spi: respect the maximum segment size of DMA device
[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, pipe, count) \
47         ((dev)->vblank[pipe].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, unsigned int pipe,
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 MODULE_PARM_DESC(vblankoffdelay, "Delay until vblank irq auto-disable [msecs] (0: never disable, <0: disable immediately)");
77 MODULE_PARM_DESC(timestamp_precision_usec, "Max. error on timestamps [usecs]");
78 MODULE_PARM_DESC(timestamp_monotonic, "Use monotonic timestamps");
79
80 static void store_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
81                          u32 vblank_count_inc,
82                          struct timeval *t_vblank, u32 last)
83 {
84         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
85         u32 tslot;
86
87         assert_spin_locked(&dev->vblank_time_lock);
88
89         vblank->last = last;
90
91         /* All writers hold the spinlock, but readers are serialized by
92          * the latching of vblank->count below.
93          */
94         tslot = vblank->count + vblank_count_inc;
95         vblanktimestamp(dev, pipe, tslot) = *t_vblank;
96
97         /*
98          * vblank timestamp updates are protected on the write side with
99          * vblank_time_lock, but on the read side done locklessly using a
100          * sequence-lock on the vblank counter. Ensure correct ordering using
101          * memory barrriers. We need the barrier both before and also after the
102          * counter update to synchronize with the next timestamp write.
103          * The read-side barriers for this are in drm_vblank_count_and_time.
104          */
105         smp_wmb();
106         vblank->count += vblank_count_inc;
107         smp_wmb();
108 }
109
110 /**
111  * drm_reset_vblank_timestamp - reset the last timestamp to the last vblank
112  * @dev: DRM device
113  * @pipe: index of CRTC for which to reset the timestamp
114  *
115  * Reset the stored timestamp for the current vblank count to correspond
116  * to the last vblank occurred.
117  *
118  * Only to be called from drm_vblank_on().
119  *
120  * Note: caller must hold dev->vbl_lock since this reads & writes
121  * device vblank fields.
122  */
123 static void drm_reset_vblank_timestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
124 {
125         u32 cur_vblank;
126         bool rc;
127         struct timeval t_vblank;
128         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
129
130         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
131
132         /*
133          * sample the current counter to avoid random jumps
134          * when drm_vblank_enable() applies the diff
135          */
136         do {
137                 cur_vblank = dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe);
138                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, 0);
139         } while (cur_vblank != dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
140
141         /*
142          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
143          * available and didn't fail. Otherwise reinitialize delayed at next vblank
144          * interrupt and assign 0 for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
145          */
146         if (!rc)
147                 t_vblank = (struct timeval) {0, 0};
148
149         /*
150          * +1 to make sure user will never see the same
151          * vblank counter value before and after a modeset
152          */
153         store_vblank(dev, pipe, 1, &t_vblank, cur_vblank);
154
155         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
156 }
157
158 /**
159  * drm_update_vblank_count - update the master vblank counter
160  * @dev: DRM device
161  * @pipe: counter to update
162  *
163  * Call back into the driver to update the appropriate vblank counter
164  * (specified by @pipe).  Deal with wraparound, if it occurred, and
165  * update the last read value so we can deal with wraparound on the next
166  * call if necessary.
167  *
168  * Only necessary when going from off->on, to account for frames we
169  * didn't get an interrupt for.
170  *
171  * Note: caller must hold dev->vbl_lock since this reads & writes
172  * device vblank fields.
173  */
174 static void drm_update_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
175                                     unsigned long flags)
176 {
177         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
178         u32 cur_vblank, diff;
179         bool rc;
180         struct timeval t_vblank;
181         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
182         int framedur_ns = vblank->framedur_ns;
183
184         /*
185          * Interrupts were disabled prior to this call, so deal with counter
186          * wrap if needed.
187          * NOTE!  It's possible we lost a full dev->max_vblank_count + 1 events
188          * here if the register is small or we had vblank interrupts off for
189          * a long time.
190          *
191          * We repeat the hardware vblank counter & timestamp query until
192          * we get consistent results. This to prevent races between gpu
193          * updating its hardware counter while we are retrieving the
194          * corresponding vblank timestamp.
195          */
196         do {
197                 cur_vblank = dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe);
198                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, flags);
199         } while (cur_vblank != dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
200
201         if (dev->max_vblank_count != 0) {
202                 /* trust the hw counter when it's around */
203                 diff = (cur_vblank - vblank->last) & dev->max_vblank_count;
204         } else if (rc && framedur_ns) {
205                 const struct timeval *t_old;
206                 u64 diff_ns;
207
208                 t_old = &vblanktimestamp(dev, pipe, vblank->count);
209                 diff_ns = timeval_to_ns(&t_vblank) - timeval_to_ns(t_old);
210
211                 /*
212                  * Figure out how many vblanks we've missed based
213                  * on the difference in the timestamps and the
214                  * frame/field duration.
215                  */
216                 diff = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(diff_ns, framedur_ns);
217
218                 if (diff == 0 && flags & DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ)
219                         DRM_DEBUG_VBL("crtc %u: Redundant vblirq ignored."
220                                       " diff_ns = %lld, framedur_ns = %d)\n",
221                                       pipe, (long long) diff_ns, framedur_ns);
222         } else {
223                 /* some kind of default for drivers w/o accurate vbl timestamping */
224                 diff = (flags & DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ) != 0;
225         }
226
227         DRM_DEBUG_VBL("updating vblank count on crtc %u:"
228                       " current=%u, diff=%u, hw=%u hw_last=%u\n",
229                       pipe, vblank->count, diff, cur_vblank, vblank->last);
230
231         if (diff == 0) {
232                 WARN_ON_ONCE(cur_vblank != vblank->last);
233                 return;
234         }
235
236         /*
237          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
238          * available and didn't fail, or we were called from the vblank interrupt.
239          * Otherwise reinitialize delayed at next vblank interrupt and assign 0
240          * for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
241          */
242         if (!rc && (flags & DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ) == 0)
243                 t_vblank = (struct timeval) {0, 0};
244
245         store_vblank(dev, pipe, diff, &t_vblank, cur_vblank);
246 }
247
248 /*
249  * Disable vblank irq's on crtc, make sure that last vblank count
250  * of hardware and corresponding consistent software vblank counter
251  * are preserved, even if there are any spurious vblank irq's after
252  * disable.
253  */
254 static void vblank_disable_and_save(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
255 {
256         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
257         unsigned long irqflags;
258
259         /* Prevent vblank irq processing while disabling vblank irqs,
260          * so no updates of timestamps or count can happen after we've
261          * disabled. Needed to prevent races in case of delayed irq's.
262          */
263         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
264
265         /*
266          * Only disable vblank interrupts if they're enabled. This avoids
267          * calling the ->disable_vblank() operation in atomic context with the
268          * hardware potentially runtime suspended.
269          */
270         if (vblank->enabled) {
271                 dev->driver->disable_vblank(dev, pipe);
272                 vblank->enabled = false;
273         }
274
275         /*
276          * Always update the count and timestamp to maintain the
277          * appearance that the counter has been ticking all along until
278          * this time. This makes the count account for the entire time
279          * between drm_vblank_on() and drm_vblank_off().
280          */
281         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
282
283         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
284 }
285
286 static void vblank_disable_fn(unsigned long arg)
287 {
288         struct drm_vblank_crtc *vblank = (void *)arg;
289         struct drm_device *dev = vblank->dev;
290         unsigned int pipe = vblank->pipe;
291         unsigned long irqflags;
292
293         if (!dev->vblank_disable_allowed)
294                 return;
295
296         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
297         if (atomic_read(&vblank->refcount) == 0 && vblank->enabled) {
298                 DRM_DEBUG("disabling vblank on crtc %u\n", pipe);
299                 vblank_disable_and_save(dev, pipe);
300         }
301         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
302 }
303
304 /**
305  * drm_vblank_cleanup - cleanup vblank support
306  * @dev: DRM device
307  *
308  * This function cleans up any resources allocated in drm_vblank_init.
309  */
310 void drm_vblank_cleanup(struct drm_device *dev)
311 {
312         unsigned int pipe;
313
314         /* Bail if the driver didn't call drm_vblank_init() */
315         if (dev->num_crtcs == 0)
316                 return;
317
318         for (pipe = 0; pipe < dev->num_crtcs; pipe++) {
319                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
320
321                 WARN_ON(vblank->enabled &&
322                         drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
323
324                 del_timer_sync(&vblank->disable_timer);
325         }
326
327         kfree(dev->vblank);
328
329         dev->num_crtcs = 0;
330 }
331 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_cleanup);
332
333 /**
334  * drm_vblank_init - initialize vblank support
335  * @dev: DRM device
336  * @num_crtcs: number of CRTCs supported by @dev
337  *
338  * This function initializes vblank support for @num_crtcs display pipelines.
339  *
340  * Returns:
341  * Zero on success or a negative error code on failure.
342  */
343 int drm_vblank_init(struct drm_device *dev, unsigned int num_crtcs)
344 {
345         int ret = -ENOMEM;
346         unsigned int i;
347
348         spin_lock_init(&dev->vbl_lock);
349         spin_lock_init(&dev->vblank_time_lock);
350
351         dev->num_crtcs = num_crtcs;
352
353         dev->vblank = kcalloc(num_crtcs, sizeof(*dev->vblank), GFP_KERNEL);
354         if (!dev->vblank)
355                 goto err;
356
357         for (i = 0; i < num_crtcs; i++) {
358                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
359
360                 vblank->dev = dev;
361                 vblank->pipe = i;
362                 init_waitqueue_head(&vblank->queue);
363                 setup_timer(&vblank->disable_timer, vblank_disable_fn,
364                             (unsigned long)vblank);
365         }
366
367         DRM_INFO("Supports vblank timestamp caching Rev 2 (21.10.2013).\n");
368
369         /* Driver specific high-precision vblank timestamping supported? */
370         if (dev->driver->get_vblank_timestamp)
371                 DRM_INFO("Driver supports precise vblank timestamp query.\n");
372         else
373                 DRM_INFO("No driver support for vblank timestamp query.\n");
374
375         /* Must have precise timestamping for reliable vblank instant disable */
376         if (dev->vblank_disable_immediate && !dev->driver->get_vblank_timestamp) {
377                 dev->vblank_disable_immediate = false;
378                 DRM_INFO("Setting vblank_disable_immediate to false because "
379                          "get_vblank_timestamp == NULL\n");
380         }
381
382         dev->vblank_disable_allowed = false;
383
384         return 0;
385
386 err:
387         dev->num_crtcs = 0;
388         return ret;
389 }
390 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_init);
391
392 static void drm_irq_vgaarb_nokms(void *cookie, bool state)
393 {
394         struct drm_device *dev = cookie;
395
396         if (dev->driver->vgaarb_irq) {
397                 dev->driver->vgaarb_irq(dev, state);
398                 return;
399         }
400
401         if (!dev->irq_enabled)
402                 return;
403
404         if (state) {
405                 if (dev->driver->irq_uninstall)
406                         dev->driver->irq_uninstall(dev);
407         } else {
408                 if (dev->driver->irq_preinstall)
409                         dev->driver->irq_preinstall(dev);
410                 if (dev->driver->irq_postinstall)
411                         dev->driver->irq_postinstall(dev);
412         }
413 }
414
415 /**
416  * drm_irq_install - install IRQ handler
417  * @dev: DRM device
418  * @irq: IRQ number to install the handler for
419  *
420  * Initializes the IRQ related data. Installs the handler, calling the driver
421  * irq_preinstall() and irq_postinstall() functions before and after the
422  * installation.
423  *
424  * This is the simplified helper interface provided for drivers with no special
425  * needs. Drivers which need to install interrupt handlers for multiple
426  * interrupts must instead set drm_device->irq_enabled to signal the DRM core
427  * that vblank interrupts are available.
428  *
429  * Returns:
430  * Zero on success or a negative error code on failure.
431  */
432 int drm_irq_install(struct drm_device *dev, int irq)
433 {
434         int ret;
435         unsigned long sh_flags = 0;
436
437         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
438                 return -EINVAL;
439
440         if (irq == 0)
441                 return -EINVAL;
442
443         /* Driver must have been initialized */
444         if (!dev->dev_private)
445                 return -EINVAL;
446
447         if (dev->irq_enabled)
448                 return -EBUSY;
449         dev->irq_enabled = true;
450
451         DRM_DEBUG("irq=%d\n", irq);
452
453         /* Before installing handler */
454         if (dev->driver->irq_preinstall)
455                 dev->driver->irq_preinstall(dev);
456
457         /* Install handler */
458         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_IRQ_SHARED))
459                 sh_flags = IRQF_SHARED;
460
461         ret = request_irq(irq, dev->driver->irq_handler,
462                           sh_flags, dev->driver->name, dev);
463
464         if (ret < 0) {
465                 dev->irq_enabled = false;
466                 return ret;
467         }
468
469         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
470                 vga_client_register(dev->pdev, (void *)dev, drm_irq_vgaarb_nokms, NULL);
471
472         /* After installing handler */
473         if (dev->driver->irq_postinstall)
474                 ret = dev->driver->irq_postinstall(dev);
475
476         if (ret < 0) {
477                 dev->irq_enabled = false;
478                 if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
479                         vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
480                 free_irq(irq, dev);
481         } else {
482                 dev->irq = irq;
483         }
484
485         return ret;
486 }
487 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_install);
488
489 /**
490  * drm_irq_uninstall - uninstall the IRQ handler
491  * @dev: DRM device
492  *
493  * Calls the driver's irq_uninstall() function and unregisters the IRQ handler.
494  * This should only be called by drivers which used drm_irq_install() to set up
495  * their interrupt handler. Other drivers must only reset
496  * drm_device->irq_enabled to false.
497  *
498  * Note that for kernel modesetting drivers it is a bug if this function fails.
499  * The sanity checks are only to catch buggy user modesetting drivers which call
500  * the same function through an ioctl.
501  *
502  * Returns:
503  * Zero on success or a negative error code on failure.
504  */
505 int drm_irq_uninstall(struct drm_device *dev)
506 {
507         unsigned long irqflags;
508         bool irq_enabled;
509         int i;
510
511         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
512                 return -EINVAL;
513
514         irq_enabled = dev->irq_enabled;
515         dev->irq_enabled = false;
516
517         /*
518          * Wake up any waiters so they don't hang. This is just to paper over
519          * isssues for UMS drivers which aren't in full control of their
520          * vblank/irq handling. KMS drivers must ensure that vblanks are all
521          * disabled when uninstalling the irq handler.
522          */
523         if (dev->num_crtcs) {
524                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
525                 for (i = 0; i < dev->num_crtcs; i++) {
526                         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
527
528                         if (!vblank->enabled)
529                                 continue;
530
531                         WARN_ON(drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
532
533                         vblank_disable_and_save(dev, i);
534                         wake_up(&vblank->queue);
535                 }
536                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
537         }
538
539         if (!irq_enabled)
540                 return -EINVAL;
541
542         DRM_DEBUG("irq=%d\n", dev->irq);
543
544         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
545                 vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
546
547         if (dev->driver->irq_uninstall)
548                 dev->driver->irq_uninstall(dev);
549
550         free_irq(dev->irq, dev);
551
552         return 0;
553 }
554 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_uninstall);
555
556 /*
557  * IRQ control ioctl.
558  *
559  * \param inode device inode.
560  * \param file_priv DRM file private.
561  * \param cmd command.
562  * \param arg user argument, pointing to a drm_control structure.
563  * \return zero on success or a negative number on failure.
564  *
565  * Calls irq_install() or irq_uninstall() according to \p arg.
566  */
567 int drm_control(struct drm_device *dev, void *data,
568                 struct drm_file *file_priv)
569 {
570         struct drm_control *ctl = data;
571         int ret = 0, irq;
572
573         /* if we haven't irq we fallback for compatibility reasons -
574          * this used to be a separate function in drm_dma.h
575          */
576
577         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
578                 return 0;
579         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
580                 return 0;
581         /* UMS was only ever support on pci devices. */
582         if (WARN_ON(!dev->pdev))
583                 return -EINVAL;
584
585         switch (ctl->func) {
586         case DRM_INST_HANDLER:
587                 irq = dev->pdev->irq;
588
589                 if (dev->if_version < DRM_IF_VERSION(1, 2) &&
590                     ctl->irq != irq)
591                         return -EINVAL;
592                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
593                 ret = drm_irq_install(dev, irq);
594                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
595
596                 return ret;
597         case DRM_UNINST_HANDLER:
598                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
599                 ret = drm_irq_uninstall(dev);
600                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
601
602                 return ret;
603         default:
604                 return -EINVAL;
605         }
606 }
607
608 /**
609  * drm_calc_timestamping_constants - calculate vblank timestamp constants
610  * @crtc: drm_crtc whose timestamp constants should be updated.
611  * @mode: display mode containing the scanout timings
612  *
613  * Calculate and store various constants which are later
614  * needed by vblank and swap-completion timestamping, e.g,
615  * by drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(). They are
616  * derived from CRTC's true scanout timing, so they take
617  * things like panel scaling or other adjustments into account.
618  */
619 void drm_calc_timestamping_constants(struct drm_crtc *crtc,
620                                      const struct drm_display_mode *mode)
621 {
622         struct drm_device *dev = crtc->dev;
623         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
624         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
625         int linedur_ns = 0, framedur_ns = 0;
626         int dotclock = mode->crtc_clock;
627
628         if (!dev->num_crtcs)
629                 return;
630
631         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
632                 return;
633
634         /* Valid dotclock? */
635         if (dotclock > 0) {
636                 int frame_size = mode->crtc_htotal * mode->crtc_vtotal;
637
638                 /*
639                  * Convert scanline length in pixels and video
640                  * dot clock to line duration and frame duration
641                  * in nanoseconds:
642                  */
643                 linedur_ns  = div_u64((u64) mode->crtc_htotal * 1000000, dotclock);
644                 framedur_ns = div_u64((u64) frame_size * 1000000, dotclock);
645
646                 /*
647                  * Fields of interlaced scanout modes are only half a frame duration.
648                  */
649                 if (mode->flags & DRM_MODE_FLAG_INTERLACE)
650                         framedur_ns /= 2;
651         } else
652                 DRM_ERROR("crtc %u: Can't calculate constants, dotclock = 0!\n",
653                           crtc->base.id);
654
655         vblank->linedur_ns  = linedur_ns;
656         vblank->framedur_ns = framedur_ns;
657
658         DRM_DEBUG("crtc %u: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
659                   crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
660                   mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
661         DRM_DEBUG("crtc %u: clock %d kHz framedur %d linedur %d\n",
662                   crtc->base.id, dotclock, framedur_ns, linedur_ns);
663 }
664 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_timestamping_constants);
665
666 /**
667  * drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos - precise vblank timestamp helper
668  * @dev: DRM device
669  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
670  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
671  *             On return contains true maximum error of timestamp
672  * @vblank_time: Pointer to struct timeval which should receive the timestamp
673  * @flags: Flags to pass to driver:
674  *         0 = Default,
675  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
676  * @mode: mode which defines the scanout timings
677  *
678  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
679  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be called from
680  * within get_vblank_timestamp() implementation of a kms driver to implement the
681  * actual timestamping.
682  *
683  * Should return timestamps conforming to the OML_sync_control OpenML
684  * extension specification. The timestamp corresponds to the end of
685  * the vblank interval, aka start of scanout of topmost-leftmost display
686  * pixel in the following video frame.
687  *
688  * Requires support for optional dev->driver->get_scanout_position()
689  * in kms driver, plus a bit of setup code to provide a drm_display_mode
690  * that corresponds to the true scanout timing.
691  *
692  * The current implementation only handles standard video modes. It
693  * returns as no operation if a doublescan or interlaced video mode is
694  * active. Higher level code is expected to handle this.
695  *
696  * Returns:
697  * Negative value on error, failure or if not supported in current
698  * video mode:
699  *
700  * -EINVAL   - Invalid CRTC.
701  * -EAGAIN   - Temporary unavailable, e.g., called before initial modeset.
702  * -ENOTSUPP - Function not supported in current display mode.
703  * -EIO      - Failed, e.g., due to failed scanout position query.
704  *
705  * Returns or'ed positive status flags on success:
706  *
707  * DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD - Signal this method used for timestamping.
708  * DRM_VBLANKTIME_INVBL - Timestamp taken while scanout was in vblank interval.
709  *
710  */
711 int drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(struct drm_device *dev,
712                                           unsigned int pipe,
713                                           int *max_error,
714                                           struct timeval *vblank_time,
715                                           unsigned flags,
716                                           const struct drm_display_mode *mode)
717 {
718         struct timeval tv_etime;
719         ktime_t stime, etime;
720         unsigned int vbl_status;
721         int ret = DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD;
722         int vpos, hpos, i;
723         int delta_ns, duration_ns;
724
725         if (pipe >= dev->num_crtcs) {
726                 DRM_ERROR("Invalid crtc %u\n", pipe);
727                 return -EINVAL;
728         }
729
730         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
731         if (!dev->driver->get_scanout_position) {
732                 DRM_ERROR("Called from driver w/o get_scanout_position()!?\n");
733                 return -EIO;
734         }
735
736         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
737          * Happens during initial modesetting of a crtc.
738          */
739         if (mode->crtc_clock == 0) {
740                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noop due to uninitialized mode.\n", pipe);
741                 return -EAGAIN;
742         }
743
744         /* Get current scanout position with system timestamp.
745          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
746          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
747          *
748          * This guarantees a tight bound on maximum error if
749          * code gets preempted or delayed for some reason.
750          */
751         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
752                 /*
753                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
754                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
755                  */
756                 vbl_status = dev->driver->get_scanout_position(dev, pipe, flags,
757                                                                &vpos, &hpos,
758                                                                &stime, &etime,
759                                                                mode);
760
761                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
762                 if (!(vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_VALID)) {
763                         DRM_DEBUG("crtc %u : scanoutpos query failed [0x%x].\n",
764                                   pipe, vbl_status);
765                         return -EIO;
766                 }
767
768                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
769                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
770
771                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
772                 if (duration_ns <= *max_error)
773                         break;
774         }
775
776         /* Noisy system timing? */
777         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
778                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
779                           pipe, duration_ns/1000, *max_error/1000, i);
780         }
781
782         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
783         *max_error = duration_ns;
784
785         /* Check if in vblank area:
786          * vpos is >=0 in video scanout area, but negative
787          * within vblank area, counting down the number of lines until
788          * start of scanout.
789          */
790         if (vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_IN_VBLANK)
791                 ret |= DRM_VBLANKTIME_IN_VBLANK;
792
793         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
794          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
795          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
796          */
797         delta_ns = div_s64(1000000LL * (vpos * mode->crtc_htotal + hpos),
798                            mode->crtc_clock);
799
800         if (!drm_timestamp_monotonic)
801                 etime = ktime_mono_to_real(etime);
802
803         /* save this only for debugging purposes */
804         tv_etime = ktime_to_timeval(etime);
805         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
806          * vblank_time timestamp for end of vblank.
807          */
808         if (delta_ns < 0)
809                 etime = ktime_add_ns(etime, -delta_ns);
810         else
811                 etime = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
812         *vblank_time = ktime_to_timeval(etime);
813
814         DRM_DEBUG_VBL("crtc %u : v 0x%x p(%d,%d)@ %ld.%ld -> %ld.%ld [e %d us, %d rep]\n",
815                       pipe, vbl_status, hpos, vpos,
816                       (long)tv_etime.tv_sec, (long)tv_etime.tv_usec,
817                       (long)vblank_time->tv_sec, (long)vblank_time->tv_usec,
818                       duration_ns/1000, i);
819
820         return ret;
821 }
822 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos);
823
824 static struct timeval get_drm_timestamp(void)
825 {
826         ktime_t now;
827
828         now = drm_timestamp_monotonic ? ktime_get() : ktime_get_real();
829         return ktime_to_timeval(now);
830 }
831
832 /**
833  * drm_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most recent
834  *                             vblank interval
835  * @dev: DRM device
836  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
837  * @tvblank: Pointer to target struct timeval which should receive the timestamp
838  * @flags: Flags to pass to driver:
839  *         0 = Default,
840  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
841  *
842  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
843  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
844  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
845  *
846  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
847  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
848  *
849  * Returns:
850  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
851  */
852 static bool
853 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
854                           struct timeval *tvblank, unsigned flags)
855 {
856         int ret;
857
858         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
859         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
860
861         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
862         if (dev->driver->get_vblank_timestamp && (max_error > 0)) {
863                 ret = dev->driver->get_vblank_timestamp(dev, pipe, &max_error,
864                                                         tvblank, flags);
865                 if (ret > 0)
866                         return true;
867         }
868
869         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
870          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
871          */
872         *tvblank = get_drm_timestamp();
873
874         return false;
875 }
876
877 /**
878  * drm_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
879  * @dev: DRM device
880  * @pipe: index of CRTC for which to retrieve the counter
881  *
882  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
883  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
884  * modesetting activity.
885  *
886  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count().
887  *
888  * Returns:
889  * The software vblank counter.
890  */
891 u32 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
892 {
893         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
894
895         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
896                 return 0;
897
898         return vblank->count;
899 }
900 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count);
901
902 /**
903  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
904  * @crtc: which counter to retrieve
905  *
906  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
907  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
908  * modesetting activity.
909  *
910  * This is the native KMS version of drm_vblank_count().
911  *
912  * Returns:
913  * The software vblank counter.
914  */
915 u32 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
916 {
917         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
918 }
919 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
920
921 /**
922  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value and the
923  *     system timestamp corresponding to that vblank counter value.
924  * @dev: DRM device
925  * @pipe: index of CRTC whose counter to retrieve
926  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
927  *
928  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
929  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
930  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
931  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
932  *
933  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count_and_time().
934  */
935 u32 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
936                               struct timeval *vblanktime)
937 {
938         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
939         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
940         u32 cur_vblank;
941
942         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
943                 return 0;
944
945         /*
946          * Vblank timestamps are read lockless. To ensure consistency the vblank
947          * counter is rechecked and ordering is ensured using memory barriers.
948          * This works like a seqlock. The write-side barriers are in store_vblank.
949          */
950         do {
951                 cur_vblank = vblank->count;
952                 smp_rmb();
953                 *vblanktime = vblanktimestamp(dev, pipe, cur_vblank);
954                 smp_rmb();
955         } while (cur_vblank != vblank->count && --count > 0);
956
957         return cur_vblank;
958 }
959 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count_and_time);
960
961 /**
962  * drm_crtc_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value
963  *     and the system timestamp corresponding to that vblank counter value
964  * @crtc: which counter to retrieve
965  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
966  *
967  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
968  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
969  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
970  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
971  *
972  * This is the native KMS version of drm_vblank_count_and_time().
973  */
974 u32 drm_crtc_vblank_count_and_time(struct drm_crtc *crtc,
975                                    struct timeval *vblanktime)
976 {
977         return drm_vblank_count_and_time(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc),
978                                          vblanktime);
979 }
980 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count_and_time);
981
982 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
983                 struct drm_pending_vblank_event *e,
984                 unsigned long seq, struct timeval *now)
985 {
986         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
987
988         e->event.sequence = seq;
989         e->event.tv_sec = now->tv_sec;
990         e->event.tv_usec = now->tv_usec;
991
992         list_add_tail(&e->base.link,
993                       &e->base.file_priv->event_list);
994         wake_up_interruptible(&e->base.file_priv->event_wait);
995         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.pid, e->pipe,
996                                          e->event.sequence);
997 }
998
999 /**
1000  * drm_arm_vblank_event - arm vblank event after pageflip
1001  * @dev: DRM device
1002  * @pipe: CRTC index
1003  * @e: the event to prepare to send
1004  *
1005  * A lot of drivers need to generate vblank events for the very next vblank
1006  * interrupt. For example when the page flip interrupt happens when the page
1007  * flip gets armed, but not when it actually executes within the next vblank
1008  * period. This helper function implements exactly the required vblank arming
1009  * behaviour.
1010  *
1011  * Caller must hold event lock. Caller must also hold a vblank reference for
1012  * the event @e, which will be dropped when the next vblank arrives.
1013  *
1014  * This is the legacy version of drm_crtc_arm_vblank_event().
1015  */
1016 void drm_arm_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1017                           struct drm_pending_vblank_event *e)
1018 {
1019         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1020
1021         e->pipe = pipe;
1022         e->event.sequence = drm_vblank_count(dev, pipe);
1023         list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1024 }
1025 EXPORT_SYMBOL(drm_arm_vblank_event);
1026
1027 /**
1028  * drm_crtc_arm_vblank_event - arm vblank event after pageflip
1029  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
1030  * @e: the event to send
1031  *
1032  * A lot of drivers need to generate vblank events for the very next vblank
1033  * interrupt. For example when the page flip interrupt happens when the page
1034  * flip gets armed, but not when it actually executes within the next vblank
1035  * period. This helper function implements exactly the required vblank arming
1036  * behaviour.
1037  *
1038  * Caller must hold event lock. Caller must also hold a vblank reference for
1039  * the event @e, which will be dropped when the next vblank arrives.
1040  *
1041  * This is the native KMS version of drm_arm_vblank_event().
1042  */
1043 void drm_crtc_arm_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1044                                struct drm_pending_vblank_event *e)
1045 {
1046         drm_arm_vblank_event(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc), e);
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_arm_vblank_event);
1049
1050 /**
1051  * drm_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
1052  * @dev: DRM device
1053  * @pipe: CRTC index
1054  * @e: the event to send
1055  *
1056  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
1057  * Caller must hold event lock.
1058  *
1059  * This is the legacy version of drm_crtc_send_vblank_event().
1060  */
1061 void drm_send_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1062                            struct drm_pending_vblank_event *e)
1063 {
1064         struct timeval now;
1065         unsigned int seq;
1066
1067         if (dev->num_crtcs > 0) {
1068                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1069         } else {
1070                 seq = 0;
1071
1072                 now = get_drm_timestamp();
1073         }
1074         e->pipe = pipe;
1075         send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1076 }
1077 EXPORT_SYMBOL(drm_send_vblank_event);
1078
1079 /**
1080  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
1081  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
1082  * @e: the event to send
1083  *
1084  * Updates sequence # and timestamp on event, and sends it to userspace.
1085  * Caller must hold event lock.
1086  *
1087  * This is the native KMS version of drm_send_vblank_event().
1088  */
1089 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1090                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
1091 {
1092         drm_send_vblank_event(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc), e);
1093 }
1094 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
1095
1096 /**
1097  * drm_vblank_enable - enable the vblank interrupt on a CRTC
1098  * @dev: DRM device
1099  * @pipe: CRTC index
1100  *
1101  * Returns:
1102  * Zero on success or a negative error code on failure.
1103  */
1104 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1105 {
1106         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1107         int ret = 0;
1108
1109         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1110
1111         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1112
1113         if (!vblank->enabled) {
1114                 /*
1115                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
1116                  * All vblank count & timestamp updates are held off
1117                  * until we are done reinitializing master counter and
1118                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
1119                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
1120                  */
1121                 ret = dev->driver->enable_vblank(dev, pipe);
1122                 DRM_DEBUG("enabling vblank on crtc %u, ret: %d\n", pipe, ret);
1123                 if (ret)
1124                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1125                 else {
1126                         vblank->enabled = true;
1127                         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
1128                 }
1129         }
1130
1131         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1132
1133         return ret;
1134 }
1135
1136 /**
1137  * drm_vblank_get - get a reference count on vblank events
1138  * @dev: DRM device
1139  * @pipe: index of CRTC to own
1140  *
1141  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1142  * while in use.
1143  *
1144  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_get().
1145  *
1146  * Returns:
1147  * Zero on success or a negative error code on failure.
1148  */
1149 int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1150 {
1151         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1152         unsigned long irqflags;
1153         int ret = 0;
1154
1155         if (!dev->num_crtcs)
1156                 return -EINVAL;
1157
1158         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1159                 return -EINVAL;
1160
1161         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1162         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1163         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1164                 ret = drm_vblank_enable(dev, pipe);
1165         } else {
1166                 if (!vblank->enabled) {
1167                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1168                         ret = -EINVAL;
1169                 }
1170         }
1171         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1172
1173         return ret;
1174 }
1175 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_get);
1176
1177 /**
1178  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1179  * @crtc: which CRTC to own
1180  *
1181  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1182  * while in use.
1183  *
1184  * This is the native kms version of drm_vblank_get().
1185  *
1186  * Returns:
1187  * Zero on success or a negative error code on failure.
1188  */
1189 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1190 {
1191         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1192 }
1193 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1194
1195 /**
1196  * drm_vblank_put - release ownership of vblank events
1197  * @dev: DRM device
1198  * @pipe: index of CRTC to release
1199  *
1200  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1201  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1202  *
1203  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_put().
1204  */
1205 void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1206 {
1207         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1208
1209         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1210                 return;
1211
1212         if (WARN_ON(atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1213                 return;
1214
1215         /* Last user schedules interrupt disable */
1216         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1217                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1218                         return;
1219                 else if (dev->vblank_disable_immediate || drm_vblank_offdelay < 0)
1220                         vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1221                 else
1222                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1223                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1224         }
1225 }
1226 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_put);
1227
1228 /**
1229  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1230  * @crtc: which counter to give up
1231  *
1232  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1233  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1234  *
1235  * This is the native kms version of drm_vblank_put().
1236  */
1237 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1238 {
1239         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1240 }
1241 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1242
1243 /**
1244  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1245  * @dev: DRM device
1246  * @pipe: CRTC index
1247  *
1248  * This waits for one vblank to pass on @pipe, using the irq driver interfaces.
1249  * It is a failure to call this when the vblank irq for @pipe is disabled, e.g.
1250  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1251  */
1252 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1253 {
1254         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1255         int ret;
1256         u32 last;
1257
1258         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1259                 return;
1260
1261         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1262         if (WARN(ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n", pipe, ret))
1263                 return;
1264
1265         last = drm_vblank_count(dev, pipe);
1266
1267         ret = wait_event_timeout(vblank->queue,
1268                                  last != drm_vblank_count(dev, pipe),
1269                                  msecs_to_jiffies(100));
1270
1271         WARN(ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", pipe);
1272
1273         drm_vblank_put(dev, pipe);
1274 }
1275 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1276
1277 /**
1278  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1279  * @crtc: DRM crtc
1280  *
1281  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1282  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1283  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1284  */
1285 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1286 {
1287         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1288 }
1289 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1290
1291 /**
1292  * drm_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1293  * @dev: DRM device
1294  * @pipe: CRTC index
1295  *
1296  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1297  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1298  * stored so that drm_vblank_on() can restore it again.
1299  *
1300  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1301  * reset, e.g. when suspending.
1302  *
1303  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_off().
1304  */
1305 void drm_vblank_off(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1306 {
1307         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1308         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1309         struct timeval now;
1310         unsigned long irqflags;
1311         unsigned int seq;
1312
1313         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1314                 return;
1315
1316         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1317
1318         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1319         vblank_disable_and_save(dev, pipe);
1320         wake_up(&vblank->queue);
1321
1322         /*
1323          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1324          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1325          */
1326         if (!vblank->inmodeset) {
1327                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1328                 vblank->inmodeset = 1;
1329         }
1330         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1331
1332         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1333         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1334
1335         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1336                 if (e->pipe != pipe)
1337                         continue;
1338                 DRM_DEBUG("Sending premature vblank event on disable: "
1339                           "wanted %d, current %d\n",
1340                           e->event.sequence, seq);
1341                 list_del(&e->base.link);
1342                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1343                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1344         }
1345         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1346 }
1347 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_off);
1348
1349 /**
1350  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1351  * @crtc: CRTC in question
1352  *
1353  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1354  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1355  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1356  *
1357  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1358  * reset, e.g. when suspending.
1359  *
1360  * This is the native kms version of drm_vblank_off().
1361  */
1362 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1363 {
1364         drm_vblank_off(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1365 }
1366 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1367
1368 /**
1369  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1370  * @crtc: CRTC in question
1371  *
1372  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1373  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1374  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1375  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1376  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1377  */
1378 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *crtc)
1379 {
1380         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1381         unsigned long irqflags;
1382         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1383         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1384
1385         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1386         /*
1387          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1388          * interrupt by bumping the refcount.
1389          */
1390         if (!vblank->inmodeset) {
1391                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1392                 vblank->inmodeset = 1;
1393         }
1394         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1395
1396         WARN_ON(!list_empty(&dev->vblank_event_list));
1397 }
1398 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1399
1400 /**
1401  * drm_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1402  * @dev: DRM device
1403  * @pipe: CRTC index
1404  *
1405  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1406  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1407  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1408  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1409  *
1410  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_on().
1411  */
1412 void drm_vblank_on(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1413 {
1414         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1415         unsigned long irqflags;
1416
1417         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1418                 return;
1419
1420         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1421         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1422         if (vblank->inmodeset) {
1423                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1424                 vblank->inmodeset = 0;
1425         }
1426
1427         drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1428
1429         /*
1430          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1431          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1432          */
1433         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 ||
1434             (!dev->vblank_disable_immediate && drm_vblank_offdelay == 0))
1435                 WARN_ON(drm_vblank_enable(dev, pipe));
1436         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1437 }
1438 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_on);
1439
1440 /**
1441  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1442  * @crtc: CRTC in question
1443  *
1444  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1445  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1446  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1447  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1448  *
1449  * This is the native kms version of drm_vblank_on().
1450  */
1451 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1452 {
1453         drm_vblank_on(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1454 }
1455 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1456
1457 /**
1458  * drm_vblank_pre_modeset - account for vblanks across mode sets
1459  * @dev: DRM device
1460  * @pipe: CRTC index
1461  *
1462  * Account for vblank events across mode setting events, which will likely
1463  * reset the hardware frame counter.
1464  *
1465  * This is done by grabbing a temporary vblank reference to ensure that the
1466  * vblank interrupt keeps running across the modeset sequence. With this the
1467  * software-side vblank frame counting will ensure that there are no jumps or
1468  * discontinuities.
1469  *
1470  * Unfortunately this approach is racy and also doesn't work when the vblank
1471  * interrupt stops running, e.g. across system suspend resume. It is therefore
1472  * highly recommended that drivers use the newer drm_vblank_off() and
1473  * drm_vblank_on() instead. drm_vblank_pre_modeset() only works correctly when
1474  * using "cooked" software vblank frame counters and not relying on any hardware
1475  * counters.
1476  *
1477  * Drivers must call drm_vblank_post_modeset() when re-enabling the same crtc
1478  * again.
1479  */
1480 void drm_vblank_pre_modeset(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1481 {
1482         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1483
1484         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1485         if (!dev->num_crtcs)
1486                 return;
1487
1488         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1489                 return;
1490
1491         /*
1492          * To avoid all the problems that might happen if interrupts
1493          * were enabled/disabled around or between these calls, we just
1494          * have the kernel take a reference on the CRTC (just once though
1495          * to avoid corrupting the count if multiple, mismatch calls occur),
1496          * so that interrupts remain enabled in the interim.
1497          */
1498         if (!vblank->inmodeset) {
1499                 vblank->inmodeset = 0x1;
1500                 if (drm_vblank_get(dev, pipe) == 0)
1501                         vblank->inmodeset |= 0x2;
1502         }
1503 }
1504 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_pre_modeset);
1505
1506 /**
1507  * drm_vblank_post_modeset - undo drm_vblank_pre_modeset changes
1508  * @dev: DRM device
1509  * @pipe: CRTC index
1510  *
1511  * This function again drops the temporary vblank reference acquired in
1512  * drm_vblank_pre_modeset.
1513  */
1514 void drm_vblank_post_modeset(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1515 {
1516         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1517         unsigned long irqflags;
1518
1519         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1520         if (!dev->num_crtcs)
1521                 return;
1522
1523         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1524                 return;
1525
1526         if (vblank->inmodeset) {
1527                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1528                 dev->vblank_disable_allowed = true;
1529                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1530
1531                 if (vblank->inmodeset & 0x2)
1532                         drm_vblank_put(dev, pipe);
1533
1534                 vblank->inmodeset = 0;
1535         }
1536 }
1537 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_post_modeset);
1538
1539 /*
1540  * drm_modeset_ctl - handle vblank event counter changes across mode switch
1541  * @DRM_IOCTL_ARGS: standard ioctl arguments
1542  *
1543  * Applications should call the %_DRM_PRE_MODESET and %_DRM_POST_MODESET
1544  * ioctls around modesetting so that any lost vblank events are accounted for.
1545  *
1546  * Generally the counter will reset across mode sets.  If interrupts are
1547  * enabled around this call, we don't have to do anything since the counter
1548  * will have already been incremented.
1549  */
1550 int drm_modeset_ctl(struct drm_device *dev, void *data,
1551                     struct drm_file *file_priv)
1552 {
1553         struct drm_modeset_ctl *modeset = data;
1554         unsigned int pipe;
1555
1556         /* If drm_vblank_init() hasn't been called yet, just no-op */
1557         if (!dev->num_crtcs)
1558                 return 0;
1559
1560         /* KMS drivers handle this internally */
1561         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
1562                 return 0;
1563
1564         pipe = modeset->crtc;
1565         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1566                 return -EINVAL;
1567
1568         switch (modeset->cmd) {
1569         case _DRM_PRE_MODESET:
1570                 drm_vblank_pre_modeset(dev, pipe);
1571                 break;
1572         case _DRM_POST_MODESET:
1573                 drm_vblank_post_modeset(dev, pipe);
1574                 break;
1575         default:
1576                 return -EINVAL;
1577         }
1578
1579         return 0;
1580 }
1581
1582 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1583                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1584                                   struct drm_file *file_priv)
1585 {
1586         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1587         struct drm_pending_vblank_event *e;
1588         struct timeval now;
1589         unsigned long flags;
1590         unsigned int seq;
1591         int ret;
1592
1593         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1594         if (e == NULL) {
1595                 ret = -ENOMEM;
1596                 goto err_put;
1597         }
1598
1599         e->pipe = pipe;
1600         e->base.pid = current->pid;
1601         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1602         e->event.base.length = sizeof(e->event);
1603         e->event.user_data = vblwait->request.signal;
1604         e->base.event = &e->event.base;
1605         e->base.file_priv = file_priv;
1606         e->base.destroy = (void (*) (struct drm_pending_event *)) kfree;
1607
1608         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1609
1610         /*
1611          * drm_vblank_off() might have been called after we called
1612          * drm_vblank_get(). drm_vblank_off() holds event_lock
1613          * around the vblank disable, so no need for further locking.
1614          * The reference from drm_vblank_get() protects against
1615          * vblank disable from another source.
1616          */
1617         if (!vblank->enabled) {
1618                 ret = -EINVAL;
1619                 goto err_unlock;
1620         }
1621
1622         if (file_priv->event_space < sizeof(e->event)) {
1623                 ret = -EBUSY;
1624                 goto err_unlock;
1625         }
1626
1627         file_priv->event_space -= sizeof(e->event);
1628         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1629
1630         if ((vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1631             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1632                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1633                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1634         }
1635
1636         DRM_DEBUG("event on vblank count %d, current %d, crtc %u\n",
1637                   vblwait->request.sequence, seq, pipe);
1638
1639         trace_drm_vblank_event_queued(current->pid, pipe,
1640                                       vblwait->request.sequence);
1641
1642         e->event.sequence = vblwait->request.sequence;
1643         if ((seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1644                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1645                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1646                 vblwait->reply.sequence = seq;
1647         } else {
1648                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1649                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1650                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1651         }
1652
1653         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1654
1655         return 0;
1656
1657 err_unlock:
1658         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1659         kfree(e);
1660 err_put:
1661         drm_vblank_put(dev, pipe);
1662         return ret;
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Wait for VBLANK.
1667  *
1668  * \param inode device inode.
1669  * \param file_priv DRM file private.
1670  * \param cmd command.
1671  * \param data user argument, pointing to a drm_wait_vblank structure.
1672  * \return zero on success or a negative number on failure.
1673  *
1674  * This function enables the vblank interrupt on the pipe requested, then
1675  * sleeps waiting for the requested sequence number to occur, and drops
1676  * the vblank interrupt refcount afterwards. (vblank IRQ disable follows that
1677  * after a timeout with no further vblank waits scheduled).
1678  */
1679 int drm_wait_vblank(struct drm_device *dev, void *data,
1680                     struct drm_file *file_priv)
1681 {
1682         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1683         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1684         int ret;
1685         unsigned int flags, seq, pipe, high_pipe;
1686
1687         if (!dev->irq_enabled)
1688                 return -EINVAL;
1689
1690         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1691                 return -EINVAL;
1692
1693         if (vblwait->request.type &
1694             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1695               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1696                 DRM_ERROR("Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1697                           vblwait->request.type,
1698                           (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1699                            _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1700                 return -EINVAL;
1701         }
1702
1703         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1704         high_pipe = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1705         if (high_pipe)
1706                 pipe = high_pipe >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1707         else
1708                 pipe = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1709         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1710                 return -EINVAL;
1711
1712         vblank = &dev->vblank[pipe];
1713
1714         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1715         if (ret) {
1716                 DRM_DEBUG("failed to acquire vblank counter, %d\n", ret);
1717                 return ret;
1718         }
1719         seq = drm_vblank_count(dev, pipe);
1720
1721         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1722         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1723                 vblwait->request.sequence += seq;
1724                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1725         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1726                 break;
1727         default:
1728                 ret = -EINVAL;
1729                 goto done;
1730         }
1731
1732         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1733                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1734                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1735                  */
1736                 return drm_queue_vblank_event(dev, pipe, vblwait, file_priv);
1737         }
1738
1739         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1740             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1<<23)) {
1741                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1742         }
1743
1744         DRM_DEBUG("waiting on vblank count %d, crtc %u\n",
1745                   vblwait->request.sequence, pipe);
1746         vblank->last_wait = vblwait->request.sequence;
1747         DRM_WAIT_ON(ret, vblank->queue, 3 * HZ,
1748                     (((drm_vblank_count(dev, pipe) -
1749                        vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) ||
1750                      !vblank->enabled ||
1751                      !dev->irq_enabled));
1752
1753         if (ret != -EINTR) {
1754                 struct timeval now;
1755
1756                 vblwait->reply.sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1757                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1758                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1759
1760                 DRM_DEBUG("returning %d to client\n",
1761                           vblwait->reply.sequence);
1762         } else {
1763                 DRM_DEBUG("vblank wait interrupted by signal\n");
1764         }
1765
1766 done:
1767         drm_vblank_put(dev, pipe);
1768         return ret;
1769 }
1770
1771 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1772 {
1773         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1774         struct timeval now;
1775         unsigned int seq;
1776
1777         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1778
1779         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1780
1781         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1782                 if (e->pipe != pipe)
1783                         continue;
1784                 if ((seq - e->event.sequence) > (1<<23))
1785                         continue;
1786
1787                 DRM_DEBUG("vblank event on %d, current %d\n",
1788                           e->event.sequence, seq);
1789
1790                 list_del(&e->base.link);
1791                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1792                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1793         }
1794
1795         trace_drm_vblank_event(pipe, seq);
1796 }
1797
1798 /**
1799  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1800  * @dev: DRM device
1801  * @pipe: index of CRTC where this event occurred
1802  *
1803  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1804  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1805  *
1806  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1807  */
1808 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1809 {
1810         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1811         unsigned long irqflags;
1812
1813         if (WARN_ON_ONCE(!dev->num_crtcs))
1814                 return false;
1815
1816         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1817                 return false;
1818
1819         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1820
1821         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1822          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1823          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1824          */
1825         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1826
1827         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1828         if (!vblank->enabled) {
1829                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1830                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1831                 return false;
1832         }
1833
1834         drm_update_vblank_count(dev, pipe, DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ);
1835
1836         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1837
1838         wake_up(&vblank->queue);
1839         drm_handle_vblank_events(dev, pipe);
1840
1841         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1842
1843         return true;
1844 }
1845 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1846
1847 /**
1848  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1849  * @crtc: where this event occurred
1850  *
1851  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1852  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1853  *
1854  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1855  *
1856  * Returns:
1857  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1858  */
1859 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1860 {
1861         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1862 }
1863 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);
1864
1865 /**
1866  * drm_vblank_no_hw_counter - "No hw counter" implementation of .get_vblank_counter()
1867  * @dev: DRM device
1868  * @pipe: CRTC for which to read the counter
1869  *
1870  * Drivers can plug this into the .get_vblank_counter() function if
1871  * there is no useable hardware frame counter available.
1872  *
1873  * Returns:
1874  * 0
1875  */
1876 u32 drm_vblank_no_hw_counter(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1877 {
1878         return 0;
1879 }
1880 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_no_hw_counter);