65a45ce70e2a2a077c4f4dd424dd9b8c86def666
[cascardo/linux.git] / drivers / gpu / drm / drm_irq.c
1 /*
2  * drm_irq.c IRQ and vblank support
3  *
4  * \author Rickard E. (Rik) Faith <faith@valinux.com>
5  * \author Gareth Hughes <gareth@valinux.com>
6  */
7
8 /*
9  * Created: Fri Mar 19 14:30:16 1999 by faith@valinux.com
10  *
11  * Copyright 1999, 2000 Precision Insight, Inc., Cedar Park, Texas.
12  * Copyright 2000 VA Linux Systems, Inc., Sunnyvale, California.
13  * All Rights Reserved.
14  *
15  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
16  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
17  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
18  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
19  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
20  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
21  *
22  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
23  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
24  * Software.
25  *
26  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
27  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
28  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
29  * VA LINUX SYSTEMS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
30  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
31  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
32  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
33  */
34
35 #include <drm/drmP.h>
36 #include "drm_trace.h"
37 #include "drm_internal.h"
38
39 #include <linux/interrupt.h>    /* For task queue support */
40 #include <linux/slab.h>
41
42 #include <linux/vgaarb.h>
43 #include <linux/export.h>
44
45 /* Access macro for slots in vblank timestamp ringbuffer. */
46 #define vblanktimestamp(dev, crtc, count) \
47         ((dev)->vblank[crtc].time[(count) % DRM_VBLANKTIME_RBSIZE])
48
49 /* Retry timestamp calculation up to 3 times to satisfy
50  * drm_timestamp_precision before giving up.
51  */
52 #define DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES 3
53
54 /* Threshold in nanoseconds for detection of redundant
55  * vblank irq in drm_handle_vblank(). 1 msec should be ok.
56  */
57 #define DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS 1000000
58
59 static bool
60 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, int crtc,
61                           struct timeval *tvblank, unsigned flags);
62
63 static unsigned int drm_timestamp_precision = 20;  /* Default to 20 usecs. */
64
65 /*
66  * Default to use monotonic timestamps for wait-for-vblank and page-flip
67  * complete events.
68  */
69 unsigned int drm_timestamp_monotonic = 1;
70
71 static int drm_vblank_offdelay = 5000;    /* Default to 5000 msecs. */
72
73 module_param_named(vblankoffdelay, drm_vblank_offdelay, int, 0600);
74 module_param_named(timestamp_precision_usec, drm_timestamp_precision, int, 0600);
75 module_param_named(timestamp_monotonic, drm_timestamp_monotonic, int, 0600);
76
77 /**
78  * drm_update_vblank_count - update the master vblank counter
79  * @dev: DRM device
80  * @crtc: counter to update
81  *
82  * Call back into the driver to update the appropriate vblank counter
83  * (specified by @crtc).  Deal with wraparound, if it occurred, and
84  * update the last read value so we can deal with wraparound on the next
85  * call if necessary.
86  *
87  * Only necessary when going from off->on, to account for frames we
88  * didn't get an interrupt for.
89  *
90  * Note: caller must hold dev->vbl_lock since this reads & writes
91  * device vblank fields.
92  */
93 static void drm_update_vblank_count(struct drm_device *dev, int crtc)
94 {
95         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
96         u32 cur_vblank, diff, tslot;
97         bool rc;
98         struct timeval t_vblank;
99
100         /*
101          * Interrupts were disabled prior to this call, so deal with counter
102          * wrap if needed.
103          * NOTE!  It's possible we lost a full dev->max_vblank_count events
104          * here if the register is small or we had vblank interrupts off for
105          * a long time.
106          *
107          * We repeat the hardware vblank counter & timestamp query until
108          * we get consistent results. This to prevent races between gpu
109          * updating its hardware counter while we are retrieving the
110          * corresponding vblank timestamp.
111          */
112         do {
113                 cur_vblank = dev->driver->get_vblank_counter(dev, crtc);
114                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, crtc, &t_vblank, 0);
115         } while (cur_vblank != dev->driver->get_vblank_counter(dev, crtc));
116
117         /* Deal with counter wrap */
118         diff = cur_vblank - vblank->last;
119         if (cur_vblank < vblank->last) {
120                 diff += dev->max_vblank_count;
121
122                 DRM_DEBUG("last_vblank[%d]=0x%x, cur_vblank=0x%x => diff=0x%x\n",
123                           crtc, vblank->last, cur_vblank, diff);
124         }
125
126         DRM_DEBUG("updating vblank count on crtc %d, missed %d\n",
127                   crtc, diff);
128
129         if (diff == 0)
130                 return;
131
132         /* Reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
133          * available. Skip this step if query unsupported or failed. Will
134          * reinitialize delayed at next vblank interrupt in that case.
135          */
136         if (rc) {
137                 tslot = atomic_read(&vblank->count) + diff;
138                 vblanktimestamp(dev, crtc, tslot) = t_vblank;
139         }
140
141         smp_mb__before_atomic();
142         atomic_add(diff, &vblank->count);
143         smp_mb__after_atomic();
144 }
145
146 /*
147  * Disable vblank irq's on crtc, make sure that last vblank count
148  * of hardware and corresponding consistent software vblank counter
149  * are preserved, even if there are any spurious vblank irq's after
150  * disable.
151  */
152 static void vblank_disable_and_save(struct drm_device *dev, int crtc)
153 {
154         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
155         unsigned long irqflags;
156         u32 vblcount;
157         s64 diff_ns;
158         bool vblrc;
159         struct timeval tvblank;
160         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
161
162         /* Prevent vblank irq processing while disabling vblank irqs,
163          * so no updates of timestamps or count can happen after we've
164          * disabled. Needed to prevent races in case of delayed irq's.
165          */
166         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
167
168         /*
169          * If the vblank interrupt was already disabled update the count
170          * and timestamp to maintain the appearance that the counter
171          * has been ticking all along until this time. This makes the
172          * count account for the entire time between drm_vblank_on() and
173          * drm_vblank_off().
174          *
175          * But only do this if precise vblank timestamps are available.
176          * Otherwise we might read a totally bogus timestamp since drivers
177          * lacking precise timestamp support rely upon sampling the system clock
178          * at vblank interrupt time. Which obviously won't work out well if the
179          * vblank interrupt is disabled.
180          */
181         if (!vblank->enabled &&
182             drm_get_last_vbltimestamp(dev, crtc, &tvblank, 0)) {
183                 drm_update_vblank_count(dev, crtc);
184                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
185                 return;
186         }
187
188         dev->driver->disable_vblank(dev, crtc);
189         vblank->enabled = false;
190
191         /* No further vblank irq's will be processed after
192          * this point. Get current hardware vblank count and
193          * vblank timestamp, repeat until they are consistent.
194          *
195          * FIXME: There is still a race condition here and in
196          * drm_update_vblank_count() which can cause off-by-one
197          * reinitialization of software vblank counter. If gpu
198          * vblank counter doesn't increment exactly at the leading
199          * edge of a vblank interval, then we can lose 1 count if
200          * we happen to execute between start of vblank and the
201          * delayed gpu counter increment.
202          */
203         do {
204                 vblank->last = dev->driver->get_vblank_counter(dev, crtc);
205                 vblrc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, crtc, &tvblank, 0);
206         } while (vblank->last != dev->driver->get_vblank_counter(dev, crtc) && (--count) && vblrc);
207
208         if (!count)
209                 vblrc = 0;
210
211         /* Compute time difference to stored timestamp of last vblank
212          * as updated by last invocation of drm_handle_vblank() in vblank irq.
213          */
214         vblcount = atomic_read(&vblank->count);
215         diff_ns = timeval_to_ns(&tvblank) -
216                   timeval_to_ns(&vblanktimestamp(dev, crtc, vblcount));
217
218         /* If there is at least 1 msec difference between the last stored
219          * timestamp and tvblank, then we are currently executing our
220          * disable inside a new vblank interval, the tvblank timestamp
221          * corresponds to this new vblank interval and the irq handler
222          * for this vblank didn't run yet and won't run due to our disable.
223          * Therefore we need to do the job of drm_handle_vblank() and
224          * increment the vblank counter by one to account for this vblank.
225          *
226          * Skip this step if there isn't any high precision timestamp
227          * available. In that case we can't account for this and just
228          * hope for the best.
229          */
230         if (vblrc && (abs64(diff_ns) > 1000000)) {
231                 /* Store new timestamp in ringbuffer. */
232                 vblanktimestamp(dev, crtc, vblcount + 1) = tvblank;
233
234                 /* Increment cooked vblank count. This also atomically commits
235                  * the timestamp computed above.
236                  */
237                 smp_mb__before_atomic();
238                 atomic_inc(&vblank->count);
239                 smp_mb__after_atomic();
240         }
241
242         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
243 }
244
245 static void vblank_disable_fn(unsigned long arg)
246 {
247         struct drm_vblank_crtc *vblank = (void *)arg;
248         struct drm_device *dev = vblank->dev;
249         unsigned long irqflags;
250         int crtc = vblank->crtc;
251
252         if (!dev->vblank_disable_allowed)
253                 return;
254
255         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
256         if (atomic_read(&vblank->refcount) == 0 && vblank->enabled) {
257                 DRM_DEBUG("disabling vblank on crtc %d\n", crtc);
258                 vblank_disable_and_save(dev, crtc);
259         }
260         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
261 }
262
263 /**
264  * drm_vblank_cleanup - cleanup vblank support
265  * @dev: DRM device
266  *
267  * This function cleans up any resources allocated in drm_vblank_init.
268  */
269 void drm_vblank_cleanup(struct drm_device *dev)
270 {
271         int crtc;
272
273         /* Bail if the driver didn't call drm_vblank_init() */
274         if (dev->num_crtcs == 0)
275                 return;
276
277         for (crtc = 0; crtc < dev->num_crtcs; crtc++) {
278                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
279
280                 WARN_ON(vblank->enabled &&
281                         drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
282
283                 del_timer_sync(&vblank->disable_timer);
284         }
285
286         kfree(dev->vblank);
287
288         dev->num_crtcs = 0;
289 }
290 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_cleanup);
291
292 /**
293  * drm_vblank_init - initialize vblank support
294  * @dev: drm_device
295  * @num_crtcs: number of crtcs supported by @dev
296  *
297  * This function initializes vblank support for @num_crtcs display pipelines.
298  *
299  * Returns:
300  * Zero on success or a negative error code on failure.
301  */
302 int drm_vblank_init(struct drm_device *dev, int num_crtcs)
303 {
304         int i, ret = -ENOMEM;
305
306         spin_lock_init(&dev->vbl_lock);
307         spin_lock_init(&dev->vblank_time_lock);
308
309         dev->num_crtcs = num_crtcs;
310
311         dev->vblank = kcalloc(num_crtcs, sizeof(*dev->vblank), GFP_KERNEL);
312         if (!dev->vblank)
313                 goto err;
314
315         for (i = 0; i < num_crtcs; i++) {
316                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
317
318                 vblank->dev = dev;
319                 vblank->crtc = i;
320                 init_waitqueue_head(&vblank->queue);
321                 setup_timer(&vblank->disable_timer, vblank_disable_fn,
322                             (unsigned long)vblank);
323         }
324
325         DRM_INFO("Supports vblank timestamp caching Rev 2 (21.10.2013).\n");
326
327         /* Driver specific high-precision vblank timestamping supported? */
328         if (dev->driver->get_vblank_timestamp)
329                 DRM_INFO("Driver supports precise vblank timestamp query.\n");
330         else
331                 DRM_INFO("No driver support for vblank timestamp query.\n");
332
333         dev->vblank_disable_allowed = false;
334
335         return 0;
336
337 err:
338         dev->num_crtcs = 0;
339         return ret;
340 }
341 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_init);
342
343 static void drm_irq_vgaarb_nokms(void *cookie, bool state)
344 {
345         struct drm_device *dev = cookie;
346
347         if (dev->driver->vgaarb_irq) {
348                 dev->driver->vgaarb_irq(dev, state);
349                 return;
350         }
351
352         if (!dev->irq_enabled)
353                 return;
354
355         if (state) {
356                 if (dev->driver->irq_uninstall)
357                         dev->driver->irq_uninstall(dev);
358         } else {
359                 if (dev->driver->irq_preinstall)
360                         dev->driver->irq_preinstall(dev);
361                 if (dev->driver->irq_postinstall)
362                         dev->driver->irq_postinstall(dev);
363         }
364 }
365
366 /**
367  * drm_irq_install - install IRQ handler
368  * @dev: DRM device
369  * @irq: IRQ number to install the handler for
370  *
371  * Initializes the IRQ related data. Installs the handler, calling the driver
372  * irq_preinstall() and irq_postinstall() functions before and after the
373  * installation.
374  *
375  * This is the simplified helper interface provided for drivers with no special
376  * needs. Drivers which need to install interrupt handlers for multiple
377  * interrupts must instead set drm_device->irq_enabled to signal the DRM core
378  * that vblank interrupts are available.
379  *
380  * Returns:
381  * Zero on success or a negative error code on failure.
382  */
383 int drm_irq_install(struct drm_device *dev, int irq)
384 {
385         int ret;
386         unsigned long sh_flags = 0;
387
388         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
389                 return -EINVAL;
390
391         if (irq == 0)
392                 return -EINVAL;
393
394         /* Driver must have been initialized */
395         if (!dev->dev_private)
396                 return -EINVAL;
397
398         if (dev->irq_enabled)
399                 return -EBUSY;
400         dev->irq_enabled = true;
401
402         DRM_DEBUG("irq=%d\n", irq);
403
404         /* Before installing handler */
405         if (dev->driver->irq_preinstall)
406                 dev->driver->irq_preinstall(dev);
407
408         /* Install handler */
409         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_IRQ_SHARED))
410                 sh_flags = IRQF_SHARED;
411
412         ret = request_irq(irq, dev->driver->irq_handler,
413                           sh_flags, dev->driver->name, dev);
414
415         if (ret < 0) {
416                 dev->irq_enabled = false;
417                 return ret;
418         }
419
420         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
421                 vga_client_register(dev->pdev, (void *)dev, drm_irq_vgaarb_nokms, NULL);
422
423         /* After installing handler */
424         if (dev->driver->irq_postinstall)
425                 ret = dev->driver->irq_postinstall(dev);
426
427         if (ret < 0) {
428                 dev->irq_enabled = false;
429                 if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
430                         vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
431                 free_irq(irq, dev);
432         } else {
433                 dev->irq = irq;
434         }
435
436         return ret;
437 }
438 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_install);
439
440 /**
441  * drm_irq_uninstall - uninstall the IRQ handler
442  * @dev: DRM device
443  *
444  * Calls the driver's irq_uninstall() function and unregisters the IRQ handler.
445  * This should only be called by drivers which used drm_irq_install() to set up
446  * their interrupt handler. Other drivers must only reset
447  * drm_device->irq_enabled to false.
448  *
449  * Note that for kernel modesetting drivers it is a bug if this function fails.
450  * The sanity checks are only to catch buggy user modesetting drivers which call
451  * the same function through an ioctl.
452  *
453  * Returns:
454  * Zero on success or a negative error code on failure.
455  */
456 int drm_irq_uninstall(struct drm_device *dev)
457 {
458         unsigned long irqflags;
459         bool irq_enabled;
460         int i;
461
462         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
463                 return -EINVAL;
464
465         irq_enabled = dev->irq_enabled;
466         dev->irq_enabled = false;
467
468         /*
469          * Wake up any waiters so they don't hang. This is just to paper over
470          * isssues for UMS drivers which aren't in full control of their
471          * vblank/irq handling. KMS drivers must ensure that vblanks are all
472          * disabled when uninstalling the irq handler.
473          */
474         if (dev->num_crtcs) {
475                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
476                 for (i = 0; i < dev->num_crtcs; i++) {
477                         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
478
479                         if (!vblank->enabled)
480                                 continue;
481
482                         WARN_ON(drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
483
484                         vblank_disable_and_save(dev, i);
485                         wake_up(&vblank->queue);
486                 }
487                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
488         }
489
490         if (!irq_enabled)
491                 return -EINVAL;
492
493         DRM_DEBUG("irq=%d\n", dev->irq);
494
495         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
496                 vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
497
498         if (dev->driver->irq_uninstall)
499                 dev->driver->irq_uninstall(dev);
500
501         free_irq(dev->irq, dev);
502
503         return 0;
504 }
505 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_uninstall);
506
507 /*
508  * IRQ control ioctl.
509  *
510  * \param inode device inode.
511  * \param file_priv DRM file private.
512  * \param cmd command.
513  * \param arg user argument, pointing to a drm_control structure.
514  * \return zero on success or a negative number on failure.
515  *
516  * Calls irq_install() or irq_uninstall() according to \p arg.
517  */
518 int drm_control(struct drm_device *dev, void *data,
519                 struct drm_file *file_priv)
520 {
521         struct drm_control *ctl = data;
522         int ret = 0, irq;
523
524         /* if we haven't irq we fallback for compatibility reasons -
525          * this used to be a separate function in drm_dma.h
526          */
527
528         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
529                 return 0;
530         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
531                 return 0;
532         /* UMS was only ever support on pci devices. */
533         if (WARN_ON(!dev->pdev))
534                 return -EINVAL;
535
536         switch (ctl->func) {
537         case DRM_INST_HANDLER:
538                 irq = dev->pdev->irq;
539
540                 if (dev->if_version < DRM_IF_VERSION(1, 2) &&
541                     ctl->irq != irq)
542                         return -EINVAL;
543                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
544                 ret = drm_irq_install(dev, irq);
545                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
546
547                 return ret;
548         case DRM_UNINST_HANDLER:
549                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
550                 ret = drm_irq_uninstall(dev);
551                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
552
553                 return ret;
554         default:
555                 return -EINVAL;
556         }
557 }
558
559 /**
560  * drm_calc_timestamping_constants - calculate vblank timestamp constants
561  * @crtc: drm_crtc whose timestamp constants should be updated.
562  * @mode: display mode containing the scanout timings
563  *
564  * Calculate and store various constants which are later
565  * needed by vblank and swap-completion timestamping, e.g,
566  * by drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(). They are
567  * derived from CRTC's true scanout timing, so they take
568  * things like panel scaling or other adjustments into account.
569  */
570 void drm_calc_timestamping_constants(struct drm_crtc *crtc,
571                                      const struct drm_display_mode *mode)
572 {
573         int linedur_ns = 0, pixeldur_ns = 0, framedur_ns = 0;
574         int dotclock = mode->crtc_clock;
575
576         /* Valid dotclock? */
577         if (dotclock > 0) {
578                 int frame_size = mode->crtc_htotal * mode->crtc_vtotal;
579
580                 /*
581                  * Convert scanline length in pixels and video
582                  * dot clock to line duration, frame duration
583                  * and pixel duration in nanoseconds:
584                  */
585                 pixeldur_ns = 1000000 / dotclock;
586                 linedur_ns  = div_u64((u64) mode->crtc_htotal * 1000000, dotclock);
587                 framedur_ns = div_u64((u64) frame_size * 1000000, dotclock);
588
589                 /*
590                  * Fields of interlaced scanout modes are only half a frame duration.
591                  */
592                 if (mode->flags & DRM_MODE_FLAG_INTERLACE)
593                         framedur_ns /= 2;
594         } else
595                 DRM_ERROR("crtc %d: Can't calculate constants, dotclock = 0!\n",
596                           crtc->base.id);
597
598         crtc->pixeldur_ns = pixeldur_ns;
599         crtc->linedur_ns  = linedur_ns;
600         crtc->framedur_ns = framedur_ns;
601
602         DRM_DEBUG("crtc %d: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
603                   crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
604                   mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
605         DRM_DEBUG("crtc %d: clock %d kHz framedur %d linedur %d, pixeldur %d\n",
606                   crtc->base.id, dotclock, framedur_ns,
607                   linedur_ns, pixeldur_ns);
608 }
609 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_timestamping_constants);
610
611 /**
612  * drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos - precise vblank timestamp helper
613  * @dev: DRM device
614  * @crtc: Which CRTC's vblank timestamp to retrieve
615  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
616  *             On return contains true maximum error of timestamp
617  * @vblank_time: Pointer to struct timeval which should receive the timestamp
618  * @flags: Flags to pass to driver:
619  *         0 = Default,
620  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
621  * @refcrtc: CRTC which defines scanout timing
622  * @mode: mode which defines the scanout timings
623  *
624  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
625  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be called from
626  * within get_vblank_timestamp() implementation of a kms driver to implement the
627  * actual timestamping.
628  *
629  * Should return timestamps conforming to the OML_sync_control OpenML
630  * extension specification. The timestamp corresponds to the end of
631  * the vblank interval, aka start of scanout of topmost-leftmost display
632  * pixel in the following video frame.
633  *
634  * Requires support for optional dev->driver->get_scanout_position()
635  * in kms driver, plus a bit of setup code to provide a drm_display_mode
636  * that corresponds to the true scanout timing.
637  *
638  * The current implementation only handles standard video modes. It
639  * returns as no operation if a doublescan or interlaced video mode is
640  * active. Higher level code is expected to handle this.
641  *
642  * Returns:
643  * Negative value on error, failure or if not supported in current
644  * video mode:
645  *
646  * -EINVAL   - Invalid CRTC.
647  * -EAGAIN   - Temporary unavailable, e.g., called before initial modeset.
648  * -ENOTSUPP - Function not supported in current display mode.
649  * -EIO      - Failed, e.g., due to failed scanout position query.
650  *
651  * Returns or'ed positive status flags on success:
652  *
653  * DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD - Signal this method used for timestamping.
654  * DRM_VBLANKTIME_INVBL - Timestamp taken while scanout was in vblank interval.
655  *
656  */
657 int drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(struct drm_device *dev, int crtc,
658                                           int *max_error,
659                                           struct timeval *vblank_time,
660                                           unsigned flags,
661                                           const struct drm_crtc *refcrtc,
662                                           const struct drm_display_mode *mode)
663 {
664         struct timeval tv_etime;
665         ktime_t stime, etime;
666         int vbl_status;
667         int vpos, hpos, i;
668         int framedur_ns, linedur_ns, pixeldur_ns, delta_ns, duration_ns;
669         bool invbl;
670
671         if (crtc < 0 || crtc >= dev->num_crtcs) {
672                 DRM_ERROR("Invalid crtc %d\n", crtc);
673                 return -EINVAL;
674         }
675
676         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
677         if (!dev->driver->get_scanout_position) {
678                 DRM_ERROR("Called from driver w/o get_scanout_position()!?\n");
679                 return -EIO;
680         }
681
682         /* Durations of frames, lines, pixels in nanoseconds. */
683         framedur_ns = refcrtc->framedur_ns;
684         linedur_ns  = refcrtc->linedur_ns;
685         pixeldur_ns = refcrtc->pixeldur_ns;
686
687         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
688          * Happens during initial modesetting of a crtc.
689          */
690         if (framedur_ns == 0) {
691                 DRM_DEBUG("crtc %d: Noop due to uninitialized mode.\n", crtc);
692                 return -EAGAIN;
693         }
694
695         /* Get current scanout position with system timestamp.
696          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
697          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
698          *
699          * This guarantees a tight bound on maximum error if
700          * code gets preempted or delayed for some reason.
701          */
702         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
703                 /*
704                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
705                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
706                  */
707                 vbl_status = dev->driver->get_scanout_position(dev, crtc, flags, &vpos,
708                                                                &hpos, &stime, &etime);
709
710                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
711                 if (!(vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_VALID)) {
712                         DRM_DEBUG("crtc %d : scanoutpos query failed [%d].\n",
713                                   crtc, vbl_status);
714                         return -EIO;
715                 }
716
717                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
718                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
719
720                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
721                 if (duration_ns <= *max_error)
722                         break;
723         }
724
725         /* Noisy system timing? */
726         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
727                 DRM_DEBUG("crtc %d: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
728                           crtc, duration_ns/1000, *max_error/1000, i);
729         }
730
731         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
732         *max_error = duration_ns;
733
734         /* Check if in vblank area:
735          * vpos is >=0 in video scanout area, but negative
736          * within vblank area, counting down the number of lines until
737          * start of scanout.
738          */
739         invbl = vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_IN_VBLANK;
740
741         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
742          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
743          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
744          */
745         delta_ns = vpos * linedur_ns + hpos * pixeldur_ns;
746
747         if (!drm_timestamp_monotonic)
748                 etime = ktime_mono_to_real(etime);
749
750         /* save this only for debugging purposes */
751         tv_etime = ktime_to_timeval(etime);
752         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
753          * vblank_time timestamp for end of vblank.
754          */
755         if (delta_ns < 0)
756                 etime = ktime_add_ns(etime, -delta_ns);
757         else
758                 etime = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
759         *vblank_time = ktime_to_timeval(etime);
760
761         DRM_DEBUG("crtc %d : v %d p(%d,%d)@ %ld.%ld -> %ld.%ld [e %d us, %d rep]\n",
762                   crtc, (int)vbl_status, hpos, vpos,
763                   (long)tv_etime.tv_sec, (long)tv_etime.tv_usec,
764                   (long)vblank_time->tv_sec, (long)vblank_time->tv_usec,
765                   duration_ns/1000, i);
766
767         vbl_status = DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD;
768         if (invbl)
769                 vbl_status |= DRM_VBLANKTIME_IN_VBLANK;
770
771         return vbl_status;
772 }
773 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos);
774
775 static struct timeval get_drm_timestamp(void)
776 {
777         ktime_t now;
778
779         now = drm_timestamp_monotonic ? ktime_get() : ktime_get_real();
780         return ktime_to_timeval(now);
781 }
782
783 /**
784  * drm_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most recent
785  *                             vblank interval
786  * @dev: DRM device
787  * @crtc: which CRTC's vblank timestamp to retrieve
788  * @tvblank: Pointer to target struct timeval which should receive the timestamp
789  * @flags: Flags to pass to driver:
790  *         0 = Default,
791  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
792  *
793  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
794  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
795  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
796  *
797  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
798  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
799  *
800  * Returns:
801  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
802  */
803 static bool
804 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, int crtc,
805                           struct timeval *tvblank, unsigned flags)
806 {
807         int ret;
808
809         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
810         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
811
812         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
813         if (dev->driver->get_vblank_timestamp && (max_error > 0)) {
814                 ret = dev->driver->get_vblank_timestamp(dev, crtc, &max_error,
815                                                         tvblank, flags);
816                 if (ret > 0)
817                         return true;
818         }
819
820         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
821          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
822          */
823         *tvblank = get_drm_timestamp();
824
825         return false;
826 }
827
828 /**
829  * drm_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
830  * @dev: DRM device
831  * @crtc: which counter to retrieve
832  *
833  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
834  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
835  * modesetting activity.
836  *
837  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count().
838  *
839  * Returns:
840  * The software vblank counter.
841  */
842 u32 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, int crtc)
843 {
844         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
845
846         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
847                 return 0;
848         return atomic_read(&vblank->count);
849 }
850 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count);
851
852 /**
853  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
854  * @crtc: which counter to retrieve
855  *
856  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
857  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
858  * modesetting activity.
859  *
860  * This is the native KMS version of drm_vblank_count().
861  *
862  * Returns:
863  * The software vblank counter.
864  */
865 u32 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
866 {
867         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
868 }
869 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
870
871 /**
872  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value
873  * and the system timestamp corresponding to that vblank counter value.
874  *
875  * @dev: DRM device
876  * @crtc: which counter to retrieve
877  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
878  *
879  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
880  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
881  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
882  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
883  */
884 u32 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, int crtc,
885                               struct timeval *vblanktime)
886 {
887         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
888         u32 cur_vblank;
889
890         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
891                 return 0;
892
893         /* Read timestamp from slot of _vblank_time ringbuffer
894          * that corresponds to current vblank count. Retry if
895          * count has incremented during readout. This works like
896          * a seqlock.
897          */
898         do {
899                 cur_vblank = atomic_read(&vblank->count);
900                 *vblanktime = vblanktimestamp(dev, crtc, cur_vblank);
901                 smp_rmb();
902         } while (cur_vblank != atomic_read(&vblank->count));
903
904         return cur_vblank;
905 }
906 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count_and_time);
907
908 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
909                 struct drm_pending_vblank_event *e,
910                 unsigned long seq, struct timeval *now)
911 {
912         WARN_ON_SMP(!spin_is_locked(&dev->event_lock));
913         e->event.sequence = seq;
914         e->event.tv_sec = now->tv_sec;
915         e->event.tv_usec = now->tv_usec;
916
917         list_add_tail(&e->base.link,
918                       &e->base.file_priv->event_list);
919         wake_up_interruptible(&e->base.file_priv->event_wait);
920         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.pid, e->pipe,
921                                          e->event.sequence);
922 }
923
924 /**
925  * drm_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
926  * @dev: DRM device
927  * @crtc: CRTC in question
928  * @e: the event to send
929  *
930  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
931  * Caller must hold event lock.
932  *
933  * This is the legacy version of drm_crtc_send_vblank_event().
934  */
935 void drm_send_vblank_event(struct drm_device *dev, int crtc,
936                 struct drm_pending_vblank_event *e)
937 {
938         struct timeval now;
939         unsigned int seq;
940
941         if (crtc >= 0) {
942                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, crtc, &now);
943         } else {
944                 seq = 0;
945
946                 now = get_drm_timestamp();
947         }
948         e->pipe = crtc;
949         send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
950 }
951 EXPORT_SYMBOL(drm_send_vblank_event);
952
953 /**
954  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
955  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
956  * @e: the event to send
957  *
958  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
959  * Caller must hold event lock.
960  *
961  * This is the native KMS version of drm_send_vblank_event().
962  */
963 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
964                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
965 {
966         drm_send_vblank_event(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc), e);
967 }
968 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
969
970 /**
971  * drm_vblank_enable - enable the vblank interrupt on a CRTC
972  * @dev: DRM device
973  * @crtc: CRTC in question
974  */
975 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, int crtc)
976 {
977         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
978         int ret = 0;
979
980         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
981
982         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
983
984         if (!vblank->enabled) {
985                 /*
986                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
987                  * All vblank count & timestamp updates are held off
988                  * until we are done reinitializing master counter and
989                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
990                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
991                  */
992                 ret = dev->driver->enable_vblank(dev, crtc);
993                 DRM_DEBUG("enabling vblank on crtc %d, ret: %d\n", crtc, ret);
994                 if (ret)
995                         atomic_dec(&vblank->refcount);
996                 else {
997                         vblank->enabled = true;
998                         drm_update_vblank_count(dev, crtc);
999                 }
1000         }
1001
1002         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1003
1004         return ret;
1005 }
1006
1007 /**
1008  * drm_vblank_get - get a reference count on vblank events
1009  * @dev: DRM device
1010  * @crtc: which CRTC to own
1011  *
1012  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1013  * while in use.
1014  *
1015  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_get().
1016  *
1017  * Returns:
1018  * Zero on success, nonzero on failure.
1019  */
1020 int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, int crtc)
1021 {
1022         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1023         unsigned long irqflags;
1024         int ret = 0;
1025
1026         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1027                 return -EINVAL;
1028
1029         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1030         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1031         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1032                 ret = drm_vblank_enable(dev, crtc);
1033         } else {
1034                 if (!vblank->enabled) {
1035                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1036                         ret = -EINVAL;
1037                 }
1038         }
1039         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1040
1041         return ret;
1042 }
1043 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_get);
1044
1045 /**
1046  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1047  * @crtc: which CRTC to own
1048  *
1049  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1050  * while in use.
1051  *
1052  * This is the native kms version of drm_vblank_off().
1053  *
1054  * Returns:
1055  * Zero on success, nonzero on failure.
1056  */
1057 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1058 {
1059         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1060 }
1061 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1062
1063 /**
1064  * drm_vblank_put - give up ownership of vblank events
1065  * @dev: DRM device
1066  * @crtc: which counter to give up
1067  *
1068  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1069  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1070  *
1071  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_put().
1072  */
1073 void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, int crtc)
1074 {
1075         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1076
1077         if (WARN_ON(atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1078                 return;
1079
1080         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1081                 return;
1082
1083         /* Last user schedules interrupt disable */
1084         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1085                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1086                         return;
1087                 else if (dev->vblank_disable_immediate || drm_vblank_offdelay < 0)
1088                         vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1089                 else
1090                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1091                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1092         }
1093 }
1094 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_put);
1095
1096 /**
1097  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1098  * @crtc: which counter to give up
1099  *
1100  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1101  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1102  *
1103  * This is the native kms version of drm_vblank_put().
1104  */
1105 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1106 {
1107         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1108 }
1109 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1110
1111 /**
1112  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1113  * @dev: DRM device
1114  * @crtc: crtc index
1115  *
1116  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1117  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1118  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1119  */
1120 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, int crtc)
1121 {
1122         int ret;
1123         u32 last;
1124
1125         ret = drm_vblank_get(dev, crtc);
1126         if (WARN(ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n", crtc, ret))
1127                 return;
1128
1129         last = drm_vblank_count(dev, crtc);
1130
1131         ret = wait_event_timeout(dev->vblank[crtc].queue,
1132                                  last != drm_vblank_count(dev, crtc),
1133                                  msecs_to_jiffies(100));
1134
1135         WARN(ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", crtc);
1136
1137         drm_vblank_put(dev, crtc);
1138 }
1139 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1140
1141 /**
1142  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1143  * @crtc: DRM crtc
1144  *
1145  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1146  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1147  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1148  */
1149 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1150 {
1151         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1152 }
1153 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1154
1155 /**
1156  * drm_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1157  * @dev: DRM device
1158  * @crtc: CRTC in question
1159  *
1160  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1161  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1162  * stored so that drm_vblank_on() can restore it again.
1163  *
1164  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1165  * reset, e.g. when suspending.
1166  *
1167  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_off().
1168  */
1169 void drm_vblank_off(struct drm_device *dev, int crtc)
1170 {
1171         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1172         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1173         struct timeval now;
1174         unsigned long irqflags;
1175         unsigned int seq;
1176
1177         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1178                 return;
1179
1180         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1181
1182         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1183         vblank_disable_and_save(dev, crtc);
1184         wake_up(&vblank->queue);
1185
1186         /*
1187          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1188          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1189          */
1190         if (!vblank->inmodeset) {
1191                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1192                 vblank->inmodeset = 1;
1193         }
1194         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1195
1196         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1197         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, crtc, &now);
1198
1199         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1200                 if (e->pipe != crtc)
1201                         continue;
1202                 DRM_DEBUG("Sending premature vblank event on disable: \
1203                           wanted %d, current %d\n",
1204                           e->event.sequence, seq);
1205                 list_del(&e->base.link);
1206                 drm_vblank_put(dev, e->pipe);
1207                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1208         }
1209         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1210 }
1211 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_off);
1212
1213 /**
1214  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1215  * @crtc: CRTC in question
1216  *
1217  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1218  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1219  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1220  *
1221  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1222  * reset, e.g. when suspending.
1223  *
1224  * This is the native kms version of drm_vblank_off().
1225  */
1226 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1227 {
1228         drm_vblank_off(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1229 }
1230 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1231
1232 /**
1233  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1234  * @crtc: CRTC in question
1235  *
1236  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1237  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1238  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1239  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1240  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1241  */
1242 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *drm_crtc)
1243 {
1244         struct drm_device *dev = drm_crtc->dev;
1245         unsigned long irqflags;
1246         int crtc = drm_crtc_index(drm_crtc);
1247         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1248
1249         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1250         /*
1251          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1252          * interrupt by bumping the refcount.
1253          */
1254         if (!vblank->inmodeset) {
1255                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1256                 vblank->inmodeset = 1;
1257         }
1258         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1259
1260         WARN_ON(!list_empty(&dev->vblank_event_list));
1261 }
1262 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1263
1264 /**
1265  * drm_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1266  * @dev: DRM device
1267  * @crtc: CRTC in question
1268  *
1269  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1270  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1271  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1272  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1273  *
1274  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_on().
1275  */
1276 void drm_vblank_on(struct drm_device *dev, int crtc)
1277 {
1278         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1279         unsigned long irqflags;
1280
1281         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1282                 return;
1283
1284         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1285         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1286         if (vblank->inmodeset) {
1287                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1288                 vblank->inmodeset = 0;
1289         }
1290
1291         /*
1292          * sample the current counter to avoid random jumps
1293          * when drm_vblank_enable() applies the diff
1294          *
1295          * -1 to make sure user will never see the same
1296          * vblank counter value before and after a modeset
1297          */
1298         vblank->last =
1299                 (dev->driver->get_vblank_counter(dev, crtc) - 1) &
1300                 dev->max_vblank_count;
1301         /*
1302          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1303          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1304          */
1305         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 ||
1306             (!dev->vblank_disable_immediate && drm_vblank_offdelay == 0))
1307                 WARN_ON(drm_vblank_enable(dev, crtc));
1308         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1309 }
1310 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_on);
1311
1312 /**
1313  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1314  * @crtc: CRTC in question
1315  *
1316  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1317  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1318  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1319  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1320  *
1321  * This is the native kms version of drm_vblank_on().
1322  */
1323 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1324 {
1325         drm_vblank_on(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1326 }
1327 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1328
1329 /**
1330  * drm_vblank_pre_modeset - account for vblanks across mode sets
1331  * @dev: DRM device
1332  * @crtc: CRTC in question
1333  *
1334  * Account for vblank events across mode setting events, which will likely
1335  * reset the hardware frame counter.
1336  *
1337  * This is done by grabbing a temporary vblank reference to ensure that the
1338  * vblank interrupt keeps running across the modeset sequence. With this the
1339  * software-side vblank frame counting will ensure that there are no jumps or
1340  * discontinuities.
1341  *
1342  * Unfortunately this approach is racy and also doesn't work when the vblank
1343  * interrupt stops running, e.g. across system suspend resume. It is therefore
1344  * highly recommended that drivers use the newer drm_vblank_off() and
1345  * drm_vblank_on() instead. drm_vblank_pre_modeset() only works correctly when
1346  * using "cooked" software vblank frame counters and not relying on any hardware
1347  * counters.
1348  *
1349  * Drivers must call drm_vblank_post_modeset() when re-enabling the same crtc
1350  * again.
1351  */
1352 void drm_vblank_pre_modeset(struct drm_device *dev, int crtc)
1353 {
1354         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1355
1356         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1357         if (!dev->num_crtcs)
1358                 return;
1359
1360         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1361                 return;
1362
1363         /*
1364          * To avoid all the problems that might happen if interrupts
1365          * were enabled/disabled around or between these calls, we just
1366          * have the kernel take a reference on the CRTC (just once though
1367          * to avoid corrupting the count if multiple, mismatch calls occur),
1368          * so that interrupts remain enabled in the interim.
1369          */
1370         if (!vblank->inmodeset) {
1371                 vblank->inmodeset = 0x1;
1372                 if (drm_vblank_get(dev, crtc) == 0)
1373                         vblank->inmodeset |= 0x2;
1374         }
1375 }
1376 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_pre_modeset);
1377
1378 /**
1379  * drm_vblank_post_modeset - undo drm_vblank_pre_modeset changes
1380  * @dev: DRM device
1381  * @crtc: CRTC in question
1382  *
1383  * This function again drops the temporary vblank reference acquired in
1384  * drm_vblank_pre_modeset.
1385  */
1386 void drm_vblank_post_modeset(struct drm_device *dev, int crtc)
1387 {
1388         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1389         unsigned long irqflags;
1390
1391         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1392         if (!dev->num_crtcs)
1393                 return;
1394
1395         if (vblank->inmodeset) {
1396                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1397                 dev->vblank_disable_allowed = true;
1398                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1399
1400                 if (vblank->inmodeset & 0x2)
1401                         drm_vblank_put(dev, crtc);
1402
1403                 vblank->inmodeset = 0;
1404         }
1405 }
1406 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_post_modeset);
1407
1408 /*
1409  * drm_modeset_ctl - handle vblank event counter changes across mode switch
1410  * @DRM_IOCTL_ARGS: standard ioctl arguments
1411  *
1412  * Applications should call the %_DRM_PRE_MODESET and %_DRM_POST_MODESET
1413  * ioctls around modesetting so that any lost vblank events are accounted for.
1414  *
1415  * Generally the counter will reset across mode sets.  If interrupts are
1416  * enabled around this call, we don't have to do anything since the counter
1417  * will have already been incremented.
1418  */
1419 int drm_modeset_ctl(struct drm_device *dev, void *data,
1420                     struct drm_file *file_priv)
1421 {
1422         struct drm_modeset_ctl *modeset = data;
1423         unsigned int crtc;
1424
1425         /* If drm_vblank_init() hasn't been called yet, just no-op */
1426         if (!dev->num_crtcs)
1427                 return 0;
1428
1429         /* KMS drivers handle this internally */
1430         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
1431                 return 0;
1432
1433         crtc = modeset->crtc;
1434         if (crtc >= dev->num_crtcs)
1435                 return -EINVAL;
1436
1437         switch (modeset->cmd) {
1438         case _DRM_PRE_MODESET:
1439                 drm_vblank_pre_modeset(dev, crtc);
1440                 break;
1441         case _DRM_POST_MODESET:
1442                 drm_vblank_post_modeset(dev, crtc);
1443                 break;
1444         default:
1445                 return -EINVAL;
1446         }
1447
1448         return 0;
1449 }
1450
1451 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, int pipe,
1452                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1453                                   struct drm_file *file_priv)
1454 {
1455         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1456         struct drm_pending_vblank_event *e;
1457         struct timeval now;
1458         unsigned long flags;
1459         unsigned int seq;
1460         int ret;
1461
1462         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1463         if (e == NULL) {
1464                 ret = -ENOMEM;
1465                 goto err_put;
1466         }
1467
1468         e->pipe = pipe;
1469         e->base.pid = current->pid;
1470         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1471         e->event.base.length = sizeof(e->event);
1472         e->event.user_data = vblwait->request.signal;
1473         e->base.event = &e->event.base;
1474         e->base.file_priv = file_priv;
1475         e->base.destroy = (void (*) (struct drm_pending_event *)) kfree;
1476
1477         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1478
1479         /*
1480          * drm_vblank_off() might have been called after we called
1481          * drm_vblank_get(). drm_vblank_off() holds event_lock
1482          * around the vblank disable, so no need for further locking.
1483          * The reference from drm_vblank_get() protects against
1484          * vblank disable from another source.
1485          */
1486         if (!vblank->enabled) {
1487                 ret = -EINVAL;
1488                 goto err_unlock;
1489         }
1490
1491         if (file_priv->event_space < sizeof(e->event)) {
1492                 ret = -EBUSY;
1493                 goto err_unlock;
1494         }
1495
1496         file_priv->event_space -= sizeof(e->event);
1497         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1498
1499         if ((vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1500             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1501                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1502                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1503         }
1504
1505         DRM_DEBUG("event on vblank count %d, current %d, crtc %d\n",
1506                   vblwait->request.sequence, seq, pipe);
1507
1508         trace_drm_vblank_event_queued(current->pid, pipe,
1509                                       vblwait->request.sequence);
1510
1511         e->event.sequence = vblwait->request.sequence;
1512         if ((seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1513                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1514                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1515                 vblwait->reply.sequence = seq;
1516         } else {
1517                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1518                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1519                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1520         }
1521
1522         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1523
1524         return 0;
1525
1526 err_unlock:
1527         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1528         kfree(e);
1529 err_put:
1530         drm_vblank_put(dev, pipe);
1531         return ret;
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Wait for VBLANK.
1536  *
1537  * \param inode device inode.
1538  * \param file_priv DRM file private.
1539  * \param cmd command.
1540  * \param data user argument, pointing to a drm_wait_vblank structure.
1541  * \return zero on success or a negative number on failure.
1542  *
1543  * This function enables the vblank interrupt on the pipe requested, then
1544  * sleeps waiting for the requested sequence number to occur, and drops
1545  * the vblank interrupt refcount afterwards. (vblank IRQ disable follows that
1546  * after a timeout with no further vblank waits scheduled).
1547  */
1548 int drm_wait_vblank(struct drm_device *dev, void *data,
1549                     struct drm_file *file_priv)
1550 {
1551         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1552         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1553         int ret;
1554         unsigned int flags, seq, crtc, high_crtc;
1555
1556         if (!dev->irq_enabled)
1557                 return -EINVAL;
1558
1559         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1560                 return -EINVAL;
1561
1562         if (vblwait->request.type &
1563             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1564               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1565                 DRM_ERROR("Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1566                           vblwait->request.type,
1567                           (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1568                            _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1569                 return -EINVAL;
1570         }
1571
1572         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1573         high_crtc = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1574         if (high_crtc)
1575                 crtc = high_crtc >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1576         else
1577                 crtc = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1578         if (crtc >= dev->num_crtcs)
1579                 return -EINVAL;
1580
1581         vblank = &dev->vblank[crtc];
1582
1583         ret = drm_vblank_get(dev, crtc);
1584         if (ret) {
1585                 DRM_DEBUG("failed to acquire vblank counter, %d\n", ret);
1586                 return ret;
1587         }
1588         seq = drm_vblank_count(dev, crtc);
1589
1590         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1591         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1592                 vblwait->request.sequence += seq;
1593                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1594         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1595                 break;
1596         default:
1597                 ret = -EINVAL;
1598                 goto done;
1599         }
1600
1601         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1602                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1603                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1604                  */
1605                 return drm_queue_vblank_event(dev, crtc, vblwait, file_priv);
1606         }
1607
1608         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1609             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1<<23)) {
1610                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1611         }
1612
1613         DRM_DEBUG("waiting on vblank count %d, crtc %d\n",
1614                   vblwait->request.sequence, crtc);
1615         vblank->last_wait = vblwait->request.sequence;
1616         DRM_WAIT_ON(ret, vblank->queue, 3 * HZ,
1617                     (((drm_vblank_count(dev, crtc) -
1618                        vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) ||
1619                      !vblank->enabled ||
1620                      !dev->irq_enabled));
1621
1622         if (ret != -EINTR) {
1623                 struct timeval now;
1624
1625                 vblwait->reply.sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, crtc, &now);
1626                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1627                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1628
1629                 DRM_DEBUG("returning %d to client\n",
1630                           vblwait->reply.sequence);
1631         } else {
1632                 DRM_DEBUG("vblank wait interrupted by signal\n");
1633         }
1634
1635 done:
1636         drm_vblank_put(dev, crtc);
1637         return ret;
1638 }
1639
1640 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, int crtc)
1641 {
1642         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1643         struct timeval now;
1644         unsigned int seq;
1645
1646         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1647
1648         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, crtc, &now);
1649
1650         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1651                 if (e->pipe != crtc)
1652                         continue;
1653                 if ((seq - e->event.sequence) > (1<<23))
1654                         continue;
1655
1656                 DRM_DEBUG("vblank event on %d, current %d\n",
1657                           e->event.sequence, seq);
1658
1659                 list_del(&e->base.link);
1660                 drm_vblank_put(dev, e->pipe);
1661                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1662         }
1663
1664         trace_drm_vblank_event(crtc, seq);
1665 }
1666
1667 /**
1668  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1669  * @dev: DRM device
1670  * @crtc: where this event occurred
1671  *
1672  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1673  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1674  *
1675  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1676  */
1677 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, int crtc)
1678 {
1679         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[crtc];
1680         u32 vblcount;
1681         s64 diff_ns;
1682         struct timeval tvblank;
1683         unsigned long irqflags;
1684
1685         if (WARN_ON_ONCE(!dev->num_crtcs))
1686                 return false;
1687
1688         if (WARN_ON(crtc >= dev->num_crtcs))
1689                 return false;
1690
1691         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1692
1693         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1694          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1695          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1696          */
1697         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1698
1699         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1700         if (!vblank->enabled) {
1701                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1702                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1703                 return false;
1704         }
1705
1706         /* Fetch corresponding timestamp for this vblank interval from
1707          * driver and store it in proper slot of timestamp ringbuffer.
1708          */
1709
1710         /* Get current timestamp and count. */
1711         vblcount = atomic_read(&vblank->count);
1712         drm_get_last_vbltimestamp(dev, crtc, &tvblank, DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ);
1713
1714         /* Compute time difference to timestamp of last vblank */
1715         diff_ns = timeval_to_ns(&tvblank) -
1716                   timeval_to_ns(&vblanktimestamp(dev, crtc, vblcount));
1717
1718         /* Update vblank timestamp and count if at least
1719          * DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS nanoseconds
1720          * difference between last stored timestamp and current
1721          * timestamp. A smaller difference means basically
1722          * identical timestamps. Happens if this vblank has
1723          * been already processed and this is a redundant call,
1724          * e.g., due to spurious vblank interrupts. We need to
1725          * ignore those for accounting.
1726          */
1727         if (abs64(diff_ns) > DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS) {
1728                 /* Store new timestamp in ringbuffer. */
1729                 vblanktimestamp(dev, crtc, vblcount + 1) = tvblank;
1730
1731                 /* Increment cooked vblank count. This also atomically commits
1732                  * the timestamp computed above.
1733                  */
1734                 smp_mb__before_atomic();
1735                 atomic_inc(&vblank->count);
1736                 smp_mb__after_atomic();
1737         } else {
1738                 DRM_DEBUG("crtc %d: Redundant vblirq ignored. diff_ns = %d\n",
1739                           crtc, (int) diff_ns);
1740         }
1741
1742         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1743
1744         wake_up(&vblank->queue);
1745         drm_handle_vblank_events(dev, crtc);
1746
1747         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1748
1749         return true;
1750 }
1751 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1752
1753 /**
1754  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1755  * @crtc: where this event occurred
1756  *
1757  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1758  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1759  *
1760  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1761  *
1762  * Returns:
1763  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1764  */
1765 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1766 {
1767         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1768 }
1769 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);