drm/i915: Remove i915.enable_execlists module parameter
[linux-2.6-block.git] / drivers / gpu / drm / drm_vblank.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  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
8  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
9  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
10  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
11  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
12  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
13  *
14  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
15  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
16  * Software.
17  *
18  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
19  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
20  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
21  * VA LINUX SYSTEMS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
22  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
23  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
24  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
25  */
26
27 #include <drm/drm_vblank.h>
28 #include <drm/drmP.h>
29 #include <linux/export.h>
30
31 #include "drm_trace.h"
32 #include "drm_internal.h"
33
34 /**
35  * DOC: vblank handling
36  *
37  * Vertical blanking plays a major role in graphics rendering. To achieve
38  * tear-free display, users must synchronize page flips and/or rendering to
39  * vertical blanking. The DRM API offers ioctls to perform page flips
40  * synchronized to vertical blanking and wait for vertical blanking.
41  *
42  * The DRM core handles most of the vertical blanking management logic, which
43  * involves filtering out spurious interrupts, keeping race-free blanking
44  * counters, coping with counter wrap-around and resets and keeping use counts.
45  * It relies on the driver to generate vertical blanking interrupts and
46  * optionally provide a hardware vertical blanking counter.
47  *
48  * Drivers must initialize the vertical blanking handling core with a call to
49  * drm_vblank_init(). Minimally, a driver needs to implement
50  * &drm_crtc_funcs.enable_vblank and &drm_crtc_funcs.disable_vblank plus call
51  * drm_crtc_handle_vblank() in it's vblank interrupt handler for working vblank
52  * support.
53  *
54  * Vertical blanking interrupts can be enabled by the DRM core or by drivers
55  * themselves (for instance to handle page flipping operations).  The DRM core
56  * maintains a vertical blanking use count to ensure that the interrupts are not
57  * disabled while a user still needs them. To increment the use count, drivers
58  * call drm_crtc_vblank_get() and release the vblank reference again with
59  * drm_crtc_vblank_put(). In between these two calls vblank interrupts are
60  * guaranteed to be enabled.
61  *
62  * On many hardware disabling the vblank interrupt cannot be done in a race-free
63  * manner, see &drm_driver.vblank_disable_immediate and
64  * &drm_driver.max_vblank_count. In that case the vblank core only disables the
65  * vblanks after a timer has expired, which can be configured through the
66  * ``vblankoffdelay`` module parameter.
67  */
68
69 /* Retry timestamp calculation up to 3 times to satisfy
70  * drm_timestamp_precision before giving up.
71  */
72 #define DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES 3
73
74 /* Threshold in nanoseconds for detection of redundant
75  * vblank irq in drm_handle_vblank(). 1 msec should be ok.
76  */
77 #define DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS 1000000
78
79 static bool
80 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
81                           ktime_t *tvblank, bool in_vblank_irq);
82
83 static unsigned int drm_timestamp_precision = 20;  /* Default to 20 usecs. */
84
85 static int drm_vblank_offdelay = 5000;    /* Default to 5000 msecs. */
86
87 module_param_named(vblankoffdelay, drm_vblank_offdelay, int, 0600);
88 module_param_named(timestamp_precision_usec, drm_timestamp_precision, int, 0600);
89 MODULE_PARM_DESC(vblankoffdelay, "Delay until vblank irq auto-disable [msecs] (0: never disable, <0: disable immediately)");
90 MODULE_PARM_DESC(timestamp_precision_usec, "Max. error on timestamps [usecs]");
91
92 static void store_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
93                          u32 vblank_count_inc,
94                          ktime_t t_vblank, u32 last)
95 {
96         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
97
98         assert_spin_locked(&dev->vblank_time_lock);
99
100         vblank->last = last;
101
102         write_seqlock(&vblank->seqlock);
103         vblank->time = t_vblank;
104         vblank->count += vblank_count_inc;
105         write_sequnlock(&vblank->seqlock);
106 }
107
108 /*
109  * "No hw counter" fallback implementation of .get_vblank_counter() hook,
110  * if there is no useable hardware frame counter available.
111  */
112 static u32 drm_vblank_no_hw_counter(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
113 {
114         WARN_ON_ONCE(dev->max_vblank_count != 0);
115         return 0;
116 }
117
118 static u32 __get_vblank_counter(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
119 {
120         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
121                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
122
123                 if (crtc->funcs->get_vblank_counter)
124                         return crtc->funcs->get_vblank_counter(crtc);
125         }
126
127         if (dev->driver->get_vblank_counter)
128                 return dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe);
129
130         return drm_vblank_no_hw_counter(dev, pipe);
131 }
132
133 /*
134  * Reset the stored timestamp for the current vblank count to correspond
135  * to the last vblank occurred.
136  *
137  * Only to be called from drm_crtc_vblank_on().
138  *
139  * Note: caller must hold &drm_device.vbl_lock since this reads & writes
140  * device vblank fields.
141  */
142 static void drm_reset_vblank_timestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
143 {
144         u32 cur_vblank;
145         bool rc;
146         ktime_t t_vblank;
147         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
148
149         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
150
151         /*
152          * sample the current counter to avoid random jumps
153          * when drm_vblank_enable() applies the diff
154          */
155         do {
156                 cur_vblank = __get_vblank_counter(dev, pipe);
157                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, false);
158         } while (cur_vblank != __get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
159
160         /*
161          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
162          * available and didn't fail. Otherwise reinitialize delayed at next vblank
163          * interrupt and assign 0 for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
164          */
165         if (!rc)
166                 t_vblank = 0;
167
168         /*
169          * +1 to make sure user will never see the same
170          * vblank counter value before and after a modeset
171          */
172         store_vblank(dev, pipe, 1, t_vblank, cur_vblank);
173
174         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
175 }
176
177 /*
178  * Call back into the driver to update the appropriate vblank counter
179  * (specified by @pipe).  Deal with wraparound, if it occurred, and
180  * update the last read value so we can deal with wraparound on the next
181  * call if necessary.
182  *
183  * Only necessary when going from off->on, to account for frames we
184  * didn't get an interrupt for.
185  *
186  * Note: caller must hold &drm_device.vbl_lock since this reads & writes
187  * device vblank fields.
188  */
189 static void drm_update_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
190                                     bool in_vblank_irq)
191 {
192         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
193         u32 cur_vblank, diff;
194         bool rc;
195         ktime_t t_vblank;
196         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
197         int framedur_ns = vblank->framedur_ns;
198
199         /*
200          * Interrupts were disabled prior to this call, so deal with counter
201          * wrap if needed.
202          * NOTE!  It's possible we lost a full dev->max_vblank_count + 1 events
203          * here if the register is small or we had vblank interrupts off for
204          * a long time.
205          *
206          * We repeat the hardware vblank counter & timestamp query until
207          * we get consistent results. This to prevent races between gpu
208          * updating its hardware counter while we are retrieving the
209          * corresponding vblank timestamp.
210          */
211         do {
212                 cur_vblank = __get_vblank_counter(dev, pipe);
213                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, in_vblank_irq);
214         } while (cur_vblank != __get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
215
216         if (dev->max_vblank_count != 0) {
217                 /* trust the hw counter when it's around */
218                 diff = (cur_vblank - vblank->last) & dev->max_vblank_count;
219         } else if (rc && framedur_ns) {
220                 u64 diff_ns = ktime_to_ns(ktime_sub(t_vblank, vblank->time));
221
222                 /*
223                  * Figure out how many vblanks we've missed based
224                  * on the difference in the timestamps and the
225                  * frame/field duration.
226                  */
227                 diff = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(diff_ns, framedur_ns);
228
229                 if (diff == 0 && in_vblank_irq)
230                         DRM_DEBUG_VBL("crtc %u: Redundant vblirq ignored."
231                                       " diff_ns = %lld, framedur_ns = %d)\n",
232                                       pipe, (long long) diff_ns, framedur_ns);
233         } else {
234                 /* some kind of default for drivers w/o accurate vbl timestamping */
235                 diff = in_vblank_irq ? 1 : 0;
236         }
237
238         /*
239          * Within a drm_vblank_pre_modeset - drm_vblank_post_modeset
240          * interval? If so then vblank irqs keep running and it will likely
241          * happen that the hardware vblank counter is not trustworthy as it
242          * might reset at some point in that interval and vblank timestamps
243          * are not trustworthy either in that interval. Iow. this can result
244          * in a bogus diff >> 1 which must be avoided as it would cause
245          * random large forward jumps of the software vblank counter.
246          */
247         if (diff > 1 && (vblank->inmodeset & 0x2)) {
248                 DRM_DEBUG_VBL("clamping vblank bump to 1 on crtc %u: diffr=%u"
249                               " due to pre-modeset.\n", pipe, diff);
250                 diff = 1;
251         }
252
253         DRM_DEBUG_VBL("updating vblank count on crtc %u:"
254                       " current=%llu, diff=%u, hw=%u hw_last=%u\n",
255                       pipe, vblank->count, diff, cur_vblank, vblank->last);
256
257         if (diff == 0) {
258                 WARN_ON_ONCE(cur_vblank != vblank->last);
259                 return;
260         }
261
262         /*
263          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
264          * available and didn't fail, or we were called from the vblank interrupt.
265          * Otherwise reinitialize delayed at next vblank interrupt and assign 0
266          * for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
267          */
268         if (!rc && !in_vblank_irq)
269                 t_vblank = 0;
270
271         store_vblank(dev, pipe, diff, t_vblank, cur_vblank);
272 }
273
274 static u32 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
275 {
276         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
277
278         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
279                 return 0;
280
281         return vblank->count;
282 }
283
284 /**
285  * drm_crtc_accurate_vblank_count - retrieve the master vblank counter
286  * @crtc: which counter to retrieve
287  *
288  * This function is similar to drm_crtc_vblank_count() but this function
289  * interpolates to handle a race with vblank interrupts using the high precision
290  * timestamping support.
291  *
292  * This is mostly useful for hardware that can obtain the scanout position, but
293  * doesn't have a hardware frame counter.
294  */
295 u32 drm_crtc_accurate_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
296 {
297         struct drm_device *dev = crtc->dev;
298         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
299         u32 vblank;
300         unsigned long flags;
301
302         WARN_ONCE(drm_debug & DRM_UT_VBL && !dev->driver->get_vblank_timestamp,
303                   "This function requires support for accurate vblank timestamps.");
304
305         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, flags);
306
307         drm_update_vblank_count(dev, pipe, false);
308         vblank = drm_vblank_count(dev, pipe);
309
310         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, flags);
311
312         return vblank;
313 }
314 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_accurate_vblank_count);
315
316 static void __disable_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
317 {
318         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
319                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
320
321                 if (crtc->funcs->disable_vblank) {
322                         crtc->funcs->disable_vblank(crtc);
323                         return;
324                 }
325         }
326
327         dev->driver->disable_vblank(dev, pipe);
328 }
329
330 /*
331  * Disable vblank irq's on crtc, make sure that last vblank count
332  * of hardware and corresponding consistent software vblank counter
333  * are preserved, even if there are any spurious vblank irq's after
334  * disable.
335  */
336 void drm_vblank_disable_and_save(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
337 {
338         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
339         unsigned long irqflags;
340
341         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
342
343         /* Prevent vblank irq processing while disabling vblank irqs,
344          * so no updates of timestamps or count can happen after we've
345          * disabled. Needed to prevent races in case of delayed irq's.
346          */
347         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
348
349         /*
350          * Only disable vblank interrupts if they're enabled. This avoids
351          * calling the ->disable_vblank() operation in atomic context with the
352          * hardware potentially runtime suspended.
353          */
354         if (vblank->enabled) {
355                 __disable_vblank(dev, pipe);
356                 vblank->enabled = false;
357         }
358
359         /*
360          * Always update the count and timestamp to maintain the
361          * appearance that the counter has been ticking all along until
362          * this time. This makes the count account for the entire time
363          * between drm_crtc_vblank_on() and drm_crtc_vblank_off().
364          */
365         drm_update_vblank_count(dev, pipe, false);
366
367         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
368 }
369
370 static void vblank_disable_fn(unsigned long arg)
371 {
372         struct drm_vblank_crtc *vblank = (void *)arg;
373         struct drm_device *dev = vblank->dev;
374         unsigned int pipe = vblank->pipe;
375         unsigned long irqflags;
376
377         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
378         if (atomic_read(&vblank->refcount) == 0 && vblank->enabled) {
379                 DRM_DEBUG("disabling vblank on crtc %u\n", pipe);
380                 drm_vblank_disable_and_save(dev, pipe);
381         }
382         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
383 }
384
385 void drm_vblank_cleanup(struct drm_device *dev)
386 {
387         unsigned int pipe;
388
389         /* Bail if the driver didn't call drm_vblank_init() */
390         if (dev->num_crtcs == 0)
391                 return;
392
393         for (pipe = 0; pipe < dev->num_crtcs; pipe++) {
394                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
395
396                 WARN_ON(READ_ONCE(vblank->enabled) &&
397                         drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
398
399                 del_timer_sync(&vblank->disable_timer);
400         }
401
402         kfree(dev->vblank);
403
404         dev->num_crtcs = 0;
405 }
406
407 /**
408  * drm_vblank_init - initialize vblank support
409  * @dev: DRM device
410  * @num_crtcs: number of CRTCs supported by @dev
411  *
412  * This function initializes vblank support for @num_crtcs display pipelines.
413  * Cleanup is handled by the DRM core, or through calling drm_dev_fini() for
414  * drivers with a &drm_driver.release callback.
415  *
416  * Returns:
417  * Zero on success or a negative error code on failure.
418  */
419 int drm_vblank_init(struct drm_device *dev, unsigned int num_crtcs)
420 {
421         int ret = -ENOMEM;
422         unsigned int i;
423
424         spin_lock_init(&dev->vbl_lock);
425         spin_lock_init(&dev->vblank_time_lock);
426
427         dev->num_crtcs = num_crtcs;
428
429         dev->vblank = kcalloc(num_crtcs, sizeof(*dev->vblank), GFP_KERNEL);
430         if (!dev->vblank)
431                 goto err;
432
433         for (i = 0; i < num_crtcs; i++) {
434                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
435
436                 vblank->dev = dev;
437                 vblank->pipe = i;
438                 init_waitqueue_head(&vblank->queue);
439                 setup_timer(&vblank->disable_timer, vblank_disable_fn,
440                             (unsigned long)vblank);
441                 seqlock_init(&vblank->seqlock);
442         }
443
444         DRM_INFO("Supports vblank timestamp caching Rev 2 (21.10.2013).\n");
445
446         /* Driver specific high-precision vblank timestamping supported? */
447         if (dev->driver->get_vblank_timestamp)
448                 DRM_INFO("Driver supports precise vblank timestamp query.\n");
449         else
450                 DRM_INFO("No driver support for vblank timestamp query.\n");
451
452         /* Must have precise timestamping for reliable vblank instant disable */
453         if (dev->vblank_disable_immediate && !dev->driver->get_vblank_timestamp) {
454                 dev->vblank_disable_immediate = false;
455                 DRM_INFO("Setting vblank_disable_immediate to false because "
456                          "get_vblank_timestamp == NULL\n");
457         }
458
459         return 0;
460
461 err:
462         dev->num_crtcs = 0;
463         return ret;
464 }
465 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_init);
466
467 /**
468  * drm_crtc_vblank_waitqueue - get vblank waitqueue for the CRTC
469  * @crtc: which CRTC's vblank waitqueue to retrieve
470  *
471  * This function returns a pointer to the vblank waitqueue for the CRTC.
472  * Drivers can use this to implement vblank waits using wait_event() and related
473  * functions.
474  */
475 wait_queue_head_t *drm_crtc_vblank_waitqueue(struct drm_crtc *crtc)
476 {
477         return &crtc->dev->vblank[drm_crtc_index(crtc)].queue;
478 }
479 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_waitqueue);
480
481
482 /**
483  * drm_calc_timestamping_constants - calculate vblank timestamp constants
484  * @crtc: drm_crtc whose timestamp constants should be updated.
485  * @mode: display mode containing the scanout timings
486  *
487  * Calculate and store various constants which are later needed by vblank and
488  * swap-completion timestamping, e.g, by
489  * drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(). They are derived from CRTC's true
490  * scanout timing, so they take things like panel scaling or other adjustments
491  * into account.
492  */
493 void drm_calc_timestamping_constants(struct drm_crtc *crtc,
494                                      const struct drm_display_mode *mode)
495 {
496         struct drm_device *dev = crtc->dev;
497         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
498         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
499         int linedur_ns = 0, framedur_ns = 0;
500         int dotclock = mode->crtc_clock;
501
502         if (!dev->num_crtcs)
503                 return;
504
505         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
506                 return;
507
508         /* Valid dotclock? */
509         if (dotclock > 0) {
510                 int frame_size = mode->crtc_htotal * mode->crtc_vtotal;
511
512                 /*
513                  * Convert scanline length in pixels and video
514                  * dot clock to line duration and frame duration
515                  * in nanoseconds:
516                  */
517                 linedur_ns  = div_u64((u64) mode->crtc_htotal * 1000000, dotclock);
518                 framedur_ns = div_u64((u64) frame_size * 1000000, dotclock);
519
520                 /*
521                  * Fields of interlaced scanout modes are only half a frame duration.
522                  */
523                 if (mode->flags & DRM_MODE_FLAG_INTERLACE)
524                         framedur_ns /= 2;
525         } else
526                 DRM_ERROR("crtc %u: Can't calculate constants, dotclock = 0!\n",
527                           crtc->base.id);
528
529         vblank->linedur_ns  = linedur_ns;
530         vblank->framedur_ns = framedur_ns;
531         vblank->hwmode = *mode;
532
533         DRM_DEBUG("crtc %u: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
534                   crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
535                   mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
536         DRM_DEBUG("crtc %u: clock %d kHz framedur %d linedur %d\n",
537                   crtc->base.id, dotclock, framedur_ns, linedur_ns);
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_timestamping_constants);
540
541 /**
542  * drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos - precise vblank timestamp helper
543  * @dev: DRM device
544  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
545  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
546  *             On return contains true maximum error of timestamp
547  * @vblank_time: Pointer to time which should receive the timestamp
548  * @in_vblank_irq:
549  *     True when called from drm_crtc_handle_vblank().  Some drivers
550  *     need to apply some workarounds for gpu-specific vblank irq quirks
551  *     if flag is set.
552  *
553  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
554  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be directly
555  * used as the &drm_driver.get_vblank_timestamp implementation of a kms driver
556  * if &drm_driver.get_scanout_position is implemented.
557  *
558  * The current implementation only handles standard video modes. For double scan
559  * and interlaced modes the driver is supposed to adjust the hardware mode
560  * (taken from &drm_crtc_state.adjusted mode for atomic modeset drivers) to
561  * match the scanout position reported.
562  *
563  * Note that atomic drivers must call drm_calc_timestamping_constants() before
564  * enabling a CRTC. The atomic helpers already take care of that in
565  * drm_atomic_helper_update_legacy_modeset_state().
566  *
567  * Returns:
568  *
569  * Returns true on success, and false on failure, i.e. when no accurate
570  * timestamp could be acquired.
571  */
572 bool drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(struct drm_device *dev,
573                                            unsigned int pipe,
574                                            int *max_error,
575                                            ktime_t *vblank_time,
576                                            bool in_vblank_irq)
577 {
578         struct timespec64 ts_etime, ts_vblank_time;
579         ktime_t stime, etime;
580         bool vbl_status;
581         struct drm_crtc *crtc;
582         const struct drm_display_mode *mode;
583         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
584         int vpos, hpos, i;
585         int delta_ns, duration_ns;
586
587         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
588                 return false;
589
590         crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
591
592         if (pipe >= dev->num_crtcs || !crtc) {
593                 DRM_ERROR("Invalid crtc %u\n", pipe);
594                 return false;
595         }
596
597         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
598         if (!dev->driver->get_scanout_position) {
599                 DRM_ERROR("Called from driver w/o get_scanout_position()!?\n");
600                 return false;
601         }
602
603         if (drm_drv_uses_atomic_modeset(dev))
604                 mode = &vblank->hwmode;
605         else
606                 mode = &crtc->hwmode;
607
608         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
609          * Happens during initial modesetting of a crtc.
610          */
611         if (mode->crtc_clock == 0) {
612                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noop due to uninitialized mode.\n", pipe);
613                 WARN_ON_ONCE(drm_drv_uses_atomic_modeset(dev));
614
615                 return false;
616         }
617
618         /* Get current scanout position with system timestamp.
619          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
620          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
621          *
622          * This guarantees a tight bound on maximum error if
623          * code gets preempted or delayed for some reason.
624          */
625         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
626                 /*
627                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
628                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
629                  */
630                 vbl_status = dev->driver->get_scanout_position(dev, pipe,
631                                                                in_vblank_irq,
632                                                                &vpos, &hpos,
633                                                                &stime, &etime,
634                                                                mode);
635
636                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
637                 if (!vbl_status) {
638                         DRM_DEBUG("crtc %u : scanoutpos query failed.\n",
639                                   pipe);
640                         return false;
641                 }
642
643                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
644                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
645
646                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
647                 if (duration_ns <= *max_error)
648                         break;
649         }
650
651         /* Noisy system timing? */
652         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
653                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
654                           pipe, duration_ns/1000, *max_error/1000, i);
655         }
656
657         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
658         *max_error = duration_ns;
659
660         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
661          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
662          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
663          */
664         delta_ns = div_s64(1000000LL * (vpos * mode->crtc_htotal + hpos),
665                            mode->crtc_clock);
666
667         /* save this only for debugging purposes */
668         ts_etime = ktime_to_timespec64(etime);
669         ts_vblank_time = ktime_to_timespec64(*vblank_time);
670         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
671          * vblank_time timestamp for end of vblank.
672          */
673         etime = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
674         *vblank_time = etime;
675
676         DRM_DEBUG_VBL("crtc %u : v p(%d,%d)@ %lld.%06ld -> %lld.%06ld [e %d us, %d rep]\n",
677                       pipe, hpos, vpos,
678                       (u64)ts_etime.tv_sec, ts_etime.tv_nsec / 1000,
679                       (u64)ts_vblank_time.tv_sec, ts_vblank_time.tv_nsec / 1000,
680                       duration_ns / 1000, i);
681
682         return true;
683 }
684 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos);
685
686 /**
687  * drm_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most recent
688  *                             vblank interval
689  * @dev: DRM device
690  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
691  * @tvblank: Pointer to target time which should receive the timestamp
692  * @in_vblank_irq:
693  *     True when called from drm_crtc_handle_vblank().  Some drivers
694  *     need to apply some workarounds for gpu-specific vblank irq quirks
695  *     if flag is set.
696  *
697  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
698  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
699  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
700  *
701  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
702  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
703  *
704  * Returns:
705  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
706  */
707 static bool
708 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
709                           ktime_t *tvblank, bool in_vblank_irq)
710 {
711         bool ret = false;
712
713         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
714         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
715
716         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
717         if (dev->driver->get_vblank_timestamp && (max_error > 0))
718                 ret = dev->driver->get_vblank_timestamp(dev, pipe, &max_error,
719                                                         tvblank, in_vblank_irq);
720
721         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
722          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
723          */
724         if (!ret)
725                 *tvblank = ktime_get();
726
727         return ret;
728 }
729
730 /**
731  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
732  * @crtc: which counter to retrieve
733  *
734  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
735  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
736  * modesetting activity. Note that this timer isn't correct against a racing
737  * vblank interrupt (since it only reports the software vblank counter), see
738  * drm_crtc_accurate_vblank_count() for such use-cases.
739  *
740  * Returns:
741  * The software vblank counter.
742  */
743 u64 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
744 {
745         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
746 }
747 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
748
749 /**
750  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value and the
751  *     system timestamp corresponding to that vblank counter value.
752  * @dev: DRM device
753  * @pipe: index of CRTC whose counter to retrieve
754  * @vblanktime: Pointer to ktime_t to receive the vblank timestamp.
755  *
756  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
757  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
758  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
759  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
760  *
761  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count_and_time().
762  */
763 static u64 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
764                                      ktime_t *vblanktime)
765 {
766         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
767         u64 vblank_count;
768         unsigned int seq;
769
770         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs)) {
771                 *vblanktime = 0;
772                 return 0;
773         }
774
775         do {
776                 seq = read_seqbegin(&vblank->seqlock);
777                 vblank_count = vblank->count;
778                 *vblanktime = vblank->time;
779         } while (read_seqretry(&vblank->seqlock, seq));
780
781         return vblank_count;
782 }
783
784 /**
785  * drm_crtc_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value
786  *     and the system timestamp corresponding to that vblank counter value
787  * @crtc: which counter to retrieve
788  * @vblanktime: Pointer to time to receive the vblank timestamp.
789  *
790  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
791  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
792  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
793  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
794  */
795 u64 drm_crtc_vblank_count_and_time(struct drm_crtc *crtc,
796                                    ktime_t *vblanktime)
797 {
798         return drm_vblank_count_and_time(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc),
799                                          vblanktime);
800 }
801 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count_and_time);
802
803 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
804                 struct drm_pending_vblank_event *e,
805                 u64 seq, ktime_t now)
806 {
807         struct timespec64 tv;
808
809         switch (e->event.base.type) {
810         case DRM_EVENT_VBLANK:
811         case DRM_EVENT_FLIP_COMPLETE:
812                 tv = ktime_to_timespec64(now);
813                 e->event.vbl.sequence = seq;
814                 /*
815                  * e->event is a user space structure, with hardcoded unsigned
816                  * 32-bit seconds/microseconds. This is safe as we always use
817                  * monotonic timestamps since linux-4.15
818                  */
819                 e->event.vbl.tv_sec = tv.tv_sec;
820                 e->event.vbl.tv_usec = tv.tv_nsec / 1000;
821                 break;
822         case DRM_EVENT_CRTC_SEQUENCE:
823                 if (seq)
824                         e->event.seq.sequence = seq;
825                 e->event.seq.time_ns = ktime_to_ns(now);
826                 break;
827         }
828         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.file_priv, e->pipe, seq);
829         drm_send_event_locked(dev, &e->base);
830 }
831
832 /**
833  * drm_crtc_arm_vblank_event - arm vblank event after pageflip
834  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
835  * @e: the event to send
836  *
837  * A lot of drivers need to generate vblank events for the very next vblank
838  * interrupt. For example when the page flip interrupt happens when the page
839  * flip gets armed, but not when it actually executes within the next vblank
840  * period. This helper function implements exactly the required vblank arming
841  * behaviour.
842  *
843  * NOTE: Drivers using this to send out the &drm_crtc_state.event as part of an
844  * atomic commit must ensure that the next vblank happens at exactly the same
845  * time as the atomic commit is committed to the hardware. This function itself
846  * does **not** protect against the next vblank interrupt racing with either this
847  * function call or the atomic commit operation. A possible sequence could be:
848  *
849  * 1. Driver commits new hardware state into vblank-synchronized registers.
850  * 2. A vblank happens, committing the hardware state. Also the corresponding
851  *    vblank interrupt is fired off and fully processed by the interrupt
852  *    handler.
853  * 3. The atomic commit operation proceeds to call drm_crtc_arm_vblank_event().
854  * 4. The event is only send out for the next vblank, which is wrong.
855  *
856  * An equivalent race can happen when the driver calls
857  * drm_crtc_arm_vblank_event() before writing out the new hardware state.
858  *
859  * The only way to make this work safely is to prevent the vblank from firing
860  * (and the hardware from committing anything else) until the entire atomic
861  * commit sequence has run to completion. If the hardware does not have such a
862  * feature (e.g. using a "go" bit), then it is unsafe to use this functions.
863  * Instead drivers need to manually send out the event from their interrupt
864  * handler by calling drm_crtc_send_vblank_event() and make sure that there's no
865  * possible race with the hardware committing the atomic update.
866  *
867  * Caller must hold a vblank reference for the event @e, which will be dropped
868  * when the next vblank arrives.
869  */
870 void drm_crtc_arm_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
871                                struct drm_pending_vblank_event *e)
872 {
873         struct drm_device *dev = crtc->dev;
874         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
875
876         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
877
878         e->pipe = pipe;
879         e->sequence = drm_crtc_accurate_vblank_count(crtc) + 1;
880         list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
881 }
882 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_arm_vblank_event);
883
884 /**
885  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
886  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
887  * @e: the event to send
888  *
889  * Updates sequence # and timestamp on event for the most recently processed
890  * vblank, and sends it to userspace.  Caller must hold event lock.
891  *
892  * See drm_crtc_arm_vblank_event() for a helper which can be used in certain
893  * situation, especially to send out events for atomic commit operations.
894  */
895 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
896                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
897 {
898         struct drm_device *dev = crtc->dev;
899         u64 seq;
900         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
901         ktime_t now;
902
903         if (dev->num_crtcs > 0) {
904                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
905         } else {
906                 seq = 0;
907
908                 now = ktime_get();
909         }
910         e->pipe = pipe;
911         send_vblank_event(dev, e, seq, now);
912 }
913 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
914
915 static int __enable_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
916 {
917         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
918                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
919
920                 if (crtc->funcs->enable_vblank)
921                         return crtc->funcs->enable_vblank(crtc);
922         }
923
924         return dev->driver->enable_vblank(dev, pipe);
925 }
926
927 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
928 {
929         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
930         int ret = 0;
931
932         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
933
934         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
935
936         if (!vblank->enabled) {
937                 /*
938                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
939                  * All vblank count & timestamp updates are held off
940                  * until we are done reinitializing master counter and
941                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
942                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
943                  */
944                 ret = __enable_vblank(dev, pipe);
945                 DRM_DEBUG("enabling vblank on crtc %u, ret: %d\n", pipe, ret);
946                 if (ret) {
947                         atomic_dec(&vblank->refcount);
948                 } else {
949                         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
950                         /* drm_update_vblank_count() includes a wmb so we just
951                          * need to ensure that the compiler emits the write
952                          * to mark the vblank as enabled after the call
953                          * to drm_update_vblank_count().
954                          */
955                         WRITE_ONCE(vblank->enabled, true);
956                 }
957         }
958
959         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
960
961         return ret;
962 }
963
964 static int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
965 {
966         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
967         unsigned long irqflags;
968         int ret = 0;
969
970         if (!dev->num_crtcs)
971                 return -EINVAL;
972
973         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
974                 return -EINVAL;
975
976         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
977         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
978         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
979                 ret = drm_vblank_enable(dev, pipe);
980         } else {
981                 if (!vblank->enabled) {
982                         atomic_dec(&vblank->refcount);
983                         ret = -EINVAL;
984                 }
985         }
986         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
987
988         return ret;
989 }
990
991 /**
992  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
993  * @crtc: which CRTC to own
994  *
995  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
996  * while in use.
997  *
998  * Returns:
999  * Zero on success or a negative error code on failure.
1000  */
1001 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1002 {
1003         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1004 }
1005 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1006
1007 static void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1008 {
1009         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1010
1011         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1012                 return;
1013
1014         if (WARN_ON(atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1015                 return;
1016
1017         /* Last user schedules interrupt disable */
1018         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1019                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1020                         return;
1021                 else if (drm_vblank_offdelay < 0)
1022                         vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1023                 else if (!dev->vblank_disable_immediate)
1024                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1025                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1026         }
1027 }
1028
1029 /**
1030  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1031  * @crtc: which counter to give up
1032  *
1033  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1034  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1035  */
1036 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1037 {
1038         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1039 }
1040 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1041
1042 /**
1043  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1044  * @dev: DRM device
1045  * @pipe: CRTC index
1046  *
1047  * This waits for one vblank to pass on @pipe, using the irq driver interfaces.
1048  * It is a failure to call this when the vblank irq for @pipe is disabled, e.g.
1049  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1050  *
1051  * This is the legacy version of drm_crtc_wait_one_vblank().
1052  */
1053 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1054 {
1055         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1056         int ret;
1057         u32 last;
1058
1059         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1060                 return;
1061
1062         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1063         if (WARN(ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n", pipe, ret))
1064                 return;
1065
1066         last = drm_vblank_count(dev, pipe);
1067
1068         ret = wait_event_timeout(vblank->queue,
1069                                  last != drm_vblank_count(dev, pipe),
1070                                  msecs_to_jiffies(100));
1071
1072         WARN(ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", pipe);
1073
1074         drm_vblank_put(dev, pipe);
1075 }
1076 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1077
1078 /**
1079  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1080  * @crtc: DRM crtc
1081  *
1082  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1083  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1084  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1085  */
1086 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1087 {
1088         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1089 }
1090 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1091
1092 /**
1093  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1094  * @crtc: CRTC in question
1095  *
1096  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1097  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1098  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1099  *
1100  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1101  * reset, e.g. when suspending or disabling the @crtc in general.
1102  */
1103 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1104 {
1105         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1106         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1107         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1108         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1109
1110         ktime_t now;
1111         unsigned long irqflags;
1112         u64 seq;
1113
1114         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1115                 return;
1116
1117         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1118
1119         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1120         DRM_DEBUG_VBL("crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1121                       pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1122
1123         /* Avoid redundant vblank disables without previous
1124          * drm_crtc_vblank_on(). */
1125         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_ATOMIC) || !vblank->inmodeset)
1126                 drm_vblank_disable_and_save(dev, pipe);
1127
1128         wake_up(&vblank->queue);
1129
1130         /*
1131          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1132          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1133          */
1134         if (!vblank->inmodeset) {
1135                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1136                 vblank->inmodeset = 1;
1137         }
1138         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1139
1140         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1141         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1142
1143         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1144                 if (e->pipe != pipe)
1145                         continue;
1146                 DRM_DEBUG("Sending premature vblank event on disable: "
1147                           "wanted %llu, current %llu\n",
1148                           e->sequence, seq);
1149                 list_del(&e->base.link);
1150                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1151                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1152         }
1153         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1154
1155         /* Will be reset by the modeset helpers when re-enabling the crtc by
1156          * calling drm_calc_timestamping_constants(). */
1157         vblank->hwmode.crtc_clock = 0;
1158 }
1159 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1160
1161 /**
1162  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1163  * @crtc: CRTC in question
1164  *
1165  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1166  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1167  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1168  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1169  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1170  *
1171  * This is useful for recovering driver state e.g. on driver load, or on resume.
1172  */
1173 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *crtc)
1174 {
1175         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1176         unsigned long irqflags;
1177         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1178         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1179
1180         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1181         /*
1182          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1183          * interrupt by bumping the refcount.
1184          */
1185         if (!vblank->inmodeset) {
1186                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1187                 vblank->inmodeset = 1;
1188         }
1189         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1190
1191         WARN_ON(!list_empty(&dev->vblank_event_list));
1192 }
1193 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1194
1195 /**
1196  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1197  * @crtc: CRTC in question
1198  *
1199  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1200  * drm_crtc_vblank_off() again and is generally called when enabling @crtc. Note
1201  * that calls to drm_crtc_vblank_on() and drm_crtc_vblank_off() can be
1202  * unbalanced and so can also be unconditionally called in driver load code to
1203  * reflect the current hardware state of the crtc.
1204  */
1205 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1206 {
1207         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1208         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1209         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1210         unsigned long irqflags;
1211
1212         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1213                 return;
1214
1215         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1216         DRM_DEBUG_VBL("crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1217                       pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1218
1219         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1220         if (vblank->inmodeset) {
1221                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1222                 vblank->inmodeset = 0;
1223         }
1224
1225         drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1226
1227         /*
1228          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1229          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1230          */
1231         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 || drm_vblank_offdelay == 0)
1232                 WARN_ON(drm_vblank_enable(dev, pipe));
1233         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1234 }
1235 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1236
1237 static void drm_legacy_vblank_pre_modeset(struct drm_device *dev,
1238                                           unsigned int pipe)
1239 {
1240         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1241
1242         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1243         if (!dev->num_crtcs)
1244                 return;
1245
1246         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1247                 return;
1248
1249         /*
1250          * To avoid all the problems that might happen if interrupts
1251          * were enabled/disabled around or between these calls, we just
1252          * have the kernel take a reference on the CRTC (just once though
1253          * to avoid corrupting the count if multiple, mismatch calls occur),
1254          * so that interrupts remain enabled in the interim.
1255          */
1256         if (!vblank->inmodeset) {
1257                 vblank->inmodeset = 0x1;
1258                 if (drm_vblank_get(dev, pipe) == 0)
1259                         vblank->inmodeset |= 0x2;
1260         }
1261 }
1262
1263 static void drm_legacy_vblank_post_modeset(struct drm_device *dev,
1264                                            unsigned int pipe)
1265 {
1266         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1267         unsigned long irqflags;
1268
1269         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1270         if (!dev->num_crtcs)
1271                 return;
1272
1273         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1274                 return;
1275
1276         if (vblank->inmodeset) {
1277                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1278                 drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1279                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1280
1281                 if (vblank->inmodeset & 0x2)
1282                         drm_vblank_put(dev, pipe);
1283
1284                 vblank->inmodeset = 0;
1285         }
1286 }
1287
1288 int drm_legacy_modeset_ctl_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
1289                                  struct drm_file *file_priv)
1290 {
1291         struct drm_modeset_ctl *modeset = data;
1292         unsigned int pipe;
1293
1294         /* If drm_vblank_init() hasn't been called yet, just no-op */
1295         if (!dev->num_crtcs)
1296                 return 0;
1297
1298         /* KMS drivers handle this internally */
1299         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
1300                 return 0;
1301
1302         pipe = modeset->crtc;
1303         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1304                 return -EINVAL;
1305
1306         switch (modeset->cmd) {
1307         case _DRM_PRE_MODESET:
1308                 drm_legacy_vblank_pre_modeset(dev, pipe);
1309                 break;
1310         case _DRM_POST_MODESET:
1311                 drm_legacy_vblank_post_modeset(dev, pipe);
1312                 break;
1313         default:
1314                 return -EINVAL;
1315         }
1316
1317         return 0;
1318 }
1319
1320 static inline bool vblank_passed(u64 seq, u64 ref)
1321 {
1322         return (seq - ref) <= (1 << 23);
1323 }
1324
1325 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1326                                   u64 req_seq,
1327                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1328                                   struct drm_file *file_priv)
1329 {
1330         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1331         struct drm_pending_vblank_event *e;
1332         ktime_t now;
1333         unsigned long flags;
1334         u64 seq;
1335         int ret;
1336
1337         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1338         if (e == NULL) {
1339                 ret = -ENOMEM;
1340                 goto err_put;
1341         }
1342
1343         e->pipe = pipe;
1344         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1345         e->event.base.length = sizeof(e->event.vbl);
1346         e->event.vbl.user_data = vblwait->request.signal;
1347         e->event.vbl.crtc_id = 0;
1348         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
1349                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
1350                 if (crtc)
1351                         e->event.vbl.crtc_id = crtc->base.id;
1352         }
1353
1354         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1355
1356         /*
1357          * drm_crtc_vblank_off() might have been called after we called
1358          * drm_vblank_get(). drm_crtc_vblank_off() holds event_lock around the
1359          * vblank disable, so no need for further locking.  The reference from
1360          * drm_vblank_get() protects against vblank disable from another source.
1361          */
1362         if (!READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1363                 ret = -EINVAL;
1364                 goto err_unlock;
1365         }
1366
1367         ret = drm_event_reserve_init_locked(dev, file_priv, &e->base,
1368                                             &e->event.base);
1369
1370         if (ret)
1371                 goto err_unlock;
1372
1373         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1374
1375         DRM_DEBUG("event on vblank count %llu, current %llu, crtc %u\n",
1376                   req_seq, seq, pipe);
1377
1378         trace_drm_vblank_event_queued(file_priv, pipe, req_seq);
1379
1380         e->sequence = req_seq;
1381         if (vblank_passed(seq, req_seq)) {
1382                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1383                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1384                 vblwait->reply.sequence = seq;
1385         } else {
1386                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1387                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1388                 vblwait->reply.sequence = req_seq;
1389         }
1390
1391         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1392
1393         return 0;
1394
1395 err_unlock:
1396         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1397         kfree(e);
1398 err_put:
1399         drm_vblank_put(dev, pipe);
1400         return ret;
1401 }
1402
1403 static bool drm_wait_vblank_is_query(union drm_wait_vblank *vblwait)
1404 {
1405         if (vblwait->request.sequence)
1406                 return false;
1407
1408         return _DRM_VBLANK_RELATIVE ==
1409                 (vblwait->request.type & (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK |
1410                                           _DRM_VBLANK_EVENT |
1411                                           _DRM_VBLANK_NEXTONMISS));
1412 }
1413
1414 /*
1415  * Widen a 32-bit param to 64-bits.
1416  *
1417  * \param narrow 32-bit value (missing upper 32 bits)
1418  * \param near 64-bit value that should be 'close' to near
1419  *
1420  * This function returns a 64-bit value using the lower 32-bits from
1421  * 'narrow' and constructing the upper 32-bits so that the result is
1422  * as close as possible to 'near'.
1423  */
1424
1425 static u64 widen_32_to_64(u32 narrow, u64 near)
1426 {
1427         return near + (s32) (narrow - near);
1428 }
1429
1430 static void drm_wait_vblank_reply(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1431                                   struct drm_wait_vblank_reply *reply)
1432 {
1433         ktime_t now;
1434         struct timespec64 ts;
1435
1436         /*
1437          * drm_wait_vblank_reply is a UAPI structure that uses 'long'
1438          * to store the seconds. This is safe as we always use monotonic
1439          * timestamps since linux-4.15.
1440          */
1441         reply->sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1442         ts = ktime_to_timespec64(now);
1443         reply->tval_sec = (u32)ts.tv_sec;
1444         reply->tval_usec = ts.tv_nsec / 1000;
1445 }
1446
1447 int drm_wait_vblank_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
1448                           struct drm_file *file_priv)
1449 {
1450         struct drm_crtc *crtc;
1451         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1452         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1453         int ret;
1454         u64 req_seq, seq;
1455         unsigned int pipe_index;
1456         unsigned int flags, pipe, high_pipe;
1457
1458         if (!dev->irq_enabled)
1459                 return -EINVAL;
1460
1461         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1462                 return -EINVAL;
1463
1464         if (vblwait->request.type &
1465             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1466               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1467                 DRM_ERROR("Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1468                           vblwait->request.type,
1469                           (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1470                            _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1471                 return -EINVAL;
1472         }
1473
1474         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1475         high_pipe = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1476         if (high_pipe)
1477                 pipe_index = high_pipe >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1478         else
1479                 pipe_index = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1480
1481         /* Convert lease-relative crtc index into global crtc index */
1482         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
1483                 pipe = 0;
1484                 drm_for_each_crtc(crtc, dev) {
1485                         if (drm_lease_held(file_priv, crtc->base.id)) {
1486                                 if (pipe_index == 0)
1487                                         break;
1488                                 pipe_index--;
1489                         }
1490                         pipe++;
1491                 }
1492         } else {
1493                 pipe = pipe_index;
1494         }
1495
1496         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1497                 return -EINVAL;
1498
1499         vblank = &dev->vblank[pipe];
1500
1501         /* If the counter is currently enabled and accurate, short-circuit
1502          * queries to return the cached timestamp of the last vblank.
1503          */
1504         if (dev->vblank_disable_immediate &&
1505             drm_wait_vblank_is_query(vblwait) &&
1506             READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1507                 drm_wait_vblank_reply(dev, pipe, &vblwait->reply);
1508                 return 0;
1509         }
1510
1511         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1512         if (ret) {
1513                 DRM_DEBUG("crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n", pipe, ret);
1514                 return ret;
1515         }
1516         seq = drm_vblank_count(dev, pipe);
1517
1518         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1519         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1520                 req_seq = seq + vblwait->request.sequence;
1521                 vblwait->request.sequence = req_seq;
1522                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1523                 break;
1524         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1525                 req_seq = widen_32_to_64(vblwait->request.sequence, seq);
1526                 break;
1527         default:
1528                 ret = -EINVAL;
1529                 goto done;
1530         }
1531
1532         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1533             vblank_passed(seq, req_seq)) {
1534                 req_seq = seq + 1;
1535                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_NEXTONMISS;
1536                 vblwait->request.sequence = req_seq;
1537         }
1538
1539         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1540                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1541                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1542                  */
1543                 return drm_queue_vblank_event(dev, pipe, req_seq, vblwait, file_priv);
1544         }
1545
1546         if (req_seq != seq) {
1547                 DRM_DEBUG("waiting on vblank count %llu, crtc %u\n",
1548                           req_seq, pipe);
1549                 DRM_WAIT_ON(ret, vblank->queue, 3 * HZ,
1550                             vblank_passed(drm_vblank_count(dev, pipe),
1551                                           req_seq) ||
1552                             !READ_ONCE(vblank->enabled));
1553         }
1554
1555         if (ret != -EINTR) {
1556                 drm_wait_vblank_reply(dev, pipe, &vblwait->reply);
1557
1558                 DRM_DEBUG("crtc %d returning %u to client\n",
1559                           pipe, vblwait->reply.sequence);
1560         } else {
1561                 DRM_DEBUG("crtc %d vblank wait interrupted by signal\n", pipe);
1562         }
1563
1564 done:
1565         drm_vblank_put(dev, pipe);
1566         return ret;
1567 }
1568
1569 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1570 {
1571         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1572         ktime_t now;
1573         u64 seq;
1574
1575         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1576
1577         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1578
1579         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1580                 if (e->pipe != pipe)
1581                         continue;
1582                 if (!vblank_passed(seq, e->sequence))
1583                         continue;
1584
1585                 DRM_DEBUG("vblank event on %llu, current %llu\n",
1586                           e->sequence, seq);
1587
1588                 list_del(&e->base.link);
1589                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1590                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1591         }
1592
1593         trace_drm_vblank_event(pipe, seq);
1594 }
1595
1596 /**
1597  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1598  * @dev: DRM device
1599  * @pipe: index of CRTC where this event occurred
1600  *
1601  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1602  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1603  *
1604  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1605  */
1606 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1607 {
1608         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1609         unsigned long irqflags;
1610         bool disable_irq;
1611
1612         if (WARN_ON_ONCE(!dev->num_crtcs))
1613                 return false;
1614
1615         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1616                 return false;
1617
1618         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1619
1620         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1621          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1622          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1623          */
1624         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1625
1626         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1627         if (!vblank->enabled) {
1628                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1629                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1630                 return false;
1631         }
1632
1633         drm_update_vblank_count(dev, pipe, true);
1634
1635         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1636
1637         wake_up(&vblank->queue);
1638
1639         /* With instant-off, we defer disabling the interrupt until after
1640          * we finish processing the following vblank after all events have
1641          * been signaled. The disable has to be last (after
1642          * drm_handle_vblank_events) so that the timestamp is always accurate.
1643          */
1644         disable_irq = (dev->vblank_disable_immediate &&
1645                        drm_vblank_offdelay > 0 &&
1646                        !atomic_read(&vblank->refcount));
1647
1648         drm_handle_vblank_events(dev, pipe);
1649
1650         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1651
1652         if (disable_irq)
1653                 vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1654
1655         return true;
1656 }
1657 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1658
1659 /**
1660  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1661  * @crtc: where this event occurred
1662  *
1663  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1664  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1665  *
1666  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1667  *
1668  * Returns:
1669  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1670  */
1671 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1672 {
1673         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1674 }
1675 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);
1676
1677 /*
1678  * Get crtc VBLANK count.
1679  *
1680  * \param dev DRM device
1681  * \param data user arguement, pointing to a drm_crtc_get_sequence structure.
1682  * \param file_priv drm file private for the user's open file descriptor
1683  */
1684
1685 int drm_crtc_get_sequence_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
1686                                 struct drm_file *file_priv)
1687 {
1688         struct drm_crtc *crtc;
1689         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1690         int pipe;
1691         struct drm_crtc_get_sequence *get_seq = data;
1692         ktime_t now;
1693         bool vblank_enabled;
1694         int ret;
1695
1696         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
1697                 return -EINVAL;
1698
1699         if (!dev->irq_enabled)
1700                 return -EINVAL;
1701
1702         crtc = drm_crtc_find(dev, file_priv, get_seq->crtc_id);
1703         if (!crtc)
1704                 return -ENOENT;
1705
1706         pipe = drm_crtc_index(crtc);
1707
1708         vblank = &dev->vblank[pipe];
1709         vblank_enabled = dev->vblank_disable_immediate && READ_ONCE(vblank->enabled);
1710
1711         if (!vblank_enabled) {
1712                 ret = drm_crtc_vblank_get(crtc);
1713                 if (ret) {
1714                         DRM_DEBUG("crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n", pipe, ret);
1715                         return ret;
1716                 }
1717         }
1718         drm_modeset_lock(&crtc->mutex, NULL);
1719         if (crtc->state)
1720                 get_seq->active = crtc->state->enable;
1721         else
1722                 get_seq->active = crtc->enabled;
1723         drm_modeset_unlock(&crtc->mutex);
1724         get_seq->sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1725         get_seq->sequence_ns = ktime_to_ns(now);
1726         if (!vblank_enabled)
1727                 drm_crtc_vblank_put(crtc);
1728         return 0;
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Queue a event for VBLANK sequence
1733  *
1734  * \param dev DRM device
1735  * \param data user arguement, pointing to a drm_crtc_queue_sequence structure.
1736  * \param file_priv drm file private for the user's open file descriptor
1737  */
1738
1739 int drm_crtc_queue_sequence_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
1740                                   struct drm_file *file_priv)
1741 {
1742         struct drm_crtc *crtc;
1743         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1744         int pipe;
1745         struct drm_crtc_queue_sequence *queue_seq = data;
1746         ktime_t now;
1747         struct drm_pending_vblank_event *e;
1748         u32 flags;
1749         u64 seq;
1750         u64 req_seq;
1751         int ret;
1752         unsigned long spin_flags;
1753
1754         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
1755                 return -EINVAL;
1756
1757         if (!dev->irq_enabled)
1758                 return -EINVAL;
1759
1760         crtc = drm_crtc_find(dev, file_priv, queue_seq->crtc_id);
1761         if (!crtc)
1762                 return -ENOENT;
1763
1764         flags = queue_seq->flags;
1765         /* Check valid flag bits */
1766         if (flags & ~(DRM_CRTC_SEQUENCE_RELATIVE|
1767                       DRM_CRTC_SEQUENCE_NEXT_ON_MISS))
1768                 return -EINVAL;
1769
1770         pipe = drm_crtc_index(crtc);
1771
1772         vblank = &dev->vblank[pipe];
1773
1774         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1775         if (e == NULL)
1776                 return -ENOMEM;
1777
1778         ret = drm_crtc_vblank_get(crtc);
1779         if (ret) {
1780                 DRM_DEBUG("crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n", pipe, ret);
1781                 goto err_free;
1782         }
1783
1784         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1785         req_seq = queue_seq->sequence;
1786
1787         if (flags & DRM_CRTC_SEQUENCE_RELATIVE)
1788                 req_seq += seq;
1789
1790         if ((flags & DRM_CRTC_SEQUENCE_NEXT_ON_MISS) && vblank_passed(seq, req_seq))
1791                 req_seq = seq + 1;
1792
1793         e->pipe = pipe;
1794         e->event.base.type = DRM_EVENT_CRTC_SEQUENCE;
1795         e->event.base.length = sizeof(e->event.seq);
1796         e->event.seq.user_data = queue_seq->user_data;
1797
1798         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, spin_flags);
1799
1800         /*
1801          * drm_crtc_vblank_off() might have been called after we called
1802          * drm_crtc_vblank_get(). drm_crtc_vblank_off() holds event_lock around the
1803          * vblank disable, so no need for further locking.  The reference from
1804          * drm_crtc_vblank_get() protects against vblank disable from another source.
1805          */
1806         if (!READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1807                 ret = -EINVAL;
1808                 goto err_unlock;
1809         }
1810
1811         ret = drm_event_reserve_init_locked(dev, file_priv, &e->base,
1812                                             &e->event.base);
1813
1814         if (ret)
1815                 goto err_unlock;
1816
1817         e->sequence = req_seq;
1818
1819         if (vblank_passed(seq, req_seq)) {
1820                 drm_crtc_vblank_put(crtc);
1821                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1822                 queue_seq->sequence = seq;
1823         } else {
1824                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1825                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1826                 queue_seq->sequence = req_seq;
1827         }
1828
1829         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, spin_flags);
1830         return 0;
1831
1832 err_unlock:
1833         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, spin_flags);
1834         drm_crtc_vblank_put(crtc);
1835 err_free:
1836         kfree(e);
1837         return ret;
1838 }