]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/gpu/drm/drm_irq.c
drm: Make drm_atomic_replace_property_blob_from_id() more generic
[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, unsigned flags);
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, 0);
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                                     unsigned long flags)
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, flags);
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 && flags & DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ)
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 = (flags & DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ) != 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 && (flags & DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ) == 0)
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, 0);
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, 0);
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
688         DRM_DEBUG("crtc %u: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
689                   crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
690                   mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
691         DRM_DEBUG("crtc %u: clock %d kHz framedur %d linedur %d\n",
692                   crtc->base.id, dotclock, framedur_ns, linedur_ns);
693 }
694 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_timestamping_constants);
695
696 /**
697  * drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos - precise vblank timestamp helper
698  * @dev: DRM device
699  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
700  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
701  *             On return contains true maximum error of timestamp
702  * @vblank_time: Pointer to struct timeval which should receive the timestamp
703  * @flags: Flags to pass to driver:
704  *         0 = Default,
705  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
706  * @mode: mode which defines the scanout timings
707  *
708  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
709  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be called from
710  * within get_vblank_timestamp() implementation of a kms driver to implement the
711  * actual timestamping.
712  *
713  * Should return timestamps conforming to the OML_sync_control OpenML
714  * extension specification. The timestamp corresponds to the end of
715  * the vblank interval, aka start of scanout of topmost-leftmost display
716  * pixel in the following video frame.
717  *
718  * Requires support for optional dev->driver->get_scanout_position()
719  * in kms driver, plus a bit of setup code to provide a drm_display_mode
720  * that corresponds to the true scanout timing.
721  *
722  * The current implementation only handles standard video modes. It
723  * returns as no operation if a doublescan or interlaced video mode is
724  * active. Higher level code is expected to handle this.
725  *
726  * Returns:
727  * Negative value on error, failure or if not supported in current
728  * video mode:
729  *
730  * -EINVAL    Invalid CRTC.
731  * -EAGAIN    Temporary unavailable, e.g., called before initial modeset.
732  * -ENOTSUPP  Function not supported in current display mode.
733  * -EIO       Failed, e.g., due to failed scanout position query.
734  *
735  * Returns or'ed positive status flags on success:
736  *
737  * DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD - Signal this method used for timestamping.
738  * DRM_VBLANKTIME_INVBL - Timestamp taken while scanout was in vblank interval.
739  *
740  */
741 int drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(struct drm_device *dev,
742                                           unsigned int pipe,
743                                           int *max_error,
744                                           struct timeval *vblank_time,
745                                           unsigned flags,
746                                           const struct drm_display_mode *mode)
747 {
748         struct timeval tv_etime;
749         ktime_t stime, etime;
750         unsigned int vbl_status;
751         int ret = DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD;
752         int vpos, hpos, i;
753         int delta_ns, duration_ns;
754
755         if (pipe >= dev->num_crtcs) {
756                 DRM_ERROR("Invalid crtc %u\n", pipe);
757                 return -EINVAL;
758         }
759
760         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
761         if (!dev->driver->get_scanout_position) {
762                 DRM_ERROR("Called from driver w/o get_scanout_position()!?\n");
763                 return -EIO;
764         }
765
766         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
767          * Happens during initial modesetting of a crtc.
768          */
769         if (mode->crtc_clock == 0) {
770                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noop due to uninitialized mode.\n", pipe);
771                 return -EAGAIN;
772         }
773
774         /* Get current scanout position with system timestamp.
775          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
776          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
777          *
778          * This guarantees a tight bound on maximum error if
779          * code gets preempted or delayed for some reason.
780          */
781         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
782                 /*
783                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
784                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
785                  */
786                 vbl_status = dev->driver->get_scanout_position(dev, pipe, flags,
787                                                                &vpos, &hpos,
788                                                                &stime, &etime,
789                                                                mode);
790
791                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
792                 if (!(vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_VALID)) {
793                         DRM_DEBUG("crtc %u : scanoutpos query failed [0x%x].\n",
794                                   pipe, vbl_status);
795                         return -EIO;
796                 }
797
798                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
799                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
800
801                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
802                 if (duration_ns <= *max_error)
803                         break;
804         }
805
806         /* Noisy system timing? */
807         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
808                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
809                           pipe, duration_ns/1000, *max_error/1000, i);
810         }
811
812         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
813         *max_error = duration_ns;
814
815         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
816          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
817          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
818          */
819         delta_ns = div_s64(1000000LL * (vpos * mode->crtc_htotal + hpos),
820                            mode->crtc_clock);
821
822         if (!drm_timestamp_monotonic)
823                 etime = ktime_mono_to_real(etime);
824
825         /* save this only for debugging purposes */
826         tv_etime = ktime_to_timeval(etime);
827         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
828          * vblank_time timestamp for end of vblank.
829          */
830         etime = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
831         *vblank_time = ktime_to_timeval(etime);
832
833         DRM_DEBUG_VBL("crtc %u : v 0x%x p(%d,%d)@ %ld.%ld -> %ld.%ld [e %d us, %d rep]\n",
834                       pipe, vbl_status, hpos, vpos,
835                       (long)tv_etime.tv_sec, (long)tv_etime.tv_usec,
836                       (long)vblank_time->tv_sec, (long)vblank_time->tv_usec,
837                       duration_ns/1000, i);
838
839         return ret;
840 }
841 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos);
842
843 static struct timeval get_drm_timestamp(void)
844 {
845         ktime_t now;
846
847         now = drm_timestamp_monotonic ? ktime_get() : ktime_get_real();
848         return ktime_to_timeval(now);
849 }
850
851 /**
852  * drm_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most recent
853  *                             vblank interval
854  * @dev: DRM device
855  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
856  * @tvblank: Pointer to target struct timeval which should receive the timestamp
857  * @flags: Flags to pass to driver:
858  *         0 = Default,
859  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
860  *
861  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
862  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
863  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
864  *
865  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
866  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
867  *
868  * Returns:
869  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
870  */
871 static bool
872 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
873                           struct timeval *tvblank, unsigned flags)
874 {
875         int ret;
876
877         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
878         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
879
880         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
881         if (dev->driver->get_vblank_timestamp && (max_error > 0)) {
882                 ret = dev->driver->get_vblank_timestamp(dev, pipe, &max_error,
883                                                         tvblank, flags);
884                 if (ret > 0)
885                         return true;
886         }
887
888         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
889          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
890          */
891         *tvblank = get_drm_timestamp();
892
893         return false;
894 }
895
896 /**
897  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
898  * @crtc: which counter to retrieve
899  *
900  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
901  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
902  * modesetting activity.
903  *
904  * Returns:
905  * The software vblank counter.
906  */
907 u32 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
908 {
909         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
910 }
911 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
912
913 /**
914  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value and the
915  *     system timestamp corresponding to that vblank counter value.
916  * @dev: DRM device
917  * @pipe: index of CRTC whose counter to retrieve
918  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
919  *
920  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
921  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
922  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
923  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
924  *
925  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count_and_time().
926  */
927 static u32 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
928                                      struct timeval *vblanktime)
929 {
930         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
931         u32 vblank_count;
932         unsigned int seq;
933
934         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs)) {
935                 *vblanktime = (struct timeval) { 0 };
936                 return 0;
937         }
938
939         do {
940                 seq = read_seqbegin(&vblank->seqlock);
941                 vblank_count = vblank->count;
942                 *vblanktime = vblank->time;
943         } while (read_seqretry(&vblank->seqlock, seq));
944
945         return vblank_count;
946 }
947
948 /**
949  * drm_crtc_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value
950  *     and the system timestamp corresponding to that vblank counter value
951  * @crtc: which counter to retrieve
952  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
953  *
954  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
955  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
956  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
957  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
958  */
959 u32 drm_crtc_vblank_count_and_time(struct drm_crtc *crtc,
960                                    struct timeval *vblanktime)
961 {
962         return drm_vblank_count_and_time(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc),
963                                          vblanktime);
964 }
965 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count_and_time);
966
967 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
968                 struct drm_pending_vblank_event *e,
969                 unsigned long seq, struct timeval *now)
970 {
971         e->event.sequence = seq;
972         e->event.tv_sec = now->tv_sec;
973         e->event.tv_usec = now->tv_usec;
974
975         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.file_priv, e->pipe,
976                                          e->event.sequence);
977
978         drm_send_event_locked(dev, &e->base);
979 }
980
981 /**
982  * drm_crtc_arm_vblank_event - arm vblank event after pageflip
983  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
984  * @e: the event to send
985  *
986  * A lot of drivers need to generate vblank events for the very next vblank
987  * interrupt. For example when the page flip interrupt happens when the page
988  * flip gets armed, but not when it actually executes within the next vblank
989  * period. This helper function implements exactly the required vblank arming
990  * behaviour.
991  *
992  * NOTE: Drivers using this to send out the &drm_crtc_state.event as part of an
993  * atomic commit must ensure that the next vblank happens at exactly the same
994  * time as the atomic commit is committed to the hardware. This function itself
995  * does **not** protect again the next vblank interrupt racing with either this
996  * function call or the atomic commit operation. A possible sequence could be:
997  *
998  * 1. Driver commits new hardware state into vblank-synchronized registers.
999  * 2. A vblank happens, committing the hardware state. Also the corresponding
1000  *    vblank interrupt is fired off and fully processed by the interrupt
1001  *    handler.
1002  * 3. The atomic commit operation proceeds to call drm_crtc_arm_vblank_event().
1003  * 4. The event is only send out for the next vblank, which is wrong.
1004  *
1005  * An equivalent race can happen when the driver calls
1006  * drm_crtc_arm_vblank_event() before writing out the new hardware state.
1007  *
1008  * The only way to make this work safely is to prevent the vblank from firing
1009  * (and the hardware from committing anything else) until the entire atomic
1010  * commit sequence has run to completion. If the hardware does not have such a
1011  * feature (e.g. using a "go" bit), then it is unsafe to use this functions.
1012  * Instead drivers need to manually send out the event from their interrupt
1013  * handler by calling drm_crtc_send_vblank_event() and make sure that there's no
1014  * possible race with the hardware committing the atomic update.
1015  *
1016  * Caller must hold event lock. Caller must also hold a vblank reference for
1017  * the event @e, which will be dropped when the next vblank arrives.
1018  */
1019 void drm_crtc_arm_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1020                                struct drm_pending_vblank_event *e)
1021 {
1022         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1023         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1024
1025         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1026
1027         e->pipe = pipe;
1028         e->event.sequence = drm_vblank_count(dev, pipe);
1029         e->event.crtc_id = crtc->base.id;
1030         list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1031 }
1032 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_arm_vblank_event);
1033
1034 /**
1035  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
1036  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
1037  * @e: the event to send
1038  *
1039  * Updates sequence # and timestamp on event for the most recently processed
1040  * vblank, and sends it to userspace.  Caller must hold event lock.
1041  *
1042  * See drm_crtc_arm_vblank_event() for a helper which can be used in certain
1043  * situation, especially to send out events for atomic commit operations.
1044  */
1045 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1046                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
1047 {
1048         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1049         unsigned int seq, pipe = drm_crtc_index(crtc);
1050         struct timeval now;
1051
1052         if (dev->num_crtcs > 0) {
1053                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1054         } else {
1055                 seq = 0;
1056
1057                 now = get_drm_timestamp();
1058         }
1059         e->pipe = pipe;
1060         e->event.crtc_id = crtc->base.id;
1061         send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1062 }
1063 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
1064
1065 static int __enable_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1066 {
1067         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
1068                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
1069
1070                 if (crtc->funcs->enable_vblank)
1071                         return crtc->funcs->enable_vblank(crtc);
1072         }
1073
1074         return dev->driver->enable_vblank(dev, pipe);
1075 }
1076
1077 /**
1078  * drm_vblank_enable - enable the vblank interrupt on a CRTC
1079  * @dev: DRM device
1080  * @pipe: CRTC index
1081  *
1082  * Returns:
1083  * Zero on success or a negative error code on failure.
1084  */
1085 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1086 {
1087         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1088         int ret = 0;
1089
1090         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1091
1092         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1093
1094         if (!vblank->enabled) {
1095                 /*
1096                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
1097                  * All vblank count & timestamp updates are held off
1098                  * until we are done reinitializing master counter and
1099                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
1100                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
1101                  */
1102                 ret = __enable_vblank(dev, pipe);
1103                 DRM_DEBUG("enabling vblank on crtc %u, ret: %d\n", pipe, ret);
1104                 if (ret) {
1105                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1106                 } else {
1107                         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
1108                         /* drm_update_vblank_count() includes a wmb so we just
1109                          * need to ensure that the compiler emits the write
1110                          * to mark the vblank as enabled after the call
1111                          * to drm_update_vblank_count().
1112                          */
1113                         WRITE_ONCE(vblank->enabled, true);
1114                 }
1115         }
1116
1117         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1118
1119         return ret;
1120 }
1121
1122 /**
1123  * drm_vblank_get - get a reference count on vblank events
1124  * @dev: DRM device
1125  * @pipe: index of CRTC to own
1126  *
1127  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1128  * while in use.
1129  *
1130  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_get().
1131  *
1132  * Returns:
1133  * Zero on success or a negative error code on failure.
1134  */
1135 static int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1136 {
1137         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1138         unsigned long irqflags;
1139         int ret = 0;
1140
1141         if (!dev->num_crtcs)
1142                 return -EINVAL;
1143
1144         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1145                 return -EINVAL;
1146
1147         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1148         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1149         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1150                 ret = drm_vblank_enable(dev, pipe);
1151         } else {
1152                 if (!vblank->enabled) {
1153                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1154                         ret = -EINVAL;
1155                 }
1156         }
1157         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1158
1159         return ret;
1160 }
1161
1162 /**
1163  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1164  * @crtc: which CRTC to own
1165  *
1166  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1167  * while in use.
1168  *
1169  * Returns:
1170  * Zero on success or a negative error code on failure.
1171  */
1172 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1173 {
1174         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1177
1178 /**
1179  * drm_vblank_put - release ownership of vblank events
1180  * @dev: DRM device
1181  * @pipe: index of CRTC to release
1182  *
1183  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1184  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1185  *
1186  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_put().
1187  */
1188 static void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1189 {
1190         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1191
1192         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1193                 return;
1194
1195         if (WARN_ON(atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1196                 return;
1197
1198         /* Last user schedules interrupt disable */
1199         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1200                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1201                         return;
1202                 else if (drm_vblank_offdelay < 0)
1203                         vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1204                 else if (!dev->vblank_disable_immediate)
1205                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1206                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1207         }
1208 }
1209
1210 /**
1211  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1212  * @crtc: which counter to give up
1213  *
1214  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1215  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1216  */
1217 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1218 {
1219         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1220 }
1221 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1222
1223 /**
1224  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1225  * @dev: DRM device
1226  * @pipe: CRTC index
1227  *
1228  * This waits for one vblank to pass on @pipe, using the irq driver interfaces.
1229  * It is a failure to call this when the vblank irq for @pipe is disabled, e.g.
1230  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1231  */
1232 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1233 {
1234         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1235         int ret;
1236         u32 last;
1237
1238         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1239                 return;
1240
1241         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1242         if (WARN(ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n", pipe, ret))
1243                 return;
1244
1245         last = drm_vblank_count(dev, pipe);
1246
1247         ret = wait_event_timeout(vblank->queue,
1248                                  last != drm_vblank_count(dev, pipe),
1249                                  msecs_to_jiffies(100));
1250
1251         WARN(ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", pipe);
1252
1253         drm_vblank_put(dev, pipe);
1254 }
1255 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1256
1257 /**
1258  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1259  * @crtc: DRM crtc
1260  *
1261  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1262  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1263  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1264  */
1265 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1266 {
1267         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1268 }
1269 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1270
1271 /**
1272  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1273  * @crtc: CRTC in question
1274  *
1275  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1276  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1277  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1278  *
1279  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1280  * reset, e.g. when suspending.
1281  */
1282 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1283 {
1284         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1285         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1286         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1287         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1288         struct timeval now;
1289         unsigned long irqflags;
1290         unsigned int seq;
1291
1292         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1293                 return;
1294
1295         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1296
1297         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1298         DRM_DEBUG_VBL("crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1299                       pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1300
1301         /* Avoid redundant vblank disables without previous
1302          * drm_crtc_vblank_on(). */
1303         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_ATOMIC) || !vblank->inmodeset)
1304                 vblank_disable_and_save(dev, pipe);
1305
1306         wake_up(&vblank->queue);
1307
1308         /*
1309          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1310          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1311          */
1312         if (!vblank->inmodeset) {
1313                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1314                 vblank->inmodeset = 1;
1315         }
1316         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1317
1318         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1319         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1320
1321         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1322                 if (e->pipe != pipe)
1323                         continue;
1324                 DRM_DEBUG("Sending premature vblank event on disable: "
1325                           "wanted %u, current %u\n",
1326                           e->event.sequence, seq);
1327                 list_del(&e->base.link);
1328                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1329                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1330         }
1331         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1332 }
1333 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1334
1335 /**
1336  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1337  * @crtc: CRTC in question
1338  *
1339  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1340  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1341  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1342  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1343  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1344  */
1345 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *crtc)
1346 {
1347         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1348         unsigned long irqflags;
1349         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1350         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1351
1352         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1353         /*
1354          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1355          * interrupt by bumping the refcount.
1356          */
1357         if (!vblank->inmodeset) {
1358                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1359                 vblank->inmodeset = 1;
1360         }
1361         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1362
1363         WARN_ON(!list_empty(&dev->vblank_event_list));
1364 }
1365 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1366
1367 /**
1368  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1369  * @crtc: CRTC in question
1370  *
1371  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1372  * drm_crtc_vblank_off() again. Note that calls to drm_crtc_vblank_on() and
1373  * drm_crtc_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1374  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1375  */
1376 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1377 {
1378         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1379         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1380         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1381         unsigned long irqflags;
1382
1383         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1384                 return;
1385
1386         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1387         DRM_DEBUG_VBL("crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1388                       pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1389
1390         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1391         if (vblank->inmodeset) {
1392                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1393                 vblank->inmodeset = 0;
1394         }
1395
1396         drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1397
1398         /*
1399          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1400          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1401          */
1402         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 || drm_vblank_offdelay == 0)
1403                 WARN_ON(drm_vblank_enable(dev, pipe));
1404         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1405 }
1406 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1407
1408 static void drm_legacy_vblank_pre_modeset(struct drm_device *dev,
1409                                           unsigned int pipe)
1410 {
1411         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1412
1413         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1414         if (!dev->num_crtcs)
1415                 return;
1416
1417         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1418                 return;
1419
1420         /*
1421          * To avoid all the problems that might happen if interrupts
1422          * were enabled/disabled around or between these calls, we just
1423          * have the kernel take a reference on the CRTC (just once though
1424          * to avoid corrupting the count if multiple, mismatch calls occur),
1425          * so that interrupts remain enabled in the interim.
1426          */
1427         if (!vblank->inmodeset) {
1428                 vblank->inmodeset = 0x1;
1429                 if (drm_vblank_get(dev, pipe) == 0)
1430                         vblank->inmodeset |= 0x2;
1431         }
1432 }
1433
1434 static void drm_legacy_vblank_post_modeset(struct drm_device *dev,
1435                                            unsigned int pipe)
1436 {
1437         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1438         unsigned long irqflags;
1439
1440         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1441         if (!dev->num_crtcs)
1442                 return;
1443
1444         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1445                 return;
1446
1447         if (vblank->inmodeset) {
1448                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1449                 drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1450                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1451
1452                 if (vblank->inmodeset & 0x2)
1453                         drm_vblank_put(dev, pipe);
1454
1455                 vblank->inmodeset = 0;
1456         }
1457 }
1458
1459 int drm_legacy_modeset_ctl(struct drm_device *dev, void *data,
1460                            struct drm_file *file_priv)
1461 {
1462         struct drm_modeset_ctl *modeset = data;
1463         unsigned int pipe;
1464
1465         /* If drm_vblank_init() hasn't been called yet, just no-op */
1466         if (!dev->num_crtcs)
1467                 return 0;
1468
1469         /* KMS drivers handle this internally */
1470         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
1471                 return 0;
1472
1473         pipe = modeset->crtc;
1474         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1475                 return -EINVAL;
1476
1477         switch (modeset->cmd) {
1478         case _DRM_PRE_MODESET:
1479                 drm_legacy_vblank_pre_modeset(dev, pipe);
1480                 break;
1481         case _DRM_POST_MODESET:
1482                 drm_legacy_vblank_post_modeset(dev, pipe);
1483                 break;
1484         default:
1485                 return -EINVAL;
1486         }
1487
1488         return 0;
1489 }
1490
1491 static inline bool vblank_passed(u32 seq, u32 ref)
1492 {
1493         return (seq - ref) <= (1 << 23);
1494 }
1495
1496 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1497                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1498                                   struct drm_file *file_priv)
1499 {
1500         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1501         struct drm_pending_vblank_event *e;
1502         struct timeval now;
1503         unsigned long flags;
1504         unsigned int seq;
1505         int ret;
1506
1507         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1508         if (e == NULL) {
1509                 ret = -ENOMEM;
1510                 goto err_put;
1511         }
1512
1513         e->pipe = pipe;
1514         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1515         e->event.base.length = sizeof(e->event);
1516         e->event.user_data = vblwait->request.signal;
1517
1518         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1519
1520         /*
1521          * drm_crtc_vblank_off() might have been called after we called
1522          * drm_vblank_get(). drm_crtc_vblank_off() holds event_lock around the
1523          * vblank disable, so no need for further locking.  The reference from
1524          * drm_vblank_get() protects against vblank disable from another source.
1525          */
1526         if (!READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1527                 ret = -EINVAL;
1528                 goto err_unlock;
1529         }
1530
1531         ret = drm_event_reserve_init_locked(dev, file_priv, &e->base,
1532                                             &e->event.base);
1533
1534         if (ret)
1535                 goto err_unlock;
1536
1537         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1538
1539         DRM_DEBUG("event on vblank count %u, current %u, crtc %u\n",
1540                   vblwait->request.sequence, seq, pipe);
1541
1542         trace_drm_vblank_event_queued(file_priv, pipe,
1543                                       vblwait->request.sequence);
1544
1545         e->event.sequence = vblwait->request.sequence;
1546         if (vblank_passed(seq, vblwait->request.sequence)) {
1547                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1548                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1549                 vblwait->reply.sequence = seq;
1550         } else {
1551                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1552                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1553                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1554         }
1555
1556         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1557
1558         return 0;
1559
1560 err_unlock:
1561         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1562         kfree(e);
1563 err_put:
1564         drm_vblank_put(dev, pipe);
1565         return ret;
1566 }
1567
1568 static bool drm_wait_vblank_is_query(union drm_wait_vblank *vblwait)
1569 {
1570         if (vblwait->request.sequence)
1571                 return false;
1572
1573         return _DRM_VBLANK_RELATIVE ==
1574                 (vblwait->request.type & (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK |
1575                                           _DRM_VBLANK_EVENT |
1576                                           _DRM_VBLANK_NEXTONMISS));
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Wait for VBLANK.
1581  *
1582  * \param inode device inode.
1583  * \param file_priv DRM file private.
1584  * \param cmd command.
1585  * \param data user argument, pointing to a drm_wait_vblank structure.
1586  * \return zero on success or a negative number on failure.
1587  *
1588  * This function enables the vblank interrupt on the pipe requested, then
1589  * sleeps waiting for the requested sequence number to occur, and drops
1590  * the vblank interrupt refcount afterwards. (vblank IRQ disable follows that
1591  * after a timeout with no further vblank waits scheduled).
1592  */
1593 int drm_wait_vblank(struct drm_device *dev, void *data,
1594                     struct drm_file *file_priv)
1595 {
1596         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1597         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1598         int ret;
1599         unsigned int flags, seq, pipe, high_pipe;
1600
1601         if (!dev->irq_enabled)
1602                 return -EINVAL;
1603
1604         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1605                 return -EINVAL;
1606
1607         if (vblwait->request.type &
1608             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1609               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1610                 DRM_ERROR("Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1611                           vblwait->request.type,
1612                           (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1613                            _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1614                 return -EINVAL;
1615         }
1616
1617         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1618         high_pipe = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1619         if (high_pipe)
1620                 pipe = high_pipe >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1621         else
1622                 pipe = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1623         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1624                 return -EINVAL;
1625
1626         vblank = &dev->vblank[pipe];
1627
1628         /* If the counter is currently enabled and accurate, short-circuit
1629          * queries to return the cached timestamp of the last vblank.
1630          */
1631         if (dev->vblank_disable_immediate &&
1632             drm_wait_vblank_is_query(vblwait) &&
1633             READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1634                 struct timeval now;
1635
1636                 vblwait->reply.sequence =
1637                         drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1638                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1639                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1640                 return 0;
1641         }
1642
1643         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1644         if (ret) {
1645                 DRM_DEBUG("crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n", pipe, ret);
1646                 return ret;
1647         }
1648         seq = drm_vblank_count(dev, pipe);
1649
1650         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1651         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1652                 vblwait->request.sequence += seq;
1653                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1654         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1655                 break;
1656         default:
1657                 ret = -EINVAL;
1658                 goto done;
1659         }
1660
1661         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1662             vblank_passed(seq, vblwait->request.sequence))
1663                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1664
1665         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1666                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1667                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1668                  */
1669                 return drm_queue_vblank_event(dev, pipe, vblwait, file_priv);
1670         }
1671
1672         if (vblwait->request.sequence != seq) {
1673                 DRM_DEBUG("waiting on vblank count %u, crtc %u\n",
1674                           vblwait->request.sequence, pipe);
1675                 DRM_WAIT_ON(ret, vblank->queue, 3 * HZ,
1676                             vblank_passed(drm_vblank_count(dev, pipe),
1677                                           vblwait->request.sequence) ||
1678                             !READ_ONCE(vblank->enabled));
1679         }
1680
1681         if (ret != -EINTR) {
1682                 struct timeval now;
1683
1684                 vblwait->reply.sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1685                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1686                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1687
1688                 DRM_DEBUG("crtc %d returning %u to client\n",
1689                           pipe, vblwait->reply.sequence);
1690         } else {
1691                 DRM_DEBUG("crtc %d vblank wait interrupted by signal\n", pipe);
1692         }
1693
1694 done:
1695         drm_vblank_put(dev, pipe);
1696         return ret;
1697 }
1698
1699 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1700 {
1701         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1702         struct timeval now;
1703         unsigned int seq;
1704
1705         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1706
1707         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1708
1709         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1710                 if (e->pipe != pipe)
1711                         continue;
1712                 if (!vblank_passed(seq, e->event.sequence))
1713                         continue;
1714
1715                 DRM_DEBUG("vblank event on %u, current %u\n",
1716                           e->event.sequence, seq);
1717
1718                 list_del(&e->base.link);
1719                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1720                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1721         }
1722
1723         trace_drm_vblank_event(pipe, seq);
1724 }
1725
1726 /**
1727  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1728  * @dev: DRM device
1729  * @pipe: index of CRTC where this event occurred
1730  *
1731  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1732  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1733  *
1734  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1735  */
1736 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1737 {
1738         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1739         unsigned long irqflags;
1740         bool disable_irq;
1741
1742         if (WARN_ON_ONCE(!dev->num_crtcs))
1743                 return false;
1744
1745         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1746                 return false;
1747
1748         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1749
1750         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1751          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1752          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1753          */
1754         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1755
1756         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1757         if (!vblank->enabled) {
1758                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1759                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1760                 return false;
1761         }
1762
1763         drm_update_vblank_count(dev, pipe, DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ);
1764
1765         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1766
1767         wake_up(&vblank->queue);
1768
1769         /* With instant-off, we defer disabling the interrupt until after
1770          * we finish processing the following vblank after all events have
1771          * been signaled. The disable has to be last (after
1772          * drm_handle_vblank_events) so that the timestamp is always accurate.
1773          */
1774         disable_irq = (dev->vblank_disable_immediate &&
1775                        drm_vblank_offdelay > 0 &&
1776                        !atomic_read(&vblank->refcount));
1777
1778         drm_handle_vblank_events(dev, pipe);
1779
1780         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1781
1782         if (disable_irq)
1783                 vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1784
1785         return true;
1786 }
1787 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1788
1789 /**
1790  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1791  * @crtc: where this event occurred
1792  *
1793  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1794  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1795  *
1796  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1797  *
1798  * Returns:
1799  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1800  */
1801 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1802 {
1803         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1804 }
1805 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);