Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.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_driver.vblank_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 void store_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
170                          u32 vblank_count_inc,
171                          ktime_t t_vblank, u32 last)
172 {
173         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
174
175         assert_spin_locked(&dev->vblank_time_lock);
176
177         vblank->last = last;
178
179         write_seqlock(&vblank->seqlock);
180         vblank->time = t_vblank;
181         atomic64_add(vblank_count_inc, &vblank->count);
182         write_sequnlock(&vblank->seqlock);
183 }
184
185 static u32 drm_max_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
186 {
187         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
188
189         return vblank->max_vblank_count ?: dev->max_vblank_count;
190 }
191
192 /*
193  * "No hw counter" fallback implementation of .get_vblank_counter() hook,
194  * if there is no usable hardware frame counter available.
195  */
196 static u32 drm_vblank_no_hw_counter(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
197 {
198         drm_WARN_ON_ONCE(dev, drm_max_vblank_count(dev, pipe) != 0);
199         return 0;
200 }
201
202 static u32 __get_vblank_counter(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
203 {
204         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
205                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
206
207                 if (drm_WARN_ON(dev, !crtc))
208                         return 0;
209
210                 if (crtc->funcs->get_vblank_counter)
211                         return crtc->funcs->get_vblank_counter(crtc);
212         }
213
214         return drm_vblank_no_hw_counter(dev, pipe);
215 }
216
217 /*
218  * Reset the stored timestamp for the current vblank count to correspond
219  * to the last vblank occurred.
220  *
221  * Only to be called from drm_crtc_vblank_on().
222  *
223  * Note: caller must hold &drm_device.vbl_lock since this reads & writes
224  * device vblank fields.
225  */
226 static void drm_reset_vblank_timestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
227 {
228         u32 cur_vblank;
229         bool rc;
230         ktime_t t_vblank;
231         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
232
233         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
234
235         /*
236          * sample the current counter to avoid random jumps
237          * when drm_vblank_enable() applies the diff
238          */
239         do {
240                 cur_vblank = __get_vblank_counter(dev, pipe);
241                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, false);
242         } while (cur_vblank != __get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
243
244         /*
245          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
246          * available and didn't fail. Otherwise reinitialize delayed at next vblank
247          * interrupt and assign 0 for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
248          */
249         if (!rc)
250                 t_vblank = 0;
251
252         /*
253          * +1 to make sure user will never see the same
254          * vblank counter value before and after a modeset
255          */
256         store_vblank(dev, pipe, 1, t_vblank, cur_vblank);
257
258         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
259 }
260
261 /*
262  * Call back into the driver to update the appropriate vblank counter
263  * (specified by @pipe).  Deal with wraparound, if it occurred, and
264  * update the last read value so we can deal with wraparound on the next
265  * call if necessary.
266  *
267  * Only necessary when going from off->on, to account for frames we
268  * didn't get an interrupt for.
269  *
270  * Note: caller must hold &drm_device.vbl_lock since this reads & writes
271  * device vblank fields.
272  */
273 static void drm_update_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
274                                     bool in_vblank_irq)
275 {
276         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
277         u32 cur_vblank, diff;
278         bool rc;
279         ktime_t t_vblank;
280         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
281         int framedur_ns = vblank->framedur_ns;
282         u32 max_vblank_count = drm_max_vblank_count(dev, pipe);
283
284         /*
285          * Interrupts were disabled prior to this call, so deal with counter
286          * wrap if needed.
287          * NOTE!  It's possible we lost a full dev->max_vblank_count + 1 events
288          * here if the register is small or we had vblank interrupts off for
289          * a long time.
290          *
291          * We repeat the hardware vblank counter & timestamp query until
292          * we get consistent results. This to prevent races between gpu
293          * updating its hardware counter while we are retrieving the
294          * corresponding vblank timestamp.
295          */
296         do {
297                 cur_vblank = __get_vblank_counter(dev, pipe);
298                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, in_vblank_irq);
299         } while (cur_vblank != __get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
300
301         if (max_vblank_count) {
302                 /* trust the hw counter when it's around */
303                 diff = (cur_vblank - vblank->last) & max_vblank_count;
304         } else if (rc && framedur_ns) {
305                 u64 diff_ns = ktime_to_ns(ktime_sub(t_vblank, vblank->time));
306
307                 /*
308                  * Figure out how many vblanks we've missed based
309                  * on the difference in the timestamps and the
310                  * frame/field duration.
311                  */
312
313                 drm_dbg_vbl(dev, "crtc %u: Calculating number of vblanks."
314                             " diff_ns = %lld, framedur_ns = %d)\n",
315                             pipe, (long long)diff_ns, framedur_ns);
316
317                 diff = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(diff_ns, framedur_ns);
318
319                 if (diff == 0 && in_vblank_irq)
320                         drm_dbg_vbl(dev, "crtc %u: Redundant vblirq ignored\n",
321                                     pipe);
322         } else {
323                 /* some kind of default for drivers w/o accurate vbl timestamping */
324                 diff = in_vblank_irq ? 1 : 0;
325         }
326
327         /*
328          * Within a drm_vblank_pre_modeset - drm_vblank_post_modeset
329          * interval? If so then vblank irqs keep running and it will likely
330          * happen that the hardware vblank counter is not trustworthy as it
331          * might reset at some point in that interval and vblank timestamps
332          * are not trustworthy either in that interval. Iow. this can result
333          * in a bogus diff >> 1 which must be avoided as it would cause
334          * random large forward jumps of the software vblank counter.
335          */
336         if (diff > 1 && (vblank->inmodeset & 0x2)) {
337                 drm_dbg_vbl(dev,
338                             "clamping vblank bump to 1 on crtc %u: diffr=%u"
339                             " due to pre-modeset.\n", pipe, diff);
340                 diff = 1;
341         }
342
343         drm_dbg_vbl(dev, "updating vblank count on crtc %u:"
344                     " current=%llu, diff=%u, hw=%u hw_last=%u\n",
345                     pipe, (unsigned long long)atomic64_read(&vblank->count),
346                     diff, cur_vblank, vblank->last);
347
348         if (diff == 0) {
349                 drm_WARN_ON_ONCE(dev, cur_vblank != vblank->last);
350                 return;
351         }
352
353         /*
354          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
355          * available and didn't fail, or we were called from the vblank interrupt.
356          * Otherwise reinitialize delayed at next vblank interrupt and assign 0
357          * for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
358          */
359         if (!rc && !in_vblank_irq)
360                 t_vblank = 0;
361
362         store_vblank(dev, pipe, diff, t_vblank, cur_vblank);
363 }
364
365 u64 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
366 {
367         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
368         u64 count;
369
370         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
371                 return 0;
372
373         count = atomic64_read(&vblank->count);
374
375         /*
376          * This read barrier corresponds to the implicit write barrier of the
377          * write seqlock in store_vblank(). Note that this is the only place
378          * where we need an explicit barrier, since all other access goes
379          * through drm_vblank_count_and_time(), which already has the required
380          * read barrier curtesy of the read seqlock.
381          */
382         smp_rmb();
383
384         return count;
385 }
386
387 /**
388  * drm_crtc_accurate_vblank_count - retrieve the master vblank counter
389  * @crtc: which counter to retrieve
390  *
391  * This function is similar to drm_crtc_vblank_count() but this function
392  * interpolates to handle a race with vblank interrupts using the high precision
393  * timestamping support.
394  *
395  * This is mostly useful for hardware that can obtain the scanout position, but
396  * doesn't have a hardware frame counter.
397  */
398 u64 drm_crtc_accurate_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
399 {
400         struct drm_device *dev = crtc->dev;
401         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
402         u64 vblank;
403         unsigned long flags;
404
405         drm_WARN_ONCE(dev, drm_debug_enabled(DRM_UT_VBL) &&
406                       !crtc->funcs->get_vblank_timestamp,
407                       "This function requires support for accurate vblank timestamps.");
408
409         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, flags);
410
411         drm_update_vblank_count(dev, pipe, false);
412         vblank = drm_vblank_count(dev, pipe);
413
414         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, flags);
415
416         return vblank;
417 }
418 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_accurate_vblank_count);
419
420 static void __disable_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
421 {
422         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
423                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
424
425                 if (drm_WARN_ON(dev, !crtc))
426                         return;
427
428                 if (crtc->funcs->disable_vblank)
429                         crtc->funcs->disable_vblank(crtc);
430         }
431 }
432
433 /*
434  * Disable vblank irq's on crtc, make sure that last vblank count
435  * of hardware and corresponding consistent software vblank counter
436  * are preserved, even if there are any spurious vblank irq's after
437  * disable.
438  */
439 void drm_vblank_disable_and_save(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
440 {
441         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
442         unsigned long irqflags;
443
444         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
445
446         /* Prevent vblank irq processing while disabling vblank irqs,
447          * so no updates of timestamps or count can happen after we've
448          * disabled. Needed to prevent races in case of delayed irq's.
449          */
450         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
451
452         /*
453          * Update vblank count and disable vblank interrupts only if the
454          * interrupts were enabled. This avoids calling the ->disable_vblank()
455          * operation in atomic context with the hardware potentially runtime
456          * suspended.
457          */
458         if (!vblank->enabled)
459                 goto out;
460
461         /*
462          * Update the count and timestamp to maintain the
463          * appearance that the counter has been ticking all along until
464          * this time. This makes the count account for the entire time
465          * between drm_crtc_vblank_on() and drm_crtc_vblank_off().
466          */
467         drm_update_vblank_count(dev, pipe, false);
468         __disable_vblank(dev, pipe);
469         vblank->enabled = false;
470
471 out:
472         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
473 }
474
475 static void vblank_disable_fn(struct timer_list *t)
476 {
477         struct drm_vblank_crtc *vblank = from_timer(vblank, t, disable_timer);
478         struct drm_device *dev = vblank->dev;
479         unsigned int pipe = vblank->pipe;
480         unsigned long irqflags;
481
482         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
483         if (atomic_read(&vblank->refcount) == 0 && vblank->enabled) {
484                 drm_dbg_core(dev, "disabling vblank on crtc %u\n", pipe);
485                 drm_vblank_disable_and_save(dev, pipe);
486         }
487         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
488 }
489
490 static void drm_vblank_init_release(struct drm_device *dev, void *ptr)
491 {
492         struct drm_vblank_crtc *vblank = ptr;
493
494         drm_WARN_ON(dev, READ_ONCE(vblank->enabled) &&
495                     drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
496
497         drm_vblank_destroy_worker(vblank);
498         del_timer_sync(&vblank->disable_timer);
499 }
500
501 /**
502  * drm_vblank_init - initialize vblank support
503  * @dev: DRM device
504  * @num_crtcs: number of CRTCs supported by @dev
505  *
506  * This function initializes vblank support for @num_crtcs display pipelines.
507  * Cleanup is handled automatically through a cleanup function added with
508  * drmm_add_action_or_reset().
509  *
510  * Returns:
511  * Zero on success or a negative error code on failure.
512  */
513 int drm_vblank_init(struct drm_device *dev, unsigned int num_crtcs)
514 {
515         int ret;
516         unsigned int i;
517
518         spin_lock_init(&dev->vbl_lock);
519         spin_lock_init(&dev->vblank_time_lock);
520
521         dev->vblank = drmm_kcalloc(dev, num_crtcs, sizeof(*dev->vblank), GFP_KERNEL);
522         if (!dev->vblank)
523                 return -ENOMEM;
524
525         dev->num_crtcs = num_crtcs;
526
527         for (i = 0; i < num_crtcs; i++) {
528                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
529
530                 vblank->dev = dev;
531                 vblank->pipe = i;
532                 init_waitqueue_head(&vblank->queue);
533                 timer_setup(&vblank->disable_timer, vblank_disable_fn, 0);
534                 seqlock_init(&vblank->seqlock);
535
536                 ret = drmm_add_action_or_reset(dev, drm_vblank_init_release,
537                                                vblank);
538                 if (ret)
539                         return ret;
540
541                 ret = drm_vblank_worker_init(vblank);
542                 if (ret)
543                         return ret;
544         }
545
546         return 0;
547 }
548 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_init);
549
550 /**
551  * drm_dev_has_vblank - test if vblanking has been initialized for
552  *                      a device
553  * @dev: the device
554  *
555  * Drivers may call this function to test if vblank support is
556  * initialized for a device. For most hardware this means that vblanking
557  * can also be enabled.
558  *
559  * Atomic helpers use this function to initialize
560  * &drm_crtc_state.no_vblank. See also drm_atomic_helper_check_modeset().
561  *
562  * Returns:
563  * True if vblanking has been initialized for the given device, false
564  * otherwise.
565  */
566 bool drm_dev_has_vblank(const struct drm_device *dev)
567 {
568         return dev->num_crtcs != 0;
569 }
570 EXPORT_SYMBOL(drm_dev_has_vblank);
571
572 /**
573  * drm_crtc_vblank_waitqueue - get vblank waitqueue for the CRTC
574  * @crtc: which CRTC's vblank waitqueue to retrieve
575  *
576  * This function returns a pointer to the vblank waitqueue for the CRTC.
577  * Drivers can use this to implement vblank waits using wait_event() and related
578  * functions.
579  */
580 wait_queue_head_t *drm_crtc_vblank_waitqueue(struct drm_crtc *crtc)
581 {
582         return &crtc->dev->vblank[drm_crtc_index(crtc)].queue;
583 }
584 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_waitqueue);
585
586
587 /**
588  * drm_calc_timestamping_constants - calculate vblank timestamp constants
589  * @crtc: drm_crtc whose timestamp constants should be updated.
590  * @mode: display mode containing the scanout timings
591  *
592  * Calculate and store various constants which are later needed by vblank and
593  * swap-completion timestamping, e.g, by
594  * drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp(). They are derived from
595  * CRTC's true scanout timing, so they take things like panel scaling or
596  * other adjustments into account.
597  */
598 void drm_calc_timestamping_constants(struct drm_crtc *crtc,
599                                      const struct drm_display_mode *mode)
600 {
601         struct drm_device *dev = crtc->dev;
602         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
603         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
604         int linedur_ns = 0, framedur_ns = 0;
605         int dotclock = mode->crtc_clock;
606
607         if (!drm_dev_has_vblank(dev))
608                 return;
609
610         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
611                 return;
612
613         /* Valid dotclock? */
614         if (dotclock > 0) {
615                 int frame_size = mode->crtc_htotal * mode->crtc_vtotal;
616
617                 /*
618                  * Convert scanline length in pixels and video
619                  * dot clock to line duration and frame duration
620                  * in nanoseconds:
621                  */
622                 linedur_ns  = div_u64((u64) mode->crtc_htotal * 1000000, dotclock);
623                 framedur_ns = div_u64((u64) frame_size * 1000000, dotclock);
624
625                 /*
626                  * Fields of interlaced scanout modes are only half a frame duration.
627                  */
628                 if (mode->flags & DRM_MODE_FLAG_INTERLACE)
629                         framedur_ns /= 2;
630         } else {
631                 drm_err(dev, "crtc %u: Can't calculate constants, dotclock = 0!\n",
632                         crtc->base.id);
633         }
634
635         vblank->linedur_ns  = linedur_ns;
636         vblank->framedur_ns = framedur_ns;
637         drm_mode_copy(&vblank->hwmode, mode);
638
639         drm_dbg_core(dev,
640                      "crtc %u: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
641                      crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
642                      mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
643         drm_dbg_core(dev, "crtc %u: clock %d kHz framedur %d linedur %d\n",
644                      crtc->base.id, dotclock, framedur_ns, linedur_ns);
645 }
646 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_timestamping_constants);
647
648 /**
649  * drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp_internal - precise vblank
650  *                                                        timestamp helper
651  * @crtc: CRTC whose vblank timestamp to retrieve
652  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
653  *             On return contains true maximum error of timestamp
654  * @vblank_time: Pointer to time which should receive the timestamp
655  * @in_vblank_irq:
656  *     True when called from drm_crtc_handle_vblank().  Some drivers
657  *     need to apply some workarounds for gpu-specific vblank irq quirks
658  *     if flag is set.
659  * @get_scanout_position:
660  *     Callback function to retrieve the scanout position. See
661  *     @struct drm_crtc_helper_funcs.get_scanout_position.
662  *
663  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
664  * timings and current video scanout position of a CRTC.
665  *
666  * The current implementation only handles standard video modes. For double scan
667  * and interlaced modes the driver is supposed to adjust the hardware mode
668  * (taken from &drm_crtc_state.adjusted mode for atomic modeset drivers) to
669  * match the scanout position reported.
670  *
671  * Note that atomic drivers must call drm_calc_timestamping_constants() before
672  * enabling a CRTC. The atomic helpers already take care of that in
673  * drm_atomic_helper_calc_timestamping_constants().
674  *
675  * Returns:
676  *
677  * Returns true on success, and false on failure, i.e. when no accurate
678  * timestamp could be acquired.
679  */
680 bool
681 drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp_internal(
682         struct drm_crtc *crtc, int *max_error, ktime_t *vblank_time,
683         bool in_vblank_irq,
684         drm_vblank_get_scanout_position_func get_scanout_position)
685 {
686         struct drm_device *dev = crtc->dev;
687         unsigned int pipe = crtc->index;
688         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
689         struct timespec64 ts_etime, ts_vblank_time;
690         ktime_t stime, etime;
691         bool vbl_status;
692         const struct drm_display_mode *mode;
693         int vpos, hpos, i;
694         int delta_ns, duration_ns;
695
696         if (pipe >= dev->num_crtcs) {
697                 drm_err(dev, "Invalid crtc %u\n", pipe);
698                 return false;
699         }
700
701         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
702         if (!get_scanout_position) {
703                 drm_err(dev, "Called from CRTC w/o get_scanout_position()!?\n");
704                 return false;
705         }
706
707         if (drm_drv_uses_atomic_modeset(dev))
708                 mode = &vblank->hwmode;
709         else
710                 mode = &crtc->hwmode;
711
712         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
713          * Happens during initial modesetting of a crtc.
714          */
715         if (mode->crtc_clock == 0) {
716                 drm_dbg_core(dev, "crtc %u: Noop due to uninitialized mode.\n",
717                              pipe);
718                 drm_WARN_ON_ONCE(dev, drm_drv_uses_atomic_modeset(dev));
719                 return false;
720         }
721
722         /* Get current scanout position with system timestamp.
723          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
724          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
725          *
726          * This guarantees a tight bound on maximum error if
727          * code gets preempted or delayed for some reason.
728          */
729         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
730                 /*
731                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
732                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
733                  */
734                 vbl_status = get_scanout_position(crtc, in_vblank_irq,
735                                                   &vpos, &hpos,
736                                                   &stime, &etime,
737                                                   mode);
738
739                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
740                 if (!vbl_status) {
741                         drm_dbg_core(dev,
742                                      "crtc %u : scanoutpos query failed.\n",
743                                      pipe);
744                         return false;
745                 }
746
747                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
748                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
749
750                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
751                 if (duration_ns <= *max_error)
752                         break;
753         }
754
755         /* Noisy system timing? */
756         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
757                 drm_dbg_core(dev,
758                              "crtc %u: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
759                              pipe, duration_ns / 1000, *max_error / 1000, i);
760         }
761
762         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
763         *max_error = duration_ns;
764
765         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
766          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
767          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
768          */
769         delta_ns = div_s64(1000000LL * (vpos * mode->crtc_htotal + hpos),
770                            mode->crtc_clock);
771
772         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
773          * vblank_time timestamp for end of vblank.
774          */
775         *vblank_time = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
776
777         if (!drm_debug_enabled(DRM_UT_VBL))
778                 return true;
779
780         ts_etime = ktime_to_timespec64(etime);
781         ts_vblank_time = ktime_to_timespec64(*vblank_time);
782
783         drm_dbg_vbl(dev,
784                     "crtc %u : v p(%d,%d)@ %lld.%06ld -> %lld.%06ld [e %d us, %d rep]\n",
785                     pipe, hpos, vpos,
786                     (u64)ts_etime.tv_sec, ts_etime.tv_nsec / 1000,
787                     (u64)ts_vblank_time.tv_sec, ts_vblank_time.tv_nsec / 1000,
788                     duration_ns / 1000, i);
789
790         return true;
791 }
792 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp_internal);
793
794 /**
795  * drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp - precise vblank timestamp
796  *                                               helper
797  * @crtc: CRTC whose vblank timestamp to retrieve
798  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
799  *             On return contains true maximum error of timestamp
800  * @vblank_time: Pointer to time which should receive the timestamp
801  * @in_vblank_irq:
802  *     True when called from drm_crtc_handle_vblank().  Some drivers
803  *     need to apply some workarounds for gpu-specific vblank irq quirks
804  *     if flag is set.
805  *
806  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
807  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be directly
808  * used as the &drm_crtc_funcs.get_vblank_timestamp implementation of a kms
809  * driver if &drm_crtc_helper_funcs.get_scanout_position is implemented.
810  *
811  * The current implementation only handles standard video modes. For double scan
812  * and interlaced modes the driver is supposed to adjust the hardware mode
813  * (taken from &drm_crtc_state.adjusted mode for atomic modeset drivers) to
814  * match the scanout position reported.
815  *
816  * Note that atomic drivers must call drm_calc_timestamping_constants() before
817  * enabling a CRTC. The atomic helpers already take care of that in
818  * drm_atomic_helper_calc_timestamping_constants().
819  *
820  * Returns:
821  *
822  * Returns true on success, and false on failure, i.e. when no accurate
823  * timestamp could be acquired.
824  */
825 bool drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp(struct drm_crtc *crtc,
826                                                  int *max_error,
827                                                  ktime_t *vblank_time,
828                                                  bool in_vblank_irq)
829 {
830         return drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp_internal(
831                 crtc, max_error, vblank_time, in_vblank_irq,
832                 crtc->helper_private->get_scanout_position);
833 }
834 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_helper_get_vblank_timestamp);
835
836 /**
837  * drm_crtc_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most
838  *                                  recent vblank interval
839  * @crtc: CRTC whose vblank timestamp to retrieve
840  * @tvblank: Pointer to target time which should receive the timestamp
841  * @in_vblank_irq:
842  *     True when called from drm_crtc_handle_vblank().  Some drivers
843  *     need to apply some workarounds for gpu-specific vblank irq quirks
844  *     if flag is set.
845  *
846  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
847  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
848  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
849  *
850  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
851  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
852  *
853  * Returns:
854  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
855  */
856 static bool
857 drm_crtc_get_last_vbltimestamp(struct drm_crtc *crtc, ktime_t *tvblank,
858                                bool in_vblank_irq)
859 {
860         bool ret = false;
861
862         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
863         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
864
865         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
866         if (crtc && crtc->funcs->get_vblank_timestamp && max_error > 0) {
867                 ret = crtc->funcs->get_vblank_timestamp(crtc, &max_error,
868                                                         tvblank, in_vblank_irq);
869         }
870
871         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
872          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
873          */
874         if (!ret)
875                 *tvblank = ktime_get();
876
877         return ret;
878 }
879
880 static bool
881 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
882                           ktime_t *tvblank, bool in_vblank_irq)
883 {
884         struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
885
886         return drm_crtc_get_last_vbltimestamp(crtc, tvblank, in_vblank_irq);
887 }
888
889 /**
890  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
891  * @crtc: which counter to retrieve
892  *
893  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
894  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
895  * modesetting activity. Note that this timer isn't correct against a racing
896  * vblank interrupt (since it only reports the software vblank counter), see
897  * drm_crtc_accurate_vblank_count() for such use-cases.
898  *
899  * Note that for a given vblank counter value drm_crtc_handle_vblank()
900  * and drm_crtc_vblank_count() or drm_crtc_vblank_count_and_time()
901  * provide a barrier: Any writes done before calling
902  * drm_crtc_handle_vblank() will be visible to callers of the later
903  * functions, if the vblank count is the same or a later one.
904  *
905  * See also &drm_vblank_crtc.count.
906  *
907  * Returns:
908  * The software vblank counter.
909  */
910 u64 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
911 {
912         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
913 }
914 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
915
916 /**
917  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value and the
918  *     system timestamp corresponding to that vblank counter value.
919  * @dev: DRM device
920  * @pipe: index of CRTC whose counter to retrieve
921  * @vblanktime: Pointer to ktime_t to receive the vblank timestamp.
922  *
923  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
924  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
925  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
926  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
927  *
928  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count_and_time().
929  */
930 static u64 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
931                                      ktime_t *vblanktime)
932 {
933         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
934         u64 vblank_count;
935         unsigned int seq;
936
937         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs)) {
938                 *vblanktime = 0;
939                 return 0;
940         }
941
942         do {
943                 seq = read_seqbegin(&vblank->seqlock);
944                 vblank_count = atomic64_read(&vblank->count);
945                 *vblanktime = vblank->time;
946         } while (read_seqretry(&vblank->seqlock, seq));
947
948         return vblank_count;
949 }
950
951 /**
952  * drm_crtc_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value
953  *     and the system timestamp corresponding to that vblank counter value
954  * @crtc: which counter to retrieve
955  * @vblanktime: Pointer to time to receive the vblank timestamp.
956  *
957  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
958  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
959  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
960  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
961  *
962  * Note that for a given vblank counter value drm_crtc_handle_vblank()
963  * and drm_crtc_vblank_count() or drm_crtc_vblank_count_and_time()
964  * provide a barrier: Any writes done before calling
965  * drm_crtc_handle_vblank() will be visible to callers of the later
966  * functions, if the vblank count is the same or a later one.
967  *
968  * See also &drm_vblank_crtc.count.
969  */
970 u64 drm_crtc_vblank_count_and_time(struct drm_crtc *crtc,
971                                    ktime_t *vblanktime)
972 {
973         return drm_vblank_count_and_time(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc),
974                                          vblanktime);
975 }
976 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count_and_time);
977
978 /**
979  * drm_crtc_next_vblank_start - calculate the time of the next vblank
980  * @crtc: the crtc for which to calculate next vblank time
981  * @vblanktime: pointer to time to receive the next vblank timestamp.
982  *
983  * Calculate the expected time of the start of the next vblank period,
984  * based on time of previous vblank and frame duration
985  */
986 int drm_crtc_next_vblank_start(struct drm_crtc *crtc, ktime_t *vblanktime)
987 {
988         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
989         struct drm_vblank_crtc *vblank;
990         struct drm_display_mode *mode;
991         u64 vblank_start;
992
993         if (!drm_dev_has_vblank(crtc->dev))
994                 return -EINVAL;
995
996         vblank = &crtc->dev->vblank[pipe];
997         mode = &vblank->hwmode;
998
999         if (!vblank->framedur_ns || !vblank->linedur_ns)
1000                 return -EINVAL;
1001
1002         if (!drm_crtc_get_last_vbltimestamp(crtc, vblanktime, false))
1003                 return -EINVAL;
1004
1005         vblank_start = DIV_ROUND_DOWN_ULL(
1006                         (u64)vblank->framedur_ns * mode->crtc_vblank_start,
1007                         mode->crtc_vtotal);
1008         *vblanktime  = ktime_add(*vblanktime, ns_to_ktime(vblank_start));
1009
1010         return 0;
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_next_vblank_start);
1013
1014 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
1015                 struct drm_pending_vblank_event *e,
1016                 u64 seq, ktime_t now)
1017 {
1018         struct timespec64 tv;
1019
1020         switch (e->event.base.type) {
1021         case DRM_EVENT_VBLANK:
1022         case DRM_EVENT_FLIP_COMPLETE:
1023                 tv = ktime_to_timespec64(now);
1024                 e->event.vbl.sequence = seq;
1025                 /*
1026                  * e->event is a user space structure, with hardcoded unsigned
1027                  * 32-bit seconds/microseconds. This is safe as we always use
1028                  * monotonic timestamps since linux-4.15
1029                  */
1030                 e->event.vbl.tv_sec = tv.tv_sec;
1031                 e->event.vbl.tv_usec = tv.tv_nsec / 1000;
1032                 break;
1033         case DRM_EVENT_CRTC_SEQUENCE:
1034                 if (seq)
1035                         e->event.seq.sequence = seq;
1036                 e->event.seq.time_ns = ktime_to_ns(now);
1037                 break;
1038         }
1039         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.file_priv, e->pipe, seq);
1040         /*
1041          * Use the same timestamp for any associated fence signal to avoid
1042          * mismatch in timestamps for vsync & fence events triggered by the
1043          * same HW event. Frameworks like SurfaceFlinger in Android expects the
1044          * retire-fence timestamp to match exactly with HW vsync as it uses it
1045          * for its software vsync modeling.
1046          */
1047         drm_send_event_timestamp_locked(dev, &e->base, now);
1048 }
1049
1050 /**
1051  * drm_crtc_arm_vblank_event - arm vblank event after pageflip
1052  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
1053  * @e: the event to send
1054  *
1055  * A lot of drivers need to generate vblank events for the very next vblank
1056  * interrupt. For example when the page flip interrupt happens when the page
1057  * flip gets armed, but not when it actually executes within the next vblank
1058  * period. This helper function implements exactly the required vblank arming
1059  * behaviour.
1060  *
1061  * NOTE: Drivers using this to send out the &drm_crtc_state.event as part of an
1062  * atomic commit must ensure that the next vblank happens at exactly the same
1063  * time as the atomic commit is committed to the hardware. This function itself
1064  * does **not** protect against the next vblank interrupt racing with either this
1065  * function call or the atomic commit operation. A possible sequence could be:
1066  *
1067  * 1. Driver commits new hardware state into vblank-synchronized registers.
1068  * 2. A vblank happens, committing the hardware state. Also the corresponding
1069  *    vblank interrupt is fired off and fully processed by the interrupt
1070  *    handler.
1071  * 3. The atomic commit operation proceeds to call drm_crtc_arm_vblank_event().
1072  * 4. The event is only send out for the next vblank, which is wrong.
1073  *
1074  * An equivalent race can happen when the driver calls
1075  * drm_crtc_arm_vblank_event() before writing out the new hardware state.
1076  *
1077  * The only way to make this work safely is to prevent the vblank from firing
1078  * (and the hardware from committing anything else) until the entire atomic
1079  * commit sequence has run to completion. If the hardware does not have such a
1080  * feature (e.g. using a "go" bit), then it is unsafe to use this functions.
1081  * Instead drivers need to manually send out the event from their interrupt
1082  * handler by calling drm_crtc_send_vblank_event() and make sure that there's no
1083  * possible race with the hardware committing the atomic update.
1084  *
1085  * Caller must hold a vblank reference for the event @e acquired by a
1086  * drm_crtc_vblank_get(), which will be dropped when the next vblank arrives.
1087  */
1088 void drm_crtc_arm_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1089                                struct drm_pending_vblank_event *e)
1090 {
1091         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1092         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1093
1094         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1095
1096         e->pipe = pipe;
1097         e->sequence = drm_crtc_accurate_vblank_count(crtc) + 1;
1098         list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1099 }
1100 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_arm_vblank_event);
1101
1102 /**
1103  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
1104  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
1105  * @e: the event to send
1106  *
1107  * Updates sequence # and timestamp on event for the most recently processed
1108  * vblank, and sends it to userspace.  Caller must hold event lock.
1109  *
1110  * See drm_crtc_arm_vblank_event() for a helper which can be used in certain
1111  * situation, especially to send out events for atomic commit operations.
1112  */
1113 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1114                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
1115 {
1116         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1117         u64 seq;
1118         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1119         ktime_t now;
1120
1121         if (drm_dev_has_vblank(dev)) {
1122                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1123         } else {
1124                 seq = 0;
1125
1126                 now = ktime_get();
1127         }
1128         e->pipe = pipe;
1129         send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1130 }
1131 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
1132
1133 static int __enable_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1134 {
1135         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
1136                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
1137
1138                 if (drm_WARN_ON(dev, !crtc))
1139                         return 0;
1140
1141                 if (crtc->funcs->enable_vblank)
1142                         return crtc->funcs->enable_vblank(crtc);
1143         }
1144
1145         return -EINVAL;
1146 }
1147
1148 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1149 {
1150         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1151         int ret = 0;
1152
1153         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1154
1155         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1156
1157         if (!vblank->enabled) {
1158                 /*
1159                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
1160                  * All vblank count & timestamp updates are held off
1161                  * until we are done reinitializing master counter and
1162                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
1163                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
1164                  */
1165                 ret = __enable_vblank(dev, pipe);
1166                 drm_dbg_core(dev, "enabling vblank on crtc %u, ret: %d\n",
1167                              pipe, ret);
1168                 if (ret) {
1169                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1170                 } else {
1171                         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
1172                         /* drm_update_vblank_count() includes a wmb so we just
1173                          * need to ensure that the compiler emits the write
1174                          * to mark the vblank as enabled after the call
1175                          * to drm_update_vblank_count().
1176                          */
1177                         WRITE_ONCE(vblank->enabled, true);
1178                 }
1179         }
1180
1181         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1182
1183         return ret;
1184 }
1185
1186 int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1187 {
1188         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1189         unsigned long irqflags;
1190         int ret = 0;
1191
1192         if (!drm_dev_has_vblank(dev))
1193                 return -EINVAL;
1194
1195         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1196                 return -EINVAL;
1197
1198         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1199         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1200         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1201                 ret = drm_vblank_enable(dev, pipe);
1202         } else {
1203                 if (!vblank->enabled) {
1204                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1205                         ret = -EINVAL;
1206                 }
1207         }
1208         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1209
1210         return ret;
1211 }
1212
1213 /**
1214  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1215  * @crtc: which CRTC to own
1216  *
1217  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1218  * while in use.
1219  *
1220  * Returns:
1221  * Zero on success or a negative error code on failure.
1222  */
1223 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1224 {
1225         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1226 }
1227 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1228
1229 void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1230 {
1231         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1232
1233         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1234                 return;
1235
1236         if (drm_WARN_ON(dev, atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1237                 return;
1238
1239         /* Last user schedules interrupt disable */
1240         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1241                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1242                         return;
1243                 else if (drm_vblank_offdelay < 0)
1244                         vblank_disable_fn(&vblank->disable_timer);
1245                 else if (!dev->vblank_disable_immediate)
1246                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1247                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1248         }
1249 }
1250
1251 /**
1252  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1253  * @crtc: which counter to give up
1254  *
1255  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1256  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1257  */
1258 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1259 {
1260         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1261 }
1262 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1263
1264 /**
1265  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1266  * @dev: DRM device
1267  * @pipe: CRTC index
1268  *
1269  * This waits for one vblank to pass on @pipe, using the irq driver interfaces.
1270  * It is a failure to call this when the vblank irq for @pipe is disabled, e.g.
1271  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1272  *
1273  * This is the legacy version of drm_crtc_wait_one_vblank().
1274  */
1275 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1276 {
1277         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1278         int ret;
1279         u64 last;
1280
1281         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1282                 return;
1283
1284         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1285         if (drm_WARN(dev, ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n",
1286                      pipe, ret))
1287                 return;
1288
1289         last = drm_vblank_count(dev, pipe);
1290
1291         ret = wait_event_timeout(vblank->queue,
1292                                  last != drm_vblank_count(dev, pipe),
1293                                  msecs_to_jiffies(100));
1294
1295         drm_WARN(dev, ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", pipe);
1296
1297         drm_vblank_put(dev, pipe);
1298 }
1299 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1300
1301 /**
1302  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1303  * @crtc: DRM crtc
1304  *
1305  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1306  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1307  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1308  */
1309 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1310 {
1311         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1312 }
1313 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1314
1315 /**
1316  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1317  * @crtc: CRTC in question
1318  *
1319  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1320  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1321  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1322  *
1323  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1324  * reset, e.g. when suspending or disabling the @crtc in general.
1325  */
1326 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1327 {
1328         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1329         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1330         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1331         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1332         ktime_t now;
1333         u64 seq;
1334
1335         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1336                 return;
1337
1338         /*
1339          * Grab event_lock early to prevent vblank work from being scheduled
1340          * while we're in the middle of shutting down vblank interrupts
1341          */
1342         spin_lock_irq(&dev->event_lock);
1343
1344         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1345         drm_dbg_vbl(dev, "crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1346                     pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1347
1348         /* Avoid redundant vblank disables without previous
1349          * drm_crtc_vblank_on(). */
1350         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_ATOMIC) || !vblank->inmodeset)
1351                 drm_vblank_disable_and_save(dev, pipe);
1352
1353         wake_up(&vblank->queue);
1354
1355         /*
1356          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1357          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1358          */
1359         if (!vblank->inmodeset) {
1360                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1361                 vblank->inmodeset = 1;
1362         }
1363         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1364
1365         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1366         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1367
1368         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1369                 if (e->pipe != pipe)
1370                         continue;
1371                 drm_dbg_core(dev, "Sending premature vblank event on disable: "
1372                              "wanted %llu, current %llu\n",
1373                              e->sequence, seq);
1374                 list_del(&e->base.link);
1375                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1376                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1377         }
1378
1379         /* Cancel any leftover pending vblank work */
1380         drm_vblank_cancel_pending_works(vblank);
1381
1382         spin_unlock_irq(&dev->event_lock);
1383
1384         /* Will be reset by the modeset helpers when re-enabling the crtc by
1385          * calling drm_calc_timestamping_constants(). */
1386         vblank->hwmode.crtc_clock = 0;
1387
1388         /* Wait for any vblank work that's still executing to finish */
1389         drm_vblank_flush_worker(vblank);
1390 }
1391 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1392
1393 /**
1394  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1395  * @crtc: CRTC in question
1396  *
1397  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1398  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1399  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1400  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1401  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1402  *
1403  * This is useful for recovering driver state e.g. on driver load, or on resume.
1404  */
1405 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *crtc)
1406 {
1407         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1408         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1409         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1410
1411         spin_lock_irq(&dev->vbl_lock);
1412         /*
1413          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1414          * interrupt by bumping the refcount.
1415          */
1416         if (!vblank->inmodeset) {
1417                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1418                 vblank->inmodeset = 1;
1419         }
1420         spin_unlock_irq(&dev->vbl_lock);
1421
1422         drm_WARN_ON(dev, !list_empty(&dev->vblank_event_list));
1423         drm_WARN_ON(dev, !list_empty(&vblank->pending_work));
1424 }
1425 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1426
1427 /**
1428  * drm_crtc_set_max_vblank_count - configure the hw max vblank counter value
1429  * @crtc: CRTC in question
1430  * @max_vblank_count: max hardware vblank counter value
1431  *
1432  * Update the maximum hardware vblank counter value for @crtc
1433  * at runtime. Useful for hardware where the operation of the
1434  * hardware vblank counter depends on the currently active
1435  * display configuration.
1436  *
1437  * For example, if the hardware vblank counter does not work
1438  * when a specific connector is active the maximum can be set
1439  * to zero. And when that specific connector isn't active the
1440  * maximum can again be set to the appropriate non-zero value.
1441  *
1442  * If used, must be called before drm_vblank_on().
1443  */
1444 void drm_crtc_set_max_vblank_count(struct drm_crtc *crtc,
1445                                    u32 max_vblank_count)
1446 {
1447         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1448         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1449         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1450
1451         drm_WARN_ON(dev, dev->max_vblank_count);
1452         drm_WARN_ON(dev, !READ_ONCE(vblank->inmodeset));
1453
1454         vblank->max_vblank_count = max_vblank_count;
1455 }
1456 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_set_max_vblank_count);
1457
1458 /**
1459  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1460  * @crtc: CRTC in question
1461  *
1462  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1463  * drm_crtc_vblank_off() again and is generally called when enabling @crtc. Note
1464  * that calls to drm_crtc_vblank_on() and drm_crtc_vblank_off() can be
1465  * unbalanced and so can also be unconditionally called in driver load code to
1466  * reflect the current hardware state of the crtc.
1467  */
1468 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1469 {
1470         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1471         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1472         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1473
1474         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1475                 return;
1476
1477         spin_lock_irq(&dev->vbl_lock);
1478         drm_dbg_vbl(dev, "crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1479                     pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1480
1481         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1482         if (vblank->inmodeset) {
1483                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1484                 vblank->inmodeset = 0;
1485         }
1486
1487         drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1488
1489         /*
1490          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1491          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1492          */
1493         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 || drm_vblank_offdelay == 0)
1494                 drm_WARN_ON(dev, drm_vblank_enable(dev, pipe));
1495         spin_unlock_irq(&dev->vbl_lock);
1496 }
1497 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1498
1499 static void drm_vblank_restore(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1500 {
1501         ktime_t t_vblank;
1502         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1503         int framedur_ns;
1504         u64 diff_ns;
1505         u32 cur_vblank, diff = 1;
1506         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
1507         u32 max_vblank_count = drm_max_vblank_count(dev, pipe);
1508
1509         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1510                 return;
1511
1512         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1513         assert_spin_locked(&dev->vblank_time_lock);
1514
1515         vblank = &dev->vblank[pipe];
1516         drm_WARN_ONCE(dev,
1517                       drm_debug_enabled(DRM_UT_VBL) && !vblank->framedur_ns,
1518                       "Cannot compute missed vblanks without frame duration\n");
1519         framedur_ns = vblank->framedur_ns;
1520
1521         do {
1522                 cur_vblank = __get_vblank_counter(dev, pipe);
1523                 drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, false);
1524         } while (cur_vblank != __get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
1525
1526         diff_ns = ktime_to_ns(ktime_sub(t_vblank, vblank->time));
1527         if (framedur_ns)
1528                 diff = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(diff_ns, framedur_ns);
1529
1530
1531         drm_dbg_vbl(dev,
1532                     "missed %d vblanks in %lld ns, frame duration=%d ns, hw_diff=%d\n",
1533                     diff, diff_ns, framedur_ns, cur_vblank - vblank->last);
1534         vblank->last = (cur_vblank - diff) & max_vblank_count;
1535 }
1536
1537 /**
1538  * drm_crtc_vblank_restore - estimate missed vblanks and update vblank count.
1539  * @crtc: CRTC in question
1540  *
1541  * Power manamement features can cause frame counter resets between vblank
1542  * disable and enable. Drivers can use this function in their
1543  * &drm_crtc_funcs.enable_vblank implementation to estimate missed vblanks since
1544  * the last &drm_crtc_funcs.disable_vblank using timestamps and update the
1545  * vblank counter.
1546  *
1547  * Note that drivers must have race-free high-precision timestamping support,
1548  * i.e.  &drm_crtc_funcs.get_vblank_timestamp must be hooked up and
1549  * &drm_driver.vblank_disable_immediate must be set to indicate the
1550  * time-stamping functions are race-free against vblank hardware counter
1551  * increments.
1552  */
1553 void drm_crtc_vblank_restore(struct drm_crtc *crtc)
1554 {
1555         WARN_ON_ONCE(!crtc->funcs->get_vblank_timestamp);
1556         WARN_ON_ONCE(!crtc->dev->vblank_disable_immediate);
1557
1558         drm_vblank_restore(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1559 }
1560 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_restore);
1561
1562 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1563                                   u64 req_seq,
1564                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1565                                   struct drm_file *file_priv)
1566 {
1567         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1568         struct drm_pending_vblank_event *e;
1569         ktime_t now;
1570         u64 seq;
1571         int ret;
1572
1573         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1574         if (e == NULL) {
1575                 ret = -ENOMEM;
1576                 goto err_put;
1577         }
1578
1579         e->pipe = pipe;
1580         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1581         e->event.base.length = sizeof(e->event.vbl);
1582         e->event.vbl.user_data = vblwait->request.signal;
1583         e->event.vbl.crtc_id = 0;
1584         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
1585                 struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
1586
1587                 if (crtc)
1588                         e->event.vbl.crtc_id = crtc->base.id;
1589         }
1590
1591         spin_lock_irq(&dev->event_lock);
1592
1593         /*
1594          * drm_crtc_vblank_off() might have been called after we called
1595          * drm_vblank_get(). drm_crtc_vblank_off() holds event_lock around the
1596          * vblank disable, so no need for further locking.  The reference from
1597          * drm_vblank_get() protects against vblank disable from another source.
1598          */
1599         if (!READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1600                 ret = -EINVAL;
1601                 goto err_unlock;
1602         }
1603
1604         ret = drm_event_reserve_init_locked(dev, file_priv, &e->base,
1605                                             &e->event.base);
1606
1607         if (ret)
1608                 goto err_unlock;
1609
1610         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1611
1612         drm_dbg_core(dev, "event on vblank count %llu, current %llu, crtc %u\n",
1613                      req_seq, seq, pipe);
1614
1615         trace_drm_vblank_event_queued(file_priv, pipe, req_seq);
1616
1617         e->sequence = req_seq;
1618         if (drm_vblank_passed(seq, req_seq)) {
1619                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1620                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1621                 vblwait->reply.sequence = seq;
1622         } else {
1623                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1624                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1625                 vblwait->reply.sequence = req_seq;
1626         }
1627
1628         spin_unlock_irq(&dev->event_lock);
1629
1630         return 0;
1631
1632 err_unlock:
1633         spin_unlock_irq(&dev->event_lock);
1634         kfree(e);
1635 err_put:
1636         drm_vblank_put(dev, pipe);
1637         return ret;
1638 }
1639
1640 static bool drm_wait_vblank_is_query(union drm_wait_vblank *vblwait)
1641 {
1642         if (vblwait->request.sequence)
1643                 return false;
1644
1645         return _DRM_VBLANK_RELATIVE ==
1646                 (vblwait->request.type & (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK |
1647                                           _DRM_VBLANK_EVENT |
1648                                           _DRM_VBLANK_NEXTONMISS));
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Widen a 32-bit param to 64-bits.
1653  *
1654  * \param narrow 32-bit value (missing upper 32 bits)
1655  * \param near 64-bit value that should be 'close' to near
1656  *
1657  * This function returns a 64-bit value using the lower 32-bits from
1658  * 'narrow' and constructing the upper 32-bits so that the result is
1659  * as close as possible to 'near'.
1660  */
1661
1662 static u64 widen_32_to_64(u32 narrow, u64 near)
1663 {
1664         return near + (s32) (narrow - near);
1665 }
1666
1667 static void drm_wait_vblank_reply(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1668                                   struct drm_wait_vblank_reply *reply)
1669 {
1670         ktime_t now;
1671         struct timespec64 ts;
1672
1673         /*
1674          * drm_wait_vblank_reply is a UAPI structure that uses 'long'
1675          * to store the seconds. This is safe as we always use monotonic
1676          * timestamps since linux-4.15.
1677          */
1678         reply->sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1679         ts = ktime_to_timespec64(now);
1680         reply->tval_sec = (u32)ts.tv_sec;
1681         reply->tval_usec = ts.tv_nsec / 1000;
1682 }
1683
1684 static bool drm_wait_vblank_supported(struct drm_device *dev)
1685 {
1686         return drm_dev_has_vblank(dev);
1687 }
1688
1689 int drm_wait_vblank_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
1690                           struct drm_file *file_priv)
1691 {
1692         struct drm_crtc *crtc;
1693         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1694         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1695         int ret;
1696         u64 req_seq, seq;
1697         unsigned int pipe_index;
1698         unsigned int flags, pipe, high_pipe;
1699
1700         if (!drm_wait_vblank_supported(dev))
1701                 return -EOPNOTSUPP;
1702
1703         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1704                 return -EINVAL;
1705
1706         if (vblwait->request.type &
1707             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1708               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1709                 drm_dbg_core(dev,
1710                              "Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1711                              vblwait->request.type,
1712                              (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1713                               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1714                 return -EINVAL;
1715         }
1716
1717         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1718         high_pipe = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1719         if (high_pipe)
1720                 pipe_index = high_pipe >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1721         else
1722                 pipe_index = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1723
1724         /* Convert lease-relative crtc index into global crtc index */
1725         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET)) {
1726                 pipe = 0;
1727                 drm_for_each_crtc(crtc, dev) {
1728                         if (drm_lease_held(file_priv, crtc->base.id)) {
1729                                 if (pipe_index == 0)
1730                                         break;
1731                                 pipe_index--;
1732                         }
1733                         pipe++;
1734                 }
1735         } else {
1736                 pipe = pipe_index;
1737         }
1738
1739         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1740                 return -EINVAL;
1741
1742         vblank = &dev->vblank[pipe];
1743
1744         /* If the counter is currently enabled and accurate, short-circuit
1745          * queries to return the cached timestamp of the last vblank.
1746          */
1747         if (dev->vblank_disable_immediate &&
1748             drm_wait_vblank_is_query(vblwait) &&
1749             READ_ONCE(vblank->enabled)) {
1750                 drm_wait_vblank_reply(dev, pipe, &vblwait->reply);
1751                 return 0;
1752         }
1753
1754         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1755         if (ret) {
1756                 drm_dbg_core(dev,
1757                              "crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n",
1758                              pipe, ret);
1759                 return ret;
1760         }
1761         seq = drm_vblank_count(dev, pipe);
1762
1763         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1764         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1765                 req_seq = seq + vblwait->request.sequence;
1766                 vblwait->request.sequence = req_seq;
1767                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1768                 break;
1769         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1770                 req_seq = widen_32_to_64(vblwait->request.sequence, seq);
1771                 break;
1772         default:
1773                 ret = -EINVAL;
1774                 goto done;
1775         }
1776
1777         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1778             drm_vblank_passed(seq, req_seq)) {
1779                 req_seq = seq + 1;
1780                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_NEXTONMISS;
1781                 vblwait->request.sequence = req_seq;
1782         }
1783
1784         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1785                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1786                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1787                  */
1788                 return drm_queue_vblank_event(dev, pipe, req_seq, vblwait, file_priv);
1789         }
1790
1791         if (req_seq != seq) {
1792                 int wait;
1793
1794                 drm_dbg_core(dev, "waiting on vblank count %llu, crtc %u\n",
1795                              req_seq, pipe);
1796                 wait = wait_event_interruptible_timeout(vblank->queue,
1797                         drm_vblank_passed(drm_vblank_count(dev, pipe), req_seq) ||
1798                                       !READ_ONCE(vblank->enabled),
1799                         msecs_to_jiffies(3000));
1800
1801                 switch (wait) {
1802                 case 0:
1803                         /* timeout */
1804                         ret = -EBUSY;
1805                         break;
1806                 case -ERESTARTSYS:
1807                         /* interrupted by signal */
1808                         ret = -EINTR;
1809                         break;
1810                 default:
1811                         ret = 0;
1812                         break;
1813                 }
1814         }
1815
1816         if (ret != -EINTR) {
1817                 drm_wait_vblank_reply(dev, pipe, &vblwait->reply);
1818
1819                 drm_dbg_core(dev, "crtc %d returning %u to client\n",
1820                              pipe, vblwait->reply.sequence);
1821         } else {
1822                 drm_dbg_core(dev, "crtc %d vblank wait interrupted by signal\n",
1823                              pipe);
1824         }
1825
1826 done:
1827         drm_vblank_put(dev, pipe);
1828         return ret;
1829 }
1830
1831 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1832 {
1833         struct drm_crtc *crtc = drm_crtc_from_index(dev, pipe);
1834         bool high_prec = false;
1835         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1836         ktime_t now;
1837         u64 seq;
1838
1839         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1840
1841         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1842
1843         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1844                 if (e->pipe != pipe)
1845                         continue;
1846                 if (!drm_vblank_passed(seq, e->sequence))
1847                         continue;
1848
1849                 drm_dbg_core(dev, "vblank event on %llu, current %llu\n",
1850                              e->sequence, seq);
1851
1852                 list_del(&e->base.link);
1853                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1854                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
1855         }
1856
1857         if (crtc && crtc->funcs->get_vblank_timestamp)
1858                 high_prec = true;
1859
1860         trace_drm_vblank_event(pipe, seq, now, high_prec);
1861 }
1862
1863 /**
1864  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1865  * @dev: DRM device
1866  * @pipe: index of CRTC where this event occurred
1867  *
1868  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1869  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1870  *
1871  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1872  */
1873 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1874 {
1875         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1876         unsigned long irqflags;
1877         bool disable_irq;
1878
1879         if (drm_WARN_ON_ONCE(dev, !drm_dev_has_vblank(dev)))
1880                 return false;
1881
1882         if (drm_WARN_ON(dev, pipe >= dev->num_crtcs))
1883                 return false;
1884
1885         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1886
1887         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1888          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1889          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1890          */
1891         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1892
1893         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1894         if (!vblank->enabled) {
1895                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1896                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1897                 return false;
1898         }
1899
1900         drm_update_vblank_count(dev, pipe, true);
1901
1902         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1903
1904         wake_up(&vblank->queue);
1905
1906         /* With instant-off, we defer disabling the interrupt until after
1907          * we finish processing the following vblank after all events have
1908          * been signaled. The disable has to be last (after
1909          * drm_handle_vblank_events) so that the timestamp is always accurate.
1910          */
1911         disable_irq = (dev->vblank_disable_immediate &&
1912                        drm_vblank_offdelay > 0 &&
1913                        !atomic_read(&vblank->refcount));
1914
1915         drm_handle_vblank_events(dev, pipe);
1916         drm_handle_vblank_works(vblank);
1917
1918         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1919
1920         if (disable_irq)
1921                 vblank_disable_fn(&vblank->disable_timer);
1922
1923         return true;
1924 }
1925 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1926
1927 /**
1928  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1929  * @crtc: where this event occurred
1930  *
1931  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1932  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1933  *
1934  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1935  *
1936  * Note that for a given vblank counter value drm_crtc_handle_vblank()
1937  * and drm_crtc_vblank_count() or drm_crtc_vblank_count_and_time()
1938  * provide a barrier: Any writes done before calling
1939  * drm_crtc_handle_vblank() will be visible to callers of the later
1940  * functions, if the vblank count is the same or a later one.
1941  *
1942  * See also &drm_vblank_crtc.count.
1943  *
1944  * Returns:
1945  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1946  */
1947 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1948 {
1949         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1950 }
1951 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);
1952
1953 /*
1954  * Get crtc VBLANK count.
1955  *
1956  * \param dev DRM device
1957  * \param data user argument, pointing to a drm_crtc_get_sequence structure.
1958  * \param file_priv drm file private for the user's open file descriptor
1959  */
1960
1961 int drm_crtc_get_sequence_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
1962                                 struct drm_file *file_priv)
1963 {
1964         struct drm_crtc *crtc;
1965         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1966         int pipe;
1967         struct drm_crtc_get_sequence *get_seq = data;
1968         ktime_t now;
1969         bool vblank_enabled;
1970         int ret;
1971
1972         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
1973                 return -EOPNOTSUPP;
1974
1975         if (!drm_dev_has_vblank(dev))
1976                 return -EOPNOTSUPP;
1977
1978         crtc = drm_crtc_find(dev, file_priv, get_seq->crtc_id);
1979         if (!crtc)
1980                 return -ENOENT;
1981
1982         pipe = drm_crtc_index(crtc);
1983
1984         vblank = &dev->vblank[pipe];
1985         vblank_enabled = dev->vblank_disable_immediate && READ_ONCE(vblank->enabled);
1986
1987         if (!vblank_enabled) {
1988                 ret = drm_crtc_vblank_get(crtc);
1989                 if (ret) {
1990                         drm_dbg_core(dev,
1991                                      "crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n",
1992                                      pipe, ret);
1993                         return ret;
1994                 }
1995         }
1996         drm_modeset_lock(&crtc->mutex, NULL);
1997         if (crtc->state)
1998                 get_seq->active = crtc->state->enable;
1999         else
2000                 get_seq->active = crtc->enabled;
2001         drm_modeset_unlock(&crtc->mutex);
2002         get_seq->sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
2003         get_seq->sequence_ns = ktime_to_ns(now);
2004         if (!vblank_enabled)
2005                 drm_crtc_vblank_put(crtc);
2006         return 0;
2007 }
2008
2009 /*
2010  * Queue a event for VBLANK sequence
2011  *
2012  * \param dev DRM device
2013  * \param data user argument, pointing to a drm_crtc_queue_sequence structure.
2014  * \param file_priv drm file private for the user's open file descriptor
2015  */
2016
2017 int drm_crtc_queue_sequence_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
2018                                   struct drm_file *file_priv)
2019 {
2020         struct drm_crtc *crtc;
2021         struct drm_vblank_crtc *vblank;
2022         int pipe;
2023         struct drm_crtc_queue_sequence *queue_seq = data;
2024         ktime_t now;
2025         struct drm_pending_vblank_event *e;
2026         u32 flags;
2027         u64 seq;
2028         u64 req_seq;
2029         int ret;
2030
2031         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
2032                 return -EOPNOTSUPP;
2033
2034         if (!drm_dev_has_vblank(dev))
2035                 return -EOPNOTSUPP;
2036
2037         crtc = drm_crtc_find(dev, file_priv, queue_seq->crtc_id);
2038         if (!crtc)
2039                 return -ENOENT;
2040
2041         flags = queue_seq->flags;
2042         /* Check valid flag bits */
2043         if (flags & ~(DRM_CRTC_SEQUENCE_RELATIVE|
2044                       DRM_CRTC_SEQUENCE_NEXT_ON_MISS))
2045                 return -EINVAL;
2046
2047         pipe = drm_crtc_index(crtc);
2048
2049         vblank = &dev->vblank[pipe];
2050
2051         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
2052         if (e == NULL)
2053                 return -ENOMEM;
2054
2055         ret = drm_crtc_vblank_get(crtc);
2056         if (ret) {
2057                 drm_dbg_core(dev,
2058                              "crtc %d failed to acquire vblank counter, %d\n",
2059                              pipe, ret);
2060                 goto err_free;
2061         }
2062
2063         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
2064         req_seq = queue_seq->sequence;
2065
2066         if (flags & DRM_CRTC_SEQUENCE_RELATIVE)
2067                 req_seq += seq;
2068
2069         if ((flags & DRM_CRTC_SEQUENCE_NEXT_ON_MISS) && drm_vblank_passed(seq, req_seq))
2070                 req_seq = seq + 1;
2071
2072         e->pipe = pipe;
2073         e->event.base.type = DRM_EVENT_CRTC_SEQUENCE;
2074         e->event.base.length = sizeof(e->event.seq);
2075         e->event.seq.user_data = queue_seq->user_data;
2076
2077         spin_lock_irq(&dev->event_lock);
2078
2079         /*
2080          * drm_crtc_vblank_off() might have been called after we called
2081          * drm_crtc_vblank_get(). drm_crtc_vblank_off() holds event_lock around the
2082          * vblank disable, so no need for further locking.  The reference from
2083          * drm_crtc_vblank_get() protects against vblank disable from another source.
2084          */
2085         if (!READ_ONCE(vblank->enabled)) {
2086                 ret = -EINVAL;
2087                 goto err_unlock;
2088         }
2089
2090         ret = drm_event_reserve_init_locked(dev, file_priv, &e->base,
2091                                             &e->event.base);
2092
2093         if (ret)
2094                 goto err_unlock;
2095
2096         e->sequence = req_seq;
2097
2098         if (drm_vblank_passed(seq, req_seq)) {
2099                 drm_crtc_vblank_put(crtc);
2100                 send_vblank_event(dev, e, seq, now);
2101                 queue_seq->sequence = seq;
2102         } else {
2103                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
2104                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
2105                 queue_seq->sequence = req_seq;
2106         }
2107
2108         spin_unlock_irq(&dev->event_lock);
2109         return 0;
2110
2111 err_unlock:
2112         spin_unlock_irq(&dev->event_lock);
2113         drm_crtc_vblank_put(crtc);
2114 err_free:
2115         kfree(e);
2116         return ret;
2117 }
2118