Merge tag 'drm-intel-next-2014-09-01' of git://anongit.freedesktop.org/drm-intel...
[sfrench/cifs-2.6.git] / Documentation / DocBook / drm.tmpl
1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
2 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.1.2//EN"
3         "http://www.oasis-open.org/docbook/xml/4.1.2/docbookx.dtd" []>
4
5 <book id="drmDevelopersGuide">
6   <bookinfo>
7     <title>Linux DRM Developer's Guide</title>
8
9     <authorgroup>
10       <author>
11         <firstname>Jesse</firstname>
12         <surname>Barnes</surname>
13         <contrib>Initial version</contrib>
14         <affiliation>
15           <orgname>Intel Corporation</orgname>
16           <address>
17             <email>jesse.barnes@intel.com</email>
18           </address>
19         </affiliation>
20       </author>
21       <author>
22         <firstname>Laurent</firstname>
23         <surname>Pinchart</surname>
24         <contrib>Driver internals</contrib>
25         <affiliation>
26           <orgname>Ideas on board SPRL</orgname>
27           <address>
28             <email>laurent.pinchart@ideasonboard.com</email>
29           </address>
30         </affiliation>
31       </author>
32       <author>
33         <firstname>Daniel</firstname>
34         <surname>Vetter</surname>
35         <contrib>Contributions all over the place</contrib>
36         <affiliation>
37           <orgname>Intel Corporation</orgname>
38           <address>
39             <email>daniel.vetter@ffwll.ch</email>
40           </address>
41         </affiliation>
42       </author>
43     </authorgroup>
44
45     <copyright>
46       <year>2008-2009</year>
47       <year>2013-2014</year>
48       <holder>Intel Corporation</holder>
49     </copyright>
50     <copyright>
51       <year>2012</year>
52       <holder>Laurent Pinchart</holder>
53     </copyright>
54
55     <legalnotice>
56       <para>
57         The contents of this file may be used under the terms of the GNU
58         General Public License version 2 (the "GPL") as distributed in
59         the kernel source COPYING file.
60       </para>
61     </legalnotice>
62
63     <revhistory>
64       <!-- Put document revisions here, newest first. -->
65       <revision>
66         <revnumber>1.0</revnumber>
67         <date>2012-07-13</date>
68         <authorinitials>LP</authorinitials>
69         <revremark>Added extensive documentation about driver internals.
70         </revremark>
71       </revision>
72     </revhistory>
73   </bookinfo>
74
75 <toc></toc>
76
77 <part id="drmCore">
78   <title>DRM Core</title>
79   <partintro>
80     <para>
81       This first part of the DRM Developer's Guide documents core DRM code,
82       helper libraries for writing drivers and generic userspace interfaces
83       exposed by DRM drivers.
84     </para>
85   </partintro>
86
87   <chapter id="drmIntroduction">
88     <title>Introduction</title>
89     <para>
90       The Linux DRM layer contains code intended to support the needs
91       of complex graphics devices, usually containing programmable
92       pipelines well suited to 3D graphics acceleration.  Graphics
93       drivers in the kernel may make use of DRM functions to make
94       tasks like memory management, interrupt handling and DMA easier,
95       and provide a uniform interface to applications.
96     </para>
97     <para>
98       A note on versions: this guide covers features found in the DRM
99       tree, including the TTM memory manager, output configuration and
100       mode setting, and the new vblank internals, in addition to all
101       the regular features found in current kernels.
102     </para>
103     <para>
104       [Insert diagram of typical DRM stack here]
105     </para>
106   </chapter>
107
108   <!-- Internals -->
109
110   <chapter id="drmInternals">
111     <title>DRM Internals</title>
112     <para>
113       This chapter documents DRM internals relevant to driver authors
114       and developers working to add support for the latest features to
115       existing drivers.
116     </para>
117     <para>
118       First, we go over some typical driver initialization
119       requirements, like setting up command buffers, creating an
120       initial output configuration, and initializing core services.
121       Subsequent sections cover core internals in more detail,
122       providing implementation notes and examples.
123     </para>
124     <para>
125       The DRM layer provides several services to graphics drivers,
126       many of them driven by the application interfaces it provides
127       through libdrm, the library that wraps most of the DRM ioctls.
128       These include vblank event handling, memory
129       management, output management, framebuffer management, command
130       submission &amp; fencing, suspend/resume support, and DMA
131       services.
132     </para>
133
134   <!-- Internals: driver init -->
135
136   <sect1>
137     <title>Driver Initialization</title>
138     <para>
139       At the core of every DRM driver is a <structname>drm_driver</structname>
140       structure. Drivers typically statically initialize a drm_driver structure,
141       and then pass it to one of the <function>drm_*_init()</function> functions
142       to register it with the DRM subsystem.
143     </para>
144     <para>
145       Newer drivers that no longer require a <structname>drm_bus</structname>
146       structure can alternatively use the low-level device initialization and
147       registration functions such as <function>drm_dev_alloc()</function> and
148       <function>drm_dev_register()</function> directly.
149     </para>
150     <para>
151       The <structname>drm_driver</structname> structure contains static
152       information that describes the driver and features it supports, and
153       pointers to methods that the DRM core will call to implement the DRM API.
154       We will first go through the <structname>drm_driver</structname> static
155       information fields, and will then describe individual operations in
156       details as they get used in later sections.
157     </para>
158     <sect2>
159       <title>Driver Information</title>
160       <sect3>
161         <title>Driver Features</title>
162         <para>
163           Drivers inform the DRM core about their requirements and supported
164           features by setting appropriate flags in the
165           <structfield>driver_features</structfield> field. Since those flags
166           influence the DRM core behaviour since registration time, most of them
167           must be set to registering the <structname>drm_driver</structname>
168           instance.
169         </para>
170         <synopsis>u32 driver_features;</synopsis>
171         <variablelist>
172           <title>Driver Feature Flags</title>
173           <varlistentry>
174             <term>DRIVER_USE_AGP</term>
175             <listitem><para>
176               Driver uses AGP interface, the DRM core will manage AGP resources.
177             </para></listitem>
178           </varlistentry>
179           <varlistentry>
180             <term>DRIVER_REQUIRE_AGP</term>
181             <listitem><para>
182               Driver needs AGP interface to function. AGP initialization failure
183               will become a fatal error.
184             </para></listitem>
185           </varlistentry>
186           <varlistentry>
187             <term>DRIVER_PCI_DMA</term>
188             <listitem><para>
189               Driver is capable of PCI DMA, mapping of PCI DMA buffers to
190               userspace will be enabled. Deprecated.
191             </para></listitem>
192           </varlistentry>
193           <varlistentry>
194             <term>DRIVER_SG</term>
195             <listitem><para>
196               Driver can perform scatter/gather DMA, allocation and mapping of
197               scatter/gather buffers will be enabled. Deprecated.
198             </para></listitem>
199           </varlistentry>
200           <varlistentry>
201             <term>DRIVER_HAVE_DMA</term>
202             <listitem><para>
203               Driver supports DMA, the userspace DMA API will be supported.
204               Deprecated.
205             </para></listitem>
206           </varlistentry>
207           <varlistentry>
208             <term>DRIVER_HAVE_IRQ</term><term>DRIVER_IRQ_SHARED</term>
209             <listitem><para>
210               DRIVER_HAVE_IRQ indicates whether the driver has an IRQ handler
211               managed by the DRM Core. The core will support simple IRQ handler
212               installation when the flag is set. The installation process is
213               described in <xref linkend="drm-irq-registration"/>.</para>
214               <para>DRIVER_IRQ_SHARED indicates whether the device &amp; handler
215               support shared IRQs (note that this is required of PCI  drivers).
216             </para></listitem>
217           </varlistentry>
218           <varlistentry>
219             <term>DRIVER_GEM</term>
220             <listitem><para>
221               Driver use the GEM memory manager.
222             </para></listitem>
223           </varlistentry>
224           <varlistentry>
225             <term>DRIVER_MODESET</term>
226             <listitem><para>
227               Driver supports mode setting interfaces (KMS).
228             </para></listitem>
229           </varlistentry>
230           <varlistentry>
231             <term>DRIVER_PRIME</term>
232             <listitem><para>
233               Driver implements DRM PRIME buffer sharing.
234             </para></listitem>
235           </varlistentry>
236           <varlistentry>
237             <term>DRIVER_RENDER</term>
238             <listitem><para>
239               Driver supports dedicated render nodes.
240             </para></listitem>
241           </varlistentry>
242         </variablelist>
243       </sect3>
244       <sect3>
245         <title>Major, Minor and Patchlevel</title>
246         <synopsis>int major;
247 int minor;
248 int patchlevel;</synopsis>
249         <para>
250           The DRM core identifies driver versions by a major, minor and patch
251           level triplet. The information is printed to the kernel log at
252           initialization time and passed to userspace through the
253           DRM_IOCTL_VERSION ioctl.
254         </para>
255         <para>
256           The major and minor numbers are also used to verify the requested driver
257           API version passed to DRM_IOCTL_SET_VERSION. When the driver API changes
258           between minor versions, applications can call DRM_IOCTL_SET_VERSION to
259           select a specific version of the API. If the requested major isn't equal
260           to the driver major, or the requested minor is larger than the driver
261           minor, the DRM_IOCTL_SET_VERSION call will return an error. Otherwise
262           the driver's set_version() method will be called with the requested
263           version.
264         </para>
265       </sect3>
266       <sect3>
267         <title>Name, Description and Date</title>
268         <synopsis>char *name;
269 char *desc;
270 char *date;</synopsis>
271         <para>
272           The driver name is printed to the kernel log at initialization time,
273           used for IRQ registration and passed to userspace through
274           DRM_IOCTL_VERSION.
275         </para>
276         <para>
277           The driver description is a purely informative string passed to
278           userspace through the DRM_IOCTL_VERSION ioctl and otherwise unused by
279           the kernel.
280         </para>
281         <para>
282           The driver date, formatted as YYYYMMDD, is meant to identify the date of
283           the latest modification to the driver. However, as most drivers fail to
284           update it, its value is mostly useless. The DRM core prints it to the
285           kernel log at initialization time and passes it to userspace through the
286           DRM_IOCTL_VERSION ioctl.
287         </para>
288       </sect3>
289     </sect2>
290     <sect2>
291       <title>Device Registration</title>
292       <para>
293         A number of functions are provided to help with device registration.
294         The functions deal with PCI, USB and platform devices, respectively.
295       </para>
296 !Edrivers/gpu/drm/drm_pci.c
297 !Edrivers/gpu/drm/drm_usb.c
298 !Edrivers/gpu/drm/drm_platform.c
299       <para>
300         New drivers that no longer rely on the services provided by the
301         <structname>drm_bus</structname> structure can call the low-level
302         device registration functions directly. The
303         <function>drm_dev_alloc()</function> function can be used to allocate
304         and initialize a new <structname>drm_device</structname> structure.
305         Drivers will typically want to perform some additional setup on this
306         structure, such as allocating driver-specific data and storing a
307         pointer to it in the DRM device's <structfield>dev_private</structfield>
308         field. Drivers should also set the device's unique name using the
309         <function>drm_dev_set_unique()</function> function. After it has been
310         set up a device can be registered with the DRM subsystem by calling
311         <function>drm_dev_register()</function>. This will cause the device to
312         be exposed to userspace and will call the driver's
313         <structfield>.load()</structfield> implementation. When a device is
314         removed, the DRM device can safely be unregistered and freed by calling
315         <function>drm_dev_unregister()</function> followed by a call to
316         <function>drm_dev_unref()</function>.
317       </para>
318 !Edrivers/gpu/drm/drm_drv.c
319     </sect2>
320     <sect2>
321       <title>Driver Load</title>
322       <para>
323         The <methodname>load</methodname> method is the driver and device
324         initialization entry point. The method is responsible for allocating and
325         initializing driver private data, performing resource allocation and
326         mapping (e.g. acquiring
327         clocks, mapping registers or allocating command buffers), initializing
328         the memory manager (<xref linkend="drm-memory-management"/>), installing
329         the IRQ handler (<xref linkend="drm-irq-registration"/>), setting up
330         vertical blanking handling (<xref linkend="drm-vertical-blank"/>), mode
331         setting (<xref linkend="drm-mode-setting"/>) and initial output
332         configuration (<xref linkend="drm-kms-init"/>).
333       </para>
334       <note><para>
335         If compatibility is a concern (e.g. with drivers converted over from
336         User Mode Setting to Kernel Mode Setting), care must be taken to prevent
337         device initialization and control that is incompatible with currently
338         active userspace drivers. For instance, if user level mode setting
339         drivers are in use, it would be problematic to perform output discovery
340         &amp; configuration at load time. Likewise, if user-level drivers
341         unaware of memory management are in use, memory management and command
342         buffer setup may need to be omitted. These requirements are
343         driver-specific, and care needs to be taken to keep both old and new
344         applications and libraries working.
345       </para></note>
346       <synopsis>int (*load) (struct drm_device *, unsigned long flags);</synopsis>
347       <para>
348         The method takes two arguments, a pointer to the newly created
349         <structname>drm_device</structname> and flags. The flags are used to
350         pass the <structfield>driver_data</structfield> field of the device id
351         corresponding to the device passed to <function>drm_*_init()</function>.
352         Only PCI devices currently use this, USB and platform DRM drivers have
353         their <methodname>load</methodname> method called with flags to 0.
354       </para>
355       <sect3>
356         <title>Driver Private Data</title>
357         <para>
358           The driver private hangs off the main
359           <structname>drm_device</structname> structure and can be used for
360           tracking various device-specific bits of information, like register
361           offsets, command buffer status, register state for suspend/resume, etc.
362           At load time, a driver may simply allocate one and set
363           <structname>drm_device</structname>.<structfield>dev_priv</structfield>
364           appropriately; it should be freed and
365           <structname>drm_device</structname>.<structfield>dev_priv</structfield>
366           set to NULL when the driver is unloaded.
367         </para>
368       </sect3>
369       <sect3 id="drm-irq-registration">
370         <title>IRQ Registration</title>
371         <para>
372           The DRM core tries to facilitate IRQ handler registration and
373           unregistration by providing <function>drm_irq_install</function> and
374           <function>drm_irq_uninstall</function> functions. Those functions only
375           support a single interrupt per device, devices that use more than one
376           IRQs need to be handled manually.
377         </para>
378         <sect4>
379           <title>Managed IRQ Registration</title>
380           <para>
381             <function>drm_irq_install</function> starts by calling the
382             <methodname>irq_preinstall</methodname> driver operation. The operation
383             is optional and must make sure that the interrupt will not get fired by
384             clearing all pending interrupt flags or disabling the interrupt.
385           </para>
386           <para>
387             The passed-in IRQ will then be requested by a call to
388             <function>request_irq</function>. If the DRIVER_IRQ_SHARED driver
389             feature flag is set, a shared (IRQF_SHARED) IRQ handler will be
390             requested.
391           </para>
392           <para>
393             The IRQ handler function must be provided as the mandatory irq_handler
394             driver operation. It will get passed directly to
395             <function>request_irq</function> and thus has the same prototype as all
396             IRQ handlers. It will get called with a pointer to the DRM device as the
397             second argument.
398           </para>
399           <para>
400             Finally the function calls the optional
401             <methodname>irq_postinstall</methodname> driver operation. The operation
402             usually enables interrupts (excluding the vblank interrupt, which is
403             enabled separately), but drivers may choose to enable/disable interrupts
404             at a different time.
405           </para>
406           <para>
407             <function>drm_irq_uninstall</function> is similarly used to uninstall an
408             IRQ handler. It starts by waking up all processes waiting on a vblank
409             interrupt to make sure they don't hang, and then calls the optional
410             <methodname>irq_uninstall</methodname> driver operation. The operation
411             must disable all hardware interrupts. Finally the function frees the IRQ
412             by calling <function>free_irq</function>.
413           </para>
414         </sect4>
415         <sect4>
416           <title>Manual IRQ Registration</title>
417           <para>
418             Drivers that require multiple interrupt handlers can't use the managed
419             IRQ registration functions. In that case IRQs must be registered and
420             unregistered manually (usually with the <function>request_irq</function>
421             and <function>free_irq</function> functions, or their devm_* equivalent).
422           </para>
423           <para>
424             When manually registering IRQs, drivers must not set the DRIVER_HAVE_IRQ
425             driver feature flag, and must not provide the
426             <methodname>irq_handler</methodname> driver operation. They must set the
427             <structname>drm_device</structname> <structfield>irq_enabled</structfield>
428             field to 1 upon registration of the IRQs, and clear it to 0 after
429             unregistering the IRQs.
430           </para>
431         </sect4>
432       </sect3>
433       <sect3>
434         <title>Memory Manager Initialization</title>
435         <para>
436           Every DRM driver requires a memory manager which must be initialized at
437           load time. DRM currently contains two memory managers, the Translation
438           Table Manager (TTM) and the Graphics Execution Manager (GEM).
439           This document describes the use of the GEM memory manager only. See
440           <xref linkend="drm-memory-management"/> for details.
441         </para>
442       </sect3>
443       <sect3>
444         <title>Miscellaneous Device Configuration</title>
445         <para>
446           Another task that may be necessary for PCI devices during configuration
447           is mapping the video BIOS. On many devices, the VBIOS describes device
448           configuration, LCD panel timings (if any), and contains flags indicating
449           device state. Mapping the BIOS can be done using the pci_map_rom() call,
450           a convenience function that takes care of mapping the actual ROM,
451           whether it has been shadowed into memory (typically at address 0xc0000)
452           or exists on the PCI device in the ROM BAR. Note that after the ROM has
453           been mapped and any necessary information has been extracted, it should
454           be unmapped; on many devices, the ROM address decoder is shared with
455           other BARs, so leaving it mapped could cause undesired behaviour like
456           hangs or memory corruption.
457   <!--!Fdrivers/pci/rom.c pci_map_rom-->
458         </para>
459       </sect3>
460     </sect2>
461   </sect1>
462
463   <!-- Internals: memory management -->
464
465   <sect1 id="drm-memory-management">
466     <title>Memory management</title>
467     <para>
468       Modern Linux systems require large amount of graphics memory to store
469       frame buffers, textures, vertices and other graphics-related data. Given
470       the very dynamic nature of many of that data, managing graphics memory
471       efficiently is thus crucial for the graphics stack and plays a central
472       role in the DRM infrastructure.
473     </para>
474     <para>
475       The DRM core includes two memory managers, namely Translation Table Maps
476       (TTM) and Graphics Execution Manager (GEM). TTM was the first DRM memory
477       manager to be developed and tried to be a one-size-fits-them all
478       solution. It provides a single userspace API to accommodate the need of
479       all hardware, supporting both Unified Memory Architecture (UMA) devices
480       and devices with dedicated video RAM (i.e. most discrete video cards).
481       This resulted in a large, complex piece of code that turned out to be
482       hard to use for driver development.
483     </para>
484     <para>
485       GEM started as an Intel-sponsored project in reaction to TTM's
486       complexity. Its design philosophy is completely different: instead of
487       providing a solution to every graphics memory-related problems, GEM
488       identified common code between drivers and created a support library to
489       share it. GEM has simpler initialization and execution requirements than
490       TTM, but has no video RAM management capabilities and is thus limited to
491       UMA devices.
492     </para>
493     <sect2>
494       <title>The Translation Table Manager (TTM)</title>
495       <para>
496         TTM design background and information belongs here.
497       </para>
498       <sect3>
499         <title>TTM initialization</title>
500         <warning><para>This section is outdated.</para></warning>
501         <para>
502           Drivers wishing to support TTM must fill out a drm_bo_driver
503           structure. The structure contains several fields with function
504           pointers for initializing the TTM, allocating and freeing memory,
505           waiting for command completion and fence synchronization, and memory
506           migration. See the radeon_ttm.c file for an example of usage.
507         </para>
508         <para>
509           The ttm_global_reference structure is made up of several fields:
510         </para>
511         <programlisting>
512           struct ttm_global_reference {
513                 enum ttm_global_types global_type;
514                 size_t size;
515                 void *object;
516                 int (*init) (struct ttm_global_reference *);
517                 void (*release) (struct ttm_global_reference *);
518           };
519         </programlisting>
520         <para>
521           There should be one global reference structure for your memory
522           manager as a whole, and there will be others for each object
523           created by the memory manager at runtime.  Your global TTM should
524           have a type of TTM_GLOBAL_TTM_MEM.  The size field for the global
525           object should be sizeof(struct ttm_mem_global), and the init and
526           release hooks should point at your driver-specific init and
527           release routines, which probably eventually call
528           ttm_mem_global_init and ttm_mem_global_release, respectively.
529         </para>
530         <para>
531           Once your global TTM accounting structure is set up and initialized
532           by calling ttm_global_item_ref() on it,
533           you need to create a buffer object TTM to
534           provide a pool for buffer object allocation by clients and the
535           kernel itself.  The type of this object should be TTM_GLOBAL_TTM_BO,
536           and its size should be sizeof(struct ttm_bo_global).  Again,
537           driver-specific init and release functions may be provided,
538           likely eventually calling ttm_bo_global_init() and
539           ttm_bo_global_release(), respectively.  Also, like the previous
540           object, ttm_global_item_ref() is used to create an initial reference
541           count for the TTM, which will call your initialization function.
542         </para>
543       </sect3>
544     </sect2>
545     <sect2 id="drm-gem">
546       <title>The Graphics Execution Manager (GEM)</title>
547       <para>
548         The GEM design approach has resulted in a memory manager that doesn't
549         provide full coverage of all (or even all common) use cases in its
550         userspace or kernel API. GEM exposes a set of standard memory-related
551         operations to userspace and a set of helper functions to drivers, and let
552         drivers implement hardware-specific operations with their own private API.
553       </para>
554       <para>
555         The GEM userspace API is described in the
556         <ulink url="http://lwn.net/Articles/283798/"><citetitle>GEM - the Graphics
557         Execution Manager</citetitle></ulink> article on LWN. While slightly
558         outdated, the document provides a good overview of the GEM API principles.
559         Buffer allocation and read and write operations, described as part of the
560         common GEM API, are currently implemented using driver-specific ioctls.
561       </para>
562       <para>
563         GEM is data-agnostic. It manages abstract buffer objects without knowing
564         what individual buffers contain. APIs that require knowledge of buffer
565         contents or purpose, such as buffer allocation or synchronization
566         primitives, are thus outside of the scope of GEM and must be implemented
567         using driver-specific ioctls.
568       </para>
569       <para>
570         On a fundamental level, GEM involves several operations:
571         <itemizedlist>
572           <listitem>Memory allocation and freeing</listitem>
573           <listitem>Command execution</listitem>
574           <listitem>Aperture management at command execution time</listitem>
575         </itemizedlist>
576         Buffer object allocation is relatively straightforward and largely
577         provided by Linux's shmem layer, which provides memory to back each
578         object.
579       </para>
580       <para>
581         Device-specific operations, such as command execution, pinning, buffer
582         read &amp; write, mapping, and domain ownership transfers are left to
583         driver-specific ioctls.
584       </para>
585       <sect3>
586         <title>GEM Initialization</title>
587         <para>
588           Drivers that use GEM must set the DRIVER_GEM bit in the struct
589           <structname>drm_driver</structname>
590           <structfield>driver_features</structfield> field. The DRM core will
591           then automatically initialize the GEM core before calling the
592           <methodname>load</methodname> operation. Behind the scene, this will
593           create a DRM Memory Manager object which provides an address space
594           pool for object allocation.
595         </para>
596         <para>
597           In a KMS configuration, drivers need to allocate and initialize a
598           command ring buffer following core GEM initialization if required by
599           the hardware. UMA devices usually have what is called a "stolen"
600           memory region, which provides space for the initial framebuffer and
601           large, contiguous memory regions required by the device. This space is
602           typically not managed by GEM, and must be initialized separately into
603           its own DRM MM object.
604         </para>
605       </sect3>
606       <sect3>
607         <title>GEM Objects Creation</title>
608         <para>
609           GEM splits creation of GEM objects and allocation of the memory that
610           backs them in two distinct operations.
611         </para>
612         <para>
613           GEM objects are represented by an instance of struct
614           <structname>drm_gem_object</structname>. Drivers usually need to extend
615           GEM objects with private information and thus create a driver-specific
616           GEM object structure type that embeds an instance of struct
617           <structname>drm_gem_object</structname>.
618         </para>
619         <para>
620           To create a GEM object, a driver allocates memory for an instance of its
621           specific GEM object type and initializes the embedded struct
622           <structname>drm_gem_object</structname> with a call to
623           <function>drm_gem_object_init</function>. The function takes a pointer to
624           the DRM device, a pointer to the GEM object and the buffer object size
625           in bytes.
626         </para>
627         <para>
628           GEM uses shmem to allocate anonymous pageable memory.
629           <function>drm_gem_object_init</function> will create an shmfs file of
630           the requested size and store it into the struct
631           <structname>drm_gem_object</structname> <structfield>filp</structfield>
632           field. The memory is used as either main storage for the object when the
633           graphics hardware uses system memory directly or as a backing store
634           otherwise.
635         </para>
636         <para>
637           Drivers are responsible for the actual physical pages allocation by
638           calling <function>shmem_read_mapping_page_gfp</function> for each page.
639           Note that they can decide to allocate pages when initializing the GEM
640           object, or to delay allocation until the memory is needed (for instance
641           when a page fault occurs as a result of a userspace memory access or
642           when the driver needs to start a DMA transfer involving the memory).
643         </para>
644         <para>
645           Anonymous pageable memory allocation is not always desired, for instance
646           when the hardware requires physically contiguous system memory as is
647           often the case in embedded devices. Drivers can create GEM objects with
648           no shmfs backing (called private GEM objects) by initializing them with
649           a call to <function>drm_gem_private_object_init</function> instead of
650           <function>drm_gem_object_init</function>. Storage for private GEM
651           objects must be managed by drivers.
652         </para>
653         <para>
654           Drivers that do not need to extend GEM objects with private information
655           can call the <function>drm_gem_object_alloc</function> function to
656           allocate and initialize a struct <structname>drm_gem_object</structname>
657           instance. The GEM core will call the optional driver
658           <methodname>gem_init_object</methodname> operation after initializing
659           the GEM object with <function>drm_gem_object_init</function>.
660           <synopsis>int (*gem_init_object) (struct drm_gem_object *obj);</synopsis>
661         </para>
662         <para>
663           No alloc-and-init function exists for private GEM objects.
664         </para>
665       </sect3>
666       <sect3>
667         <title>GEM Objects Lifetime</title>
668         <para>
669           All GEM objects are reference-counted by the GEM core. References can be
670           acquired and release by <function>calling drm_gem_object_reference</function>
671           and <function>drm_gem_object_unreference</function> respectively. The
672           caller must hold the <structname>drm_device</structname>
673           <structfield>struct_mutex</structfield> lock. As a convenience, GEM
674           provides the <function>drm_gem_object_reference_unlocked</function> and
675           <function>drm_gem_object_unreference_unlocked</function> functions that
676           can be called without holding the lock.
677         </para>
678         <para>
679           When the last reference to a GEM object is released the GEM core calls
680           the <structname>drm_driver</structname>
681           <methodname>gem_free_object</methodname> operation. That operation is
682           mandatory for GEM-enabled drivers and must free the GEM object and all
683           associated resources.
684         </para>
685         <para>
686           <synopsis>void (*gem_free_object) (struct drm_gem_object *obj);</synopsis>
687           Drivers are responsible for freeing all GEM object resources, including
688           the resources created by the GEM core. If an mmap offset has been
689           created for the object (in which case
690           <structname>drm_gem_object</structname>::<structfield>map_list</structfield>::<structfield>map</structfield>
691           is not NULL) it must be freed by a call to
692           <function>drm_gem_free_mmap_offset</function>. The shmfs backing store
693           must be released by calling <function>drm_gem_object_release</function>
694           (that function can safely be called if no shmfs backing store has been
695           created).
696         </para>
697       </sect3>
698       <sect3>
699         <title>GEM Objects Naming</title>
700         <para>
701           Communication between userspace and the kernel refers to GEM objects
702           using local handles, global names or, more recently, file descriptors.
703           All of those are 32-bit integer values; the usual Linux kernel limits
704           apply to the file descriptors.
705         </para>
706         <para>
707           GEM handles are local to a DRM file. Applications get a handle to a GEM
708           object through a driver-specific ioctl, and can use that handle to refer
709           to the GEM object in other standard or driver-specific ioctls. Closing a
710           DRM file handle frees all its GEM handles and dereferences the
711           associated GEM objects.
712         </para>
713         <para>
714           To create a handle for a GEM object drivers call
715           <function>drm_gem_handle_create</function>. The function takes a pointer
716           to the DRM file and the GEM object and returns a locally unique handle.
717           When the handle is no longer needed drivers delete it with a call to
718           <function>drm_gem_handle_delete</function>. Finally the GEM object
719           associated with a handle can be retrieved by a call to
720           <function>drm_gem_object_lookup</function>.
721         </para>
722         <para>
723           Handles don't take ownership of GEM objects, they only take a reference
724           to the object that will be dropped when the handle is destroyed. To
725           avoid leaking GEM objects, drivers must make sure they drop the
726           reference(s) they own (such as the initial reference taken at object
727           creation time) as appropriate, without any special consideration for the
728           handle. For example, in the particular case of combined GEM object and
729           handle creation in the implementation of the
730           <methodname>dumb_create</methodname> operation, drivers must drop the
731           initial reference to the GEM object before returning the handle.
732         </para>
733         <para>
734           GEM names are similar in purpose to handles but are not local to DRM
735           files. They can be passed between processes to reference a GEM object
736           globally. Names can't be used directly to refer to objects in the DRM
737           API, applications must convert handles to names and names to handles
738           using the DRM_IOCTL_GEM_FLINK and DRM_IOCTL_GEM_OPEN ioctls
739           respectively. The conversion is handled by the DRM core without any
740           driver-specific support.
741         </para>
742         <para>
743           GEM also supports buffer sharing with dma-buf file descriptors through
744           PRIME. GEM-based drivers must use the provided helpers functions to
745           implement the exporting and importing correctly. See <xref linkend="drm-prime-support" />.
746           Since sharing file descriptors is inherently more secure than the
747           easily guessable and global GEM names it is the preferred buffer
748           sharing mechanism. Sharing buffers through GEM names is only supported
749           for legacy userspace. Furthermore PRIME also allows cross-device
750           buffer sharing since it is based on dma-bufs.
751         </para>
752       </sect3>
753       <sect3 id="drm-gem-objects-mapping">
754         <title>GEM Objects Mapping</title>
755         <para>
756           Because mapping operations are fairly heavyweight GEM favours
757           read/write-like access to buffers, implemented through driver-specific
758           ioctls, over mapping buffers to userspace. However, when random access
759           to the buffer is needed (to perform software rendering for instance),
760           direct access to the object can be more efficient.
761         </para>
762         <para>
763           The mmap system call can't be used directly to map GEM objects, as they
764           don't have their own file handle. Two alternative methods currently
765           co-exist to map GEM objects to userspace. The first method uses a
766           driver-specific ioctl to perform the mapping operation, calling
767           <function>do_mmap</function> under the hood. This is often considered
768           dubious, seems to be discouraged for new GEM-enabled drivers, and will
769           thus not be described here.
770         </para>
771         <para>
772           The second method uses the mmap system call on the DRM file handle.
773           <synopsis>void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd,
774              off_t offset);</synopsis>
775           DRM identifies the GEM object to be mapped by a fake offset passed
776           through the mmap offset argument. Prior to being mapped, a GEM object
777           must thus be associated with a fake offset. To do so, drivers must call
778           <function>drm_gem_create_mmap_offset</function> on the object. The
779           function allocates a fake offset range from a pool and stores the
780           offset divided by PAGE_SIZE in
781           <literal>obj-&gt;map_list.hash.key</literal>. Care must be taken not to
782           call <function>drm_gem_create_mmap_offset</function> if a fake offset
783           has already been allocated for the object. This can be tested by
784           <literal>obj-&gt;map_list.map</literal> being non-NULL.
785         </para>
786         <para>
787           Once allocated, the fake offset value
788           (<literal>obj-&gt;map_list.hash.key &lt;&lt; PAGE_SHIFT</literal>)
789           must be passed to the application in a driver-specific way and can then
790           be used as the mmap offset argument.
791         </para>
792         <para>
793           The GEM core provides a helper method <function>drm_gem_mmap</function>
794           to handle object mapping. The method can be set directly as the mmap
795           file operation handler. It will look up the GEM object based on the
796           offset value and set the VMA operations to the
797           <structname>drm_driver</structname> <structfield>gem_vm_ops</structfield>
798           field. Note that <function>drm_gem_mmap</function> doesn't map memory to
799           userspace, but relies on the driver-provided fault handler to map pages
800           individually.
801         </para>
802         <para>
803           To use <function>drm_gem_mmap</function>, drivers must fill the struct
804           <structname>drm_driver</structname> <structfield>gem_vm_ops</structfield>
805           field with a pointer to VM operations.
806         </para>
807         <para>
808           <synopsis>struct vm_operations_struct *gem_vm_ops
809
810   struct vm_operations_struct {
811           void (*open)(struct vm_area_struct * area);
812           void (*close)(struct vm_area_struct * area);
813           int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
814   };</synopsis>
815         </para>
816         <para>
817           The <methodname>open</methodname> and <methodname>close</methodname>
818           operations must update the GEM object reference count. Drivers can use
819           the <function>drm_gem_vm_open</function> and
820           <function>drm_gem_vm_close</function> helper functions directly as open
821           and close handlers.
822         </para>
823         <para>
824           The fault operation handler is responsible for mapping individual pages
825           to userspace when a page fault occurs. Depending on the memory
826           allocation scheme, drivers can allocate pages at fault time, or can
827           decide to allocate memory for the GEM object at the time the object is
828           created.
829         </para>
830         <para>
831           Drivers that want to map the GEM object upfront instead of handling page
832           faults can implement their own mmap file operation handler.
833         </para>
834       </sect3>
835       <sect3>
836         <title>Memory Coherency</title>
837         <para>
838           When mapped to the device or used in a command buffer, backing pages
839           for an object are flushed to memory and marked write combined so as to
840           be coherent with the GPU. Likewise, if the CPU accesses an object
841           after the GPU has finished rendering to the object, then the object
842           must be made coherent with the CPU's view of memory, usually involving
843           GPU cache flushing of various kinds. This core CPU&lt;-&gt;GPU
844           coherency management is provided by a device-specific ioctl, which
845           evaluates an object's current domain and performs any necessary
846           flushing or synchronization to put the object into the desired
847           coherency domain (note that the object may be busy, i.e. an active
848           render target; in that case, setting the domain blocks the client and
849           waits for rendering to complete before performing any necessary
850           flushing operations).
851         </para>
852       </sect3>
853       <sect3>
854         <title>Command Execution</title>
855         <para>
856           Perhaps the most important GEM function for GPU devices is providing a
857           command execution interface to clients. Client programs construct
858           command buffers containing references to previously allocated memory
859           objects, and then submit them to GEM. At that point, GEM takes care to
860           bind all the objects into the GTT, execute the buffer, and provide
861           necessary synchronization between clients accessing the same buffers.
862           This often involves evicting some objects from the GTT and re-binding
863           others (a fairly expensive operation), and providing relocation
864           support which hides fixed GTT offsets from clients. Clients must take
865           care not to submit command buffers that reference more objects than
866           can fit in the GTT; otherwise, GEM will reject them and no rendering
867           will occur. Similarly, if several objects in the buffer require fence
868           registers to be allocated for correct rendering (e.g. 2D blits on
869           pre-965 chips), care must be taken not to require more fence registers
870           than are available to the client. Such resource management should be
871           abstracted from the client in libdrm.
872         </para>
873       </sect3>
874       <sect3>
875         <title>GEM Function Reference</title>
876 !Edrivers/gpu/drm/drm_gem.c
877       </sect3>
878       </sect2>
879       <sect2>
880         <title>VMA Offset Manager</title>
881 !Pdrivers/gpu/drm/drm_vma_manager.c vma offset manager
882 !Edrivers/gpu/drm/drm_vma_manager.c
883 !Iinclude/drm/drm_vma_manager.h
884       </sect2>
885       <sect2 id="drm-prime-support">
886         <title>PRIME Buffer Sharing</title>
887         <para>
888           PRIME is the cross device buffer sharing framework in drm, originally
889           created for the OPTIMUS range of multi-gpu platforms. To userspace
890           PRIME buffers are dma-buf based file descriptors.
891         </para>
892         <sect3>
893           <title>Overview and Driver Interface</title>
894           <para>
895             Similar to GEM global names, PRIME file descriptors are
896             also used to share buffer objects across processes. They offer
897             additional security: as file descriptors must be explicitly sent over
898             UNIX domain sockets to be shared between applications, they can't be
899             guessed like the globally unique GEM names.
900           </para>
901           <para>
902             Drivers that support the PRIME
903             API must set the DRIVER_PRIME bit in the struct
904             <structname>drm_driver</structname>
905             <structfield>driver_features</structfield> field, and implement the
906             <methodname>prime_handle_to_fd</methodname> and
907             <methodname>prime_fd_to_handle</methodname> operations.
908           </para>
909           <para>
910             <synopsis>int (*prime_handle_to_fd)(struct drm_device *dev,
911                           struct drm_file *file_priv, uint32_t handle,
912                           uint32_t flags, int *prime_fd);
913 int (*prime_fd_to_handle)(struct drm_device *dev,
914                           struct drm_file *file_priv, int prime_fd,
915                           uint32_t *handle);</synopsis>
916             Those two operations convert a handle to a PRIME file descriptor and
917             vice versa. Drivers must use the kernel dma-buf buffer sharing framework
918             to manage the PRIME file descriptors. Similar to the mode setting
919             API PRIME is agnostic to the underlying buffer object manager, as
920             long as handles are 32bit unsigned integers.
921           </para>
922           <para>
923             While non-GEM drivers must implement the operations themselves, GEM
924             drivers must use the <function>drm_gem_prime_handle_to_fd</function>
925             and <function>drm_gem_prime_fd_to_handle</function> helper functions.
926             Those helpers rely on the driver
927             <methodname>gem_prime_export</methodname> and
928             <methodname>gem_prime_import</methodname> operations to create a dma-buf
929             instance from a GEM object (dma-buf exporter role) and to create a GEM
930             object from a dma-buf instance (dma-buf importer role).
931           </para>
932           <para>
933             <synopsis>struct dma_buf * (*gem_prime_export)(struct drm_device *dev,
934                                      struct drm_gem_object *obj,
935                                      int flags);
936 struct drm_gem_object * (*gem_prime_import)(struct drm_device *dev,
937                                             struct dma_buf *dma_buf);</synopsis>
938             These two operations are mandatory for GEM drivers that support
939             PRIME.
940           </para>
941         </sect3>
942         <sect3>
943           <title>PRIME Helper Functions</title>
944 !Pdrivers/gpu/drm/drm_prime.c PRIME Helpers
945         </sect3>
946       </sect2>
947       <sect2>
948         <title>PRIME Function References</title>
949 !Edrivers/gpu/drm/drm_prime.c
950       </sect2>
951       <sect2>
952         <title>DRM MM Range Allocator</title>
953         <sect3>
954           <title>Overview</title>
955 !Pdrivers/gpu/drm/drm_mm.c Overview
956         </sect3>
957         <sect3>
958           <title>LRU Scan/Eviction Support</title>
959 !Pdrivers/gpu/drm/drm_mm.c lru scan roaster
960         </sect3>
961       </sect2>
962       <sect2>
963         <title>DRM MM Range Allocator Function References</title>
964 !Edrivers/gpu/drm/drm_mm.c
965 !Iinclude/drm/drm_mm.h
966       </sect2>
967   </sect1>
968
969   <!-- Internals: mode setting -->
970
971   <sect1 id="drm-mode-setting">
972     <title>Mode Setting</title>
973     <para>
974       Drivers must initialize the mode setting core by calling
975       <function>drm_mode_config_init</function> on the DRM device. The function
976       initializes the <structname>drm_device</structname>
977       <structfield>mode_config</structfield> field and never fails. Once done,
978       mode configuration must be setup by initializing the following fields.
979     </para>
980     <itemizedlist>
981       <listitem>
982         <synopsis>int min_width, min_height;
983 int max_width, max_height;</synopsis>
984         <para>
985           Minimum and maximum width and height of the frame buffers in pixel
986           units.
987         </para>
988       </listitem>
989       <listitem>
990         <synopsis>struct drm_mode_config_funcs *funcs;</synopsis>
991         <para>Mode setting functions.</para>
992       </listitem>
993     </itemizedlist>
994     <sect2>
995       <title>Display Modes Function Reference</title>
996 !Iinclude/drm/drm_modes.h
997 !Edrivers/gpu/drm/drm_modes.c
998     </sect2>
999     <sect2>
1000       <title>Frame Buffer Creation</title>
1001       <synopsis>struct drm_framebuffer *(*fb_create)(struct drm_device *dev,
1002                                      struct drm_file *file_priv,
1003                                      struct drm_mode_fb_cmd2 *mode_cmd);</synopsis>
1004       <para>
1005         Frame buffers are abstract memory objects that provide a source of
1006         pixels to scanout to a CRTC. Applications explicitly request the
1007         creation of frame buffers through the DRM_IOCTL_MODE_ADDFB(2) ioctls and
1008         receive an opaque handle that can be passed to the KMS CRTC control,
1009         plane configuration and page flip functions.
1010       </para>
1011       <para>
1012         Frame buffers rely on the underneath memory manager for low-level memory
1013         operations. When creating a frame buffer applications pass a memory
1014         handle (or a list of memory handles for multi-planar formats) through
1015         the <parameter>drm_mode_fb_cmd2</parameter> argument. For drivers using
1016         GEM as their userspace buffer management interface this would be a GEM
1017         handle.  Drivers are however free to use their own backing storage object
1018         handles, e.g. vmwgfx directly exposes special TTM handles to userspace
1019         and so expects TTM handles in the create ioctl and not GEM handles.
1020       </para>
1021       <para>
1022         Drivers must first validate the requested frame buffer parameters passed
1023         through the mode_cmd argument. In particular this is where invalid
1024         sizes, pixel formats or pitches can be caught.
1025       </para>
1026       <para>
1027         If the parameters are deemed valid, drivers then create, initialize and
1028         return an instance of struct <structname>drm_framebuffer</structname>.
1029         If desired the instance can be embedded in a larger driver-specific
1030         structure. Drivers must fill its <structfield>width</structfield>,
1031         <structfield>height</structfield>, <structfield>pitches</structfield>,
1032         <structfield>offsets</structfield>, <structfield>depth</structfield>,
1033         <structfield>bits_per_pixel</structfield> and
1034         <structfield>pixel_format</structfield> fields from the values passed
1035         through the <parameter>drm_mode_fb_cmd2</parameter> argument. They
1036         should call the <function>drm_helper_mode_fill_fb_struct</function>
1037         helper function to do so.
1038       </para>
1039
1040       <para>
1041         The initialization of the new framebuffer instance is finalized with a
1042         call to <function>drm_framebuffer_init</function> which takes a pointer
1043         to DRM frame buffer operations (struct
1044         <structname>drm_framebuffer_funcs</structname>). Note that this function
1045         publishes the framebuffer and so from this point on it can be accessed
1046         concurrently from other threads. Hence it must be the last step in the
1047         driver's framebuffer initialization sequence. Frame buffer operations
1048         are
1049         <itemizedlist>
1050           <listitem>
1051             <synopsis>int (*create_handle)(struct drm_framebuffer *fb,
1052                      struct drm_file *file_priv, unsigned int *handle);</synopsis>
1053             <para>
1054               Create a handle to the frame buffer underlying memory object. If
1055               the frame buffer uses a multi-plane format, the handle will
1056               reference the memory object associated with the first plane.
1057             </para>
1058             <para>
1059               Drivers call <function>drm_gem_handle_create</function> to create
1060               the handle.
1061             </para>
1062           </listitem>
1063           <listitem>
1064             <synopsis>void (*destroy)(struct drm_framebuffer *framebuffer);</synopsis>
1065             <para>
1066               Destroy the frame buffer object and frees all associated
1067               resources. Drivers must call
1068               <function>drm_framebuffer_cleanup</function> to free resources
1069               allocated by the DRM core for the frame buffer object, and must
1070               make sure to unreference all memory objects associated with the
1071               frame buffer. Handles created by the
1072               <methodname>create_handle</methodname> operation are released by
1073               the DRM core.
1074             </para>
1075           </listitem>
1076           <listitem>
1077             <synopsis>int (*dirty)(struct drm_framebuffer *framebuffer,
1078              struct drm_file *file_priv, unsigned flags, unsigned color,
1079              struct drm_clip_rect *clips, unsigned num_clips);</synopsis>
1080             <para>
1081               This optional operation notifies the driver that a region of the
1082               frame buffer has changed in response to a DRM_IOCTL_MODE_DIRTYFB
1083               ioctl call.
1084             </para>
1085           </listitem>
1086         </itemizedlist>
1087       </para>
1088       <para>
1089         The lifetime of a drm framebuffer is controlled with a reference count,
1090         drivers can grab additional references with
1091         <function>drm_framebuffer_reference</function>and drop them
1092         again with <function>drm_framebuffer_unreference</function>. For
1093         driver-private framebuffers for which the last reference is never
1094         dropped (e.g. for the fbdev framebuffer when the struct
1095         <structname>drm_framebuffer</structname> is embedded into the fbdev
1096         helper struct) drivers can manually clean up a framebuffer at module
1097         unload time with
1098         <function>drm_framebuffer_unregister_private</function>.
1099       </para>
1100     </sect2>
1101     <sect2>
1102       <title>Dumb Buffer Objects</title>
1103       <para>
1104         The KMS API doesn't standardize backing storage object creation and
1105         leaves it to driver-specific ioctls. Furthermore actually creating a
1106         buffer object even for GEM-based drivers is done through a
1107         driver-specific ioctl - GEM only has a common userspace interface for
1108         sharing and destroying objects. While not an issue for full-fledged
1109         graphics stacks that include device-specific userspace components (in
1110         libdrm for instance), this limit makes DRM-based early boot graphics
1111         unnecessarily complex.
1112       </para>
1113       <para>
1114         Dumb objects partly alleviate the problem by providing a standard
1115         API to create dumb buffers suitable for scanout, which can then be used
1116         to create KMS frame buffers.
1117       </para>
1118       <para>
1119         To support dumb objects drivers must implement the
1120         <methodname>dumb_create</methodname>,
1121         <methodname>dumb_destroy</methodname> and
1122         <methodname>dumb_map_offset</methodname> operations.
1123       </para>
1124       <itemizedlist>
1125         <listitem>
1126           <synopsis>int (*dumb_create)(struct drm_file *file_priv, struct drm_device *dev,
1127                    struct drm_mode_create_dumb *args);</synopsis>
1128           <para>
1129             The <methodname>dumb_create</methodname> operation creates a driver
1130             object (GEM or TTM handle) suitable for scanout based on the
1131             width, height and depth from the struct
1132             <structname>drm_mode_create_dumb</structname> argument. It fills the
1133             argument's <structfield>handle</structfield>,
1134             <structfield>pitch</structfield> and <structfield>size</structfield>
1135             fields with a handle for the newly created object and its line
1136             pitch and size in bytes.
1137           </para>
1138         </listitem>
1139         <listitem>
1140           <synopsis>int (*dumb_destroy)(struct drm_file *file_priv, struct drm_device *dev,
1141                     uint32_t handle);</synopsis>
1142           <para>
1143             The <methodname>dumb_destroy</methodname> operation destroys a dumb
1144             object created by <methodname>dumb_create</methodname>.
1145           </para>
1146         </listitem>
1147         <listitem>
1148           <synopsis>int (*dumb_map_offset)(struct drm_file *file_priv, struct drm_device *dev,
1149                        uint32_t handle, uint64_t *offset);</synopsis>
1150           <para>
1151             The <methodname>dumb_map_offset</methodname> operation associates an
1152             mmap fake offset with the object given by the handle and returns
1153             it. Drivers must use the
1154             <function>drm_gem_create_mmap_offset</function> function to
1155             associate the fake offset as described in
1156             <xref linkend="drm-gem-objects-mapping"/>.
1157           </para>
1158         </listitem>
1159       </itemizedlist>
1160       <para>
1161         Note that dumb objects may not be used for gpu acceleration, as has been
1162         attempted on some ARM embedded platforms. Such drivers really must have
1163         a hardware-specific ioctl to allocate suitable buffer objects.
1164       </para>
1165     </sect2>
1166     <sect2>
1167       <title>Output Polling</title>
1168       <synopsis>void (*output_poll_changed)(struct drm_device *dev);</synopsis>
1169       <para>
1170         This operation notifies the driver that the status of one or more
1171         connectors has changed. Drivers that use the fb helper can just call the
1172         <function>drm_fb_helper_hotplug_event</function> function to handle this
1173         operation.
1174       </para>
1175     </sect2>
1176     <sect2>
1177       <title>Locking</title>
1178       <para>
1179         Beside some lookup structures with their own locking (which is hidden
1180         behind the interface functions) most of the modeset state is protected
1181         by the <code>dev-&lt;mode_config.lock</code> mutex and additionally
1182         per-crtc locks to allow cursor updates, pageflips and similar operations
1183         to occur concurrently with background tasks like output detection.
1184         Operations which cross domains like a full modeset always grab all
1185         locks. Drivers there need to protect resources shared between crtcs with
1186         additional locking. They also need to be careful to always grab the
1187         relevant crtc locks if a modset functions touches crtc state, e.g. for
1188         load detection (which does only grab the <code>mode_config.lock</code>
1189         to allow concurrent screen updates on live crtcs).
1190       </para>
1191     </sect2>
1192   </sect1>
1193
1194   <!-- Internals: kms initialization and cleanup -->
1195
1196   <sect1 id="drm-kms-init">
1197     <title>KMS Initialization and Cleanup</title>
1198     <para>
1199       A KMS device is abstracted and exposed as a set of planes, CRTCs, encoders
1200       and connectors. KMS drivers must thus create and initialize all those
1201       objects at load time after initializing mode setting.
1202     </para>
1203     <sect2>
1204       <title>CRTCs (struct <structname>drm_crtc</structname>)</title>
1205       <para>
1206         A CRTC is an abstraction representing a part of the chip that contains a
1207         pointer to a scanout buffer. Therefore, the number of CRTCs available
1208         determines how many independent scanout buffers can be active at any
1209         given time. The CRTC structure contains several fields to support this:
1210         a pointer to some video memory (abstracted as a frame buffer object), a
1211         display mode, and an (x, y) offset into the video memory to support
1212         panning or configurations where one piece of video memory spans multiple
1213         CRTCs.
1214       </para>
1215       <sect3>
1216         <title>CRTC Initialization</title>
1217         <para>
1218           A KMS device must create and register at least one struct
1219           <structname>drm_crtc</structname> instance. The instance is allocated
1220           and zeroed by the driver, possibly as part of a larger structure, and
1221           registered with a call to <function>drm_crtc_init</function> with a
1222           pointer to CRTC functions.
1223         </para>
1224       </sect3>
1225       <sect3 id="drm-kms-crtcops">
1226         <title>CRTC Operations</title>
1227         <sect4>
1228           <title>Set Configuration</title>
1229           <synopsis>int (*set_config)(struct drm_mode_set *set);</synopsis>
1230           <para>
1231             Apply a new CRTC configuration to the device. The configuration
1232             specifies a CRTC, a frame buffer to scan out from, a (x,y) position in
1233             the frame buffer, a display mode and an array of connectors to drive
1234             with the CRTC if possible.
1235           </para>
1236           <para>
1237             If the frame buffer specified in the configuration is NULL, the driver
1238             must detach all encoders connected to the CRTC and all connectors
1239             attached to those encoders and disable them.
1240           </para>
1241           <para>
1242             This operation is called with the mode config lock held.
1243           </para>
1244           <note><para>
1245             Note that the drm core has no notion of restoring the mode setting
1246             state after resume, since all resume handling is in the full
1247             responsibility of the driver. The common mode setting helper library
1248             though provides a helper which can be used for this:
1249             <function>drm_helper_resume_force_mode</function>.
1250           </para></note>
1251         </sect4>
1252         <sect4>
1253           <title>Page Flipping</title>
1254           <synopsis>int (*page_flip)(struct drm_crtc *crtc, struct drm_framebuffer *fb,
1255                    struct drm_pending_vblank_event *event);</synopsis>
1256           <para>
1257             Schedule a page flip to the given frame buffer for the CRTC. This
1258             operation is called with the mode config mutex held.
1259           </para>
1260           <para>
1261             Page flipping is a synchronization mechanism that replaces the frame
1262             buffer being scanned out by the CRTC with a new frame buffer during
1263             vertical blanking, avoiding tearing. When an application requests a page
1264             flip the DRM core verifies that the new frame buffer is large enough to
1265             be scanned out by  the CRTC in the currently configured mode and then
1266             calls the CRTC <methodname>page_flip</methodname> operation with a
1267             pointer to the new frame buffer.
1268           </para>
1269           <para>
1270             The <methodname>page_flip</methodname> operation schedules a page flip.
1271             Once any pending rendering targeting the new frame buffer has
1272             completed, the CRTC will be reprogrammed to display that frame buffer
1273             after the next vertical refresh. The operation must return immediately
1274             without waiting for rendering or page flip to complete and must block
1275             any new rendering to the frame buffer until the page flip completes.
1276           </para>
1277           <para>
1278             If a page flip can be successfully scheduled the driver must set the
1279             <code>drm_crtc-&lt;fb</code> field to the new framebuffer pointed to
1280             by <code>fb</code>. This is important so that the reference counting
1281             on framebuffers stays balanced.
1282           </para>
1283           <para>
1284             If a page flip is already pending, the
1285             <methodname>page_flip</methodname> operation must return
1286             -<errorname>EBUSY</errorname>.
1287           </para>
1288           <para>
1289             To synchronize page flip to vertical blanking the driver will likely
1290             need to enable vertical blanking interrupts. It should call
1291             <function>drm_vblank_get</function> for that purpose, and call
1292             <function>drm_vblank_put</function> after the page flip completes.
1293           </para>
1294           <para>
1295             If the application has requested to be notified when page flip completes
1296             the <methodname>page_flip</methodname> operation will be called with a
1297             non-NULL <parameter>event</parameter> argument pointing to a
1298             <structname>drm_pending_vblank_event</structname> instance. Upon page
1299             flip completion the driver must call <methodname>drm_send_vblank_event</methodname>
1300             to fill in the event and send to wake up any waiting processes.
1301             This can be performed with
1302             <programlisting><![CDATA[
1303             spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1304             ...
1305             drm_send_vblank_event(dev, pipe, event);
1306             spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1307             ]]></programlisting>
1308           </para>
1309           <note><para>
1310             FIXME: Could drivers that don't need to wait for rendering to complete
1311             just add the event to <literal>dev-&gt;vblank_event_list</literal> and
1312             let the DRM core handle everything, as for "normal" vertical blanking
1313             events?
1314           </para></note>
1315           <para>
1316             While waiting for the page flip to complete, the
1317             <literal>event-&gt;base.link</literal> list head can be used freely by
1318             the driver to store the pending event in a driver-specific list.
1319           </para>
1320           <para>
1321             If the file handle is closed before the event is signaled, drivers must
1322             take care to destroy the event in their
1323             <methodname>preclose</methodname> operation (and, if needed, call
1324             <function>drm_vblank_put</function>).
1325           </para>
1326         </sect4>
1327         <sect4>
1328           <title>Miscellaneous</title>
1329           <itemizedlist>
1330             <listitem>
1331               <synopsis>void (*set_property)(struct drm_crtc *crtc,
1332                      struct drm_property *property, uint64_t value);</synopsis>
1333               <para>
1334                 Set the value of the given CRTC property to
1335                 <parameter>value</parameter>. See <xref linkend="drm-kms-properties"/>
1336                 for more information about properties.
1337               </para>
1338             </listitem>
1339             <listitem>
1340               <synopsis>void (*gamma_set)(struct drm_crtc *crtc, u16 *r, u16 *g, u16 *b,
1341                         uint32_t start, uint32_t size);</synopsis>
1342               <para>
1343                 Apply a gamma table to the device. The operation is optional.
1344               </para>
1345             </listitem>
1346             <listitem>
1347               <synopsis>void (*destroy)(struct drm_crtc *crtc);</synopsis>
1348               <para>
1349                 Destroy the CRTC when not needed anymore. See
1350                 <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1351               </para>
1352             </listitem>
1353           </itemizedlist>
1354         </sect4>
1355       </sect3>
1356     </sect2>
1357     <sect2>
1358       <title>Planes (struct <structname>drm_plane</structname>)</title>
1359       <para>
1360         A plane represents an image source that can be blended with or overlayed
1361         on top of a CRTC during the scanout process. Planes are associated with
1362         a frame buffer to crop a portion of the image memory (source) and
1363         optionally scale it to a destination size. The result is then blended
1364         with or overlayed on top of a CRTC.
1365       </para>
1366       <para>
1367       The DRM core recognizes three types of planes:
1368       <itemizedlist>
1369         <listitem>
1370         DRM_PLANE_TYPE_PRIMARY represents a "main" plane for a CRTC.  Primary
1371         planes are the planes operated upon by by CRTC modesetting and flipping
1372         operations described in <xref linkend="drm-kms-crtcops"/>.
1373         </listitem>
1374         <listitem>
1375         DRM_PLANE_TYPE_CURSOR represents a "cursor" plane for a CRTC.  Cursor
1376         planes are the planes operated upon by the DRM_IOCTL_MODE_CURSOR and
1377         DRM_IOCTL_MODE_CURSOR2 ioctls.
1378         </listitem>
1379         <listitem>
1380         DRM_PLANE_TYPE_OVERLAY represents all non-primary, non-cursor planes.
1381         Some drivers refer to these types of planes as "sprites" internally.
1382         </listitem>
1383       </itemizedlist>
1384       For compatibility with legacy userspace, only overlay planes are made
1385       available to userspace by default.  Userspace clients may set the
1386       DRM_CLIENT_CAP_UNIVERSAL_PLANES client capability bit to indicate that
1387       they wish to receive a universal plane list containing all plane types.
1388       </para>
1389       <sect3>
1390         <title>Plane Initialization</title>
1391         <para>
1392           To create a plane, a KMS drivers allocates and
1393           zeroes an instances of struct <structname>drm_plane</structname>
1394           (possibly as part of a larger structure) and registers it with a call
1395           to <function>drm_universal_plane_init</function>. The function takes a bitmask
1396           of the CRTCs that can be associated with the plane, a pointer to the
1397           plane functions, a list of format supported formats, and the type of
1398           plane (primary, cursor, or overlay) being initialized.
1399         </para>
1400         <para>
1401           Cursor and overlay planes are optional.  All drivers should provide
1402           one primary plane per CRTC (although this requirement may change in
1403           the future); drivers that do not wish to provide special handling for
1404           primary planes may make use of the helper functions described in
1405           <xref linkend="drm-kms-planehelpers"/> to create and register a
1406           primary plane with standard capabilities.
1407         </para>
1408       </sect3>
1409       <sect3>
1410         <title>Plane Operations</title>
1411         <itemizedlist>
1412           <listitem>
1413             <synopsis>int (*update_plane)(struct drm_plane *plane, struct drm_crtc *crtc,
1414                         struct drm_framebuffer *fb, int crtc_x, int crtc_y,
1415                         unsigned int crtc_w, unsigned int crtc_h,
1416                         uint32_t src_x, uint32_t src_y,
1417                         uint32_t src_w, uint32_t src_h);</synopsis>
1418             <para>
1419               Enable and configure the plane to use the given CRTC and frame buffer.
1420             </para>
1421             <para>
1422               The source rectangle in frame buffer memory coordinates is given by
1423               the <parameter>src_x</parameter>, <parameter>src_y</parameter>,
1424               <parameter>src_w</parameter> and <parameter>src_h</parameter>
1425               parameters (as 16.16 fixed point values). Devices that don't support
1426               subpixel plane coordinates can ignore the fractional part.
1427             </para>
1428             <para>
1429               The destination rectangle in CRTC coordinates is given by the
1430               <parameter>crtc_x</parameter>, <parameter>crtc_y</parameter>,
1431               <parameter>crtc_w</parameter> and <parameter>crtc_h</parameter>
1432               parameters (as integer values). Devices scale the source rectangle to
1433               the destination rectangle. If scaling is not supported, and the source
1434               rectangle size doesn't match the destination rectangle size, the
1435               driver must return a -<errorname>EINVAL</errorname> error.
1436             </para>
1437           </listitem>
1438           <listitem>
1439             <synopsis>int (*disable_plane)(struct drm_plane *plane);</synopsis>
1440             <para>
1441               Disable the plane. The DRM core calls this method in response to a
1442               DRM_IOCTL_MODE_SETPLANE ioctl call with the frame buffer ID set to 0.
1443               Disabled planes must not be processed by the CRTC.
1444             </para>
1445           </listitem>
1446           <listitem>
1447             <synopsis>void (*destroy)(struct drm_plane *plane);</synopsis>
1448             <para>
1449               Destroy the plane when not needed anymore. See
1450               <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1451             </para>
1452           </listitem>
1453         </itemizedlist>
1454       </sect3>
1455     </sect2>
1456     <sect2>
1457       <title>Encoders (struct <structname>drm_encoder</structname>)</title>
1458       <para>
1459         An encoder takes pixel data from a CRTC and converts it to a format
1460         suitable for any attached connectors. On some devices, it may be
1461         possible to have a CRTC send data to more than one encoder. In that
1462         case, both encoders would receive data from the same scanout buffer,
1463         resulting in a "cloned" display configuration across the connectors
1464         attached to each encoder.
1465       </para>
1466       <sect3>
1467         <title>Encoder Initialization</title>
1468         <para>
1469           As for CRTCs, a KMS driver must create, initialize and register at
1470           least one struct <structname>drm_encoder</structname> instance. The
1471           instance is allocated and zeroed by the driver, possibly as part of a
1472           larger structure.
1473         </para>
1474         <para>
1475           Drivers must initialize the struct <structname>drm_encoder</structname>
1476           <structfield>possible_crtcs</structfield> and
1477           <structfield>possible_clones</structfield> fields before registering the
1478           encoder. Both fields are bitmasks of respectively the CRTCs that the
1479           encoder can be connected to, and sibling encoders candidate for cloning.
1480         </para>
1481         <para>
1482           After being initialized, the encoder must be registered with a call to
1483           <function>drm_encoder_init</function>. The function takes a pointer to
1484           the encoder functions and an encoder type. Supported types are
1485           <itemizedlist>
1486             <listitem>
1487               DRM_MODE_ENCODER_DAC for VGA and analog on DVI-I/DVI-A
1488               </listitem>
1489             <listitem>
1490               DRM_MODE_ENCODER_TMDS for DVI, HDMI and (embedded) DisplayPort
1491             </listitem>
1492             <listitem>
1493               DRM_MODE_ENCODER_LVDS for display panels
1494             </listitem>
1495             <listitem>
1496               DRM_MODE_ENCODER_TVDAC for TV output (Composite, S-Video, Component,
1497               SCART)
1498             </listitem>
1499             <listitem>
1500               DRM_MODE_ENCODER_VIRTUAL for virtual machine displays
1501             </listitem>
1502           </itemizedlist>
1503         </para>
1504         <para>
1505           Encoders must be attached to a CRTC to be used. DRM drivers leave
1506           encoders unattached at initialization time. Applications (or the fbdev
1507           compatibility layer when implemented) are responsible for attaching the
1508           encoders they want to use to a CRTC.
1509         </para>
1510       </sect3>
1511       <sect3>
1512         <title>Encoder Operations</title>
1513         <itemizedlist>
1514           <listitem>
1515             <synopsis>void (*destroy)(struct drm_encoder *encoder);</synopsis>
1516             <para>
1517               Called to destroy the encoder when not needed anymore. See
1518               <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1519             </para>
1520           </listitem>
1521           <listitem>
1522             <synopsis>void (*set_property)(struct drm_plane *plane,
1523                      struct drm_property *property, uint64_t value);</synopsis>
1524             <para>
1525               Set the value of the given plane property to
1526               <parameter>value</parameter>. See <xref linkend="drm-kms-properties"/>
1527               for more information about properties.
1528             </para>
1529           </listitem>
1530         </itemizedlist>
1531       </sect3>
1532     </sect2>
1533     <sect2>
1534       <title>Connectors (struct <structname>drm_connector</structname>)</title>
1535       <para>
1536         A connector is the final destination for pixel data on a device, and
1537         usually connects directly to an external display device like a monitor
1538         or laptop panel. A connector can only be attached to one encoder at a
1539         time. The connector is also the structure where information about the
1540         attached display is kept, so it contains fields for display data, EDID
1541         data, DPMS &amp; connection status, and information about modes
1542         supported on the attached displays.
1543       </para>
1544       <sect3>
1545         <title>Connector Initialization</title>
1546         <para>
1547           Finally a KMS driver must create, initialize, register and attach at
1548           least one struct <structname>drm_connector</structname> instance. The
1549           instance is created as other KMS objects and initialized by setting the
1550           following fields.
1551         </para>
1552         <variablelist>
1553           <varlistentry>
1554             <term><structfield>interlace_allowed</structfield></term>
1555             <listitem><para>
1556               Whether the connector can handle interlaced modes.
1557             </para></listitem>
1558           </varlistentry>
1559           <varlistentry>
1560             <term><structfield>doublescan_allowed</structfield></term>
1561             <listitem><para>
1562               Whether the connector can handle doublescan.
1563             </para></listitem>
1564           </varlistentry>
1565           <varlistentry>
1566             <term><structfield>display_info
1567             </structfield></term>
1568             <listitem><para>
1569               Display information is filled from EDID information when a display
1570               is detected. For non hot-pluggable displays such as flat panels in
1571               embedded systems, the driver should initialize the
1572               <structfield>display_info</structfield>.<structfield>width_mm</structfield>
1573               and
1574               <structfield>display_info</structfield>.<structfield>height_mm</structfield>
1575               fields with the physical size of the display.
1576             </para></listitem>
1577           </varlistentry>
1578           <varlistentry>
1579             <term id="drm-kms-connector-polled"><structfield>polled</structfield></term>
1580             <listitem><para>
1581               Connector polling mode, a combination of
1582               <variablelist>
1583                 <varlistentry>
1584                   <term>DRM_CONNECTOR_POLL_HPD</term>
1585                   <listitem><para>
1586                     The connector generates hotplug events and doesn't need to be
1587                     periodically polled. The CONNECT and DISCONNECT flags must not
1588                     be set together with the HPD flag.
1589                   </para></listitem>
1590                 </varlistentry>
1591                 <varlistentry>
1592                   <term>DRM_CONNECTOR_POLL_CONNECT</term>
1593                   <listitem><para>
1594                     Periodically poll the connector for connection.
1595                   </para></listitem>
1596                 </varlistentry>
1597                 <varlistentry>
1598                   <term>DRM_CONNECTOR_POLL_DISCONNECT</term>
1599                   <listitem><para>
1600                     Periodically poll the connector for disconnection.
1601                   </para></listitem>
1602                 </varlistentry>
1603               </variablelist>
1604               Set to 0 for connectors that don't support connection status
1605               discovery.
1606             </para></listitem>
1607           </varlistentry>
1608         </variablelist>
1609         <para>
1610           The connector is then registered with a call to
1611           <function>drm_connector_init</function> with a pointer to the connector
1612           functions and a connector type, and exposed through sysfs with a call to
1613           <function>drm_connector_register</function>.
1614         </para>
1615         <para>
1616           Supported connector types are
1617           <itemizedlist>
1618             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_VGA</listitem>
1619             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DVII</listitem>
1620             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DVID</listitem>
1621             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DVIA</listitem>
1622             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_Composite</listitem>
1623             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_SVIDEO</listitem>
1624             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_LVDS</listitem>
1625             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_Component</listitem>
1626             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_9PinDIN</listitem>
1627             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DisplayPort</listitem>
1628             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_HDMIA</listitem>
1629             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_HDMIB</listitem>
1630             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_TV</listitem>
1631             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_eDP</listitem>
1632             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_VIRTUAL</listitem>
1633           </itemizedlist>
1634         </para>
1635         <para>
1636           Connectors must be attached to an encoder to be used. For devices that
1637           map connectors to encoders 1:1, the connector should be attached at
1638           initialization time with a call to
1639           <function>drm_mode_connector_attach_encoder</function>. The driver must
1640           also set the <structname>drm_connector</structname>
1641           <structfield>encoder</structfield> field to point to the attached
1642           encoder.
1643         </para>
1644         <para>
1645           Finally, drivers must initialize the connectors state change detection
1646           with a call to <function>drm_kms_helper_poll_init</function>. If at
1647           least one connector is pollable but can't generate hotplug interrupts
1648           (indicated by the DRM_CONNECTOR_POLL_CONNECT and
1649           DRM_CONNECTOR_POLL_DISCONNECT connector flags), a delayed work will
1650           automatically be queued to periodically poll for changes. Connectors
1651           that can generate hotplug interrupts must be marked with the
1652           DRM_CONNECTOR_POLL_HPD flag instead, and their interrupt handler must
1653           call <function>drm_helper_hpd_irq_event</function>. The function will
1654           queue a delayed work to check the state of all connectors, but no
1655           periodic polling will be done.
1656         </para>
1657       </sect3>
1658       <sect3>
1659         <title>Connector Operations</title>
1660         <note><para>
1661           Unless otherwise state, all operations are mandatory.
1662         </para></note>
1663         <sect4>
1664           <title>DPMS</title>
1665           <synopsis>void (*dpms)(struct drm_connector *connector, int mode);</synopsis>
1666           <para>
1667             The DPMS operation sets the power state of a connector. The mode
1668             argument is one of
1669             <itemizedlist>
1670               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_ON</para></listitem>
1671               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_STANDBY</para></listitem>
1672               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_SUSPEND</para></listitem>
1673               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_OFF</para></listitem>
1674             </itemizedlist>
1675           </para>
1676           <para>
1677             In all but DPMS_ON mode the encoder to which the connector is attached
1678             should put the display in low-power mode by driving its signals
1679             appropriately. If more than one connector is attached to the encoder
1680             care should be taken not to change the power state of other displays as
1681             a side effect. Low-power mode should be propagated to the encoders and
1682             CRTCs when all related connectors are put in low-power mode.
1683           </para>
1684         </sect4>
1685         <sect4>
1686           <title>Modes</title>
1687           <synopsis>int (*fill_modes)(struct drm_connector *connector, uint32_t max_width,
1688                       uint32_t max_height);</synopsis>
1689           <para>
1690             Fill the mode list with all supported modes for the connector. If the
1691             <parameter>max_width</parameter> and <parameter>max_height</parameter>
1692             arguments are non-zero, the implementation must ignore all modes wider
1693             than <parameter>max_width</parameter> or higher than
1694             <parameter>max_height</parameter>.
1695           </para>
1696           <para>
1697             The connector must also fill in this operation its
1698             <structfield>display_info</structfield>
1699             <structfield>width_mm</structfield> and
1700             <structfield>height_mm</structfield> fields with the connected display
1701             physical size in millimeters. The fields should be set to 0 if the value
1702             isn't known or is not applicable (for instance for projector devices).
1703           </para>
1704         </sect4>
1705         <sect4>
1706           <title>Connection Status</title>
1707           <para>
1708             The connection status is updated through polling or hotplug events when
1709             supported (see <xref linkend="drm-kms-connector-polled"/>). The status
1710             value is reported to userspace through ioctls and must not be used
1711             inside the driver, as it only gets initialized by a call to
1712             <function>drm_mode_getconnector</function> from userspace.
1713           </para>
1714           <synopsis>enum drm_connector_status (*detect)(struct drm_connector *connector,
1715                                         bool force);</synopsis>
1716           <para>
1717             Check to see if anything is attached to the connector. The
1718             <parameter>force</parameter> parameter is set to false whilst polling or
1719             to true when checking the connector due to user request.
1720             <parameter>force</parameter> can be used by the driver to avoid
1721             expensive, destructive operations during automated probing.
1722           </para>
1723           <para>
1724             Return connector_status_connected if something is connected to the
1725             connector, connector_status_disconnected if nothing is connected and
1726             connector_status_unknown if the connection state isn't known.
1727           </para>
1728           <para>
1729             Drivers should only return connector_status_connected if the connection
1730             status has really been probed as connected. Connectors that can't detect
1731             the connection status, or failed connection status probes, should return
1732             connector_status_unknown.
1733           </para>
1734         </sect4>
1735         <sect4>
1736           <title>Miscellaneous</title>
1737           <itemizedlist>
1738             <listitem>
1739               <synopsis>void (*set_property)(struct drm_connector *connector,
1740                      struct drm_property *property, uint64_t value);</synopsis>
1741               <para>
1742                 Set the value of the given connector property to
1743                 <parameter>value</parameter>. See <xref linkend="drm-kms-properties"/>
1744                 for more information about properties.
1745               </para>
1746             </listitem>
1747             <listitem>
1748               <synopsis>void (*destroy)(struct drm_connector *connector);</synopsis>
1749               <para>
1750                 Destroy the connector when not needed anymore. See
1751                 <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1752               </para>
1753             </listitem>
1754           </itemizedlist>
1755         </sect4>
1756       </sect3>
1757     </sect2>
1758     <sect2>
1759       <title>Cleanup</title>
1760       <para>
1761         The DRM core manages its objects' lifetime. When an object is not needed
1762         anymore the core calls its destroy function, which must clean up and
1763         free every resource allocated for the object. Every
1764         <function>drm_*_init</function> call must be matched with a
1765         corresponding <function>drm_*_cleanup</function> call to cleanup CRTCs
1766         (<function>drm_crtc_cleanup</function>), planes
1767         (<function>drm_plane_cleanup</function>), encoders
1768         (<function>drm_encoder_cleanup</function>) and connectors
1769         (<function>drm_connector_cleanup</function>). Furthermore, connectors
1770         that have been added to sysfs must be removed by a call to
1771         <function>drm_connector_unregister</function> before calling
1772         <function>drm_connector_cleanup</function>.
1773       </para>
1774       <para>
1775         Connectors state change detection must be cleanup up with a call to
1776         <function>drm_kms_helper_poll_fini</function>.
1777       </para>
1778     </sect2>
1779     <sect2>
1780       <title>Output discovery and initialization example</title>
1781       <programlisting><![CDATA[
1782 void intel_crt_init(struct drm_device *dev)
1783 {
1784         struct drm_connector *connector;
1785         struct intel_output *intel_output;
1786
1787         intel_output = kzalloc(sizeof(struct intel_output), GFP_KERNEL);
1788         if (!intel_output)
1789                 return;
1790
1791         connector = &intel_output->base;
1792         drm_connector_init(dev, &intel_output->base,
1793                            &intel_crt_connector_funcs, DRM_MODE_CONNECTOR_VGA);
1794
1795         drm_encoder_init(dev, &intel_output->enc, &intel_crt_enc_funcs,
1796                          DRM_MODE_ENCODER_DAC);
1797
1798         drm_mode_connector_attach_encoder(&intel_output->base,
1799                                           &intel_output->enc);
1800
1801         /* Set up the DDC bus. */
1802         intel_output->ddc_bus = intel_i2c_create(dev, GPIOA, "CRTDDC_A");
1803         if (!intel_output->ddc_bus) {
1804                 dev_printk(KERN_ERR, &dev->pdev->dev, "DDC bus registration "
1805                            "failed.\n");
1806                 return;
1807         }
1808
1809         intel_output->type = INTEL_OUTPUT_ANALOG;
1810         connector->interlace_allowed = 0;
1811         connector->doublescan_allowed = 0;
1812
1813         drm_encoder_helper_add(&intel_output->enc, &intel_crt_helper_funcs);
1814         drm_connector_helper_add(connector, &intel_crt_connector_helper_funcs);
1815
1816         drm_connector_register(connector);
1817 }]]></programlisting>
1818       <para>
1819         In the example above (taken from the i915 driver), a CRTC, connector and
1820         encoder combination is created. A device-specific i2c bus is also
1821         created for fetching EDID data and performing monitor detection. Once
1822         the process is complete, the new connector is registered with sysfs to
1823         make its properties available to applications.
1824       </para>
1825     </sect2>
1826     <sect2>
1827       <title>KMS API Functions</title>
1828 !Edrivers/gpu/drm/drm_crtc.c
1829     </sect2>
1830     <sect2>
1831       <title>KMS Locking</title>
1832 !Pdrivers/gpu/drm/drm_modeset_lock.c kms locking
1833 !Iinclude/drm/drm_modeset_lock.h
1834 !Edrivers/gpu/drm/drm_modeset_lock.c
1835     </sect2>
1836   </sect1>
1837
1838   <!-- Internals: kms helper functions -->
1839
1840   <sect1>
1841     <title>Mode Setting Helper Functions</title>
1842     <para>
1843       The plane, CRTC, encoder and connector functions provided by the drivers
1844       implement the DRM API. They're called by the DRM core and ioctl handlers
1845       to handle device state changes and configuration request. As implementing
1846       those functions often requires logic not specific to drivers, mid-layer
1847       helper functions are available to avoid duplicating boilerplate code.
1848     </para>
1849     <para>
1850       The DRM core contains one mid-layer implementation. The mid-layer provides
1851       implementations of several plane, CRTC, encoder and connector functions
1852       (called from the top of the mid-layer) that pre-process requests and call
1853       lower-level functions provided by the driver (at the bottom of the
1854       mid-layer). For instance, the
1855       <function>drm_crtc_helper_set_config</function> function can be used to
1856       fill the struct <structname>drm_crtc_funcs</structname>
1857       <structfield>set_config</structfield> field. When called, it will split
1858       the <methodname>set_config</methodname> operation in smaller, simpler
1859       operations and call the driver to handle them.
1860     </para>
1861     <para>
1862       To use the mid-layer, drivers call <function>drm_crtc_helper_add</function>,
1863       <function>drm_encoder_helper_add</function> and
1864       <function>drm_connector_helper_add</function> functions to install their
1865       mid-layer bottom operations handlers, and fill the
1866       <structname>drm_crtc_funcs</structname>,
1867       <structname>drm_encoder_funcs</structname> and
1868       <structname>drm_connector_funcs</structname> structures with pointers to
1869       the mid-layer top API functions. Installing the mid-layer bottom operation
1870       handlers is best done right after registering the corresponding KMS object.
1871     </para>
1872     <para>
1873       The mid-layer is not split between CRTC, encoder and connector operations.
1874       To use it, a driver must provide bottom functions for all of the three KMS
1875       entities.
1876     </para>
1877     <sect2>
1878       <title>Helper Functions</title>
1879       <itemizedlist>
1880         <listitem>
1881           <synopsis>int drm_crtc_helper_set_config(struct drm_mode_set *set);</synopsis>
1882           <para>
1883             The <function>drm_crtc_helper_set_config</function> helper function
1884             is a CRTC <methodname>set_config</methodname> implementation. It
1885             first tries to locate the best encoder for each connector by calling
1886             the connector <methodname>best_encoder</methodname> helper
1887             operation.
1888           </para>
1889           <para>
1890             After locating the appropriate encoders, the helper function will
1891             call the <methodname>mode_fixup</methodname> encoder and CRTC helper
1892             operations to adjust the requested mode, or reject it completely in
1893             which case an error will be returned to the application. If the new
1894             configuration after mode adjustment is identical to the current
1895             configuration the helper function will return without performing any
1896             other operation.
1897           </para>
1898           <para>
1899             If the adjusted mode is identical to the current mode but changes to
1900             the frame buffer need to be applied, the
1901             <function>drm_crtc_helper_set_config</function> function will call
1902             the CRTC <methodname>mode_set_base</methodname> helper operation. If
1903             the adjusted mode differs from the current mode, or if the
1904             <methodname>mode_set_base</methodname> helper operation is not
1905             provided, the helper function performs a full mode set sequence by
1906             calling the <methodname>prepare</methodname>,
1907             <methodname>mode_set</methodname> and
1908             <methodname>commit</methodname> CRTC and encoder helper operations,
1909             in that order.
1910           </para>
1911         </listitem>
1912         <listitem>
1913           <synopsis>void drm_helper_connector_dpms(struct drm_connector *connector, int mode);</synopsis>
1914           <para>
1915             The <function>drm_helper_connector_dpms</function> helper function
1916             is a connector <methodname>dpms</methodname> implementation that
1917             tracks power state of connectors. To use the function, drivers must
1918             provide <methodname>dpms</methodname> helper operations for CRTCs
1919             and encoders to apply the DPMS state to the device.
1920           </para>
1921           <para>
1922             The mid-layer doesn't track the power state of CRTCs and encoders.
1923             The <methodname>dpms</methodname> helper operations can thus be
1924             called with a mode identical to the currently active mode.
1925           </para>
1926         </listitem>
1927         <listitem>
1928           <synopsis>int drm_helper_probe_single_connector_modes(struct drm_connector *connector,
1929                                             uint32_t maxX, uint32_t maxY);</synopsis>
1930           <para>
1931             The <function>drm_helper_probe_single_connector_modes</function> helper
1932             function is a connector <methodname>fill_modes</methodname>
1933             implementation that updates the connection status for the connector
1934             and then retrieves a list of modes by calling the connector
1935             <methodname>get_modes</methodname> helper operation.
1936           </para>
1937           <para>
1938             The function filters out modes larger than
1939             <parameter>max_width</parameter> and <parameter>max_height</parameter>
1940             if specified. It then calls the optional connector
1941             <methodname>mode_valid</methodname> helper operation for each mode in
1942             the probed list to check whether the mode is valid for the connector.
1943           </para>
1944         </listitem>
1945       </itemizedlist>
1946     </sect2>
1947     <sect2>
1948       <title>CRTC Helper Operations</title>
1949       <itemizedlist>
1950         <listitem id="drm-helper-crtc-mode-fixup">
1951           <synopsis>bool (*mode_fixup)(struct drm_crtc *crtc,
1952                        const struct drm_display_mode *mode,
1953                        struct drm_display_mode *adjusted_mode);</synopsis>
1954           <para>
1955             Let CRTCs adjust the requested mode or reject it completely. This
1956             operation returns true if the mode is accepted (possibly after being
1957             adjusted) or false if it is rejected.
1958           </para>
1959           <para>
1960             The <methodname>mode_fixup</methodname> operation should reject the
1961             mode if it can't reasonably use it. The definition of "reasonable"
1962             is currently fuzzy in this context. One possible behaviour would be
1963             to set the adjusted mode to the panel timings when a fixed-mode
1964             panel is used with hardware capable of scaling. Another behaviour
1965             would be to accept any input mode and adjust it to the closest mode
1966             supported by the hardware (FIXME: This needs to be clarified).
1967           </para>
1968         </listitem>
1969         <listitem>
1970           <synopsis>int (*mode_set_base)(struct drm_crtc *crtc, int x, int y,
1971                      struct drm_framebuffer *old_fb)</synopsis>
1972           <para>
1973             Move the CRTC on the current frame buffer (stored in
1974             <literal>crtc-&gt;fb</literal>) to position (x,y). Any of the frame
1975             buffer, x position or y position may have been modified.
1976           </para>
1977           <para>
1978             This helper operation is optional. If not provided, the
1979             <function>drm_crtc_helper_set_config</function> function will fall
1980             back to the <methodname>mode_set</methodname> helper operation.
1981           </para>
1982           <note><para>
1983             FIXME: Why are x and y passed as arguments, as they can be accessed
1984             through <literal>crtc-&gt;x</literal> and
1985             <literal>crtc-&gt;y</literal>?
1986           </para></note>
1987         </listitem>
1988         <listitem>
1989           <synopsis>void (*prepare)(struct drm_crtc *crtc);</synopsis>
1990           <para>
1991             Prepare the CRTC for mode setting. This operation is called after
1992             validating the requested mode. Drivers use it to perform
1993             device-specific operations required before setting the new mode.
1994           </para>
1995         </listitem>
1996         <listitem>
1997           <synopsis>int (*mode_set)(struct drm_crtc *crtc, struct drm_display_mode *mode,
1998                 struct drm_display_mode *adjusted_mode, int x, int y,
1999                 struct drm_framebuffer *old_fb);</synopsis>
2000           <para>
2001             Set a new mode, position and frame buffer. Depending on the device
2002             requirements, the mode can be stored internally by the driver and
2003             applied in the <methodname>commit</methodname> operation, or
2004             programmed to the hardware immediately.
2005           </para>
2006           <para>
2007             The <methodname>mode_set</methodname> operation returns 0 on success
2008             or a negative error code if an error occurs.
2009           </para>
2010         </listitem>
2011         <listitem>
2012           <synopsis>void (*commit)(struct drm_crtc *crtc);</synopsis>
2013           <para>
2014             Commit a mode. This operation is called after setting the new mode.
2015             Upon return the device must use the new mode and be fully
2016             operational.
2017           </para>
2018         </listitem>
2019       </itemizedlist>
2020     </sect2>
2021     <sect2>
2022       <title>Encoder Helper Operations</title>
2023       <itemizedlist>
2024         <listitem>
2025           <synopsis>bool (*mode_fixup)(struct drm_encoder *encoder,
2026                        const struct drm_display_mode *mode,
2027                        struct drm_display_mode *adjusted_mode);</synopsis>
2028           <para>
2029             Let encoders adjust the requested mode or reject it completely. This
2030             operation returns true if the mode is accepted (possibly after being
2031             adjusted) or false if it is rejected. See the
2032             <link linkend="drm-helper-crtc-mode-fixup">mode_fixup CRTC helper
2033             operation</link> for an explanation of the allowed adjustments.
2034           </para>
2035         </listitem>
2036         <listitem>
2037           <synopsis>void (*prepare)(struct drm_encoder *encoder);</synopsis>
2038           <para>
2039             Prepare the encoder for mode setting. This operation is called after
2040             validating the requested mode. Drivers use it to perform
2041             device-specific operations required before setting the new mode.
2042           </para>
2043         </listitem>
2044         <listitem>
2045           <synopsis>void (*mode_set)(struct drm_encoder *encoder,
2046                  struct drm_display_mode *mode,
2047                  struct drm_display_mode *adjusted_mode);</synopsis>
2048           <para>
2049             Set a new mode. Depending on the device requirements, the mode can
2050             be stored internally by the driver and applied in the
2051             <methodname>commit</methodname> operation, or programmed to the
2052             hardware immediately.
2053           </para>
2054         </listitem>
2055         <listitem>
2056           <synopsis>void (*commit)(struct drm_encoder *encoder);</synopsis>
2057           <para>
2058             Commit a mode. This operation is called after setting the new mode.
2059             Upon return the device must use the new mode and be fully
2060             operational.
2061           </para>
2062         </listitem>
2063       </itemizedlist>
2064     </sect2>
2065     <sect2>
2066       <title>Connector Helper Operations</title>
2067       <itemizedlist>
2068         <listitem>
2069           <synopsis>struct drm_encoder *(*best_encoder)(struct drm_connector *connector);</synopsis>
2070           <para>
2071             Return a pointer to the best encoder for the connecter. Device that
2072             map connectors to encoders 1:1 simply return the pointer to the
2073             associated encoder. This operation is mandatory.
2074           </para>
2075         </listitem>
2076         <listitem>
2077           <synopsis>int (*get_modes)(struct drm_connector *connector);</synopsis>
2078           <para>
2079             Fill the connector's <structfield>probed_modes</structfield> list
2080             by parsing EDID data with <function>drm_add_edid_modes</function> or
2081             calling <function>drm_mode_probed_add</function> directly for every
2082             supported mode and return the number of modes it has detected. This
2083             operation is mandatory.
2084           </para>
2085           <para>
2086             When adding modes manually the driver creates each mode with a call to
2087             <function>drm_mode_create</function> and must fill the following fields.
2088             <itemizedlist>
2089               <listitem>
2090                 <synopsis>__u32 type;</synopsis>
2091                 <para>
2092                   Mode type bitmask, a combination of
2093                   <variablelist>
2094                     <varlistentry>
2095                       <term>DRM_MODE_TYPE_BUILTIN</term>
2096                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
2097                     </varlistentry>
2098                     <varlistentry>
2099                       <term>DRM_MODE_TYPE_CLOCK_C</term>
2100                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
2101                     </varlistentry>
2102                     <varlistentry>
2103                       <term>DRM_MODE_TYPE_CRTC_C</term>
2104                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
2105                     </varlistentry>
2106                     <varlistentry>
2107                       <term>
2108         DRM_MODE_TYPE_PREFERRED - The preferred mode for the connector
2109                       </term>
2110                       <listitem>
2111                         <para>not used?</para>
2112                       </listitem>
2113                     </varlistentry>
2114                     <varlistentry>
2115                       <term>DRM_MODE_TYPE_DEFAULT</term>
2116                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
2117                     </varlistentry>
2118                     <varlistentry>
2119                       <term>DRM_MODE_TYPE_USERDEF</term>
2120                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
2121                     </varlistentry>
2122                     <varlistentry>
2123                       <term>DRM_MODE_TYPE_DRIVER</term>
2124                       <listitem>
2125                         <para>
2126                           The mode has been created by the driver (as opposed to
2127                           to user-created modes).
2128                         </para>
2129                       </listitem>
2130                     </varlistentry>
2131                   </variablelist>
2132                   Drivers must set the DRM_MODE_TYPE_DRIVER bit for all modes they
2133                   create, and set the DRM_MODE_TYPE_PREFERRED bit for the preferred
2134                   mode.
2135                 </para>
2136               </listitem>
2137               <listitem>
2138                 <synopsis>__u32 clock;</synopsis>
2139                 <para>Pixel clock frequency in kHz unit</para>
2140               </listitem>
2141               <listitem>
2142                 <synopsis>__u16 hdisplay, hsync_start, hsync_end, htotal;
2143     __u16 vdisplay, vsync_start, vsync_end, vtotal;</synopsis>
2144                 <para>Horizontal and vertical timing information</para>
2145                 <screen><![CDATA[
2146              Active                 Front           Sync           Back
2147              Region                 Porch                          Porch
2148     <-----------------------><----------------><-------------><-------------->
2149
2150       //////////////////////|
2151      ////////////////////// |
2152     //////////////////////  |..................               ................
2153                                                _______________
2154
2155     <----- [hv]display ----->
2156     <------------- [hv]sync_start ------------>
2157     <--------------------- [hv]sync_end --------------------->
2158     <-------------------------------- [hv]total ----------------------------->
2159 ]]></screen>
2160               </listitem>
2161               <listitem>
2162                 <synopsis>__u16 hskew;
2163     __u16 vscan;</synopsis>
2164                 <para>Unknown</para>
2165               </listitem>
2166               <listitem>
2167                 <synopsis>__u32 flags;</synopsis>
2168                 <para>
2169                   Mode flags, a combination of
2170                   <variablelist>
2171                     <varlistentry>
2172                       <term>DRM_MODE_FLAG_PHSYNC</term>
2173                       <listitem><para>
2174                         Horizontal sync is active high
2175                       </para></listitem>
2176                     </varlistentry>
2177                     <varlistentry>
2178                       <term>DRM_MODE_FLAG_NHSYNC</term>
2179                       <listitem><para>
2180                         Horizontal sync is active low
2181                       </para></listitem>
2182                     </varlistentry>
2183                     <varlistentry>
2184                       <term>DRM_MODE_FLAG_PVSYNC</term>
2185                       <listitem><para>
2186                         Vertical sync is active high
2187                       </para></listitem>
2188                     </varlistentry>
2189                     <varlistentry>
2190                       <term>DRM_MODE_FLAG_NVSYNC</term>
2191                       <listitem><para>
2192                         Vertical sync is active low
2193                       </para></listitem>
2194                     </varlistentry>
2195                     <varlistentry>
2196                       <term>DRM_MODE_FLAG_INTERLACE</term>
2197                       <listitem><para>
2198                         Mode is interlaced
2199                       </para></listitem>
2200                     </varlistentry>
2201                     <varlistentry>
2202                       <term>DRM_MODE_FLAG_DBLSCAN</term>
2203                       <listitem><para>
2204                         Mode uses doublescan
2205                       </para></listitem>
2206                     </varlistentry>
2207                     <varlistentry>
2208                       <term>DRM_MODE_FLAG_CSYNC</term>
2209                       <listitem><para>
2210                         Mode uses composite sync
2211                       </para></listitem>
2212                     </varlistentry>
2213                     <varlistentry>
2214                       <term>DRM_MODE_FLAG_PCSYNC</term>
2215                       <listitem><para>
2216                         Composite sync is active high
2217                       </para></listitem>
2218                     </varlistentry>
2219                     <varlistentry>
2220                       <term>DRM_MODE_FLAG_NCSYNC</term>
2221                       <listitem><para>
2222                         Composite sync is active low
2223                       </para></listitem>
2224                     </varlistentry>
2225                     <varlistentry>
2226                       <term>DRM_MODE_FLAG_HSKEW</term>
2227                       <listitem><para>
2228                         hskew provided (not used?)
2229                       </para></listitem>
2230                     </varlistentry>
2231                     <varlistentry>
2232                       <term>DRM_MODE_FLAG_BCAST</term>
2233                       <listitem><para>
2234                         not used?
2235                       </para></listitem>
2236                     </varlistentry>
2237                     <varlistentry>
2238                       <term>DRM_MODE_FLAG_PIXMUX</term>
2239                       <listitem><para>
2240                         not used?
2241                       </para></listitem>
2242                     </varlistentry>
2243                     <varlistentry>
2244                       <term>DRM_MODE_FLAG_DBLCLK</term>
2245                       <listitem><para>
2246                         not used?
2247                       </para></listitem>
2248                     </varlistentry>
2249                     <varlistentry>
2250                       <term>DRM_MODE_FLAG_CLKDIV2</term>
2251                       <listitem><para>
2252                         ?
2253                       </para></listitem>
2254                     </varlistentry>
2255                   </variablelist>
2256                 </para>
2257                 <para>
2258                   Note that modes marked with the INTERLACE or DBLSCAN flags will be
2259                   filtered out by
2260                   <function>drm_helper_probe_single_connector_modes</function> if
2261                   the connector's <structfield>interlace_allowed</structfield> or
2262                   <structfield>doublescan_allowed</structfield> field is set to 0.
2263                 </para>
2264               </listitem>
2265               <listitem>
2266                 <synopsis>char name[DRM_DISPLAY_MODE_LEN];</synopsis>
2267                 <para>
2268                   Mode name. The driver must call
2269                   <function>drm_mode_set_name</function> to fill the mode name from
2270                   <structfield>hdisplay</structfield>,
2271                   <structfield>vdisplay</structfield> and interlace flag after
2272                   filling the corresponding fields.
2273                 </para>
2274               </listitem>
2275             </itemizedlist>
2276           </para>
2277           <para>
2278             The <structfield>vrefresh</structfield> value is computed by
2279             <function>drm_helper_probe_single_connector_modes</function>.
2280           </para>
2281           <para>
2282             When parsing EDID data, <function>drm_add_edid_modes</function> fill the
2283             connector <structfield>display_info</structfield>
2284             <structfield>width_mm</structfield> and
2285             <structfield>height_mm</structfield> fields. When creating modes
2286             manually the <methodname>get_modes</methodname> helper operation must
2287             set the <structfield>display_info</structfield>
2288             <structfield>width_mm</structfield> and
2289             <structfield>height_mm</structfield> fields if they haven't been set
2290             already (for instance at initialization time when a fixed-size panel is
2291             attached to the connector). The mode <structfield>width_mm</structfield>
2292             and <structfield>height_mm</structfield> fields are only used internally
2293             during EDID parsing and should not be set when creating modes manually.
2294           </para>
2295         </listitem>
2296         <listitem>
2297           <synopsis>int (*mode_valid)(struct drm_connector *connector,
2298                   struct drm_display_mode *mode);</synopsis>
2299           <para>
2300             Verify whether a mode is valid for the connector. Return MODE_OK for
2301             supported modes and one of the enum drm_mode_status values (MODE_*)
2302             for unsupported modes. This operation is optional.
2303           </para>
2304           <para>
2305             As the mode rejection reason is currently not used beside for
2306             immediately removing the unsupported mode, an implementation can
2307             return MODE_BAD regardless of the exact reason why the mode is not
2308             valid.
2309           </para>
2310           <note><para>
2311             Note that the <methodname>mode_valid</methodname> helper operation is
2312             only called for modes detected by the device, and
2313             <emphasis>not</emphasis> for modes set by the user through the CRTC
2314             <methodname>set_config</methodname> operation.
2315           </para></note>
2316         </listitem>
2317       </itemizedlist>
2318     </sect2>
2319     <sect2>
2320       <title>Modeset Helper Functions Reference</title>
2321 !Edrivers/gpu/drm/drm_crtc_helper.c
2322     </sect2>
2323     <sect2>
2324       <title>Output Probing Helper Functions Reference</title>
2325 !Pdrivers/gpu/drm/drm_probe_helper.c output probing helper overview
2326 !Edrivers/gpu/drm/drm_probe_helper.c
2327     </sect2>
2328     <sect2>
2329       <title>fbdev Helper Functions Reference</title>
2330 !Pdrivers/gpu/drm/drm_fb_helper.c fbdev helpers
2331 !Edrivers/gpu/drm/drm_fb_helper.c
2332 !Iinclude/drm/drm_fb_helper.h
2333     </sect2>
2334     <sect2>
2335       <title>Display Port Helper Functions Reference</title>
2336 !Pdrivers/gpu/drm/drm_dp_helper.c dp helpers
2337 !Iinclude/drm/drm_dp_helper.h
2338 !Edrivers/gpu/drm/drm_dp_helper.c
2339     </sect2>
2340     <sect2>
2341       <title>Display Port MST Helper Functions Reference</title>
2342 !Pdrivers/gpu/drm/drm_dp_mst_topology.c dp mst helper
2343 !Iinclude/drm/drm_dp_mst_helper.h
2344 !Edrivers/gpu/drm/drm_dp_mst_topology.c
2345     </sect2>
2346     <sect2>
2347       <title>EDID Helper Functions Reference</title>
2348 !Edrivers/gpu/drm/drm_edid.c
2349     </sect2>
2350     <sect2>
2351       <title>Rectangle Utilities Reference</title>
2352 !Pinclude/drm/drm_rect.h rect utils
2353 !Iinclude/drm/drm_rect.h
2354 !Edrivers/gpu/drm/drm_rect.c
2355     </sect2>
2356     <sect2>
2357       <title>Flip-work Helper Reference</title>
2358 !Pinclude/drm/drm_flip_work.h flip utils
2359 !Iinclude/drm/drm_flip_work.h
2360 !Edrivers/gpu/drm/drm_flip_work.c
2361     </sect2>
2362     <sect2>
2363       <title>HDMI Infoframes Helper Reference</title>
2364       <para>
2365         Strictly speaking this is not a DRM helper library but generally useable
2366         by any driver interfacing with HDMI outputs like v4l or alsa drivers.
2367         But it nicely fits into the overall topic of mode setting helper
2368         libraries and hence is also included here.
2369       </para>
2370 !Iinclude/linux/hdmi.h
2371 !Edrivers/video/hdmi.c
2372     </sect2>
2373     <sect2>
2374       <title id="drm-kms-planehelpers">Plane Helper Reference</title>
2375 !Edrivers/gpu/drm/drm_plane_helper.c Plane Helpers
2376     </sect2>
2377   </sect1>
2378
2379   <!-- Internals: kms properties -->
2380
2381   <sect1 id="drm-kms-properties">
2382     <title>KMS Properties</title>
2383     <para>
2384       Drivers may need to expose additional parameters to applications than
2385       those described in the previous sections. KMS supports attaching
2386       properties to CRTCs, connectors and planes and offers a userspace API to
2387       list, get and set the property values.
2388     </para>
2389     <para>
2390       Properties are identified by a name that uniquely defines the property
2391       purpose, and store an associated value. For all property types except blob
2392       properties the value is a 64-bit unsigned integer.
2393     </para>
2394     <para>
2395       KMS differentiates between properties and property instances. Drivers
2396       first create properties and then create and associate individual instances
2397       of those properties to objects. A property can be instantiated multiple
2398       times and associated with different objects. Values are stored in property
2399       instances, and all other property information are stored in the property
2400       and shared between all instances of the property.
2401     </para>
2402     <para>
2403       Every property is created with a type that influences how the KMS core
2404       handles the property. Supported property types are
2405       <variablelist>
2406         <varlistentry>
2407           <term>DRM_MODE_PROP_RANGE</term>
2408           <listitem><para>Range properties report their minimum and maximum
2409             admissible values. The KMS core verifies that values set by
2410             application fit in that range.</para></listitem>
2411         </varlistentry>
2412         <varlistentry>
2413           <term>DRM_MODE_PROP_ENUM</term>
2414           <listitem><para>Enumerated properties take a numerical value that
2415             ranges from 0 to the number of enumerated values defined by the
2416             property minus one, and associate a free-formed string name to each
2417             value. Applications can retrieve the list of defined value-name pairs
2418             and use the numerical value to get and set property instance values.
2419             </para></listitem>
2420         </varlistentry>
2421         <varlistentry>
2422           <term>DRM_MODE_PROP_BITMASK</term>
2423           <listitem><para>Bitmask properties are enumeration properties that
2424             additionally restrict all enumerated values to the 0..63 range.
2425             Bitmask property instance values combine one or more of the
2426             enumerated bits defined by the property.</para></listitem>
2427         </varlistentry>
2428         <varlistentry>
2429           <term>DRM_MODE_PROP_BLOB</term>
2430           <listitem><para>Blob properties store a binary blob without any format
2431             restriction. The binary blobs are created as KMS standalone objects,
2432             and blob property instance values store the ID of their associated
2433             blob object.</para>
2434             <para>Blob properties are only used for the connector EDID property
2435             and cannot be created by drivers.</para></listitem>
2436         </varlistentry>
2437       </variablelist>
2438     </para>
2439     <para>
2440       To create a property drivers call one of the following functions depending
2441       on the property type. All property creation functions take property flags
2442       and name, as well as type-specific arguments.
2443       <itemizedlist>
2444         <listitem>
2445           <synopsis>struct drm_property *drm_property_create_range(struct drm_device *dev, int flags,
2446                                                const char *name,
2447                                                uint64_t min, uint64_t max);</synopsis>
2448           <para>Create a range property with the given minimum and maximum
2449             values.</para>
2450         </listitem>
2451         <listitem>
2452           <synopsis>struct drm_property *drm_property_create_enum(struct drm_device *dev, int flags,
2453                                               const char *name,
2454                                               const struct drm_prop_enum_list *props,
2455                                               int num_values);</synopsis>
2456           <para>Create an enumerated property. The <parameter>props</parameter>
2457             argument points to an array of <parameter>num_values</parameter>
2458             value-name pairs.</para>
2459         </listitem>
2460         <listitem>
2461           <synopsis>struct drm_property *drm_property_create_bitmask(struct drm_device *dev,
2462                                                  int flags, const char *name,
2463                                                  const struct drm_prop_enum_list *props,
2464                                                  int num_values);</synopsis>
2465           <para>Create a bitmask property. The <parameter>props</parameter>
2466             argument points to an array of <parameter>num_values</parameter>
2467             value-name pairs.</para>
2468         </listitem>
2469       </itemizedlist>
2470     </para>
2471     <para>
2472       Properties can additionally be created as immutable, in which case they
2473       will be read-only for applications but can be modified by the driver. To
2474       create an immutable property drivers must set the DRM_MODE_PROP_IMMUTABLE
2475       flag at property creation time.
2476     </para>
2477     <para>
2478       When no array of value-name pairs is readily available at property
2479       creation time for enumerated or range properties, drivers can create
2480       the property using the <function>drm_property_create</function> function
2481       and manually add enumeration value-name pairs by calling the
2482       <function>drm_property_add_enum</function> function. Care must be taken to
2483       properly specify the property type through the <parameter>flags</parameter>
2484       argument.
2485     </para>
2486     <para>
2487       After creating properties drivers can attach property instances to CRTC,
2488       connector and plane objects by calling the
2489       <function>drm_object_attach_property</function>. The function takes a
2490       pointer to the target object, a pointer to the previously created property
2491       and an initial instance value.
2492     </para>
2493     <sect2>
2494         <title>Existing KMS Properties</title>
2495         <para>
2496         The following table gives description of drm properties exposed by various
2497         modules/drivers.
2498         </para>
2499         <table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0">
2500         <tbody>
2501         <tr style="font-weight: bold;">
2502         <td valign="top" >Owner Module/Drivers</td>
2503         <td valign="top" >Group</td>
2504         <td valign="top" >Property Name</td>
2505         <td valign="top" >Type</td>
2506         <td valign="top" >Property Values</td>
2507         <td valign="top" >Object attached</td>
2508         <td valign="top" >Description/Restrictions</td>
2509         </tr>
2510         <tr>
2511         <td rowspan="21" valign="top" >DRM</td>
2512         <td rowspan="2" valign="top" >Generic</td>
2513         <td valign="top" >“EDID”</td>
2514         <td valign="top" >BLOB | IMMUTABLE</td>
2515         <td valign="top" >0</td>
2516         <td valign="top" >Connector</td>
2517         <td valign="top" >Contains id of edid blob ptr object.</td>
2518         </tr>
2519         <tr>
2520         <td valign="top" >“DPMS”</td>
2521         <td valign="top" >ENUM</td>
2522         <td valign="top" >{ “On”, “Standby”, “Suspend”, “Off” }</td>
2523         <td valign="top" >Connector</td>
2524         <td valign="top" >Contains DPMS operation mode value.</td>
2525         </tr>
2526         <tr>
2527         <td rowspan="1" valign="top" >Plane</td>
2528         <td valign="top" >“type”</td>
2529         <td valign="top" >ENUM | IMMUTABLE</td>
2530         <td valign="top" >{ "Overlay", "Primary", "Cursor" }</td>
2531         <td valign="top" >Plane</td>
2532         <td valign="top" >Plane type</td>
2533         </tr>
2534         <tr>
2535         <td rowspan="2" valign="top" >DVI-I</td>
2536         <td valign="top" >“subconnector”</td>
2537         <td valign="top" >ENUM</td>
2538         <td valign="top" >{ “Unknown”, “DVI-D”, “DVI-A” }</td>
2539         <td valign="top" >Connector</td>
2540         <td valign="top" >TBD</td>
2541         </tr>
2542         <tr>
2543         <td valign="top" >“select subconnector”</td>
2544         <td valign="top" >ENUM</td>
2545         <td valign="top" >{ “Automatic”, “DVI-D”, “DVI-A” }</td>
2546         <td valign="top" >Connector</td>
2547         <td valign="top" >TBD</td>
2548         </tr>
2549         <tr>
2550         <td rowspan="13" valign="top" >TV</td>
2551         <td valign="top" >“subconnector”</td>
2552         <td valign="top" >ENUM</td>
2553         <td valign="top" >{ "Unknown", "Composite", "SVIDEO", "Component", "SCART" }</td>
2554         <td valign="top" >Connector</td>
2555         <td valign="top" >TBD</td>
2556         </tr>
2557         <tr>
2558         <td valign="top" >“select subconnector”</td>
2559         <td valign="top" >ENUM</td>
2560         <td valign="top" >{ "Automatic", "Composite", "SVIDEO", "Component", "SCART" }</td>
2561         <td valign="top" >Connector</td>
2562         <td valign="top" >TBD</td>
2563         </tr>
2564         <tr>
2565         <td valign="top" >“mode”</td>
2566         <td valign="top" >ENUM</td>
2567         <td valign="top" >{ "NTSC_M", "NTSC_J", "NTSC_443", "PAL_B" } etc.</td>
2568         <td valign="top" >Connector</td>
2569         <td valign="top" >TBD</td>
2570         </tr>
2571         <tr>
2572         <td valign="top" >“left margin”</td>
2573         <td valign="top" >RANGE</td>
2574         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2575         <td valign="top" >Connector</td>
2576         <td valign="top" >TBD</td>
2577         </tr>
2578         <tr>
2579         <td valign="top" >“right margin”</td>
2580         <td valign="top" >RANGE</td>
2581         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2582         <td valign="top" >Connector</td>
2583         <td valign="top" >TBD</td>
2584         </tr>
2585         <tr>
2586         <td valign="top" >“top margin”</td>
2587         <td valign="top" >RANGE</td>
2588         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2589         <td valign="top" >Connector</td>
2590         <td valign="top" >TBD</td>
2591         </tr>
2592         <tr>
2593         <td valign="top" >“bottom margin”</td>
2594         <td valign="top" >RANGE</td>
2595         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2596         <td valign="top" >Connector</td>
2597         <td valign="top" >TBD</td>
2598         </tr>
2599         <tr>
2600         <td valign="top" >“brightness”</td>
2601         <td valign="top" >RANGE</td>
2602         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2603         <td valign="top" >Connector</td>
2604         <td valign="top" >TBD</td>
2605         </tr>
2606         <tr>
2607         <td valign="top" >“contrast”</td>
2608         <td valign="top" >RANGE</td>
2609         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2610         <td valign="top" >Connector</td>
2611         <td valign="top" >TBD</td>
2612         </tr>
2613         <tr>
2614         <td valign="top" >“flicker reduction”</td>
2615         <td valign="top" >RANGE</td>
2616         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2617         <td valign="top" >Connector</td>
2618         <td valign="top" >TBD</td>
2619         </tr>
2620         <tr>
2621         <td valign="top" >“overscan”</td>
2622         <td valign="top" >RANGE</td>
2623         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2624         <td valign="top" >Connector</td>
2625         <td valign="top" >TBD</td>
2626         </tr>
2627         <tr>
2628         <td valign="top" >“saturation”</td>
2629         <td valign="top" >RANGE</td>
2630         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2631         <td valign="top" >Connector</td>
2632         <td valign="top" >TBD</td>
2633         </tr>
2634         <tr>
2635         <td valign="top" >“hue”</td>
2636         <td valign="top" >RANGE</td>
2637         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2638         <td valign="top" >Connector</td>
2639         <td valign="top" >TBD</td>
2640         </tr>
2641         <tr>
2642         <td rowspan="3" valign="top" >Optional</td>
2643         <td valign="top" >“scaling mode”</td>
2644         <td valign="top" >ENUM</td>
2645         <td valign="top" >{ "None", "Full", "Center", "Full aspect" }</td>
2646         <td valign="top" >Connector</td>
2647         <td valign="top" >TBD</td>
2648         </tr>
2649         <tr>
2650         <td valign="top" >"aspect ratio"</td>
2651         <td valign="top" >ENUM</td>
2652         <td valign="top" >{ "None", "4:3", "16:9" }</td>
2653         <td valign="top" >Connector</td>
2654         <td valign="top" >DRM property to set aspect ratio from user space app.
2655                 This enum is made generic to allow addition of custom aspect
2656                 ratios.</td>
2657         </tr>
2658         <tr>
2659         <td valign="top" >“dirty”</td>
2660         <td valign="top" >ENUM | IMMUTABLE</td>
2661         <td valign="top" >{ "Off", "On", "Annotate" }</td>
2662         <td valign="top" >Connector</td>
2663         <td valign="top" >TBD</td>
2664         </tr>
2665         <tr>
2666         <td rowspan="21" valign="top" >i915</td>
2667         <td rowspan="2" valign="top" >Generic</td>
2668         <td valign="top" >"Broadcast RGB"</td>
2669         <td valign="top" >ENUM</td>
2670         <td valign="top" >{ "Automatic", "Full", "Limited 16:235" }</td>
2671         <td valign="top" >Connector</td>
2672         <td valign="top" >TBD</td>
2673         </tr>
2674         <tr>
2675         <td valign="top" >“audio”</td>
2676         <td valign="top" >ENUM</td>
2677         <td valign="top" >{ "force-dvi", "off", "auto", "on" }</td>
2678         <td valign="top" >Connector</td>
2679         <td valign="top" >TBD</td>
2680         </tr>
2681         <tr>
2682         <td rowspan="1" valign="top" >Plane</td>
2683         <td valign="top" >“rotation”</td>
2684         <td valign="top" >BITMASK</td>
2685         <td valign="top" >{ 0, "rotate-0" }, { 2, "rotate-180" }</td>
2686         <td valign="top" >Plane</td>
2687         <td valign="top" >TBD</td>
2688         </tr>
2689         <tr>
2690         <td rowspan="17" valign="top" >SDVO-TV</td>
2691         <td valign="top" >“mode”</td>
2692         <td valign="top" >ENUM</td>
2693         <td valign="top" >{ "NTSC_M", "NTSC_J", "NTSC_443", "PAL_B" } etc.</td>
2694         <td valign="top" >Connector</td>
2695         <td valign="top" >TBD</td>
2696         </tr>
2697         <tr>
2698         <td valign="top" >"left_margin"</td>
2699         <td valign="top" >RANGE</td>
2700         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2701         <td valign="top" >Connector</td>
2702         <td valign="top" >TBD</td>
2703         </tr>
2704         <tr>
2705         <td valign="top" >"right_margin"</td>
2706         <td valign="top" >RANGE</td>
2707         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2708         <td valign="top" >Connector</td>
2709         <td valign="top" >TBD</td>
2710         </tr>
2711         <tr>
2712         <td valign="top" >"top_margin"</td>
2713         <td valign="top" >RANGE</td>
2714         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2715         <td valign="top" >Connector</td>
2716         <td valign="top" >TBD</td>
2717         </tr>
2718         <tr>
2719         <td valign="top" >"bottom_margin"</td>
2720         <td valign="top" >RANGE</td>
2721         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2722         <td valign="top" >Connector</td>
2723         <td valign="top" >TBD</td>
2724         </tr>
2725         <tr>
2726         <td valign="top" >“hpos”</td>
2727         <td valign="top" >RANGE</td>
2728         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2729         <td valign="top" >Connector</td>
2730         <td valign="top" >TBD</td>
2731         </tr>
2732         <tr>
2733         <td valign="top" >“vpos”</td>
2734         <td valign="top" >RANGE</td>
2735         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2736         <td valign="top" >Connector</td>
2737         <td valign="top" >TBD</td>
2738         </tr>
2739         <tr>
2740         <td valign="top" >“contrast”</td>
2741         <td valign="top" >RANGE</td>
2742         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2743         <td valign="top" >Connector</td>
2744         <td valign="top" >TBD</td>
2745         </tr>
2746         <tr>
2747         <td valign="top" >“saturation”</td>
2748         <td valign="top" >RANGE</td>
2749         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2750         <td valign="top" >Connector</td>
2751         <td valign="top" >TBD</td>
2752         </tr>
2753         <tr>
2754         <td valign="top" >“hue”</td>
2755         <td valign="top" >RANGE</td>
2756         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2757         <td valign="top" >Connector</td>
2758         <td valign="top" >TBD</td>
2759         </tr>
2760         <tr>
2761         <td valign="top" >“sharpness”</td>
2762         <td valign="top" >RANGE</td>
2763         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2764         <td valign="top" >Connector</td>
2765         <td valign="top" >TBD</td>
2766         </tr>
2767         <tr>
2768         <td valign="top" >“flicker_filter”</td>
2769         <td valign="top" >RANGE</td>
2770         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2771         <td valign="top" >Connector</td>
2772         <td valign="top" >TBD</td>
2773         </tr>
2774         <tr>
2775         <td valign="top" >“flicker_filter_adaptive”</td>
2776         <td valign="top" >RANGE</td>
2777         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2778         <td valign="top" >Connector</td>
2779         <td valign="top" >TBD</td>
2780         </tr>
2781         <tr>
2782         <td valign="top" >“flicker_filter_2d”</td>
2783         <td valign="top" >RANGE</td>
2784         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2785         <td valign="top" >Connector</td>
2786         <td valign="top" >TBD</td>
2787         </tr>
2788         <tr>
2789         <td valign="top" >“tv_chroma_filter”</td>
2790         <td valign="top" >RANGE</td>
2791         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2792         <td valign="top" >Connector</td>
2793         <td valign="top" >TBD</td>
2794         </tr>
2795         <tr>
2796         <td valign="top" >“tv_luma_filter”</td>
2797         <td valign="top" >RANGE</td>
2798         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2799         <td valign="top" >Connector</td>
2800         <td valign="top" >TBD</td>
2801         </tr>
2802         <tr>
2803         <td valign="top" >“dot_crawl”</td>
2804         <td valign="top" >RANGE</td>
2805         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
2806         <td valign="top" >Connector</td>
2807         <td valign="top" >TBD</td>
2808         </tr>
2809         <tr>
2810         <td valign="top" >SDVO-TV/LVDS</td>
2811         <td valign="top" >“brightness”</td>
2812         <td valign="top" >RANGE</td>
2813         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2814         <td valign="top" >Connector</td>
2815         <td valign="top" >TBD</td>
2816         </tr>
2817         <tr>
2818         <td rowspan="2" valign="top" >CDV gma-500</td>
2819         <td rowspan="2" valign="top" >Generic</td>
2820         <td valign="top" >"Broadcast RGB"</td>
2821         <td valign="top" >ENUM</td>
2822         <td valign="top" >{ “Full”, “Limited 16:235” }</td>
2823         <td valign="top" >Connector</td>
2824         <td valign="top" >TBD</td>
2825         </tr>
2826         <tr>
2827         <td valign="top" >"Broadcast RGB"</td>
2828         <td valign="top" >ENUM</td>
2829         <td valign="top" >{ “off”, “auto”, “on” }</td>
2830         <td valign="top" >Connector</td>
2831         <td valign="top" >TBD</td>
2832         </tr>
2833         <tr>
2834         <td rowspan="19" valign="top" >Poulsbo</td>
2835         <td rowspan="1" valign="top" >Generic</td>
2836         <td valign="top" >“backlight”</td>
2837         <td valign="top" >RANGE</td>
2838         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2839         <td valign="top" >Connector</td>
2840         <td valign="top" >TBD</td>
2841         </tr>
2842         <tr>
2843         <td rowspan="17" valign="top" >SDVO-TV</td>
2844         <td valign="top" >“mode”</td>
2845         <td valign="top" >ENUM</td>
2846         <td valign="top" >{ "NTSC_M", "NTSC_J", "NTSC_443", "PAL_B" } etc.</td>
2847         <td valign="top" >Connector</td>
2848         <td valign="top" >TBD</td>
2849         </tr>
2850         <tr>
2851         <td valign="top" >"left_margin"</td>
2852         <td valign="top" >RANGE</td>
2853         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2854         <td valign="top" >Connector</td>
2855         <td valign="top" >TBD</td>
2856         </tr>
2857         <tr>
2858         <td valign="top" >"right_margin"</td>
2859         <td valign="top" >RANGE</td>
2860         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2861         <td valign="top" >Connector</td>
2862         <td valign="top" >TBD</td>
2863         </tr>
2864         <tr>
2865         <td valign="top" >"top_margin"</td>
2866         <td valign="top" >RANGE</td>
2867         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2868         <td valign="top" >Connector</td>
2869         <td valign="top" >TBD</td>
2870         </tr>
2871         <tr>
2872         <td valign="top" >"bottom_margin"</td>
2873         <td valign="top" >RANGE</td>
2874         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2875         <td valign="top" >Connector</td>
2876         <td valign="top" >TBD</td>
2877         </tr>
2878         <tr>
2879         <td valign="top" >“hpos”</td>
2880         <td valign="top" >RANGE</td>
2881         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2882         <td valign="top" >Connector</td>
2883         <td valign="top" >TBD</td>
2884         </tr>
2885         <tr>
2886         <td valign="top" >“vpos”</td>
2887         <td valign="top" >RANGE</td>
2888         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2889         <td valign="top" >Connector</td>
2890         <td valign="top" >TBD</td>
2891         </tr>
2892         <tr>
2893         <td valign="top" >“contrast”</td>
2894         <td valign="top" >RANGE</td>
2895         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2896         <td valign="top" >Connector</td>
2897         <td valign="top" >TBD</td>
2898         </tr>
2899         <tr>
2900         <td valign="top" >“saturation”</td>
2901         <td valign="top" >RANGE</td>
2902         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2903         <td valign="top" >Connector</td>
2904         <td valign="top" >TBD</td>
2905         </tr>
2906         <tr>
2907         <td valign="top" >“hue”</td>
2908         <td valign="top" >RANGE</td>
2909         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2910         <td valign="top" >Connector</td>
2911         <td valign="top" >TBD</td>
2912         </tr>
2913         <tr>
2914         <td valign="top" >“sharpness”</td>
2915         <td valign="top" >RANGE</td>
2916         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2917         <td valign="top" >Connector</td>
2918         <td valign="top" >TBD</td>
2919         </tr>
2920         <tr>
2921         <td valign="top" >“flicker_filter”</td>
2922         <td valign="top" >RANGE</td>
2923         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2924         <td valign="top" >Connector</td>
2925         <td valign="top" >TBD</td>
2926         </tr>
2927         <tr>
2928         <td valign="top" >“flicker_filter_adaptive”</td>
2929         <td valign="top" >RANGE</td>
2930         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2931         <td valign="top" >Connector</td>
2932         <td valign="top" >TBD</td>
2933         </tr>
2934         <tr>
2935         <td valign="top" >“flicker_filter_2d”</td>
2936         <td valign="top" >RANGE</td>
2937         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2938         <td valign="top" >Connector</td>
2939         <td valign="top" >TBD</td>
2940         </tr>
2941         <tr>
2942         <td valign="top" >“tv_chroma_filter”</td>
2943         <td valign="top" >RANGE</td>
2944         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2945         <td valign="top" >Connector</td>
2946         <td valign="top" >TBD</td>
2947         </tr>
2948         <tr>
2949         <td valign="top" >“tv_luma_filter”</td>
2950         <td valign="top" >RANGE</td>
2951         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2952         <td valign="top" >Connector</td>
2953         <td valign="top" >TBD</td>
2954         </tr>
2955         <tr>
2956         <td valign="top" >“dot_crawl”</td>
2957         <td valign="top" >RANGE</td>
2958         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
2959         <td valign="top" >Connector</td>
2960         <td valign="top" >TBD</td>
2961         </tr>
2962         <tr>
2963         <td valign="top" >SDVO-TV/LVDS</td>
2964         <td valign="top" >“brightness”</td>
2965         <td valign="top" >RANGE</td>
2966         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2967         <td valign="top" >Connector</td>
2968         <td valign="top" >TBD</td>
2969         </tr>
2970         <tr>
2971         <td rowspan="11" valign="top" >armada</td>
2972         <td rowspan="2" valign="top" >CRTC</td>
2973         <td valign="top" >"CSC_YUV"</td>
2974         <td valign="top" >ENUM</td>
2975         <td valign="top" >{ "Auto" , "CCIR601", "CCIR709" }</td>
2976         <td valign="top" >CRTC</td>
2977         <td valign="top" >TBD</td>
2978         </tr>
2979         <tr>
2980         <td valign="top" >"CSC_RGB"</td>
2981         <td valign="top" >ENUM</td>
2982         <td valign="top" >{ "Auto", "Computer system", "Studio" }</td>
2983         <td valign="top" >CRTC</td>
2984         <td valign="top" >TBD</td>
2985         </tr>
2986         <tr>
2987         <td rowspan="9" valign="top" >Overlay</td>
2988         <td valign="top" >"colorkey"</td>
2989         <td valign="top" >RANGE</td>
2990         <td valign="top" >Min=0, Max=0xffffff</td>
2991         <td valign="top" >Plane</td>
2992         <td valign="top" >TBD</td>
2993         </tr>
2994         <tr>
2995         <td valign="top" >"colorkey_min"</td>
2996         <td valign="top" >RANGE</td>
2997         <td valign="top" >Min=0, Max=0xffffff</td>
2998         <td valign="top" >Plane</td>
2999         <td valign="top" >TBD</td>
3000         </tr>
3001         <tr>
3002         <td valign="top" >"colorkey_max"</td>
3003         <td valign="top" >RANGE</td>
3004         <td valign="top" >Min=0, Max=0xffffff</td>
3005         <td valign="top" >Plane</td>
3006         <td valign="top" >TBD</td>
3007         </tr>
3008         <tr>
3009         <td valign="top" >"colorkey_val"</td>
3010         <td valign="top" >RANGE</td>
3011         <td valign="top" >Min=0, Max=0xffffff</td>
3012         <td valign="top" >Plane</td>
3013         <td valign="top" >TBD</td>
3014         </tr>
3015         <tr>
3016         <td valign="top" >"colorkey_alpha"</td>
3017         <td valign="top" >RANGE</td>
3018         <td valign="top" >Min=0, Max=0xffffff</td>
3019         <td valign="top" >Plane</td>
3020         <td valign="top" >TBD</td>
3021         </tr>
3022         <tr>
3023         <td valign="top" >"colorkey_mode"</td>
3024         <td valign="top" >ENUM</td>
3025         <td valign="top" >{ "disabled", "Y component", "U component"
3026         , "V component", "RGB", “R component", "G component", "B component" }</td>
3027         <td valign="top" >Plane</td>
3028         <td valign="top" >TBD</td>
3029         </tr>
3030         <tr>
3031         <td valign="top" >"brightness"</td>
3032         <td valign="top" >RANGE</td>
3033         <td valign="top" >Min=0, Max=256 + 255</td>
3034         <td valign="top" >Plane</td>
3035         <td valign="top" >TBD</td>
3036         </tr>
3037         <tr>
3038         <td valign="top" >"contrast"</td>
3039         <td valign="top" >RANGE</td>
3040         <td valign="top" >Min=0, Max=0x7fff</td>
3041         <td valign="top" >Plane</td>
3042         <td valign="top" >TBD</td>
3043         </tr>
3044         <tr>
3045         <td valign="top" >"saturation"</td>
3046         <td valign="top" >RANGE</td>
3047         <td valign="top" >Min=0, Max=0x7fff</td>
3048         <td valign="top" >Plane</td>
3049         <td valign="top" >TBD</td>
3050         </tr>
3051         <tr>
3052         <td rowspan="2" valign="top" >exynos</td>
3053         <td valign="top" >CRTC</td>
3054         <td valign="top" >“mode”</td>
3055         <td valign="top" >ENUM</td>
3056         <td valign="top" >{ "normal", "blank" }</td>
3057         <td valign="top" >CRTC</td>
3058         <td valign="top" >TBD</td>
3059         </tr>
3060         <tr>
3061         <td valign="top" >Overlay</td>
3062         <td valign="top" >“zpos”</td>
3063         <td valign="top" >RANGE</td>
3064         <td valign="top" >Min=0, Max=MAX_PLANE-1</td>
3065         <td valign="top" >Plane</td>
3066         <td valign="top" >TBD</td>
3067         </tr>
3068         <tr>
3069         <td rowspan="2" valign="top" >i2c/ch7006_drv</td>
3070         <td valign="top" >Generic</td>
3071         <td valign="top" >“scale”</td>
3072         <td valign="top" >RANGE</td>
3073         <td valign="top" >Min=0, Max=2</td>
3074         <td valign="top" >Connector</td>
3075         <td valign="top" >TBD</td>
3076         </tr>
3077         <tr>
3078         <td rowspan="1" valign="top" >TV</td>
3079         <td valign="top" >“mode”</td>
3080         <td valign="top" >ENUM</td>
3081         <td valign="top" >{ "PAL", "PAL-M","PAL-N"}, ”PAL-Nc"
3082         , "PAL-60", "NTSC-M", "NTSC-J" }</td>
3083         <td valign="top" >Connector</td>
3084         <td valign="top" >TBD</td>
3085         </tr>
3086         <tr>
3087         <td rowspan="15" valign="top" >nouveau</td>
3088         <td rowspan="6" valign="top" >NV10 Overlay</td>
3089         <td valign="top" >"colorkey"</td>
3090         <td valign="top" >RANGE</td>
3091         <td valign="top" >Min=0, Max=0x01ffffff</td>
3092         <td valign="top" >Plane</td>
3093         <td valign="top" >TBD</td>
3094         </tr>
3095         <tr>
3096         <td valign="top" >“contrast”</td>
3097         <td valign="top" >RANGE</td>
3098         <td valign="top" >Min=0, Max=8192-1</td>
3099         <td valign="top" >Plane</td>
3100         <td valign="top" >TBD</td>
3101         </tr>
3102         <tr>
3103         <td valign="top" >“brightness”</td>
3104         <td valign="top" >RANGE</td>
3105         <td valign="top" >Min=0, Max=1024</td>
3106         <td valign="top" >Plane</td>
3107         <td valign="top" >TBD</td>
3108         </tr>
3109         <tr>
3110         <td valign="top" >“hue”</td>
3111         <td valign="top" >RANGE</td>
3112         <td valign="top" >Min=0, Max=359</td>
3113         <td valign="top" >Plane</td>
3114         <td valign="top" >TBD</td>
3115         </tr>
3116         <tr>
3117         <td valign="top" >“saturation”</td>
3118         <td valign="top" >RANGE</td>
3119         <td valign="top" >Min=0, Max=8192-1</td>
3120         <td valign="top" >Plane</td>
3121         <td valign="top" >TBD</td>
3122         </tr>
3123         <tr>
3124         <td valign="top" >“iturbt_709”</td>
3125         <td valign="top" >RANGE</td>
3126         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
3127         <td valign="top" >Plane</td>
3128         <td valign="top" >TBD</td>
3129         </tr>
3130         <tr>
3131         <td rowspan="2" valign="top" >Nv04 Overlay</td>
3132         <td valign="top" >“colorkey”</td>
3133         <td valign="top" >RANGE</td>
3134         <td valign="top" >Min=0, Max=0x01ffffff</td>
3135         <td valign="top" >Plane</td>
3136         <td valign="top" >TBD</td>
3137         </tr>
3138         <tr>
3139         <td valign="top" >“brightness”</td>
3140         <td valign="top" >RANGE</td>
3141         <td valign="top" >Min=0, Max=1024</td>
3142         <td valign="top" >Plane</td>
3143         <td valign="top" >TBD</td>
3144         </tr>
3145         <tr>
3146         <td rowspan="7" valign="top" >Display</td>
3147         <td valign="top" >“dithering mode”</td>
3148         <td valign="top" >ENUM</td>
3149         <td valign="top" >{ "auto", "off", "on" }</td>
3150         <td valign="top" >Connector</td>
3151         <td valign="top" >TBD</td>
3152         </tr>
3153         <tr>
3154         <td valign="top" >“dithering depth”</td>
3155         <td valign="top" >ENUM</td>
3156         <td valign="top" >{ "auto", "off", "on", "static 2x2", "dynamic 2x2", "temporal" }</td>
3157         <td valign="top" >Connector</td>
3158         <td valign="top" >TBD</td>
3159         </tr>
3160         <tr>
3161         <td valign="top" >“underscan”</td>
3162         <td valign="top" >ENUM</td>
3163         <td valign="top" >{ "auto", "6 bpc", "8 bpc" }</td>
3164         <td valign="top" >Connector</td>
3165         <td valign="top" >TBD</td>
3166         </tr>
3167         <tr>
3168         <td valign="top" >“underscan hborder”</td>
3169         <td valign="top" >RANGE</td>
3170         <td valign="top" >Min=0, Max=128</td>
3171         <td valign="top" >Connector</td>
3172         <td valign="top" >TBD</td>
3173         </tr>
3174         <tr>
3175         <td valign="top" >“underscan vborder”</td>
3176         <td valign="top" >RANGE</td>
3177         <td valign="top" >Min=0, Max=128</td>
3178         <td valign="top" >Connector</td>
3179         <td valign="top" >TBD</td>
3180         </tr>
3181         <tr>
3182         <td valign="top" >“vibrant hue”</td>
3183         <td valign="top" >RANGE</td>
3184         <td valign="top" >Min=0, Max=180</td>
3185         <td valign="top" >Connector</td>
3186         <td valign="top" >TBD</td>
3187         </tr>
3188         <tr>
3189         <td valign="top" >“color vibrance”</td>
3190         <td valign="top" >RANGE</td>
3191         <td valign="top" >Min=0, Max=200</td>
3192         <td valign="top" >Connector</td>
3193         <td valign="top" >TBD</td>
3194         </tr>
3195         <tr>
3196         <td rowspan="2" valign="top" >omap</td>
3197         <td rowspan="2" valign="top" >Generic</td>
3198         <td valign="top" >“rotation”</td>
3199         <td valign="top" >BITMASK</td>
3200         <td valign="top" >{ 0, "rotate-0" },
3201         { 1, "rotate-90" },
3202         { 2, "rotate-180" },
3203         { 3, "rotate-270" },
3204         { 4, "reflect-x" },
3205         { 5, "reflect-y" }</td>
3206         <td valign="top" >CRTC, Plane</td>
3207         <td valign="top" >TBD</td>
3208         </tr>
3209         <tr>
3210         <td valign="top" >“zorder”</td>
3211         <td valign="top" >RANGE</td>
3212         <td valign="top" >Min=0, Max=3</td>
3213         <td valign="top" >CRTC, Plane</td>
3214         <td valign="top" >TBD</td>
3215         </tr>
3216         <tr>
3217         <td valign="top" >qxl</td>
3218         <td valign="top" >Generic</td>
3219         <td valign="top" >“hotplug_mode_update"</td>
3220         <td valign="top" >RANGE</td>
3221         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
3222         <td valign="top" >Connector</td>
3223         <td valign="top" >TBD</td>
3224         </tr>
3225         <tr>
3226         <td rowspan="9" valign="top" >radeon</td>
3227         <td valign="top" >DVI-I</td>
3228         <td valign="top" >“coherent”</td>
3229         <td valign="top" >RANGE</td>
3230         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
3231         <td valign="top" >Connector</td>
3232         <td valign="top" >TBD</td>
3233         </tr>
3234         <tr>
3235         <td valign="top" >DAC enable load detect</td>
3236         <td valign="top" >“load detection”</td>
3237         <td valign="top" >RANGE</td>
3238         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
3239         <td valign="top" >Connector</td>
3240         <td valign="top" >TBD</td>
3241         </tr>
3242         <tr>
3243         <td valign="top" >TV Standard</td>
3244         <td valign="top" >"tv standard"</td>
3245         <td valign="top" >ENUM</td>
3246         <td valign="top" >{ "ntsc", "pal", "pal-m", "pal-60", "ntsc-j"
3247         , "scart-pal", "pal-cn", "secam" }</td>
3248         <td valign="top" >Connector</td>
3249         <td valign="top" >TBD</td>
3250         </tr>
3251         <tr>
3252         <td valign="top" >legacy TMDS PLL detect</td>
3253         <td valign="top" >"tmds_pll"</td>
3254         <td valign="top" >ENUM</td>
3255         <td valign="top" >{ "driver", "bios" }</td>
3256         <td valign="top" >-</td>
3257         <td valign="top" >TBD</td>
3258         </tr>
3259         <tr>
3260         <td rowspan="3" valign="top" >Underscan</td>
3261         <td valign="top" >"underscan"</td>
3262         <td valign="top" >ENUM</td>
3263         <td valign="top" >{ "off", "on", "auto" }</td>
3264         <td valign="top" >Connector</td>
3265         <td valign="top" >TBD</td>
3266         </tr>
3267         <tr>
3268         <td valign="top" >"underscan hborder"</td>
3269         <td valign="top" >RANGE</td>
3270         <td valign="top" >Min=0, Max=128</td>
3271         <td valign="top" >Connector</td>
3272         <td valign="top" >TBD</td>
3273         </tr>
3274         <tr>
3275         <td valign="top" >"underscan vborder"</td>
3276         <td valign="top" >RANGE</td>
3277         <td valign="top" >Min=0, Max=128</td>
3278         <td valign="top" >Connector</td>
3279         <td valign="top" >TBD</td>
3280         </tr>
3281         <tr>
3282         <td valign="top" >Audio</td>
3283         <td valign="top" >“audio”</td>
3284         <td valign="top" >ENUM</td>
3285         <td valign="top" >{ "off", "on", "auto" }</td>
3286         <td valign="top" >Connector</td>
3287         <td valign="top" >TBD</td>
3288         </tr>
3289         <tr>
3290         <td valign="top" >FMT Dithering</td>
3291         <td valign="top" >“dither”</td>
3292         <td valign="top" >ENUM</td>
3293         <td valign="top" >{ "off", "on" }</td>
3294         <td valign="top" >Connector</td>
3295         <td valign="top" >TBD</td>
3296         </tr>
3297         <tr>
3298         <td rowspan="3" valign="top" >rcar-du</td>
3299         <td rowspan="3" valign="top" >Generic</td>
3300         <td valign="top" >"alpha"</td>
3301         <td valign="top" >RANGE</td>
3302         <td valign="top" >Min=0, Max=255</td>
3303         <td valign="top" >Plane</td>
3304         <td valign="top" >TBD</td>
3305         </tr>
3306         <tr>
3307         <td valign="top" >"colorkey"</td>
3308         <td valign="top" >RANGE</td>
3309         <td valign="top" >Min=0, Max=0x01ffffff</td>
3310         <td valign="top" >Plane</td>
3311         <td valign="top" >TBD</td>
3312         </tr>
3313         <tr>
3314         <td valign="top" >"zpos"</td>
3315         <td valign="top" >RANGE</td>
3316         <td valign="top" >Min=1, Max=7</td>
3317         <td valign="top" >Plane</td>
3318         <td valign="top" >TBD</td>
3319         </tr>
3320         </tbody>
3321         </table>
3322     </sect2>
3323   </sect1>
3324
3325   <!-- Internals: vertical blanking -->
3326
3327   <sect1 id="drm-vertical-blank">
3328     <title>Vertical Blanking</title>
3329     <para>
3330       Vertical blanking plays a major role in graphics rendering. To achieve
3331       tear-free display, users must synchronize page flips and/or rendering to
3332       vertical blanking. The DRM API offers ioctls to perform page flips
3333       synchronized to vertical blanking and wait for vertical blanking.
3334     </para>
3335     <para>
3336       The DRM core handles most of the vertical blanking management logic, which
3337       involves filtering out spurious interrupts, keeping race-free blanking
3338       counters, coping with counter wrap-around and resets and keeping use
3339       counts. It relies on the driver to generate vertical blanking interrupts
3340       and optionally provide a hardware vertical blanking counter. Drivers must
3341       implement the following operations.
3342     </para>
3343     <itemizedlist>
3344       <listitem>
3345         <synopsis>int (*enable_vblank) (struct drm_device *dev, int crtc);
3346 void (*disable_vblank) (struct drm_device *dev, int crtc);</synopsis>
3347         <para>
3348           Enable or disable vertical blanking interrupts for the given CRTC.
3349         </para>
3350       </listitem>
3351       <listitem>
3352         <synopsis>u32 (*get_vblank_counter) (struct drm_device *dev, int crtc);</synopsis>
3353         <para>
3354           Retrieve the value of the vertical blanking counter for the given
3355           CRTC. If the hardware maintains a vertical blanking counter its value
3356           should be returned. Otherwise drivers can use the
3357           <function>drm_vblank_count</function> helper function to handle this
3358           operation.
3359         </para>
3360       </listitem>
3361     </itemizedlist>
3362     <para>
3363       Drivers must initialize the vertical blanking handling core with a call to
3364       <function>drm_vblank_init</function> in their
3365       <methodname>load</methodname> operation. The function will set the struct
3366       <structname>drm_device</structname>
3367       <structfield>vblank_disable_allowed</structfield> field to 0. This will
3368       keep vertical blanking interrupts enabled permanently until the first mode
3369       set operation, where <structfield>vblank_disable_allowed</structfield> is
3370       set to 1. The reason behind this is not clear. Drivers can set the field
3371       to 1 after <function>calling drm_vblank_init</function> to make vertical
3372       blanking interrupts dynamically managed from the beginning.
3373     </para>
3374     <para>
3375       Vertical blanking interrupts can be enabled by the DRM core or by drivers
3376       themselves (for instance to handle page flipping operations). The DRM core
3377       maintains a vertical blanking use count to ensure that the interrupts are
3378       not disabled while a user still needs them. To increment the use count,
3379       drivers call <function>drm_vblank_get</function>. Upon return vertical
3380       blanking interrupts are guaranteed to be enabled.
3381     </para>
3382     <para>
3383       To decrement the use count drivers call
3384       <function>drm_vblank_put</function>. Only when the use count drops to zero
3385       will the DRM core disable the vertical blanking interrupts after a delay
3386       by scheduling a timer. The delay is accessible through the vblankoffdelay
3387       module parameter or the <varname>drm_vblank_offdelay</varname> global
3388       variable and expressed in milliseconds. Its default value is 5000 ms.
3389     </para>
3390     <para>
3391       When a vertical blanking interrupt occurs drivers only need to call the
3392       <function>drm_handle_vblank</function> function to account for the
3393       interrupt.
3394     </para>
3395     <para>
3396       Resources allocated by <function>drm_vblank_init</function> must be freed
3397       with a call to <function>drm_vblank_cleanup</function> in the driver
3398       <methodname>unload</methodname> operation handler.
3399     </para>
3400     <sect2>
3401       <title>Vertical Blanking and Interrupt Handling Functions Reference</title>
3402 !Edrivers/gpu/drm/drm_irq.c
3403 !Iinclude/drm/drmP.h drm_crtc_vblank_waitqueue
3404     </sect2>
3405   </sect1>
3406
3407   <!-- Internals: open/close, file operations and ioctls -->
3408
3409   <sect1>
3410     <title>Open/Close, File Operations and IOCTLs</title>
3411     <sect2>
3412       <title>Open and Close</title>
3413       <synopsis>int (*firstopen) (struct drm_device *);
3414 void (*lastclose) (struct drm_device *);
3415 int (*open) (struct drm_device *, struct drm_file *);
3416 void (*preclose) (struct drm_device *, struct drm_file *);
3417 void (*postclose) (struct drm_device *, struct drm_file *);</synopsis>
3418       <abstract>Open and close handlers. None of those methods are mandatory.
3419       </abstract>
3420       <para>
3421         The <methodname>firstopen</methodname> method is called by the DRM core
3422         for legacy UMS (User Mode Setting) drivers only when an application
3423         opens a device that has no other opened file handle. UMS drivers can
3424         implement it to acquire device resources. KMS drivers can't use the
3425         method and must acquire resources in the <methodname>load</methodname>
3426         method instead.
3427       </para>
3428       <para>
3429         Similarly the <methodname>lastclose</methodname> method is called when
3430         the last application holding a file handle opened on the device closes
3431         it, for both UMS and KMS drivers. Additionally, the method is also
3432         called at module unload time or, for hot-pluggable devices, when the
3433         device is unplugged. The <methodname>firstopen</methodname> and
3434         <methodname>lastclose</methodname> calls can thus be unbalanced.
3435       </para>
3436       <para>
3437         The <methodname>open</methodname> method is called every time the device
3438         is opened by an application. Drivers can allocate per-file private data
3439         in this method and store them in the struct
3440         <structname>drm_file</structname> <structfield>driver_priv</structfield>
3441         field. Note that the <methodname>open</methodname> method is called
3442         before <methodname>firstopen</methodname>.
3443       </para>
3444       <para>
3445         The close operation is split into <methodname>preclose</methodname> and
3446         <methodname>postclose</methodname> methods. Drivers must stop and
3447         cleanup all per-file operations in the <methodname>preclose</methodname>
3448         method. For instance pending vertical blanking and page flip events must
3449         be cancelled. No per-file operation is allowed on the file handle after
3450         returning from the <methodname>preclose</methodname> method.
3451       </para>
3452       <para>
3453         Finally the <methodname>postclose</methodname> method is called as the
3454         last step of the close operation, right before calling the
3455         <methodname>lastclose</methodname> method if no other open file handle
3456         exists for the device. Drivers that have allocated per-file private data
3457         in the <methodname>open</methodname> method should free it here.
3458       </para>
3459       <para>
3460         The <methodname>lastclose</methodname> method should restore CRTC and
3461         plane properties to default value, so that a subsequent open of the
3462         device will not inherit state from the previous user. It can also be
3463         used to execute delayed power switching state changes, e.g. in
3464         conjunction with the vga-switcheroo infrastructure. Beyond that KMS
3465         drivers should not do any further cleanup. Only legacy UMS drivers might
3466         need to clean up device state so that the vga console or an independent
3467         fbdev driver could take over.
3468       </para>
3469     </sect2>
3470     <sect2>
3471       <title>File Operations</title>
3472       <synopsis>const struct file_operations *fops</synopsis>
3473       <abstract>File operations for the DRM device node.</abstract>
3474       <para>
3475         Drivers must define the file operations structure that forms the DRM
3476         userspace API entry point, even though most of those operations are
3477         implemented in the DRM core. The <methodname>open</methodname>,
3478         <methodname>release</methodname> and <methodname>ioctl</methodname>
3479         operations are handled by
3480         <programlisting>
3481         .owner = THIS_MODULE,
3482         .open = drm_open,
3483         .release = drm_release,
3484         .unlocked_ioctl = drm_ioctl,
3485   #ifdef CONFIG_COMPAT
3486         .compat_ioctl = drm_compat_ioctl,
3487   #endif
3488         </programlisting>
3489       </para>
3490       <para>
3491         Drivers that implement private ioctls that requires 32/64bit
3492         compatibility support must provide their own
3493         <methodname>compat_ioctl</methodname> handler that processes private
3494         ioctls and calls <function>drm_compat_ioctl</function> for core ioctls.
3495       </para>
3496       <para>
3497         The <methodname>read</methodname> and <methodname>poll</methodname>
3498         operations provide support for reading DRM events and polling them. They
3499         are implemented by
3500         <programlisting>
3501         .poll = drm_poll,
3502         .read = drm_read,
3503         .llseek = no_llseek,
3504         </programlisting>
3505       </para>
3506       <para>
3507         The memory mapping implementation varies depending on how the driver
3508         manages memory. Pre-GEM drivers will use <function>drm_mmap</function>,
3509         while GEM-aware drivers will use <function>drm_gem_mmap</function>. See
3510         <xref linkend="drm-gem"/>.
3511         <programlisting>
3512         .mmap = drm_gem_mmap,
3513         </programlisting>
3514       </para>
3515       <para>
3516         No other file operation is supported by the DRM API.
3517       </para>
3518     </sect2>
3519     <sect2>
3520       <title>IOCTLs</title>
3521       <synopsis>struct drm_ioctl_desc *ioctls;
3522 int num_ioctls;</synopsis>
3523       <abstract>Driver-specific ioctls descriptors table.</abstract>
3524       <para>
3525         Driver-specific ioctls numbers start at DRM_COMMAND_BASE. The ioctls
3526         descriptors table is indexed by the ioctl number offset from the base
3527         value. Drivers can use the DRM_IOCTL_DEF_DRV() macro to initialize the
3528         table entries.
3529       </para>
3530       <para>
3531         <programlisting>DRM_IOCTL_DEF_DRV(ioctl, func, flags)</programlisting>
3532         <para>
3533           <parameter>ioctl</parameter> is the ioctl name. Drivers must define
3534           the DRM_##ioctl and DRM_IOCTL_##ioctl macros to the ioctl number
3535           offset from DRM_COMMAND_BASE and the ioctl number respectively. The
3536           first macro is private to the device while the second must be exposed
3537           to userspace in a public header.
3538         </para>
3539         <para>
3540           <parameter>func</parameter> is a pointer to the ioctl handler function
3541           compatible with the <type>drm_ioctl_t</type> type.
3542           <programlisting>typedef int drm_ioctl_t(struct drm_device *dev, void *data,
3543                 struct drm_file *file_priv);</programlisting>
3544         </para>
3545         <para>
3546           <parameter>flags</parameter> is a bitmask combination of the following
3547           values. It restricts how the ioctl is allowed to be called.
3548           <itemizedlist>
3549             <listitem><para>
3550               DRM_AUTH - Only authenticated callers allowed
3551             </para></listitem>
3552             <listitem><para>
3553               DRM_MASTER - The ioctl can only be called on the master file
3554               handle
3555             </para></listitem>
3556             <listitem><para>
3557               DRM_ROOT_ONLY - Only callers with the SYSADMIN capability allowed
3558             </para></listitem>
3559             <listitem><para>
3560               DRM_CONTROL_ALLOW - The ioctl can only be called on a control
3561               device
3562             </para></listitem>
3563             <listitem><para>
3564               DRM_UNLOCKED - The ioctl handler will be called without locking
3565               the DRM global mutex
3566             </para></listitem>
3567           </itemizedlist>
3568         </para>
3569       </para>
3570     </sect2>
3571   </sect1>
3572   <sect1>
3573     <title>Legacy Support Code</title>
3574     <para>
3575       The section very briefly covers some of the old legacy support code which
3576       is only used by old DRM drivers which have done a so-called shadow-attach
3577       to the underlying device instead of registering as a real driver. This
3578       also includes some of the old generic buffer management and command
3579       submission code. Do not use any of this in new and modern drivers.
3580     </para>
3581
3582     <sect2>
3583       <title>Legacy Suspend/Resume</title>
3584       <para>
3585         The DRM core provides some suspend/resume code, but drivers wanting full
3586         suspend/resume support should provide save() and restore() functions.
3587         These are called at suspend, hibernate, or resume time, and should perform
3588         any state save or restore required by your device across suspend or
3589         hibernate states.
3590       </para>
3591       <synopsis>int (*suspend) (struct drm_device *, pm_message_t state);
3592   int (*resume) (struct drm_device *);</synopsis>
3593       <para>
3594         Those are legacy suspend and resume methods which
3595         <emphasis>only</emphasis> work with the legacy shadow-attach driver
3596         registration functions. New driver should use the power management
3597         interface provided by their bus type (usually through
3598         the struct <structname>device_driver</structname> dev_pm_ops) and set
3599         these methods to NULL.
3600       </para>
3601     </sect2>
3602
3603     <sect2>
3604       <title>Legacy DMA Services</title>
3605       <para>
3606         This should cover how DMA mapping etc. is supported by the core.
3607         These functions are deprecated and should not be used.
3608       </para>
3609     </sect2>
3610   </sect1>
3611   </chapter>
3612
3613 <!-- TODO
3614
3615 - Add a glossary
3616 - Document the struct_mutex catch-all lock
3617 - Document connector properties
3618
3619 - Why is the load method optional?
3620 - What are drivers supposed to set the initial display state to, and how?
3621   Connector's DPMS states are not initialized and are thus equal to
3622   DRM_MODE_DPMS_ON. The fbcon compatibility layer calls
3623   drm_helper_disable_unused_functions(), which disables unused encoders and
3624   CRTCs, but doesn't touch the connectors' DPMS state, and
3625   drm_helper_connector_dpms() in reaction to fbdev blanking events. Do drivers
3626   that don't implement (or just don't use) fbcon compatibility need to call
3627   those functions themselves?
3628 - KMS drivers must call drm_vblank_pre_modeset() and drm_vblank_post_modeset()
3629   around mode setting. Should this be done in the DRM core?
3630 - vblank_disable_allowed is set to 1 in the first drm_vblank_post_modeset()
3631   call and never set back to 0. It seems to be safe to permanently set it to 1
3632   in drm_vblank_init() for KMS driver, and it might be safe for UMS drivers as
3633   well. This should be investigated.
3634 - crtc and connector .save and .restore operations are only used internally in
3635   drivers, should they be removed from the core?
3636 - encoder mid-layer .save and .restore operations are only used internally in
3637   drivers, should they be removed from the core?
3638 - encoder mid-layer .detect operation is only used internally in drivers,
3639   should it be removed from the core?
3640 -->
3641
3642   <!-- External interfaces -->
3643
3644   <chapter id="drmExternals">
3645     <title>Userland interfaces</title>
3646     <para>
3647       The DRM core exports several interfaces to applications,
3648       generally intended to be used through corresponding libdrm
3649       wrapper functions.  In addition, drivers export device-specific
3650       interfaces for use by userspace drivers &amp; device-aware
3651       applications through ioctls and sysfs files.
3652     </para>
3653     <para>
3654       External interfaces include: memory mapping, context management,
3655       DMA operations, AGP management, vblank control, fence
3656       management, memory management, and output management.
3657     </para>
3658     <para>
3659       Cover generic ioctls and sysfs layout here.  We only need high-level
3660       info, since man pages should cover the rest.
3661     </para>
3662
3663   <!-- External: render nodes -->
3664
3665     <sect1>
3666       <title>Render nodes</title>
3667       <para>
3668         DRM core provides multiple character-devices for user-space to use.
3669         Depending on which device is opened, user-space can perform a different
3670         set of operations (mainly ioctls). The primary node is always created
3671         and called card&lt;num&gt;. Additionally, a currently
3672         unused control node, called controlD&lt;num&gt; is also
3673         created. The primary node provides all legacy operations and
3674         historically was the only interface used by userspace. With KMS, the
3675         control node was introduced. However, the planned KMS control interface
3676         has never been written and so the control node stays unused to date.
3677       </para>
3678       <para>
3679         With the increased use of offscreen renderers and GPGPU applications,
3680         clients no longer require running compositors or graphics servers to
3681         make use of a GPU. But the DRM API required unprivileged clients to
3682         authenticate to a DRM-Master prior to getting GPU access. To avoid this
3683         step and to grant clients GPU access without authenticating, render
3684         nodes were introduced. Render nodes solely serve render clients, that
3685         is, no modesetting or privileged ioctls can be issued on render nodes.
3686         Only non-global rendering commands are allowed. If a driver supports
3687         render nodes, it must advertise it via the DRIVER_RENDER
3688         DRM driver capability. If not supported, the primary node must be used
3689         for render clients together with the legacy drmAuth authentication
3690         procedure.
3691       </para>
3692       <para>
3693         If a driver advertises render node support, DRM core will create a
3694         separate render node called renderD&lt;num&gt;. There will
3695         be one render node per device. No ioctls except  PRIME-related ioctls
3696         will be allowed on this node. Especially GEM_OPEN will be
3697         explicitly prohibited. Render nodes are designed to avoid the
3698         buffer-leaks, which occur if clients guess the flink names or mmap
3699         offsets on the legacy interface. Additionally to this basic interface,
3700         drivers must mark their driver-dependent render-only ioctls as
3701         DRM_RENDER_ALLOW so render clients can use them. Driver
3702         authors must be careful not to allow any privileged ioctls on render
3703         nodes.
3704       </para>
3705       <para>
3706         With render nodes, user-space can now control access to the render node
3707         via basic file-system access-modes. A running graphics server which
3708         authenticates clients on the privileged primary/legacy node is no longer
3709         required. Instead, a client can open the render node and is immediately
3710         granted GPU access. Communication between clients (or servers) is done
3711         via PRIME. FLINK from render node to legacy node is not supported. New
3712         clients must not use the insecure FLINK interface.
3713       </para>
3714       <para>
3715         Besides dropping all modeset/global ioctls, render nodes also drop the
3716         DRM-Master concept. There is no reason to associate render clients with
3717         a DRM-Master as they are independent of any graphics server. Besides,
3718         they must work without any running master, anyway.
3719         Drivers must be able to run without a master object if they support
3720         render nodes. If, on the other hand, a driver requires shared state
3721         between clients which is visible to user-space and accessible beyond
3722         open-file boundaries, they cannot support render nodes.
3723       </para>
3724     </sect1>
3725
3726   <!-- External: vblank handling -->
3727
3728     <sect1>
3729       <title>VBlank event handling</title>
3730       <para>
3731         The DRM core exposes two vertical blank related ioctls:
3732         <variablelist>
3733           <varlistentry>
3734             <term>DRM_IOCTL_WAIT_VBLANK</term>
3735             <listitem>
3736               <para>
3737                 This takes a struct drm_wait_vblank structure as its argument,
3738                 and it is used to block or request a signal when a specified
3739                 vblank event occurs.
3740               </para>
3741             </listitem>
3742           </varlistentry>
3743           <varlistentry>
3744             <term>DRM_IOCTL_MODESET_CTL</term>
3745             <listitem>
3746               <para>
3747                 This was only used for user-mode-settind drivers around
3748                 modesetting changes to allow the kernel to update the vblank
3749                 interrupt after mode setting, since on many devices the vertical
3750                 blank counter is reset to 0 at some point during modeset. Modern
3751                 drivers should not call this any more since with kernel mode
3752                 setting it is a no-op.
3753               </para>
3754             </listitem>
3755           </varlistentry>
3756         </variablelist>
3757       </para>
3758     </sect1>
3759
3760   </chapter>
3761 </part>
3762 <part id="drmDrivers">
3763   <title>DRM Drivers</title>
3764
3765   <partintro>
3766     <para>
3767       This second part of the DRM Developer's Guide documents driver code,
3768       implementation details and also all the driver-specific userspace
3769       interfaces. Especially since all hardware-acceleration interfaces to
3770       userspace are driver specific for efficiency and other reasons these
3771       interfaces can be rather substantial. Hence every driver has its own
3772       chapter.
3773     </para>
3774   </partintro>
3775
3776   <chapter id="drmI915">
3777     <title>drm/i915 Intel GFX Driver</title>
3778     <para>
3779       The drm/i915 driver supports all (with the exception of some very early
3780       models) integrated GFX chipsets with both Intel display and rendering
3781       blocks. This excludes a set of SoC platforms with an SGX rendering unit,
3782       those have basic support through the gma500 drm driver.
3783     </para>
3784     <sect1>
3785       <title>Display Hardware Handling</title>
3786       <para>
3787         This section covers everything related to the display hardware including
3788         the mode setting infrastructure, plane, sprite and cursor handling and
3789         display, output probing and related topics.
3790       </para>
3791       <sect2>
3792         <title>Mode Setting Infrastructure</title>
3793         <para>
3794           The i915 driver is thus far the only DRM driver which doesn't use the
3795           common DRM helper code to implement mode setting sequences. Thus it
3796           has its own tailor-made infrastructure for executing a display
3797           configuration change.
3798         </para>
3799       </sect2>
3800       <sect2>
3801         <title>Plane Configuration</title>
3802         <para>
3803           This section covers plane configuration and composition with the
3804           primary plane, sprites, cursors and overlays. This includes the
3805           infrastructure to do atomic vsync'ed updates of all this state and
3806           also tightly coupled topics like watermark setup and computation,
3807           framebuffer compression and panel self refresh.
3808         </para>
3809       </sect2>
3810       <sect2>
3811         <title>Output Probing</title>
3812         <para>
3813           This section covers output probing and related infrastructure like the
3814           hotplug interrupt storm detection and mitigation code. Note that the
3815           i915 driver still uses most of the common DRM helper code for output
3816           probing, so those sections fully apply.
3817         </para>
3818       </sect2>
3819       <sect2>
3820         <title>DPIO</title>
3821 !Pdrivers/gpu/drm/i915/i915_reg.h DPIO
3822         <table id="dpiox2">
3823           <title>Dual channel PHY (VLV/CHV)</title>
3824           <tgroup cols="8">
3825             <colspec colname="c0" />
3826             <colspec colname="c1" />
3827             <colspec colname="c2" />
3828             <colspec colname="c3" />
3829             <colspec colname="c4" />
3830             <colspec colname="c5" />
3831             <colspec colname="c6" />
3832             <colspec colname="c7" />
3833             <spanspec spanname="ch0" namest="c0" nameend="c3" />
3834             <spanspec spanname="ch1" namest="c4" nameend="c7" />
3835             <spanspec spanname="ch0pcs01" namest="c0" nameend="c1" />
3836             <spanspec spanname="ch0pcs23" namest="c2" nameend="c3" />
3837             <spanspec spanname="ch1pcs01" namest="c4" nameend="c5" />
3838             <spanspec spanname="ch1pcs23" namest="c6" nameend="c7" />
3839             <thead>
3840               <row>
3841                 <entry spanname="ch0">CH0</entry>
3842                 <entry spanname="ch1">CH1</entry>
3843               </row>
3844             </thead>
3845             <tbody valign="top" align="center">
3846               <row>
3847                 <entry spanname="ch0">CMN/PLL/REF</entry>
3848                 <entry spanname="ch1">CMN/PLL/REF</entry>
3849               </row>
3850               <row>
3851                 <entry spanname="ch0pcs01">PCS01</entry>
3852                 <entry spanname="ch0pcs23">PCS23</entry>
3853                 <entry spanname="ch1pcs01">PCS01</entry>
3854                 <entry spanname="ch1pcs23">PCS23</entry>
3855               </row>
3856               <row>
3857                 <entry>TX0</entry>
3858                 <entry>TX1</entry>
3859                 <entry>TX2</entry>
3860                 <entry>TX3</entry>
3861                 <entry>TX0</entry>
3862                 <entry>TX1</entry>
3863                 <entry>TX2</entry>
3864                 <entry>TX3</entry>
3865               </row>
3866               <row>
3867                 <entry spanname="ch0">DDI0</entry>
3868                 <entry spanname="ch1">DDI1</entry>
3869               </row>
3870             </tbody>
3871           </tgroup>
3872         </table>
3873         <table id="dpiox1">
3874           <title>Single channel PHY (CHV)</title>
3875           <tgroup cols="4">
3876             <colspec colname="c0" />
3877             <colspec colname="c1" />
3878             <colspec colname="c2" />
3879             <colspec colname="c3" />
3880             <spanspec spanname="ch0" namest="c0" nameend="c3" />
3881             <spanspec spanname="ch0pcs01" namest="c0" nameend="c1" />
3882             <spanspec spanname="ch0pcs23" namest="c2" nameend="c3" />
3883             <thead>
3884               <row>
3885                 <entry spanname="ch0">CH0</entry>
3886               </row>
3887             </thead>
3888             <tbody valign="top" align="center">
3889               <row>
3890                 <entry spanname="ch0">CMN/PLL/REF</entry>
3891               </row>
3892               <row>
3893                 <entry spanname="ch0pcs01">PCS01</entry>
3894                 <entry spanname="ch0pcs23">PCS23</entry>
3895               </row>
3896               <row>
3897                 <entry>TX0</entry>
3898                 <entry>TX1</entry>
3899                 <entry>TX2</entry>
3900                 <entry>TX3</entry>
3901               </row>
3902               <row>
3903                 <entry spanname="ch0">DDI2</entry>
3904               </row>
3905             </tbody>
3906           </tgroup>
3907         </table>
3908       </sect2>
3909     </sect1>
3910
3911     <sect1>
3912       <title>Memory Management and Command Submission</title>
3913       <para>
3914         This sections covers all things related to the GEM implementation in the
3915         i915 driver.
3916       </para>
3917       <sect2>
3918         <title>Batchbuffer Parsing</title>
3919 !Pdrivers/gpu/drm/i915/i915_cmd_parser.c batch buffer command parser
3920 !Idrivers/gpu/drm/i915/i915_cmd_parser.c
3921       </sect2>
3922       <sect2>
3923         <title>Logical Rings, Logical Ring Contexts and Execlists</title>
3924 !Pdrivers/gpu/drm/i915/intel_lrc.c Logical Rings, Logical Ring Contexts and Execlists
3925 !Idrivers/gpu/drm/i915/intel_lrc.c
3926       </sect2>
3927     </sect1>
3928   </chapter>
3929 </part>
3930 </book>