
327
328         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
329
330         /* Prevent vblank irq processing while disabling vblank irqs,
331          * so no updates of timestamps or count can happen after we've
332          * disabled. Needed to prevent races in case of delayed irq's.
333          */
334         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
335
336         /*
337          * Only disable vblank interrupts if they're enabled. This avoids
338          * calling the ->disable_vblank() operation in atomic context with the
339          * hardware potentially runtime suspended.
340          */
341         if (vblank->enabled) {
342                 __disable_vblank(dev, pipe);
343                 vblank->enabled = false;
344         }
345
346         /*
347          * Always update the count and timestamp to maintain the
348          * appearance that the counter has been ticking all along until
349          * this time. This makes the count account for the entire time
350          * between drm_crtc_vblank_on() and drm_crtc_vblank_off().
351          */
352         drm_update_vblank_count(dev, pipe, false);
353
354         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
355 }
356
357 static void vblank_disable_fn(unsigned long arg)
358 {
359         struct drm_vblank_crtc *vblank = (void *)arg;
360         struct drm_device *dev = vblank->dev;
361         unsigned int pipe = vblank->pipe;
362         unsigned long irqflags;
363
364         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
365         if (atomic_read(&vblank->refcount) == 0 && vblank->enabled) {
366                 DRM_DEBUG("disabling vblank on crtc %u\n", pipe);
367                 vblank_disable_and_save(dev, pipe);
368         }
369         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
370 }
371
372 /**
373  * drm_vblank_cleanup - cleanup vblank support
374  * @dev: DRM device
375  *
376  * This function cleans up any resources allocated in drm_vblank_init.
377  */
378 void drm_vblank_cleanup(struct drm_device *dev)
379 {
380         unsigned int pipe;
381
382         /* Bail if the driver didn't call drm_vblank_init() */
383         if (dev->num_crtcs == 0)
384                 return;
385
386         for (pipe = 0; pipe < dev->num_crtcs; pipe++) {
387                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
388
389                 WARN_ON(READ_ONCE(vblank->enabled) &&
390                         drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
391
392                 del_timer_sync(&vblank->disable_timer);
393         }
394
395         kfree(dev->vblank);
396
397         dev->num_crtcs = 0;
398 }
399 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_cleanup);
400
401 /**
402  * drm_vblank_init - initialize vblank support
403  * @dev: DRM device
404  * @num_crtcs: number of CRTCs supported by @dev
405  *
406  * This function initializes vblank support for @num_crtcs display pipelines.
407  *
408  * Returns:
409  * Zero on success or a negative error code on failure.
410  */
411 int drm_vblank_init(struct drm_device *dev, unsigned int num_crtcs)
412 {
413         int ret = -ENOMEM;
414         unsigned int i;
415
416         spin_lock_init(&dev->vbl_lock);
417         spin_lock_init(&dev->vblank_time_lock);
418
419         dev->num_crtcs = num_crtcs;
420
421         dev->vblank = kcalloc(num_crtcs, sizeof(*dev->vblank), GFP_KERNEL);
422         if (!dev->vblank)
423                 goto err;
424
425         for (i = 0; i < num_crtcs; i++) {
426                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
427
428                 vblank->dev = dev;
429                 vblank->pipe = i;
430                 init_waitqueue_head(&vblank->queue);
431                 setup_timer(&vblank->disable_timer, vblank_disable_fn,
432                             (unsigned long)vblank);
433                 seqlock_init(&vblank->seqlock);
434         }
435
436         DRM_INFO("Supports vblank timestamp caching Rev 2 (21.10.2013).\n");
437
438         /* Driver specific high-precision vblank timestamping supported? */
439         if (dev->driver->get_vblank_timestamp)
440                 DRM_INFO("Driver supports precise vblank timestamp query.\n");
441         else
442                 DRM_INFO("No driver support for vblank timestamp query.\n");
443
444         /* Must have precise timestamping for reliable vblank instant disable */
445         if (dev->vblank_disable_immediate && !dev->driver->get_vblank_timestamp) {
446                 dev->vblank_disable_immediate = false;
447                 DRM_INFO("Setting vblank_disable_immediate to false because "
448                          "get_vblank_timestamp == NULL\n");
449         }
450
451         return 0;
452
453 err:
454         dev->num_crtcs = 0;
455         return ret;
456 }
457 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_init);
458
459 /**
460  * drm_irq_install - install IRQ handler
461  * @dev: DRM device
462  * @irq: IRQ number to install the handler for
463  *
464  * Initializes the IRQ related data. Installs the handler, calling the driver
465  * irq_preinstall() and irq_postinstall() functions before and after the
466  * installation.
467  *
468  * This is the simplified helper interface provided for drivers with no special
469  * needs. Drivers which need to install interrupt handlers for multiple
470  * interrupts must instead set &drm_device.irq_enabled to signal the DRM core
471  * that vblank interrupts are available.
472  *
473  * Returns:
474  * Zero on success or a negative error code on failure.
475  */
476 int drm_irq_install(struct drm_device *dev, int irq)
477 {
478         int ret;
479         unsigned long sh_flags = 0;
480
481         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
482                 return -EINVAL;
483
484         if (irq == 0)
485                 return -EINVAL;
486
487         /* Driver must have been initialized */
488         if (!dev->dev_private)
489                 return -EINVAL;
490
491         if (dev->irq_enabled)
492                 return -EBUSY;
493         dev->irq_enabled = true;
494
495         DRM_DEBUG("irq=%d\n", irq);
496
497         /* Before installing handler */
498         if (dev->driver->irq_preinstall)
499                 dev->driver->irq_preinstall(dev);
500
501         /* Install handler */
502         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_IRQ_SHARED))
503                 sh_flags = IRQF_SHARED;
504
505         ret = request_irq(irq, dev->driver->irq_handler,
506                           sh_flags, dev->driver->name, dev);
507
508         if (ret < 0) {
509                 dev->irq_enabled = false;
510                 return ret;
511         }
512
513         /* After installing handler */
514         if (dev->driver->irq_postinstall)
515                 ret = dev->driver->irq_postinstall(dev);
516
517         if (ret < 0) {
518                 dev->irq_enabled = false;
519                 if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
520                         vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
521                 free_irq(irq, dev);
522         } else {
523                 dev->irq = irq;
524         }
525
526         return ret;
527 }
528 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_install);
529
530 /**
531  * drm_irq_uninstall - uninstall the IRQ handler
532  * @dev: DRM device
533  *
534  * Calls the driver's irq_uninstall() function and unregisters the IRQ handler.
535  * This should only be called by drivers which used drm_irq_install() to set up
536  * their interrupt handler. Other drivers must only reset
537  * &drm_device.irq_enabled to false.
538  *
539  * Note that for kernel modesetting drivers it is a bug if this function fails.
540  * The sanity checks are only to catch buggy user modesetting drivers which call
541  * the same function through an ioctl.
542  *
543  * Returns:
544  * Zero on success or a negative error code on failure.
545  */
546 int drm_irq_uninstall(struct drm_device *dev)
547 {
548         unsigned long irqflags;
549         bool irq_enabled;
550         int i;
551
552         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
553                 return -EINVAL;
554
555         irq_enabled = dev->irq_enabled;
556         dev->irq_enabled = false;
557
558         /*
559          * Wake up any waiters so they don't hang. This is just to paper over
560          * issues for UMS drivers which aren't in full control of their
561          * vblank/irq handling. KMS drivers must ensure that vblanks are all
562          * disabled when uninstalling the irq handler.
563          */
564         if (dev->num_crtcs) {
565                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
566                 for (i = 0; i < dev->num_crtcs; i++) {
567                         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
568
569                         if (!vblank->enabled)
570                                 continue;
571
572                         WARN_ON(drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
573
574                         vblank_disable_and_save(dev, i);
575                         wake_up(&vblank->queue);
576                 }
577                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
578         }
579
580         if (!irq_enabled)
581                 return -EINVAL;
582
583         DRM_DEBUG("irq=%d\n", dev->irq);
584
585         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
586                 vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
587
588         if (dev->driver->irq_uninstall)
589                 dev->driver->irq_uninstall(dev);
590
591         free_irq(dev->irq, dev);
592
593         return 0;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_uninstall);
596
597 int drm_legacy_irq_control(struct drm_device *dev, void *data,
598                            struct drm_file *file_priv)
599 {
600         struct drm_control *ctl = data;
601         int ret = 0, irq;
602
603         /* if we haven't irq we fallback for compatibility reasons -
604          * this used to be a separate function in drm_dma.h
605          */
606
607         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
608                 return 0;
609         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
610                 return 0;
611         /* UMS was only ever supported on pci devices. */
612         if (WARN_ON(!dev->pdev))
613                 return -EINVAL;
614
615         switch (ctl->func) {
616         case DRM_INST_HANDLER:
617                 irq = dev->pdev->irq;
618
619                 if (dev->if_version < DRM_IF_VERSION(1, 2) &&
620                     ctl->irq != irq)
621                         return -EINVAL;
622                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
623                 ret = drm_irq_install(dev, irq);
624                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
625
626                 return ret;
627         case DRM_UNINST_HANDLER:
628                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
629                 ret = drm_irq_uninstall(dev);
630                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
631
632                 return ret;
633         default:
634                 return -EINVAL;
635         }
636 }
637
638 /**
639  * drm_calc_timestamping_constants - calculate vblank timestamp constants
640  * @crtc: drm_crtc whose timestamp constants should be updated.
641  * @mode: display mode containing the scanout timings
642  *
643  * Calculate and store various constants which are later
644  * needed by vblank and swap-completion timestamping, e.g,
645  * by drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(). They are
646  * derived from CRTC's true scanout timing, so they take
647  * things like panel scaling or other adjustments into account.
648  */
649 void drm_calc_timestamping_constants(struct drm_crtc *crtc,
650                                      const struct drm_display_mode *mode)
651 {
652         struct drm_device *dev = crtc->dev;
653         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
654         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
655         int linedur_ns = 0, framedur_ns = 0;
656         int dotclock = mode->crtc_clock;
657
658         if (!dev->num_crtcs)
659                 return;
660
661         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
662                 return;
663
664         /* Valid dotclock? */
665         if (dotclock > 0) {
666                 int frame_size = mode->crtc_htotal * mode->crtc_vtotal;
667
668                 /*
669                  * Convert scanline length in pixels and video
670                  * dot clock to line duration and frame duration
671                  * in nanoseconds:
672                  */
673                 linedur_ns  = div_u64((u64) mode->crtc_htotal * 1000000, dotclock);
674                 framedur_ns = div_u64((u64) frame_size * 1000000, dotclock);
675
676                 /*
677                  * Fields of interlaced scanout modes are only half a frame duration.
678                  */
679                 if (mode->flags & DRM_MODE_FLAG_INTERLACE)
680                         framedur_ns /= 2;
681         } else
682                 DRM_ERROR("crtc %u: Can't calculate constants, dotclock = 0!\n",
683                           crtc->base.id);
684
685         vblank->linedur_ns  = linedur_ns;
686         vblank->framedur_ns = framedur_ns;
687         vblank->hwmode = *mode;
688
689         DRM_DEBUG("crtc %u: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
690                   crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
691                   mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
692         DRM_DEBUG("crtc %u: clock %d kHz framedur %d linedur %d\n",
693                   crtc->base.id, dotclock, framedur_ns, linedur_ns);
694 }
695 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_timestamping_constants);
696
697 /**
698  * drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos - precise vblank timestamp helper
699  * @dev: DRM device
700  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
701  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
702  *             On return contains true maximum error of timestamp
703  * @vblank_time: Pointer to struct timeval which should receive the timestamp
704  * @in_vblank_irq:
705  *     True when called from drm_crtc_handle_vblank().  Some drivers
706  *     need to apply some workarounds for gpu-specific vblank irq quirks
707  *     if flag is set.
708  *
709  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
710  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be called from
711  * within get_vblank_timestamp() implementation of a kms driver to implement the
712  * actual timestamping.
713  *
714  * Should return timestamps conforming to the OML_sync_control OpenML
715  * extension specification. The timestamp corresponds to the end of
716  * the vblank interval, aka start of scanout of topmost-leftmost display
717  * pixel in the following video frame.
718  *
719  * Requires support for optional dev->driver->get_scanout_position()
720  * in kms driver, plus a bit of setup code to provide a drm_display_mode
721  * that corresponds to the true scanout timing.
722  *
723  * The current implementation only handles standard video modes. It
724  * returns as no operation if a doublescan or interlaced video mode is
725  * active. Higher level code is expected to handle this.
726  *
727  * This function can be used to implement the &drm_driver.get_vblank_timestamp
728  * directly, if the driver implements the &drm_driver.get_scanout_position hook.
729  *
730  * Note that atomic drivers must call drm_calc_timestamping_constants() before
731  * enabling a CRTC. The atomic helpers already take care of that in
732  * drm_atomic_helper_update_legacy_modeset_state().
733  *
734  * Returns:
735  *
736  * Returns true on success, and false on failure, i.e. when no accurate
737  * timestamp could be acquired.
738  */
739 bool drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(struct drm_device *dev,
740                                            unsigned int pipe,
741                                            int *max_error,
742                                            struct timeval *vblank_time,
743                                            bool in_vblank_irq)
744 {
745         struct timeval tv_etime;
746         ktime_t stime, etime;
747         bool vbl_status;
748         struct drm_crtc *crtc;
749         const struct drm_display_mode *mode;
750         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
751         int vpos, hpos, i;
752         int delta_ns, duration_ns;
753
754         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
755                 return false;
756
757         crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
758
759         if (pipe >= dev->num_crtcs || !crtc) {
760                 DRM_ERROR("Invalid crtc %u\n", pipe);
761                 return false;
762         }
763
764         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
765         if (!dev->driver->get_scanout_position) {
766                 DRM_ERROR("Called from driver w/o get_scanout_position()!?\n");
767                 return false;
768         }
769
770         if (drm_drv_uses_atomic_modeset(dev))
771                 mode = &vblank->hwmode;
772         else
773                 mode = &crtc->hwmode;
774
775         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
776          * Happens during initial modesetting of a crtc.
777          */
778         if (mode->crtc_clock == 0) {
779                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noop due to uninitialized mode.\n", pipe);
780                 return false;
781         }
782
783         /* Get current scanout position with system timestamp.
784          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
785          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
786          *
787          * This guarantees a tight bound on maximum error if
788          * code gets preempted or delayed for some reason.
789          */
790         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
791                 /*
792                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
793                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
794                  */
795                 vbl_status = dev->driver->get_scanout_position(dev, pipe,
796                                                                in_vblank_irq,
797                                                                &vpos, &hpos,
798                                                                &stime, &etime,
799                                                                mode);
800
801                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
802                 if (!vbl_status) {
803                         DRM_DEBUG("crtc %u : scanoutpos query failed.\n",
804                                   pipe);
805                         return false;
806                 }
807
808                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
809                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
810
811                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
812                 if (duration_ns <= *max_error)
813                         break;
814         }
815
816         /* Noisy system timing? */
817         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
818                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
819                           pipe, duration_ns/1000, *max_error/1000, i);
820         }
821
822         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
823         *max_error = duration_ns;
824
825         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
826          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
827          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
828          */
829         delta_ns = div_s64(1000000LL * (vpos * mode->crtc_htotal + hpos),
830                            mode->crtc_clock);
831
832         if (!drm_timestamp_monotonic)
833                 etime = ktime_mono_to_real(etime);
834
835         /* save this only for debugging purposes */
836         tv_etime = ktime_to_timeval(etime);
837         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
838          * vblank_time timestamp for end of vblank.
839          */
840         etime = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
841         *vblank_time = ktime_to_timeval(etime);
842
843         DRM_DEBUG_VBL("crtc %u : v p(%d,%d)@ %ld.%ld -> %ld.%ld [e %d us, %d rep]\n",
844                       pipe, hpos, vpos,
845                       (long)tv_etime.tv_sec, (long)tv_etime.tv_usec,
846                       (long)vblank_time->tv_sec, (long)vblank_time->tv_usec,
847                       duration_ns/1000, i);
848
849         return true;
850 }
851 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos);
852
853 static struct timeval get_drm_timestamp(void)
854 {
855         ktime_t now;
856
857         now = drm_timestamp_monotonic ? ktime_get() : ktime_get_real();
858         return ktime_to_timeval(now);
859 }
860
861 /**
862  * drm_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most recent
863  *                             vblank interval
864  * @dev: DRM device
865  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
866  * @tvblank: Pointer to target struct timeval which should receive the timestamp
867  * @in_vblank_irq:
868  *     True when called from drm_crtc_handle_vblank().  Some drivers
869  *     need to apply some workarounds for gpu-specific vblank irq quirks
870  *     if flag is set.
871  *
872  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
873  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
874  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
875  *
876  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
877  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
878  *
879  * Returns:
880  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
881  */
882 static bool
883 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
884                           struct timeval *tvblank, bool in_vblank_irq)
885 {
886         bool ret = false;
887
888         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
889         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
890
891         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
892         if (dev->driver->get_vblank_timestamp && (max_error > 0))
893                 ret = dev->driver->get_vblank_timestamp(dev, pipe, &max_error,
894                                                         tvblank, in_vblank_irq);
895
896         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
897          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
898          */
899         if (!ret)
900                 *tvblank = get_drm_timestamp();
901
902         return ret;
903 }
904
905 /**
906  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
907  * @crtc: which counter to retrieve
908  *
909  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
910  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
911  * modesetting activity.
912  *
913  * Returns:
914  * The software vblank counter.
915  */
916 u32 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
917 {
918         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
919 }
920 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
921
922 /**
923  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value and the
924  *     system timestamp corresponding to that vblank counter value.
925  * @dev: DRM device
926  * @pipe: index of CRTC whose counter to retrieve
927  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
928  *
929  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
930  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
931  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
932  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
933  *
934  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count_and_time().
935  */
936 static u32 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
937                                      struct timeval *vblanktime)
938 {
939         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
940         u32 vblank_count;
941         unsigned int seq;
942
943         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs)) {
944                 *vblanktime = (struct timeval) { 0 };
945                 return 0;
946         }
947
948         do {
949                 seq = read_seqbegin(&vblank->seqlock);
950                 vblank_count = vblank->count;
951                 *vblanktime = vblank->time;
952         } while (read_seqretry(&vblank->seqlock, seq));
953
954         return vblank_count;
955 }
956
957 /**
958  * drm_crtc_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value
959  *     and the system timestamp corresponding to that vblank counter value
960  * @crtc: which counter to retrieve
961  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
962  *
963  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
964  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
965  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
966  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
967  */
968 u32 drm_crtc_vblank_count_and_time(struct drm_crtc *crtc,
969                                    struct timeval *vblanktime)
970 {
971         return drm_vblank_count_and_time(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc),
972                                          vblanktime);
973 }
974 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count_and_time);
975
976 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
977                 struct drm_pending_vblank_event *e,
978                 unsigned long seq, struct timeval *now)
979 {
980         e->event.sequence = seq;
981         e->event.tv_sec = now->tv_sec;
982         e->event.tv_usec = now->tv_usec;
983
984         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.file_priv, e->pipe,
985                                          e->event.sequence);
986
987         drm_send_event_locked(dev, &e->base);
988 }
989
990 /**
991  * drm_crtc_arm_vblank_event - arm vblank event after pageflip
992  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
993  * @e: the event to send
994  *
995  * A lot of drivers need to generate vblank events for the very next vblank
996  * interrupt. For example when the page flip interrupt happens when the page
997  * flip gets armed, but not when it actually executes within the next vblank
998  * period. This helper function implements exactly the required vblank arming
999  * behaviour.
1000  *
1001  * NOTE: Drivers using this to send out the &drm_crtc_state.event as part of an
1002  * atomic commit must ensure that the next vblank happens at exactly the same
1003  * time as the atomic commit is committed to the hardware. This function itself
1004  * does **not** protect again the next vblank interrupt racing with either this
1005  * function call or the atomic commit operation. A possible sequence could be:
1006  *
1007  * 1. Driver commits new hardware state into vblank-synchronized registers.
1008  * 2. A vblank happens, committing the hardware state. Also the corresponding
1009  *    vblank interrupt is fired off and fully processed by the interrupt
1010  *    handler.
1011  * 3. The atomic commit operation proceeds to call drm_crtc_arm_vblank_event().
1012  * 4. The event is only send out for the next vblank, which is wrong.
1013  *
1014  * An equivalent race can happen when the driver calls
1015  * drm_crtc_arm_vblank_event() before writing out the new hardware state.
1016  *
1017  * The only way to make this work safely is to prevent the vblank from firing
1018  * (and the hardware from committing anything else) until the entire atomic
1019  * commit sequence has run to completion. If the hardware does not have such a
1020  * feature (e.g. using a "go" bit), then it is unsafe to use this functions.
1021  * Instead drivers need to manually send out the event from their interrupt
1022  * handler by calling drm_crtc_send_vblank_event() and make sure that there's no
1023  * possible race with the hardware committing the atomic update.
1024  *
1025  * Caller must hold event lock. Caller must also hold a vblank reference for
1026  * the event @e, which will be dropped when the next vblank arrives.
1027  */
1028 void drm_crtc_arm_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1029                                struct drm_pending_vblank_event *e)
1030 {
1031         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1032         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1033
1034         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1035
1036         e->pipe = pipe;
1037         e->event.sequence = drm_vblank_count(dev, pipe);
1038         e->event.crtc_id = crtc->base.id;
1039         list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1040 }
1041 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_arm_vblank_event);
1042
1043 /**
1044  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
1045  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
1046  * @e: the event to send
1047  *
1048  * Updates sequence # and timestamp on event for the most recently processed
1049  * vblank, and sends it to userspace.  Caller must hold event lock.
1050  *
1051  * See drm_crtc_arm_vblank_event() for a helper which can be used in certain
1052  * situation, especially to send out events for atomic commit operations.
1053  */
1054 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1055                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
1056 {
1057         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1058         unsigned int seq, pipe = drm_crtc_index(crtc);
1059         struct timeval now;
1060
1061         if (dev->num_crtcs > 0) {
1062                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1063         } else {
1064                 seq = 0;
1065
1066                 now = get_drm_timestamp();
1067         }
1068         e->pipe = pipe;
1069         e->event.crtc_id = crtc->base.id;
1070         send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1071 }
1072 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
1073
1074 static int __enable_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1075 {
1076         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
1077                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
1078
1079                 if (crtc->funcs->enable_vblank)
1080                         return crtc->funcs->enable_vblank(crtc);
1081         }
1082
1083         return dev->driver->enable_vblank(dev, pipe);
1084 }
1085
1086 /**
1087  * drm_vblank_enable - enable the vblank interrupt on a CRTC
1088  * @dev: DRM device
1089  * @pipe: CRTC index
1090  *
1091  * Returns:
1092  * Zero on success or a negative error code on failure.
1093  */
1094 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1095 {
1096         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1097         int ret = 0;
1098
1099         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1100
1101         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1102
1103         if (!vblank->enabled) {
1104                 /*
1105                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
1106                  * All vblank count & timestamp updates are held off
1107                  * until we are done reinitializing master counter and
1108                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
1109                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
1110                  */
1111                 ret = __enable_vblank(dev, pipe);
1112                 DRM_DEBUG("enabling vblank on crtc %u, ret: %d\n", pipe, ret);
1113                 if (ret) {
1114                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1115                 } else {
1116                         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
1117                         /* drm_update_vblank_count() includes a wmb so we just
1118                          * need to ensure that the compiler emits the write
1119                          * to mark the vblank as enabled after the call
1120                          * to drm_update_vblank_count().
1121                          */
1122                         WRITE_ONCE(vblank->enabled, true);
1123                 }
1124         }
1125
1126         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1127
1128         return ret;
1129 }
1130
1131 /**
1132  * drm_vblank_get - get a reference count on vblank events
1133  * @dev: DRM device
1134  * @pipe: index of CRTC to own
1135  *
1136  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1137  * while in use.
1138  *
1139  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_get().
1140  *
1141  * Returns:
1142  * Zero on success or a negative error code on failure.
1143  */
1144 static int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1145 {
1146         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1147         unsigned long irqflags;
1148         int ret = 0;
1149
1150         if (!dev->num_crtcs)
1151                 return -EINVAL;
1152
1153         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1154                 return -EINVAL;
1155
1156         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1157         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1158         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1159                 ret = drm_vblank_enable(dev, pipe);
1160         } else {
1161                 if (!vblank->enabled) {
1162                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1163                         ret = -EINVAL;
1164                 }
1165         }
1166         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1167
1168         return ret;
1169 }
1170
1171 /**
1172  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1173  * @crtc: which CRTC to own
1174  *
1175  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1176  * while in use.
1177  *
1178  * Returns:
1179  * Zero on success or a negative error code on failure.
1180  */
1181 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1182 {
1183         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1184 }
1185 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1186
1187 /**
1188  * drm_vblank_put - release ownership of vblank events
1189  * @dev: DRM device
1190  * @pipe: index of CRTC to release
1191  *
1192  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1193  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1194  *
1195  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_put().
1196  */
1197 static void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1198 {
1199         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1200
1201         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1202                 return;
1203
1204         if (WARN_ON(atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1205                 return;
1206
1207         /* Last user schedules interrupt disable */
1208         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1209                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1210                         return;
1211                 else if (drm_vblank_offdelay < 0)
1212                         vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1213                 else if (!dev->vblank_disable_immediate)
1214                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1215                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1216         }
1217 }
1218
1219 /**
1220  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1221  * @crtc: which counter to give up
1222  *
1223  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1224  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1225  */
1226 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1227 {
1228         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1229 }
1230 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1231
1232 /**
1233  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1234  * @dev: DRM device
1235  * @pipe: CRTC index
1236  *
1237  * This waits for one vblank to pass on @pipe, using the irq driver interfaces.
1238  * It is a failure to call this when the vblank irq for @pipe is disabled, e.g.
1239  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1240  */
1241 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1242 {
1243         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1244         int ret;
1245         u32 last;
1246
1247         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1248                 return;
1249
1250         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1251         if (WARN(ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n", pipe, ret))
1252                 return;
1253
1254         last = drm_vblank_count(dev, pipe);
1255
1256         ret = wait_event_timeout(vblank->queue,
1257                                  last != drm_vblank_count(dev, pipe),
1258                                  msecs_to_jiffies(100));
1259
1260         WARN(ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", pipe);
1261
1262         drm_vblank_put(dev, pipe);
1263 }
1264 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1265
1266 /**
1267  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1268  * @crtc: DRM crtc
1269  *
1270  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1271  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1272  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1273  */
1274 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1275 {
1276         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1277 }
1278 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1279
1280 /**
1281  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1282  * @crtc: CRTC in question
1283  *
1284  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1285  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1286  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1287  *
1288  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1289  * reset, e.g. when suspending.
1290  */
1291 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1292 {
1293         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1294         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1295         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1296         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1297         struct timeval now;
1298         unsigned long irqflags;
1299         unsigned int seq;
1300
1301         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1302                 return;
1303
1304         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1305
1306         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1307         DRM_DEBUG_VBL("crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1308                       pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1309
1310         /* Avoid redundant vblank disables without previous
1311          * drm_crtc_vblank_on(). */
1312         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_ATOMIC) || !vblank->inmodeset)
1313                 vblank_disable_and_save(dev, pipe);
1314
1315         wake_up(&vblank->queue);
1316
1317         /*
1318          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1319          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1320          */
1321         if (!vblank->inmodeset) {
1322                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1323                 vblank->inmodeset = 1;
1324         }
1325         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1326
1327         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1328         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1329
1330         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1331                 if (e->pipe != pipe)
1332                         continue;
1333                 DRM_DEBUG("Sending premature vblank event on disable: "
1334                           "wanted %u, current %u\n",
1335                           e->event.sequence, seq);
1336                 list_del(&e->base.link);
1337                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1338                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1339         }
1340         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1341 }
1342 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1343
1344 /**
1345  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1346  * @crtc: CRTC in question
1347  *
1348  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1349  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1350  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1351  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1352  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1353  */
1354 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *crtc)
1355 {
1356         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1357         unsigned long irqflags;
1358         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1359         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1360
1361         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1362         /*
1363          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1364          * interrupt by bumping the refcount.
1365          */
1366         if (!vblank->inmodeset) {
1367                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1368                 vblank->inmodeset = 1;
1369         }
1370         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1371
1372         WARN_ON(!list_empty(&dev->vblank_event_list));
1373 }
1374 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1375
1376 /**
1377  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1378  * @crtc: CRTC in question
1379  *
1380  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1381  * drm_crtc_vblank_off() again. Note that calls to drm_crtc_vblank_on() and
1382  * drm_crtc_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1383  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1384  */
1385 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1386 {
1387         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1388         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1389         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1390         unsigned long irqflags;
1391
1392         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1393                 return;
1394
1395         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1396         DRM_DEBUG_VBL("crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1397                       pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1398
1399         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1400         if (vblank->inmodeset) {
1401                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1402                 vblank->inmodeset = 0;
1403         }
1404
1405         drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1406
1407         /*
1408          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1409          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1410          */
1411         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 || drm_vblank_offdelay == 0)
1412                 WARN_ON(drm_vblank_enable(dev, pipe));
1413         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1414 }
1415 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1416
1417 static void drm_legacy_vblank_pre_modeset(struct drm_device *dev,
1418                                           unsigned int pipe)
1419 {
1420         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1421
1422         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1423         if (!dev->num_crtcs)
1424                 return;
1425
1426         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1427                 return;
1428
1429         /*
1430          * To avoid all the problems that might happen if interrupts
1431          * were enabled/disabled around or between these calls, we just
1432          * have the kernel take a reference on the CRTC (just once though
1433          * to avoid corrupting the count if multiple, mismatch calls occur),
1434          * so that interrupts remain enabled in the interim.
1435          */
1436         if (!vblank->inmodeset) {
1437                 vblank->inmodeset = 0x1;
1438                 if (drm_vblank_get(dev, pipe) == 0)
1439                         vblank->inmodeset |= 0x2;
1440         }
1441 }
1442
1443 static void drm_legacy_vblank_post_modeset(struct drm_device *dev,
1444                                            unsigned int pipe)
1445 {
1446         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1447         unsigned long irqflags;
1448
1449         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1450         if (!dev->num_crtcs)
1451                 return;
1452
1453         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1454                 return;
1455
1456         if (vblank->inmodeset) {
1457                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1458                 drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1459                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1460
1461                 if (vblank->inmodeset & 0x2)
1462                         drm_vblank_put(dev, pipe);
1463
1464                 vblank->inmodeset = 0;
1465         }
1466 }
1467
1468 int drm_legacy_modeset_ctl(struct drm_device *dev, void *data,
1469                            struct drm_file *file_priv)
1470 {
1471         struct drm_modeset_ctl *modeset = data;
1472         unsigned int pipe;
1473
1474         /* If drm_vblank_init() hasn't been called yet, just no-op */
1475         if (!dev->num_crtcs)
1476                 return 0;
1477
1478         /* KMS drivers handle this internally */
1479         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
1480                 return 0;
1481
1482         pipe = modeset->crtc;
1483         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1484                 return -EINVAL;
1485
1486         switch (modeset->cmd) {
1487         case _DRM_PRE_MODESET:
1488                 drm_legacy_vblank_pre_modeset(dev, pipe);
1489                 break;
1490         case _DRM_POST_MODESET:
1491                 drm_legacy_vblank_post_modeset(dev, pipe);
1492                 break;
1493         default:
1494                 return -EINVAL;
1495         }
1496
1497         return 0;
1498 }
1499
1500 static inline bool vblank_passed(u32 seq, u32 ref)
1501 {
1502         return (seq - ref) <= (1 << 23);
1503 }
1504
1505 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1506                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1507                                   struct drm_file *file_priv)
1508 {
1509         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1510         struct drm_pending_vblank_event *e;
1511         struct timeval now;
1512         unsigned long flags;
1513         unsigned int seq;
1514         int ret;
1515
1516         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1517         if (e == NULL) {
1518                 ret = -ENOMEM;
1519                 goto err_put;
1520         }
1521
1522         e->pipe = pipe;
1523         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1524         e->event.base.length = sizeof(e->event);
1525         e->event.user_data = vblwait->request.signal;
1526
1527         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1528
1529         /*
1530          * drm_crtc_vblank_off() might have been called after we called
1531          * drm_vblank_get(). drm_crtc_vblank_off() holds event_lock around the
1532          * vblank disable, so no need for further locking.  The reference from
1533          * drm_vblank_get() protects against vblank disable from another source.
1534          */
1535         if (!READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1536                 ret = -EINVAL;
1537                 goto err_unlock;
1538         }
1539
1540         ret = drm_event_reserve_init_locked(dev, file_priv, &e->base,
1541                                             &e->event.base);
1542
1543         if (ret)
1544                 goto err_unlock;
1545
1546         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1547
1548         DRM_DEBUG("event on vblank count %u, current %u, crtc %u\n",
1549                   vblwait->request.sequence, seq, pipe);
1550
1551         trace_drm_vblank_event_queued(file_priv, pipe,
1552                                       vblwait->request.sequence);
1553
1554         e->event.sequence = vblwait->request.sequence;
1555         if (vblank_passed(seq, vblwait->request.sequence)) {
1556                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1557                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1558                 vblwait->reply.sequence = seq;
1559         } else {
1560                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1561                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1562                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1563         }
1564
1565         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1566
1567         return 0;
1568
1569 err_unlock:
1570         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1571         kfree(e);
1572 err_put:
1573         drm_vblank_put(dev, pipe);
1574         return ret;
1575 }
1576
1577 static bool drm_wait_vblank_is_query(union drm_wait_vblank *vblwait)
1578 {
1579         if (vblwait->request.sequence)
1580                 return false;
1581
1582         return _DRM_VBLANK_RELATIVE ==
1583                 (vblwait->request.type & (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK |
1584                                           _DRM_VBLANK_EVENT |
1585                                           _DRM_VBLANK_NEXTONMISS));
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Wait for VBLANK.
1590  *
1591  * \param inode device inode.
1592  * \param file_priv DRM file private.
1593  * \param cmd command.
1594  * \param data user argument, pointing to a drm_wait_vblank structure.
1595  * \return zero on success or a negative number on failure.
1596  *
1597  * This function enables the vblank interrupt on the pipe requested, then
1598  * sleeps waiting for the requested sequence number to occur, and drops
1599  * the vblank interrupt refcount afterwards. (vblank IRQ disable follows that
1600  * after a timeout with no further vblank waits scheduled).
1601  */
1602 int drm_wait_vblank(struct drm_device *dev, void *data,
1603                     struct drm_file *file_priv)
1604 {
1605         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1606         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1607         int ret;
1608         unsigned int flags, seq, pipe, high_pipe;
1609
1610         if (!dev->irq_enabled)
1611                 return -EINVAL;
1612
1613         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1614                 return -EINVAL;
1615
1616         if (vblwait->request.type &
1617             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1618               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1619                 DRM_ERROR("Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1620                           vblwait->request.type,
1621                           (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1622                            _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1623                 return -EINVAL;
1624         }
1625
1626         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1627         high_pipe = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1628         if (high_pipe)
1629                 pipe = high_pipe >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1630         else
1631                 pipe = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1632         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1633                 return -EINVAL;
1634
1635         vblank = &dev->vblank[pipe];
1636
1637         /* If the counter is currently enabled and accurate, short-circuit
1638          * queries to return the cached timestamp of the last vblank.
1639          */
1640         if (dev->vblank_disable_immediate &&
1641             drm_wait_vblank_is_query(vblwait) &&
1642             READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1643                 struct timeval now;
1644
1645                 vblwait->reply.sequence =
1646                         drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1647                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1648                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1649                 return 0;
1650         }
1651
1652         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1653         if (ret) {
1654                 DRM_DEBUG("crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n", pipe, ret);
1655                 return ret;
1656         }
1657         seq = drm_vblank_count(dev, pipe);
1658
1659         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1660         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1661                 vblwait->request.sequence += seq;
1662                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1663         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1664                 break;
1665         default:
1666                 ret = -EINVAL;
1667                 goto done;
1668         }
1669
1670         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1671             vblank_passed(seq, vblwait->request.sequence))
1672                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1673
1674         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1675                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1676                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1677                  */
1678                 return drm_queue_vblank_event(dev, pipe, vblwait, file_priv);
1679         }
1680
1681         if (vblwait->request.sequence != seq) {
1682                 DRM_DEBUG("waiting on vblank count %u, crtc %u\n",
1683                           vblwait->request.sequence, pipe);
1684                 DRM_WAIT_ON(ret, vblank->queue, 3 * HZ,
1685                             vblank_passed(drm_vblank_count(dev, pipe),
1686                                           vblwait->request.sequence) ||
1687                             !READ_ONCE(vblank->enabled));
1688         }
1689
1690         if (ret != -EINTR) {
1691                 struct timeval now;
1692
1693                 vblwait->reply.sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1694                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1695                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1696
1697                 DRM_DEBUG("crtc %d returning %u to client\n",
1698                           pipe, vblwait->reply.sequence);
1699         } else {
1700                 DRM_DEBUG("crtc %d vblank wait interrupted by signal\n", pipe);
1701         }
1702
1703 done:
1704         drm_vblank_put(dev, pipe);
1705         return ret;
1706 }
1707
1708 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1709 {
1710         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1711         struct timeval now;
1712         unsigned int seq;
1713
1714         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1715
1716         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1717
1718         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1719                 if (e->pipe != pipe)
1720                         continue;
1721                 if (!vblank_passed(seq, e->event.sequence))
1722                         continue;
1723
1724                 DRM_DEBUG("vblank event on %u, current %u\n",
1725                           e->event.sequence, seq);
1726
1727                 list_del(&e->base.link);
1728                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1729                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1730         }
1731
1732         trace_drm_vblank_event(pipe, seq);
1733 }
1734
1735 /**
1736  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1737  * @dev: DRM device
1738  * @pipe: index of CRTC where this event occurred
1739  *
1740  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1741  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1742  *
1743  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1744  */
1745 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1746 {
1747         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1748         unsigned long irqflags;
1749         bool disable_irq;
1750
1751         if (WARN_ON_ONCE(!dev->num_crtcs))
1752                 return false;
1753
1754         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1755                 return false;
1756
1757         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1758
1759         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1760          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1761          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1762          */
1763         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1764
1765         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1766         if (!vblank->enabled) {
1767                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1768                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1769                 return false;
1770         }
1771
1772         drm_update_vblank_count(dev, pipe, true);
1773
1774         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1775
1776         wake_up(&vblank->queue);
1777
1778         /* With instant-off, we defer disabling the interrupt until after
1779          * we finish processing the following vblank after all events have
1780          * been signaled. The disable has to be last (after
1781          * drm_handle_vblank_events) so that the timestamp is always accurate.
1782          */
1783         disable_irq = (dev->vblank_disable_immediate &&
1784                        drm_vblank_offdelay > 0 &&
1785                        !atomic_read(&vblank->refcount));
1786
1787         drm_handle_vblank_events(dev, pipe);
1788
1789         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1790
1791         if (disable_irq)
1792                 vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1793
1794         return true;
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1797
1798 /**
1799  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1800  * @crtc: where this event occurred
1801  *
1802  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1803  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1804  *
1805  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1806  *
1807  * Returns:
1808  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1809  */
1810 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1811 {
1812         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1813 }
1814 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);