46f59883183d97d3fb2ef14cdebe4937cc3dc9cf
[linux-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 <linux/export.h>
28 #include <linux/kthread.h>
29 #include <linux/moduleparam.h>
30
31 #include <drm/drm_crtc.h>
32 #include <drm/drm_drv.h>
33 #include <drm/drm_framebuffer.h>
34 #include <drm/drm_managed.h>
35 #include <drm/drm_modeset_helper_vtables.h>
36 #include <drm/drm_print.h>
37 #include <drm/drm_vblank.h>
38
39 #include "drm_internal.h"
40 #include "drm_trace.h"
41
42 /**
43  * DOC: vblank handling
44  *
45  * From the computer's perspective, every time the monitor displays
46  * a new frame the scanout engine has "scanned out" the display image
47  * from top to bottom, one row of pixels at a time. The current row
48  * of pixels is referred to as the current scanline.
49  *
50  * In addition to the display's visible area, there's usually a couple of
51  * extra scanlines which aren't actually displayed on the screen.
52  * These extra scanlines don't contain image data and are occasionally used
53  * for features like audio and infoframes. The region made up of these
54  * scanlines is referred to as the vertical blanking region, or vblank for
55  * short.
56  *
57  * For historical reference, the vertical blanking period was designed to
58  * give the electron gun (on CRTs) enough time to move back to the top of
59  * the screen to start scanning out the next frame. Similar for horizontal
60  * blanking periods. They were designed to give the electron gun enough
61  * time to move back to the other side of the screen to start scanning the
62  * next scanline.
63  *
64  * ::
65  *
66  *
67  *    physical →   ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽
68  *    top of      |                                        |
69  *    display     |                                        |
70  *                |               New frame                |
71  *                |                                        |
72  *                |↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓|
73  *                |~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~| ← Scanline,
74  *                |↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓|   updates the
75  *                |                                        |   frame as it
76  *                |                                        |   travels down
77  *                |                                        |   ("scan out")
78  *                |               Old frame                |
79  *                |                                        |
80  *                |                                        |
81  *                |                                        |
82  *                |                                        |   physical
83  *                |                                        |   bottom of
84  *    vertical    |⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽| ← display
85  *    blanking    ┆xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx┆
86  *    region   →  ┆xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx┆
87  *                ┆xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx┆
88  *    start of →   ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽
89  *    new frame
90  *
91  * "Physical top of display" is the reference point for the high-precision/
92  * corrected timestamp.
93  *
94  * On a lot of display hardware, programming needs to take effect during the
95  * vertical blanking period so that settings like gamma, the image buffer
96  * buffer to be scanned out, etc. can safely be changed without showing
97  * any visual artifacts on the screen. In some unforgiving hardware, some of
98  * this programming has to both start and end in the same vblank. To help
99  * with the timing of the hardware programming, an interrupt is usually
100  * available to notify the driver when it can start the updating of registers.
101  * The interrupt is in this context named the vblank interrupt.
102  *
103  * The vblank interrupt may be fired at different points depending on the
104  * hardware. Some hardware implementations will fire the interrupt when the
105  * new frame start, other implementations will fire the interrupt at different
106  * points in time.
107  *
108  * Vertical blanking plays a major role in graphics rendering. To achieve
109  * tear-free display, users must synchronize page flips and/or rendering to
110  * vertical blanking. The DRM API offers ioctls to perform page flips
111  * synchronized to vertical blanking and wait for vertical blanking.
112  *
113  * The DRM core handles most of the vertical blanking management logic, which
114  * involves filtering out spurious interrupts, keeping race-free blanking
115  * counters, coping with counter wrap-around and resets and keeping use counts.
116  * It relies on the driver to generate vertical blanking interrupts and
117  * optionally provide a hardware vertical blanking counter.
118  *
119  * Drivers must initialize the vertical blanking handling core with a call to
120  * drm_vblank_init(). Minimally, a driver needs to implement
121  * &drm_crtc_funcs.enable_vblank and &drm_crtc_funcs.disable_vblank plus call
122  * drm_crtc_handle_vblank() in its vblank interrupt handler for working vblank
123  * support.
124  *
125  * Vertical blanking interrupts can be enabled by the DRM core or by drivers
126  * themselves (for instance to handle page flipping operations).  The DRM core
127  * maintains a vertical blanking use count to ensure that the interrupts are not
128  * disabled while a user still needs them. To increment the use count, drivers
129  * call drm_crtc_vblank_get() and release the vblank reference again with
130  * drm_crtc_vblank_put(). In between these two calls vblank interrupts are
131  * guaranteed to be enabled.
132  *
133  * On many hardware disabling the vblank interrupt cannot be done in a race-free
134  * manner, see &drm_vblank_crtc_config.disable_immediate and
135  * &drm_driver.max_vblank_count. In that case the vblank core only disables the
136  * vblanks after a timer has expired, which can be configured through the
137  * ``vblankoffdelay`` module parameter.
138  *
139  * Drivers for hardware without support for vertical-blanking interrupts
140  * must not call drm_vblank_init(). For such drivers, atomic helpers will
141  * automatically generate fake vblank events as part of the display update.
142  * This functionality also can be controlled by the driver by enabling and
143  * disabling struct drm_crtc_state.no_vblank.
144  */
145
146 /* Retry timestamp calculation up to 3 times to satisfy
147  * drm_timestamp_precision before giving up.
148  */
149 #define DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES 3
150
151 /* Threshold in nanoseconds for detection of redundant
152  * vblank irq in drm_handle_vblank(). 1 msec should be ok.
153  */
154 #define DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS 1000000
155
156 static bool
157 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
158                           ktime_t *tvblank, bool in_vblank_irq);
159
160 static unsigned int drm_timestamp_precision = 20;  /* Default to 20 usecs. */
161
162 static int drm_vblank_offdelay = 5000;    /* Default to 5000 msecs. */
163
164 module_param_named(vblankoffdelay, drm_vblank_offdelay, int, 0600);
165 module_param_named(timestamp_precision_usec, drm_timestamp_precision, int, 0600);
166 MODULE_PARM_DESC(vblankoffdelay, "Delay until vblank irq auto-disable [msecs] (0: never disable, <0: disable immediately)");
167 MODULE_PARM_DESC(timestamp_precision_usec, "Max. error on timestamps [usecs]");
168
169 static struct drm_vblank_crtc *
170 drm_vblank_crtc(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
171 {
172         return &dev->vblank[pipe];
173 }
174
175 struct drm_vblank_crtc *
176 drm_crtc_vblank_crtc(struct drm_crtc *crtc)
177 {
178         return drm_vblank_crtc(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
179 }
180 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_crtc);
181
182 static void store_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
183                          u32 vblank_count_inc,
184                          ktime_t t_vblank, u32 last)
185 {
186         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
187
188         assert_spin_locked(&dev->vblank_time_lock);
189
190         vblank->last = last;
191
192         write_seqlock(&vblank->seqlock);
193         vblank->time = t_vblank;
194         atomic64_add(vblank_count_inc, &vblank->count);
195         write_sequnlock(&vblank->seqlock);
196 }
197
198 static u32 drm_max_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
199 {
200         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
201
202         return vblank->max_vblank_count ?: dev->max_vblank_count;
203 }
204
205 /*
206  * "No hw counter" fallback implementation of .get_vblank_counter() hook,
207  * if there is no usable hardware frame counter available.
208  */
209 static u32 drm_vblank_no_hw_counter(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
210 {
211         drm_WARN_ON_ONCE(dev, drm_max_vblank_count(dev, pipe) != 0);
212         return 0;
213 }
214
215 static u32 __get_vblank_counter(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
216 {
217         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
218                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
219
220                 if (drm_WARN_ON(dev, !crtc))
221                         return 0;
222
223                 if (crtc->funcs->get_vblank_counter)
224                         return crtc->funcs->get_vblank_counter(crtc);
225         }
226
227         return drm_vblank_no_hw_counter(dev, pipe);
228 }
229
230 /*
231  * Reset the stored timestamp for the current vblank count to correspond
232  * to the last vblank occurred.
233  *
234  * Only to be called from drm_crtc_vblank_on().
235  *
236  * Note: caller must hold &drm_device.vbl_lock since this reads & writes
237  * device vblank fields.
238  */
239 static void drm_reset_vblank_timestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
240 {
241         u32 cur_vblank;
242         bool rc;
243         ktime_t t_vblank;
244         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
245
246         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
247
248         /*
249          * sample the current counter to avoid random jumps
250          * when drm_vblank_enable() applies the diff
251          */
252         do {
253                 cur_vblank = __get_vblank_counter(dev, pipe);
254                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, false);
255         } while (cur_vblank != __get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
256
257         /*
258          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
259          * available and didn't fail. Otherwise reinitialize delayed at next vblank
260          * interrupt and assign 0 for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
261          */
262         if (!rc)
263                 t_vblank = 0;
264
265         /*
266          * +1 to make sure user will never see the same
267          * vblank counter value before and after a modeset
268          */
269         store_vblank(dev, pipe, 1, t_vblank, cur_vblank);
270
271         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
272 }
273
274 /*
275  * Call back into the driver to update the appropriate vblank counter
276  * (specified by @pipe).  Deal with wraparound, if it occurred, and
277  * update the last read value so we can deal with wraparound on the next
278  * call if necessary.
279  *
280  * Only necessary when going from off->on, to account for frames we
281  * didn't get an interrupt for.
282  *
283  * Note: caller must hold &drm_device.vbl_lock since this reads & writes
284  * device vblank fields.
285  */
286 static void drm_update_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
287                                     bool in_vblank_irq)
288 {
289         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
290         u32 cur_vblank, diff;
291         bool rc;
292         ktime_t t_vblank;
293         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
294         int framedur_ns = vblank->framedur_ns;
295         u32 max_vblank_count = drm_max_vblank_count(dev, pipe);
296
297         /*
298          * Interrupts were disabled prior to this call, so deal with counter
299          * wrap if needed.
300          * NOTE!  It's possible we lost a full dev->max_vblank_count + 1 events
301          * here if the register is small or we had vblank interrupts off for
302          * a long time.
303          *
304          * We repeat the hardware vblank counter & timestamp query until
305          * we get consistent results. This to prevent races between gpu
306          * updating its hardware counter while we are retrieving the
307          * corresponding vblank timestamp.
308          */
309         do {
310                 cur_vblank = __get_vblank_counter(dev, pipe);
311                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, in_vblank_irq);
312         } while (cur_vblank != __get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
313
314         if (max_vblank_count) {
315                 /* trust the hw counter when it's around */
316                 diff = (cur_vblank - vblank->last) & max_vblank_count;
317         } else if (rc && framedur_ns) {
318                 u64 diff_ns = ktime_to_ns(ktime_sub(t_vblank, vblank->time));
319
320                 /*
321                  * Figure out how many vblanks we've missed based
322                  * on the difference in the timestamps and the
323                  * frame/field duration.
324                  */
325
326                 drm_dbg_vbl(dev, "crtc %u: Calculating number of vblanks."
327                             " diff_ns = %lld, framedur_ns = %d)\n",
328                             pipe, (long long)diff_ns, framedur_ns);
329
330                 diff = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(diff_ns, framedur_ns);
331
332                 if (diff == 0 && in_vblank_irq)
333                         drm_dbg_vbl(dev, "crtc %u: Redundant vblirq ignored\n",
334                                     pipe);
335         } else {
336                 /* some kind of default for drivers w/o accurate vbl timestamping */
337                 diff = in_vblank_irq ? 1 : 0;
338         }
339
340         /*
341          * Within a drm_vblank_pre_modeset - drm_vblank_post_modeset
342          * interval? If so then vblank irqs keep running and it will likely
343          * happen that the hardware vblank counter is not trustworthy as it
344          * might reset at some point in that interval and vblank timestamps
345          * are not trustworthy either in that interval. Iow. this can result
346          * in a bogus diff >> 1 which must be avoided as it would cause
347          * random large forward jumps of the software vblank counter.
348          */
349         if (diff > 1 && (vblank->inmodeset & 0x2)) {
350                 drm_dbg_vbl(dev,
351                             "clamping vblank bump to 1 on crtc %u: diffr=%u"
352                             " due to pre-modeset.\n", pipe, diff);
353                 diff = 1;
354         }
355
356         drm_dbg_vbl(dev, "updating vblank count on crtc %u:"
357                     " current=%llu, diff=%u, hw=%u hw_last=%u\n",
358                     pipe, (unsigned long long)atomic64_read(&vblank->count),
359                     diff, cur_vblank, vblank->last);
360
361         if (diff == 0) {
362                 drm_WARN_ON_ONCE(dev, cur_vblank != vblank->last);
363                 return;
364         }
365
366         /*
367          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
368          * available and didn't fail, or we were called from the vblank interrupt.
369          * Otherwise reinitialize delayed at next vblank interrupt and assign 0
370          * for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
371          */
372         if (!rc && !in_vblank_irq)
373                 t_vblank = 0;
374
375         store_vblank(dev, pipe, diff, t_vblank, cur_vblank);
376 }
377
378 u64 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
379 {
380         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
381         u64 count;
382
383         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
384                 return 0;
385
386         count = atomic64_read(&vblank->count);
387
388         /*
389          * This read barrier corresponds to the implicit write barrier of the
390          * write seqlock in store_vblank(). Note that this is the only place
391          * where we need an explicit barrier, since all other access goes
392          * through drm_vblank_count_and_time(), which already has the required
393          * read barrier curtesy of the read seqlock.
394          */
395         smp_rmb();
396
397         return count;
398 }
399
400 /**
401  * drm_crtc_accurate_vblank_count - retrieve the master vblank counter
402  * @crtc: which counter to retrieve
403  *
404  * This function is similar to drm_crtc_vblank_count() but this function
405  * interpolates to handle a race with vblank interrupts using the high precision
406  * timestamping support.
407  *
408  * This is mostly useful for hardware that can obtain the scanout position, but
409  * doesn't have a hardware frame counter.
410  */
411 u64 drm_crtc_accurate_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
412 {
413         struct drm_device *dev = crtc->dev;
414         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
415         u64 vblank;
416         unsigned long flags;
417
418         drm_WARN_ONCE(dev, drm_debug_enabled(DRM_UT_VBL) &&
419                       !crtc->funcs->get_vblank_timestamp,
420                       "This function requires support for accurate vblank timestamps.");
421
422         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, flags);
423
424         drm_update_vblank_count(dev, pipe, false);
425         vblank = drm_vblank_count(dev, pipe);
426
427         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, flags);
428
429         return vblank;
430 }
431 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_accurate_vblank_count);
432
433 static void __disable_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
434 {
435         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
436                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
437
438                 if (drm_WARN_ON(dev, !crtc))
439                         return;
440
441                 if (crtc->funcs->disable_vblank)
442                         crtc->funcs->disable_vblank(crtc);
443         }
444 }
445
446 /*
447  * Disable vblank irq's on crtc, make sure that last vblank count
448  * of hardware and corresponding consistent software vblank counter
449  * are preserved, even if there are any spurious vblank irq's after
450  * disable.
451  */
452 void drm_vblank_disable_and_save(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
453 {
454         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
455         unsigned long irqflags;
456
457         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
458
459         /* Prevent vblank irq processing while disabling vblank irqs,
460          * so no updates of timestamps or count can happen after we've
461          * disabled. Needed to prevent races in case of delayed irq's.
462          */
463         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
464
465         /*
466          * Update vblank count and disable vblank interrupts only if the
467          * interrupts were enabled. This avoids calling the ->disable_vblank()
468          * operation in atomic context with the hardware potentially runtime
469          * suspended.
470          */
471         if (!vblank->enabled)
472                 goto out;
473
474         /*
475          * Update the count and timestamp to maintain the
476          * appearance that the counter has been ticking all along until
477          * this time. This makes the count account for the entire time
478          * between drm_crtc_vblank_on() and drm_crtc_vblank_off().
479          */
480         drm_update_vblank_count(dev, pipe, false);
481         __disable_vblank(dev, pipe);
482         vblank->enabled = false;
483
484 out:
485         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
486 }
487
488 static void vblank_disable_fn(struct timer_list *t)
489 {
490         struct drm_vblank_crtc *vblank = timer_container_of(vblank, t,
491                                                             disable_timer);
492         struct drm_device *dev = vblank->dev;
493         unsigned int pipe = vblank->pipe;
494         unsigned long irqflags;
495
496         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
497         if (atomic_read(&vblank->refcount) == 0 && vblank->enabled) {
498                 drm_dbg_core(dev, "disabling vblank on crtc %u\n", pipe);
499                 drm_vblank_disable_and_save(dev, pipe);
500         }
501         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
502 }
503
504 static void drm_vblank_init_release(struct drm_device *dev, void *ptr)
505 {
506         struct drm_vblank_crtc *vblank = ptr;
507
508         drm_WARN_ON(dev, READ_ONCE(vblank->enabled) &&
509                     drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
510
511         drm_vblank_destroy_worker(vblank);
512         timer_delete_sync(&vblank->disable_timer);
513 }
514
515 /**
516  * drm_vblank_init - initialize vblank support
517  * @dev: DRM device
518  * @num_crtcs: number of CRTCs supported by @dev
519  *
520  * This function initializes vblank support for @num_crtcs display pipelines.
521  * Cleanup is handled automatically through a cleanup function added with
522  * drmm_add_action_or_reset().
523  *
524  * Returns:
525  * Zero on success or a negative error code on failure.
526  */
527 int drm_vblank_init(struct drm_device *dev, unsigned int num_crtcs)
528 {
529         int ret;
530         unsigned int i;
531
532         spin_lock_init(&dev->vbl_lock);
533         spin_lock_init(&dev->vblank_time_lock);
534
535         dev->vblank = drmm_kcalloc(dev, num_crtcs, sizeof(*dev->vblank), GFP_KERNEL);
536         if (!dev->vblank)
537                 return -ENOMEM;
538
539         dev->num_crtcs = num_crtcs;
540
541         for (i = 0; i < num_crtcs; i++) {
542                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
543
544                 vblank->dev = dev;
545                 vblank->pipe = i;
546                 init_waitqueue_head(&vblank->queue);
547                 timer_setup(&vblank->disable_timer, vblank_disable_fn, 0);
548                 seqlock_init(&vblank->seqlock);
549
550                 ret = drmm_add_action_or_reset(dev, drm_vblank_init_release,
551                                                vblank);
552                 if (ret)
553                         return ret;
554
555                 ret = drm_vblank_worker_init(vblank);
556                 if (ret)
557                         return ret;
558         }
559
560         return 0;
561 }
562 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_init);
563
564 /**
565  * drm_dev_has_vblank - test if vblanking has been initialized for
566  *                      a device
567  * @dev: the device
568  *
569  * Drivers may call this function to test if vblank support is
570  * initialized for a device. For most hardware this means that vblanking
571  * can also be enabled.
572  *
573  * Atomic helpers use this function to initialize
574  * &drm_crtc_state.no_vblank. See also drm_atomic_helper_check_modeset().
575  *
576  * Returns:
577  * True if vblanking has been initialized for the given device, false
578  * otherwise.
579  */
580 bool drm_dev_has_vblank(const struct drm_device *dev)
581 {
582         return dev->num_crtcs != 0;
583 }
584 EXPORT_SYMBOL(drm_dev_has_vblank);
585
586 /**
587  * drm_crtc_vblank_waitqueue - get vblank waitqueue for the CRTC
588  * @crtc: which CRTC's vblank waitqueue to retrieve
589  *
590  * This function returns a pointer to the vblank waitqueue for the CRTC.
591  * Drivers can use this to implement vblank waits using wait_event() and related
592  * functions.
593  */
594 wait_queue_head_t *drm_crtc_vblank_waitqueue(struct drm_crtc *crtc)
595 {
596         return &crtc->dev->vblank[drm_crtc_index(crtc)].queue;
597 }
598 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_waitqueue);
599
600
601 /**
602  * drm_calc_timestamping_constants - calculate vblank timestamp constants
603  * @crtc: drm_crtc whose timestamp constants should be updated.
604  * @mode: display mode containing the scanout timings
605  *
606  * Calculate and store various constants which are later needed by vblank and
607  * swap-completion timestamping, e.g, by
608  * drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp(). They are derived from
609  * CRTC's true scanout timing, so they take things like panel scaling or
610  * other adjustments into account.
611  */
612 void drm_calc_timestamping_constants(struct drm_crtc *crtc,
613                                      const struct drm_display_mode *mode)
614 {
615         struct drm_device *dev = crtc->dev;
616         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
617         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_crtc_vblank_crtc(crtc);
618         int linedur_ns = 0, framedur_ns = 0;
619         int dotclock = mode->crtc_clock;
620
621         if (!drm_dev_has_vblank(dev))
622                 return;
623
624         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
625                 return;
626
627         /* Valid dotclock? */
628         if (dotclock > 0) {
629                 int frame_size = mode->crtc_htotal * mode->crtc_vtotal;
630
631                 /*
632                  * Convert scanline length in pixels and video
633                  * dot clock to line duration and frame duration
634                  * in nanoseconds:
635                  */
636                 linedur_ns  = div_u64((u64) mode->crtc_htotal * 1000000, dotclock);
637                 framedur_ns = div_u64((u64) frame_size * 1000000, dotclock);
638
639                 /*
640                  * Fields of interlaced scanout modes are only half a frame duration.
641                  */
642                 if (mode->flags & DRM_MODE_FLAG_INTERLACE)
643                         framedur_ns /= 2;
644         } else {
645                 drm_err(dev, "crtc %u: Can't calculate constants, dotclock = 0!\n",
646                         crtc->base.id);
647         }
648
649         vblank->linedur_ns  = linedur_ns;
650         vblank->framedur_ns = framedur_ns;
651         drm_mode_copy(&vblank->hwmode, mode);
652
653         drm_dbg_core(dev,
654                      "crtc %u: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
655                      crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
656                      mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
657         drm_dbg_core(dev, "crtc %u: clock %d kHz framedur %d linedur %d\n",
658                      crtc->base.id, dotclock, framedur_ns, linedur_ns);
659 }
660 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_timestamping_constants);
661
662 /**
663  * drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp_internal - precise vblank
664  *                                                        timestamp helper
665  * @crtc: CRTC whose vblank timestamp to retrieve
666  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
667  *             On return contains true maximum error of timestamp
668  * @vblank_time: Pointer to time which should receive the timestamp
669  * @in_vblank_irq:
670  *     True when called from drm_crtc_handle_vblank().  Some drivers
671  *     need to apply some workarounds for gpu-specific vblank irq quirks
672  *     if flag is set.
673  * @get_scanout_position:
674  *     Callback function to retrieve the scanout position. See
675  *     @struct drm_crtc_helper_funcs.get_scanout_position.
676  *
677  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
678  * timings and current video scanout position of a CRTC.
679  *
680  * The current implementation only handles standard video modes. For double scan
681  * and interlaced modes the driver is supposed to adjust the hardware mode
682  * (taken from &drm_crtc_state.adjusted mode for atomic modeset drivers) to
683  * match the scanout position reported.
684  *
685  * Note that atomic drivers must call drm_calc_timestamping_constants() before
686  * enabling a CRTC. The atomic helpers already take care of that in
687  * drm_atomic_helper_calc_timestamping_constants().
688  *
689  * Returns:
690  * Returns true on success, and false on failure, i.e. when no accurate
691  * timestamp could be acquired.
692  */
693 bool
694 drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp_internal(
695         struct drm_crtc *crtc, int *max_error, ktime_t *vblank_time,
696         bool in_vblank_irq,
697         drm_vblank_get_scanout_position_func get_scanout_position)
698 {
699         struct drm_device *dev = crtc->dev;
700         unsigned int pipe = crtc->index;
701         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
702         struct timespec64 ts_etime, ts_vblank_time;
703         ktime_t stime, etime;
704         bool vbl_status;
705         const struct drm_display_mode *mode;
706         int vpos, hpos, i;
707         int delta_ns, duration_ns;
708
709         if (pipe >= dev->num_crtcs) {
710                 drm_err(dev, "Invalid crtc %u\n", pipe);
711                 return false;
712         }
713
714         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
715         if (!get_scanout_position) {
716                 drm_err(dev, "Called from CRTC w/o get_scanout_position()!?\n");
717                 return false;
718         }
719
720         if (drm_drv_uses_atomic_modeset(dev))
721                 mode = &vblank->hwmode;
722         else
723                 mode = &crtc->hwmode;
724
725         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
726          * Happens during initial modesetting of a crtc.
727          */
728         if (mode->crtc_clock == 0) {
729                 drm_dbg_core(dev, "crtc %u: Noop due to uninitialized mode.\n",
730                              pipe);
731                 drm_WARN_ON_ONCE(dev, drm_drv_uses_atomic_modeset(dev));
732                 return false;
733         }
734
735         /* Get current scanout position with system timestamp.
736          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
737          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
738          *
739          * This guarantees a tight bound on maximum error if
740          * code gets preempted or delayed for some reason.
741          */
742         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
743                 /*
744                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
745                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
746                  */
747                 vbl_status = get_scanout_position(crtc, in_vblank_irq,
748                                                   &vpos, &hpos,
749                                                   &stime, &etime,
750                                                   mode);
751
752                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
753                 if (!vbl_status) {
754                         drm_dbg_core(dev,
755                                      "crtc %u : scanoutpos query failed.\n",
756                                      pipe);
757                         return false;
758                 }
759
760                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
761                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
762
763                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
764                 if (duration_ns <= *max_error)
765                         break;
766         }
767
768         /* Noisy system timing? */
769         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
770                 drm_dbg_core(dev,
771                              "crtc %u: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
772                              pipe, duration_ns / 1000, *max_error / 1000, i);
773         }
774
775         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
776         *max_error = duration_ns;
777
778         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
779          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
780          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
781          */
782         delta_ns = div_s64(1000000LL * (vpos * mode->crtc_htotal + hpos),
783                            mode->crtc_clock);
784
785         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
786          * vblank_time timestamp for end of vblank.
787          */
788         *vblank_time = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
789
790         if (!drm_debug_enabled(DRM_UT_VBL))
791                 return true;
792
793         ts_etime = ktime_to_timespec64(etime);
794         ts_vblank_time = ktime_to_timespec64(*vblank_time);
795
796         drm_dbg_vbl(dev,
797                     "crtc %u : v p(%d,%d)@ %lld.%06ld -> %lld.%06ld [e %d us, %d rep]\n",
798                     pipe, hpos, vpos,
799                     (u64)ts_etime.tv_sec, ts_etime.tv_nsec / 1000,
800                     (u64)ts_vblank_time.tv_sec, ts_vblank_time.tv_nsec / 1000,
801                     duration_ns / 1000, i);
802
803         return true;
804 }
805 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp_internal);
806
807 /**
808  * drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp - precise vblank timestamp
809  *                                               helper
810  * @crtc: CRTC whose vblank timestamp to retrieve
811  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
812  *             On return contains true maximum error of timestamp
813  * @vblank_time: Pointer to time which should receive the timestamp
814  * @in_vblank_irq:
815  *     True when called from drm_crtc_handle_vblank().  Some drivers
816  *     need to apply some workarounds for gpu-specific vblank irq quirks
817  *     if flag is set.
818  *
819  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
820  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be directly
821  * used as the &drm_crtc_funcs.get_vblank_timestamp implementation of a kms
822  * driver if &drm_crtc_helper_funcs.get_scanout_position is implemented.
823  *
824  * The current implementation only handles standard video modes. For double scan
825  * and interlaced modes the driver is supposed to adjust the hardware mode
826  * (taken from &drm_crtc_state.adjusted mode for atomic modeset drivers) to
827  * match the scanout position reported.
828  *
829  * Note that atomic drivers must call drm_calc_timestamping_constants() before
830  * enabling a CRTC. The atomic helpers already take care of that in
831  * drm_atomic_helper_calc_timestamping_constants().
832  *
833  * Returns:
834  * Returns true on success, and false on failure, i.e. when no accurate
835  * timestamp could be acquired.
836  */
837 bool drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp(struct drm_crtc *crtc,
838                                                  int *max_error,
839                                                  ktime_t *vblank_time,
840                                                  bool in_vblank_irq)
841 {
842         return drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp_internal(
843                 crtc, max_error, vblank_time, in_vblank_irq,
844                 crtc->helper_private->get_scanout_position);
845 }
846 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp);
847
848 /**
849  * drm_crtc_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most
850  *                                  recent vblank interval
851  * @crtc: CRTC whose vblank timestamp to retrieve
852  * @tvblank: Pointer to target time which should receive the timestamp
853  * @in_vblank_irq:
854  *     True when called from drm_crtc_handle_vblank().  Some drivers
855  *     need to apply some workarounds for gpu-specific vblank irq quirks
856  *     if flag is set.
857  *
858  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
859  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
860  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
861  *
862  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
863  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
864  *
865  * Returns:
866  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
867  */
868 static bool
869 drm_crtc_get_last_vbltimestamp(struct drm_crtc *crtc, ktime_t *tvblank,
870                                bool in_vblank_irq)
871 {
872         bool ret = false;
873
874         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
875         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
876
877         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
878         if (crtc && crtc->funcs->get_vblank_timestamp && max_error > 0) {
879                 ret = crtc->funcs->get_vblank_timestamp(crtc, &max_error,
880                                                         tvblank, in_vblank_irq);
881         }
882
883         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
884          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
885          */
886         if (!ret)
887                 *tvblank = ktime_get();
888
889         return ret;
890 }
891
892 static bool
893 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
894                           ktime_t *tvblank, bool in_vblank_irq)
895 {
896         struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
897
898         return drm_crtc_get_last_vbltimestamp(crtc, tvblank, in_vblank_irq);
899 }
900
901 /**
902  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
903  * @crtc: which counter to retrieve
904  *
905  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
906  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
907  * modesetting activity. Note that this timer isn't correct against a racing
908  * vblank interrupt (since it only reports the software vblank counter), see
909  * drm_crtc_accurate_vblank_count() for such use-cases.
910  *
911  * Note that for a given vblank counter value drm_crtc_handle_vblank()
912  * and drm_crtc_vblank_count() or drm_crtc_vblank_count_and_time()
913  * provide a barrier: Any writes done before calling
914  * drm_crtc_handle_vblank() will be visible to callers of the later
915  * functions, if the vblank count is the same or a later one.
916  *
917  * See also &drm_vblank_crtc.count.
918  *
919  * Returns:
920  * The software vblank counter.
921  */
922 u64 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
923 {
924         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
925 }
926 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
927
928 /**
929  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value and the
930  *     system timestamp corresponding to that vblank counter value.
931  * @dev: DRM device
932  * @pipe: index of CRTC whose counter to retrieve
933  * @vblanktime: Pointer to ktime_t to receive the vblank timestamp.
934  *
935  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
936  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
937  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
938  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
939  *
940  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count_and_time().
941  */
942 static u64 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
943                                      ktime_t *vblanktime)
944 {
945         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
946         u64 vblank_count;
947         unsigned int seq;
948
949         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs)) {
950                 *vblanktime = 0;
951                 return 0;
952         }
953
954         do {
955                 seq = read_seqbegin(&vblank->seqlock);
956                 vblank_count = atomic64_read(&vblank->count);
957                 *vblanktime = vblank->time;
958         } while (read_seqretry(&vblank->seqlock, seq));
959
960         return vblank_count;
961 }
962
963 /**
964  * drm_crtc_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value
965  *     and the system timestamp corresponding to that vblank counter value
966  * @crtc: which counter to retrieve
967  * @vblanktime: Pointer to time to receive the vblank timestamp.
968  *
969  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
970  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
971  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
972  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
973  *
974  * Note that for a given vblank counter value drm_crtc_handle_vblank()
975  * and drm_crtc_vblank_count() or drm_crtc_vblank_count_and_time()
976  * provide a barrier: Any writes done before calling
977  * drm_crtc_handle_vblank() will be visible to callers of the later
978  * functions, if the vblank count is the same or a later one.
979  *
980  * See also &drm_vblank_crtc.count.
981  */
982 u64 drm_crtc_vblank_count_and_time(struct drm_crtc *crtc,
983                                    ktime_t *vblanktime)
984 {
985         return drm_vblank_count_and_time(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc),
986                                          vblanktime);
987 }
988 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count_and_time);
989
990 /**
991  * drm_crtc_next_vblank_start - calculate the time of the next vblank
992  * @crtc: the crtc for which to calculate next vblank time
993  * @vblanktime: pointer to time to receive the next vblank timestamp.
994  *
995  * Calculate the expected time of the start of the next vblank period,
996  * based on time of previous vblank and frame duration
997  */
998 int drm_crtc_next_vblank_start(struct drm_crtc *crtc, ktime_t *vblanktime)
999 {
1000         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1001         struct drm_display_mode *mode;
1002         u64 vblank_start;
1003
1004         if (!drm_dev_has_vblank(crtc->dev))
1005                 return -EINVAL;
1006
1007         vblank = drm_crtc_vblank_crtc(crtc);
1008         mode = &vblank->hwmode;
1009
1010         if (!vblank->framedur_ns || !vblank->linedur_ns)
1011                 return -EINVAL;
1012
1013         if (!drm_crtc_get_last_vbltimestamp(crtc, vblanktime, false))
1014                 return -EINVAL;
1015
1016         vblank_start = DIV_ROUND_DOWN_ULL(
1017                         (u64)vblank->framedur_ns * mode->crtc_vblank_start,
1018                         mode->crtc_vtotal);
1019         *vblanktime  = ktime_add(*vblanktime, ns_to_ktime(vblank_start));
1020
1021         return 0;
1022 }
1023 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_next_vblank_start);
1024
1025 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
1026                 struct drm_pending_vblank_event *e,
1027                 u64 seq, ktime_t now)
1028 {
1029         struct timespec64 tv;
1030
1031         switch (e->event.base.type) {
1032         case DRM_EVENT_VBLANK:
1033         case DRM_EVENT_FLIP_COMPLETE:
1034                 tv = ktime_to_timespec64(now);
1035                 e->event.vbl.sequence = seq;
1036                 /*
1037                  * e->event is a user space structure, with hardcoded unsigned
1038                  * 32-bit seconds/microseconds. This is safe as we always use
1039                  * monotonic timestamps since linux-4.15
1040                  */
1041                 e->event.vbl.tv_sec = tv.tv_sec;
1042                 e->event.vbl.tv_usec = tv.tv_nsec / 1000;
1043                 break;
1044         case DRM_EVENT_CRTC_SEQUENCE:
1045                 if (seq)
1046                         e->event.seq.sequence = seq;
1047                 e->event.seq.time_ns = ktime_to_ns(now);
1048                 break;
1049         }
1050         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.file_priv, e->pipe, seq);
1051         /*
1052          * Use the same timestamp for any associated fence signal to avoid
1053          * mismatch in timestamps for vsync & fence events triggered by the
1054          * same HW event. Frameworks like SurfaceFlinger in Android expects the
1055          * retire-fence timestamp to match exactly with HW vsync as it uses it
1056          * for its software vsync modeling.
1057          */
1058         drm_send_event_timestamp_locked(dev, &e->base, now);
1059 }
1060
1061 /**
1062  * drm_crtc_arm_vblank_event - arm vblank event after pageflip
1063  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
1064  * @e: the event to send
1065  *
1066  * A lot of drivers need to generate vblank events for the very next vblank
1067  * interrupt. For example when the page flip interrupt happens when the page
1068  * flip gets armed, but not when it actually executes within the next vblank
1069  * period. This helper function implements exactly the required vblank arming
1070  * behaviour.
1071  *
1072  * NOTE: Drivers using this to send out the &drm_crtc_state.event as part of an
1073  * atomic commit must ensure that the next vblank happens at exactly the same
1074  * time as the atomic commit is committed to the hardware. This function itself
1075  * does **not** protect against the next vblank interrupt racing with either this
1076  * function call or the atomic commit operation. A possible sequence could be:
1077  *
1078  * 1. Driver commits new hardware state into vblank-synchronized registers.
1079  * 2. A vblank happens, committing the hardware state. Also the corresponding
1080  *    vblank interrupt is fired off and fully processed by the interrupt
1081  *    handler.
1082  * 3. The atomic commit operation proceeds to call drm_crtc_arm_vblank_event().
1083  * 4. The event is only send out for the next vblank, which is wrong.
1084  *
1085  * An equivalent race can happen when the driver calls
1086  * drm_crtc_arm_vblank_event() before writing out the new hardware state.
1087  *
1088  * The only way to make this work safely is to prevent the vblank from firing
1089  * (and the hardware from committing anything else) until the entire atomic
1090  * commit sequence has run to completion. If the hardware does not have such a
1091  * feature (e.g. using a "go" bit), then it is unsafe to use this functions.
1092  * Instead drivers need to manually send out the event from their interrupt
1093  * handler by calling drm_crtc_send_vblank_event() and make sure that there's no
1094  * possible race with the hardware committing the atomic update.
1095  *
1096  * Caller must hold a vblank reference for the event @e acquired by a
1097  * drm_crtc_vblank_get(), which will be dropped when the next vblank arrives.
1098  */
1099 void drm_crtc_arm_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1100                                struct drm_pending_vblank_event *e)
1101 {
1102         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1103         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1104
1105         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1106
1107         e->pipe = pipe;
1108         e->sequence = drm_crtc_accurate_vblank_count(crtc) + 1;
1109         list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1110 }
1111 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_arm_vblank_event);
1112
1113 /**
1114  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
1115  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
1116  * @e: the event to send
1117  *
1118  * Updates sequence # and timestamp on event for the most recently processed
1119  * vblank, and sends it to userspace.  Caller must hold event lock.
1120  *
1121  * See drm_crtc_arm_vblank_event() for a helper which can be used in certain
1122  * situation, especially to send out events for atomic commit operations.
1123  */
1124 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1125                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
1126 {
1127         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1128         u64 seq;
1129         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1130         ktime_t now;
1131
1132         if (drm_dev_has_vblank(dev)) {
1133                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1134         } else {
1135                 seq = 0;
1136
1137                 now = ktime_get();
1138         }
1139         e->pipe = pipe;
1140         send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1141 }
1142 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
1143
1144 static int __enable_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1145 {
1146         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
1147                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
1148
1149                 if (drm_WARN_ON(dev, !crtc))
1150                         return 0;
1151
1152                 if (crtc->funcs->enable_vblank)
1153                         return crtc->funcs->enable_vblank(crtc);
1154         }
1155
1156         return -EINVAL;
1157 }
1158
1159 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1160 {
1161         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
1162         int ret = 0;
1163
1164         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1165
1166         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1167
1168         if (!vblank->enabled) {
1169                 /*
1170                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
1171                  * All vblank count & timestamp updates are held off
1172                  * until we are done reinitializing master counter and
1173                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
1174                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
1175                  */
1176                 ret = __enable_vblank(dev, pipe);
1177                 drm_dbg_core(dev, "enabling vblank on crtc %u, ret: %d\n",
1178                              pipe, ret);
1179                 if (ret) {
1180                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1181                 } else {
1182                         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
1183                         /* drm_update_vblank_count() includes a wmb so we just
1184                          * need to ensure that the compiler emits the write
1185                          * to mark the vblank as enabled after the call
1186                          * to drm_update_vblank_count().
1187                          */
1188                         WRITE_ONCE(vblank->enabled, true);
1189                 }
1190         }
1191
1192         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1193
1194         return ret;
1195 }
1196
1197 int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1198 {
1199         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
1200         unsigned long irqflags;
1201         int ret = 0;
1202
1203         if (!drm_dev_has_vblank(dev))
1204                 return -EINVAL;
1205
1206         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1207                 return -EINVAL;
1208
1209         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1210         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1211         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1212                 ret = drm_vblank_enable(dev, pipe);
1213         } else {
1214                 if (!vblank->enabled) {
1215                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1216                         ret = -EINVAL;
1217                 }
1218         }
1219         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1220
1221         return ret;
1222 }
1223
1224 /**
1225  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1226  * @crtc: which CRTC to own
1227  *
1228  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1229  * while in use.
1230  *
1231  * Returns:
1232  * Zero on success or a negative error code on failure.
1233  */
1234 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1235 {
1236         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1237 }
1238 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1239
1240 void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1241 {
1242         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
1243         int vblank_offdelay = vblank->config.offdelay_ms;
1244
1245         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1246                 return;
1247
1248         if (drm_WARN_ON(dev, atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1249                 return;
1250
1251         /* Last user schedules interrupt disable */
1252         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1253                 if (!vblank_offdelay)
1254                         return;
1255                 else if (vblank_offdelay < 0)
1256                         vblank_disable_fn(&vblank->disable_timer);
1257                 else if (!vblank->config.disable_immediate)
1258                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1259                                   jiffies + ((vblank_offdelay * HZ) / 1000));
1260         }
1261 }
1262
1263 /**
1264  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1265  * @crtc: which counter to give up
1266  *
1267  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1268  * if possible. Disable interrupts after &drm_vblank_crtc_config.offdelay_ms
1269  * milliseconds.
1270  */
1271 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1272 {
1273         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1274 }
1275 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1276
1277 /**
1278  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1279  * @dev: DRM device
1280  * @pipe: CRTC index
1281  *
1282  * This waits for one vblank to pass on @pipe, using the irq driver interfaces.
1283  * It is a failure to call this when the vblank irq for @pipe is disabled, e.g.
1284  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1285  *
1286  * This is the legacy version of drm_crtc_wait_one_vblank().
1287  */
1288 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1289 {
1290         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
1291         int ret;
1292         u64 last;
1293
1294         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1295                 return;
1296
1297         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1298         if (drm_WARN(dev, ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n",
1299                      pipe, ret))
1300                 return;
1301
1302         last = drm_vblank_count(dev, pipe);
1303
1304         ret = wait_event_timeout(vblank->queue,
1305                                  last != drm_vblank_count(dev, pipe),
1306                                  msecs_to_jiffies(100));
1307
1308         drm_WARN(dev, ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", pipe);
1309
1310         drm_vblank_put(dev, pipe);
1311 }
1312 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1313
1314 /**
1315  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1316  * @crtc: DRM crtc
1317  *
1318  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1319  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1320  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1321  */
1322 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1323 {
1324         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1325 }
1326 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1327
1328 /**
1329  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1330  * @crtc: CRTC in question
1331  *
1332  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1333  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1334  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1335  *
1336  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1337  * reset, e.g. when suspending or disabling the @crtc in general.
1338  */
1339 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1340 {
1341         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1342         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1343         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_crtc_vblank_crtc(crtc);
1344         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1345         ktime_t now;
1346         u64 seq;
1347
1348         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1349                 return;
1350
1351         /*
1352          * Grab event_lock early to prevent vblank work from being scheduled
1353          * while we're in the middle of shutting down vblank interrupts
1354          */
1355         spin_lock_irq(&dev->event_lock);
1356
1357         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1358         drm_dbg_vbl(dev, "crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1359                     pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1360
1361         /* Avoid redundant vblank disables without previous
1362          * drm_crtc_vblank_on(). */
1363         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_ATOMIC) || !vblank->inmodeset)
1364                 drm_vblank_disable_and_save(dev, pipe);
1365
1366         wake_up(&vblank->queue);
1367
1368         /*
1369          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1370          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1371          */
1372         if (!vblank->inmodeset) {
1373                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1374                 vblank->inmodeset = 1;
1375         }
1376         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1377
1378         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1379         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1380
1381         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1382                 if (e->pipe != pipe)
1383                         continue;
1384                 drm_dbg_core(dev, "Sending premature vblank event on disable: "
1385                              "wanted %llu, current %llu\n",
1386                              e->sequence, seq);
1387                 list_del(&e->base.link);
1388                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1389                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1390         }
1391
1392         /* Cancel any leftover pending vblank work */
1393         drm_vblank_cancel_pending_works(vblank);
1394
1395         spin_unlock_irq(&dev->event_lock);
1396
1397         /* Will be reset by the modeset helpers when re-enabling the crtc by
1398          * calling drm_calc_timestamping_constants(). */
1399         vblank->hwmode.crtc_clock = 0;
1400
1401         /* Wait for any vblank work that's still executing to finish */
1402         drm_vblank_flush_worker(vblank);
1403 }
1404 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1405
1406 /**
1407  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1408  * @crtc: CRTC in question
1409  *
1410  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1411  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1412  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1413  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1414  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1415  *
1416  * This is useful for recovering driver state e.g. on driver load, or on resume.
1417  */
1418 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *crtc)
1419 {
1420         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1421         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_crtc_vblank_crtc(crtc);
1422
1423         spin_lock_irq(&dev->vbl_lock);
1424         /*
1425          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1426          * interrupt by bumping the refcount.
1427          */
1428         if (!vblank->inmodeset) {
1429                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1430                 vblank->inmodeset = 1;
1431         }
1432         spin_unlock_irq(&dev->vbl_lock);
1433
1434         drm_WARN_ON(dev, !list_empty(&dev->vblank_event_list));
1435         drm_WARN_ON(dev, !list_empty(&vblank->pending_work));
1436 }
1437 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1438
1439 /**
1440  * drm_crtc_set_max_vblank_count - configure the hw max vblank counter value
1441  * @crtc: CRTC in question
1442  * @max_vblank_count: max hardware vblank counter value
1443  *
1444  * Update the maximum hardware vblank counter value for @crtc
1445  * at runtime. Useful for hardware where the operation of the
1446  * hardware vblank counter depends on the currently active
1447  * display configuration.
1448  *
1449  * For example, if the hardware vblank counter does not work
1450  * when a specific connector is active the maximum can be set
1451  * to zero. And when that specific connector isn't active the
1452  * maximum can again be set to the appropriate non-zero value.
1453  *
1454  * If used, must be called before drm_vblank_on().
1455  */
1456 void drm_crtc_set_max_vblank_count(struct drm_crtc *crtc,
1457                                    u32 max_vblank_count)
1458 {
1459         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1460         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_crtc_vblank_crtc(crtc);
1461
1462         drm_WARN_ON(dev, dev->max_vblank_count);
1463         drm_WARN_ON(dev, !READ_ONCE(vblank->inmodeset));
1464
1465         vblank->max_vblank_count = max_vblank_count;
1466 }
1467 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_set_max_vblank_count);
1468
1469 /**
1470  * drm_crtc_vblank_on_config - enable vblank events on a CRTC with custom
1471  *     configuration options
1472  * @crtc: CRTC in question
1473  * @config: Vblank configuration value
1474  *
1475  * See drm_crtc_vblank_on(). In addition, this function allows you to provide a
1476  * custom vblank configuration for a given CRTC.
1477  *
1478  * Note that @config is copied, the pointer does not need to stay valid beyond
1479  * this function call. For details of the parameters see
1480  * struct drm_vblank_crtc_config.
1481  */
1482 void drm_crtc_vblank_on_config(struct drm_crtc *crtc,
1483                                const struct drm_vblank_crtc_config *config)
1484 {
1485         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1486         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1487         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_crtc_vblank_crtc(crtc);
1488
1489         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1490                 return;
1491
1492         spin_lock_irq(&dev->vbl_lock);
1493         drm_dbg_vbl(dev, "crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1494                     pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1495
1496         vblank->config = *config;
1497
1498         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1499         if (vblank->inmodeset) {
1500                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1501                 vblank->inmodeset = 0;
1502         }
1503
1504         drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1505
1506         /*
1507          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1508          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1509          */
1510         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 || !vblank->config.offdelay_ms)
1511                 drm_WARN_ON(dev, drm_vblank_enable(dev, pipe));
1512         spin_unlock_irq(&dev->vbl_lock);
1513 }
1514 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on_config);
1515
1516 /**
1517  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1518  * @crtc: CRTC in question
1519  *
1520  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1521  * drm_crtc_vblank_off() again and is generally called when enabling @crtc. Note
1522  * that calls to drm_crtc_vblank_on() and drm_crtc_vblank_off() can be
1523  * unbalanced and so can also be unconditionally called in driver load code to
1524  * reflect the current hardware state of the crtc.
1525  *
1526  * Note that unlike in drm_crtc_vblank_on_config(), default values are used.
1527  */
1528 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1529 {
1530         const struct drm_vblank_crtc_config config = {
1531                 .offdelay_ms = drm_vblank_offdelay,
1532                 .disable_immediate = crtc->dev->vblank_disable_immediate
1533         };
1534
1535         drm_crtc_vblank_on_config(crtc, &config);
1536 }
1537 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1538
1539 static void drm_vblank_restore(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1540 {
1541         ktime_t t_vblank;
1542         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1543         int framedur_ns;
1544         u64 diff_ns;
1545         u32 cur_vblank, diff = 1;
1546         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
1547         u32 max_vblank_count = drm_max_vblank_count(dev, pipe);
1548
1549         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1550                 return;
1551
1552         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1553         assert_spin_locked(&dev->vblank_time_lock);
1554
1555         vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
1556         drm_WARN_ONCE(dev,
1557                       drm_debug_enabled(DRM_UT_VBL) && !vblank->framedur_ns,
1558                       "Cannot compute missed vblanks without frame duration\n");
1559         framedur_ns = vblank->framedur_ns;
1560
1561         do {
1562                 cur_vblank = __get_vblank_counter(dev, pipe);
1563                 drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, false);
1564         } while (cur_vblank != __get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
1565
1566         diff_ns = ktime_to_ns(ktime_sub(t_vblank, vblank->time));
1567         if (framedur_ns)
1568                 diff = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(diff_ns, framedur_ns);
1569
1570
1571         drm_dbg_vbl(dev,
1572                     "missed %d vblanks in %lld ns, frame duration=%d ns, hw_diff=%d\n",
1573                     diff, diff_ns, framedur_ns, cur_vblank - vblank->last);
1574         vblank->last = (cur_vblank - diff) & max_vblank_count;
1575 }
1576
1577 /**
1578  * drm_crtc_vblank_restore - estimate missed vblanks and update vblank count.
1579  * @crtc: CRTC in question
1580  *
1581  * Power manamement features can cause frame counter resets between vblank
1582  * disable and enable. Drivers can use this function in their
1583  * &drm_crtc_funcs.enable_vblank implementation to estimate missed vblanks since
1584  * the last &drm_crtc_funcs.disable_vblank using timestamps and update the
1585  * vblank counter.
1586  *
1587  * Note that drivers must have race-free high-precision timestamping support,
1588  * i.e.  &drm_crtc_funcs.get_vblank_timestamp must be hooked up and
1589  * &drm_vblank_crtc_config.disable_immediate must be set to indicate the
1590  * time-stamping functions are race-free against vblank hardware counter
1591  * increments.
1592  */
1593 void drm_crtc_vblank_restore(struct drm_crtc *crtc)
1594 {
1595         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1596         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1597         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
1598
1599         drm_WARN_ON_ONCE(dev, !crtc->funcs->get_vblank_timestamp);
1600         drm_WARN_ON_ONCE(dev, vblank->inmodeset);
1601         drm_WARN_ON_ONCE(dev, !vblank->config.disable_immediate);
1602
1603         drm_vblank_restore(dev, pipe);
1604 }
1605 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_restore);
1606
1607 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1608                                   u64 req_seq,
1609                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1610                                   struct drm_file *file_priv)
1611 {
1612         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
1613         struct drm_pending_vblank_event *e;
1614         ktime_t now;
1615         u64 seq;
1616         int ret;
1617
1618         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1619         if (e == NULL) {
1620                 ret = -ENOMEM;
1621                 goto err_put;
1622         }
1623
1624         e->pipe = pipe;
1625         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1626         e->event.base.length = sizeof(e->event.vbl);
1627         e->event.vbl.user_data = vblwait->request.signal;
1628         e->event.vbl.crtc_id = 0;
1629         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
1630                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
1631
1632                 if (crtc)
1633                         e->event.vbl.crtc_id = crtc->base.id;
1634         }
1635
1636         spin_lock_irq(&dev->event_lock);
1637
1638         /*
1639          * drm_crtc_vblank_off() might have been called after we called
1640          * drm_vblank_get(). drm_crtc_vblank_off() holds event_lock around the
1641          * vblank disable, so no need for further locking.  The reference from
1642          * drm_vblank_get() protects against vblank disable from another source.
1643          */
1644         if (!READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1645                 ret = -EINVAL;
1646                 goto err_unlock;
1647         }
1648
1649         ret = drm_event_reserve_init_locked(dev, file_priv, &e->base,
1650                                             &e->event.base);
1651
1652         if (ret)
1653                 goto err_unlock;
1654
1655         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1656
1657         drm_dbg_core(dev, "event on vblank count %llu, current %llu, crtc %u\n",
1658                      req_seq, seq, pipe);
1659
1660         trace_drm_vblank_event_queued(file_priv, pipe, req_seq);
1661
1662         e->sequence = req_seq;
1663         if (drm_vblank_passed(seq, req_seq)) {
1664                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1665                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1666                 vblwait->reply.sequence = seq;
1667         } else {
1668                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1669                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1670                 vblwait->reply.sequence = req_seq;
1671         }
1672
1673         spin_unlock_irq(&dev->event_lock);
1674
1675         return 0;
1676
1677 err_unlock:
1678         spin_unlock_irq(&dev->event_lock);
1679         kfree(e);
1680 err_put:
1681         drm_vblank_put(dev, pipe);
1682         return ret;
1683 }
1684
1685 static bool drm_wait_vblank_is_query(union drm_wait_vblank *vblwait)
1686 {
1687         if (vblwait->request.sequence)
1688                 return false;
1689
1690         return _DRM_VBLANK_RELATIVE ==
1691                 (vblwait->request.type & (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK |
1692                                           _DRM_VBLANK_EVENT |
1693                                           _DRM_VBLANK_NEXTONMISS));
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Widen a 32-bit param to 64-bits.
1698  *
1699  * \param narrow 32-bit value (missing upper 32 bits)
1700  * \param near 64-bit value that should be 'close' to near
1701  *
1702  * This function returns a 64-bit value using the lower 32-bits from
1703  * 'narrow' and constructing the upper 32-bits so that the result is
1704  * as close as possible to 'near'.
1705  */
1706
1707 static u64 widen_32_to_64(u32 narrow, u64 near)
1708 {
1709         return near + (s32) (narrow - near);
1710 }
1711
1712 static void drm_wait_vblank_reply(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1713                                   struct drm_wait_vblank_reply *reply)
1714 {
1715         ktime_t now;
1716         struct timespec64 ts;
1717
1718         /*
1719          * drm_wait_vblank_reply is a UAPI structure that uses 'long'
1720          * to store the seconds. This is safe as we always use monotonic
1721          * timestamps since linux-4.15.
1722          */
1723         reply->sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1724         ts = ktime_to_timespec64(now);
1725         reply->tval_sec = (u32)ts.tv_sec;
1726         reply->tval_usec = ts.tv_nsec / 1000;
1727 }
1728
1729 static bool drm_wait_vblank_supported(struct drm_device *dev)
1730 {
1731         return drm_dev_has_vblank(dev);
1732 }
1733
1734 int drm_wait_vblank_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
1735                           struct drm_file *file_priv)
1736 {
1737         struct drm_crtc *crtc;
1738         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1739         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1740         int ret;
1741         u64 req_seq, seq;
1742         unsigned int pipe_index;
1743         unsigned int flags, pipe, high_pipe;
1744
1745         if (!drm_wait_vblank_supported(dev))
1746                 return -EOPNOTSUPP;
1747
1748         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1749                 return -EINVAL;
1750
1751         if (vblwait->request.type &
1752             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1753               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1754                 drm_dbg_core(dev,
1755                              "Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1756                              vblwait->request.type,
1757                              (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1758                               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1759                 return -EINVAL;
1760         }
1761
1762         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1763         high_pipe = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1764         if (high_pipe)
1765                 pipe_index = high_pipe >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1766         else
1767                 pipe_index = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1768
1769         /* Convert lease-relative crtc index into global crtc index */
1770         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
1771                 pipe = 0;
1772                 drm_for_each_crtc(crtc, dev) {
1773                         if (drm_lease_held(file_priv, crtc->base.id)) {
1774                                 if (pipe_index == 0)
1775                                         break;
1776                                 pipe_index--;
1777                         }
1778                         pipe++;
1779                 }
1780         } else {
1781                 pipe = pipe_index;
1782         }
1783
1784         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1785                 return -EINVAL;
1786
1787         vblank = &dev->vblank[pipe];
1788
1789         /* If the counter is currently enabled and accurate, short-circuit
1790          * queries to return the cached timestamp of the last vblank.
1791          */
1792         if (vblank->config.disable_immediate &&
1793             drm_wait_vblank_is_query(vblwait) &&
1794             READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1795                 drm_wait_vblank_reply(dev, pipe, &vblwait->reply);
1796                 return 0;
1797         }
1798
1799         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1800         if (ret) {
1801                 drm_dbg_core(dev,
1802                              "crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n",
1803                              pipe, ret);
1804                 return ret;
1805         }
1806         seq = drm_vblank_count(dev, pipe);
1807
1808         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1809         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1810                 req_seq = seq + vblwait->request.sequence;
1811                 vblwait->request.sequence = req_seq;
1812                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1813                 break;
1814         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1815                 req_seq = widen_32_to_64(vblwait->request.sequence, seq);
1816                 break;
1817         default:
1818                 ret = -EINVAL;
1819                 goto done;
1820         }
1821
1822         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1823             drm_vblank_passed(seq, req_seq)) {
1824                 req_seq = seq + 1;
1825                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_NEXTONMISS;
1826                 vblwait->request.sequence = req_seq;
1827         }
1828
1829         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1830                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1831                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1832                  */
1833                 return drm_queue_vblank_event(dev, pipe, req_seq, vblwait, file_priv);
1834         }
1835
1836         if (req_seq != seq) {
1837                 int wait;
1838
1839                 drm_dbg_core(dev, "waiting on vblank count %llu, crtc %u\n",
1840                              req_seq, pipe);
1841                 wait = wait_event_interruptible_timeout(vblank->queue,
1842                         drm_vblank_passed(drm_vblank_count(dev, pipe), req_seq) ||
1843                                       !READ_ONCE(vblank->enabled),
1844                         msecs_to_jiffies(3000));
1845
1846                 switch (wait) {
1847                 case 0:
1848                         /* timeout */
1849                         ret = -EBUSY;
1850                         break;
1851                 case -ERESTARTSYS:
1852                         /* interrupted by signal */
1853                         ret = -EINTR;
1854                         break;
1855                 default:
1856                         ret = 0;
1857                         break;
1858                 }
1859         }
1860
1861         if (ret != -EINTR) {
1862                 drm_wait_vblank_reply(dev, pipe, &vblwait->reply);
1863
1864                 drm_dbg_core(dev, "crtc %d returning %u to client\n",
1865                              pipe, vblwait->reply.sequence);
1866         } else {
1867                 drm_dbg_core(dev, "crtc %d vblank wait interrupted by signal\n",
1868                              pipe);
1869         }
1870
1871 done:
1872         drm_vblank_put(dev, pipe);
1873         return ret;
1874 }
1875
1876 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1877 {
1878         struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
1879         bool high_prec = false;
1880         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1881         ktime_t now;
1882         u64 seq;
1883
1884         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1885
1886         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1887
1888         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1889                 if (e->pipe != pipe)
1890                         continue;
1891                 if (!drm_vblank_passed(seq, e->sequence))
1892                         continue;
1893
1894                 drm_dbg_core(dev, "vblank event on %llu, current %llu\n",
1895                              e->sequence, seq);
1896
1897                 list_del(&e->base.link);
1898                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1899                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1900         }
1901
1902         if (crtc && crtc->funcs->get_vblank_timestamp)
1903                 high_prec = true;
1904
1905         trace_drm_vblank_event(pipe, seq, now, high_prec);
1906 }
1907
1908 /**
1909  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1910  * @dev: DRM device
1911  * @pipe: index of CRTC where this event occurred
1912  *
1913  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1914  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1915  *
1916  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1917  */
1918 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1919 {
1920         struct drm_vblank_crtc *vblank = drm_vblank_crtc(dev, pipe);
1921         unsigned long irqflags;
1922         bool disable_irq;
1923
1924         if (drm_WARN_ON_ONCE(dev, !drm_dev_has_vblank(dev)))
1925                 return false;
1926
1927         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1928                 return false;
1929
1930         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1931
1932         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1933          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1934          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1935          */
1936         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1937
1938         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1939         if (!vblank->enabled) {
1940                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1941                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1942                 return false;
1943         }
1944
1945         drm_update_vblank_count(dev, pipe, true);
1946
1947         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1948
1949         wake_up(&vblank->queue);
1950
1951         /* With instant-off, we defer disabling the interrupt until after
1952          * we finish processing the following vblank after all events have
1953          * been signaled. The disable has to be last (after
1954          * drm_handle_vblank_events) so that the timestamp is always accurate.
1955          */
1956         disable_irq = (vblank->config.disable_immediate &&
1957                        vblank->config.offdelay_ms > 0 &&
1958                        !atomic_read(&vblank->refcount));
1959
1960         drm_handle_vblank_events(dev, pipe);
1961         drm_handle_vblank_works(vblank);
1962
1963         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1964
1965         if (disable_irq)
1966                 vblank_disable_fn(&vblank->disable_timer);
1967
1968         return true;
1969 }
1970 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1971
1972 /**
1973  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1974  * @crtc: where this event occurred
1975  *
1976  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1977  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1978  *
1979  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1980  *
1981  * Note that for a given vblank counter value drm_crtc_handle_vblank()
1982  * and drm_crtc_vblank_count() or drm_crtc_vblank_count_and_time()
1983  * provide a barrier: Any writes done before calling
1984  * drm_crtc_handle_vblank() will be visible to callers of the later
1985  * functions, if the vblank count is the same or a later one.
1986  *
1987  * See also &drm_vblank_crtc.count.
1988  *
1989  * Returns:
1990  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1991  */
1992 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1993 {
1994         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1995 }
1996 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);
1997
1998 /*
1999  * Get crtc VBLANK count.
2000  *
2001  * \param dev DRM device
2002  * \param data user argument, pointing to a drm_crtc_get_sequence structure.
2003  * \param file_priv drm file private for the user's open file descriptor
2004  */
2005
2006 int drm_crtc_get_sequence_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
2007                                 struct drm_file *file_priv)
2008 {
2009         struct drm_crtc *crtc;
2010         struct drm_vblank_crtc *vblank;
2011         int pipe;
2012         struct drm_crtc_get_sequence *get_seq = data;
2013         ktime_t now;
2014         bool vblank_enabled;
2015         int ret;
2016
2017         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
2018                 return -EOPNOTSUPP;
2019
2020         if (!drm_dev_has_vblank(dev))
2021                 return -EOPNOTSUPP;
2022
2023         crtc = drm_crtc_find(dev, file_priv, get_seq->crtc_id);
2024         if (!crtc)
2025                 return -ENOENT;
2026
2027         pipe = drm_crtc_index(crtc);
2028
2029         vblank = drm_crtc_vblank_crtc(crtc);
2030         vblank_enabled = READ_ONCE(vblank->config.disable_immediate) &&
2031                 READ_ONCE(vblank->enabled);
2032
2033         if (!vblank_enabled) {
2034                 ret = drm_crtc_vblank_get(crtc);
2035                 if (ret) {
2036                         drm_dbg_core(dev,
2037                                      "crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n",
2038                                      pipe, ret);
2039                         return ret;
2040                 }
2041         }
2042         drm_modeset_lock(&crtc->mutex, NULL);
2043         if (crtc->state)
2044                 get_seq->active = crtc->state->enable;
2045         else
2046                 get_seq->active = crtc->enabled;
2047         drm_modeset_unlock(&crtc->mutex);
2048         get_seq->sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
2049         get_seq->sequence_ns = ktime_to_ns(now);
2050         if (!vblank_enabled)
2051                 drm_crtc_vblank_put(crtc);
2052         return 0;
2053 }
2054
2055 /*
2056  * Queue a event for VBLANK sequence
2057  *
2058  * \param dev DRM device
2059  * \param data user argument, pointing to a drm_crtc_queue_sequence structure.
2060  * \param file_priv drm file private for the user's open file descriptor
2061  */
2062
2063 int drm_crtc_queue_sequence_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
2064                                   struct drm_file *file_priv)
2065 {
2066         struct drm_crtc *crtc;
2067         struct drm_vblank_crtc *vblank;
2068         int pipe;
2069         struct drm_crtc_queue_sequence *queue_seq = data;
2070         ktime_t now;
2071         struct drm_pending_vblank_event *e;
2072         u32 flags;
2073         u64 seq;
2074         u64 req_seq;
2075         int ret;
2076
2077         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
2078                 return -EOPNOTSUPP;
2079
2080         if (!drm_dev_has_vblank(dev))
2081                 return -EOPNOTSUPP;
2082
2083         crtc = drm_crtc_find(dev, file_priv, queue_seq->crtc_id);
2084         if (!crtc)
2085                 return -ENOENT;
2086
2087         flags = queue_seq->flags;
2088         /* Check valid flag bits */
2089         if (flags & ~(DRM_CRTC_SEQUENCE_RELATIVE|
2090                       DRM_CRTC_SEQUENCE_NEXT_ON_MISS))
2091                 return -EINVAL;
2092
2093         pipe = drm_crtc_index(crtc);
2094
2095         vblank = drm_crtc_vblank_crtc(crtc);
2096
2097         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
2098         if (e == NULL)
2099                 return -ENOMEM;
2100
2101         ret = drm_crtc_vblank_get(crtc);
2102         if (ret) {
2103                 drm_dbg_core(dev,
2104                              "crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n",
2105                              pipe, ret);
2106                 goto err_free;
2107         }
2108
2109         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
2110         req_seq = queue_seq->sequence;
2111
2112         if (flags & DRM_CRTC_SEQUENCE_RELATIVE)
2113                 req_seq += seq;
2114
2115         if ((flags & DRM_CRTC_SEQUENCE_NEXT_ON_MISS) && drm_vblank_passed(seq, req_seq))
2116                 req_seq = seq + 1;
2117
2118         e->pipe = pipe;
2119         e->event.base.type = DRM_EVENT_CRTC_SEQUENCE;
2120         e->event.base.length = sizeof(e->event.seq);
2121         e->event.seq.user_data = queue_seq->user_data;
2122
2123         spin_lock_irq(&dev->event_lock);
2124
2125         /*
2126          * drm_crtc_vblank_off() might have been called after we called
2127          * drm_crtc_vblank_get(). drm_crtc_vblank_off() holds event_lock around the
2128          * vblank disable, so no need for further locking.  The reference from
2129          * drm_crtc_vblank_get() protects against vblank disable from another source.
2130          */
2131         if (!READ_ONCE(vblank->enabled)) {
2132                 ret = -EINVAL;
2133                 goto err_unlock;
2134         }
2135
2136         ret = drm_event_reserve_init_locked(dev, file_priv, &e->base,
2137                                             &e->event.base);
2138
2139         if (ret)
2140                 goto err_unlock;
2141
2142         e->sequence = req_seq;
2143
2144         if (drm_vblank_passed(seq, req_seq)) {
2145                 drm_crtc_vblank_put(crtc);
2146                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
2147                 queue_seq->sequence = seq;
2148         } else {
2149                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
2150                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
2151                 queue_seq->sequence = req_seq;
2152         }
2153
2154         spin_unlock_irq(&dev->event_lock);
2155         return 0;
2156
2157 err_unlock:
2158         spin_unlock_irq(&dev->event_lock);
2159         drm_crtc_vblank_put(crtc);
2160 err_free:
2161         kfree(e);
2162         return ret;
2163 }
2164