Merge tag 'modules-next-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 and platform devices, respectively.
295       </para>
296 !Edrivers/gpu/drm/drm_pci.c
297 !Edrivers/gpu/drm/drm_platform.c
298       <para>
299         New drivers that no longer rely on the services provided by the
300         <structname>drm_bus</structname> structure can call the low-level
301         device registration functions directly. The
302         <function>drm_dev_alloc()</function> function can be used to allocate
303         and initialize a new <structname>drm_device</structname> structure.
304         Drivers will typically want to perform some additional setup on this
305         structure, such as allocating driver-specific data and storing a
306         pointer to it in the DRM device's <structfield>dev_private</structfield>
307         field. Drivers should also set the device's unique name using the
308         <function>drm_dev_set_unique()</function> function. After it has been
309         set up a device can be registered with the DRM subsystem by calling
310         <function>drm_dev_register()</function>. This will cause the device to
311         be exposed to userspace and will call the driver's
312         <structfield>.load()</structfield> implementation. When a device is
313         removed, the DRM device can safely be unregistered and freed by calling
314         <function>drm_dev_unregister()</function> followed by a call to
315         <function>drm_dev_unref()</function>.
316       </para>
317 !Edrivers/gpu/drm/drm_drv.c
318     </sect2>
319     <sect2>
320       <title>Driver Load</title>
321       <para>
322         The <methodname>load</methodname> method is the driver and device
323         initialization entry point. The method is responsible for allocating and
324         initializing driver private data, performing resource allocation and
325         mapping (e.g. acquiring
326         clocks, mapping registers or allocating command buffers), initializing
327         the memory manager (<xref linkend="drm-memory-management"/>), installing
328         the IRQ handler (<xref linkend="drm-irq-registration"/>), setting up
329         vertical blanking handling (<xref linkend="drm-vertical-blank"/>), mode
330         setting (<xref linkend="drm-mode-setting"/>) and initial output
331         configuration (<xref linkend="drm-kms-init"/>).
332       </para>
333       <note><para>
334         If compatibility is a concern (e.g. with drivers converted over from
335         User Mode Setting to Kernel Mode Setting), care must be taken to prevent
336         device initialization and control that is incompatible with currently
337         active userspace drivers. For instance, if user level mode setting
338         drivers are in use, it would be problematic to perform output discovery
339         &amp; configuration at load time. Likewise, if user-level drivers
340         unaware of memory management are in use, memory management and command
341         buffer setup may need to be omitted. These requirements are
342         driver-specific, and care needs to be taken to keep both old and new
343         applications and libraries working.
344       </para></note>
345       <synopsis>int (*load) (struct drm_device *, unsigned long flags);</synopsis>
346       <para>
347         The method takes two arguments, a pointer to the newly created
348         <structname>drm_device</structname> and flags. The flags are used to
349         pass the <structfield>driver_data</structfield> field of the device id
350         corresponding to the device passed to <function>drm_*_init()</function>.
351         Only PCI devices currently use this, USB and platform DRM drivers have
352         their <methodname>load</methodname> method called with flags to 0.
353       </para>
354       <sect3>
355         <title>Driver Private Data</title>
356         <para>
357           The driver private hangs off the main
358           <structname>drm_device</structname> structure and can be used for
359           tracking various device-specific bits of information, like register
360           offsets, command buffer status, register state for suspend/resume, etc.
361           At load time, a driver may simply allocate one and set
362           <structname>drm_device</structname>.<structfield>dev_priv</structfield>
363           appropriately; it should be freed and
364           <structname>drm_device</structname>.<structfield>dev_priv</structfield>
365           set to NULL when the driver is unloaded.
366         </para>
367       </sect3>
368       <sect3 id="drm-irq-registration">
369         <title>IRQ Registration</title>
370         <para>
371           The DRM core tries to facilitate IRQ handler registration and
372           unregistration by providing <function>drm_irq_install</function> and
373           <function>drm_irq_uninstall</function> functions. Those functions only
374           support a single interrupt per device, devices that use more than one
375           IRQs need to be handled manually.
376         </para>
377         <sect4>
378           <title>Managed IRQ Registration</title>
379           <para>
380             <function>drm_irq_install</function> starts by calling the
381             <methodname>irq_preinstall</methodname> driver operation. The operation
382             is optional and must make sure that the interrupt will not get fired by
383             clearing all pending interrupt flags or disabling the interrupt.
384           </para>
385           <para>
386             The passed-in IRQ will then be requested by a call to
387             <function>request_irq</function>. If the DRIVER_IRQ_SHARED driver
388             feature flag is set, a shared (IRQF_SHARED) IRQ handler will be
389             requested.
390           </para>
391           <para>
392             The IRQ handler function must be provided as the mandatory irq_handler
393             driver operation. It will get passed directly to
394             <function>request_irq</function> and thus has the same prototype as all
395             IRQ handlers. It will get called with a pointer to the DRM device as the
396             second argument.
397           </para>
398           <para>
399             Finally the function calls the optional
400             <methodname>irq_postinstall</methodname> driver operation. The operation
401             usually enables interrupts (excluding the vblank interrupt, which is
402             enabled separately), but drivers may choose to enable/disable interrupts
403             at a different time.
404           </para>
405           <para>
406             <function>drm_irq_uninstall</function> is similarly used to uninstall an
407             IRQ handler. It starts by waking up all processes waiting on a vblank
408             interrupt to make sure they don't hang, and then calls the optional
409             <methodname>irq_uninstall</methodname> driver operation. The operation
410             must disable all hardware interrupts. Finally the function frees the IRQ
411             by calling <function>free_irq</function>.
412           </para>
413         </sect4>
414         <sect4>
415           <title>Manual IRQ Registration</title>
416           <para>
417             Drivers that require multiple interrupt handlers can't use the managed
418             IRQ registration functions. In that case IRQs must be registered and
419             unregistered manually (usually with the <function>request_irq</function>
420             and <function>free_irq</function> functions, or their devm_* equivalent).
421           </para>
422           <para>
423             When manually registering IRQs, drivers must not set the DRIVER_HAVE_IRQ
424             driver feature flag, and must not provide the
425             <methodname>irq_handler</methodname> driver operation. They must set the
426             <structname>drm_device</structname> <structfield>irq_enabled</structfield>
427             field to 1 upon registration of the IRQs, and clear it to 0 after
428             unregistering the IRQs.
429           </para>
430         </sect4>
431       </sect3>
432       <sect3>
433         <title>Memory Manager Initialization</title>
434         <para>
435           Every DRM driver requires a memory manager which must be initialized at
436           load time. DRM currently contains two memory managers, the Translation
437           Table Manager (TTM) and the Graphics Execution Manager (GEM).
438           This document describes the use of the GEM memory manager only. See
439           <xref linkend="drm-memory-management"/> for details.
440         </para>
441       </sect3>
442       <sect3>
443         <title>Miscellaneous Device Configuration</title>
444         <para>
445           Another task that may be necessary for PCI devices during configuration
446           is mapping the video BIOS. On many devices, the VBIOS describes device
447           configuration, LCD panel timings (if any), and contains flags indicating
448           device state. Mapping the BIOS can be done using the pci_map_rom() call,
449           a convenience function that takes care of mapping the actual ROM,
450           whether it has been shadowed into memory (typically at address 0xc0000)
451           or exists on the PCI device in the ROM BAR. Note that after the ROM has
452           been mapped and any necessary information has been extracted, it should
453           be unmapped; on many devices, the ROM address decoder is shared with
454           other BARs, so leaving it mapped could cause undesired behaviour like
455           hangs or memory corruption.
456   <!--!Fdrivers/pci/rom.c pci_map_rom-->
457         </para>
458       </sect3>
459     </sect2>
460   </sect1>
461
462   <!-- Internals: memory management -->
463
464   <sect1 id="drm-memory-management">
465     <title>Memory management</title>
466     <para>
467       Modern Linux systems require large amount of graphics memory to store
468       frame buffers, textures, vertices and other graphics-related data. Given
469       the very dynamic nature of many of that data, managing graphics memory
470       efficiently is thus crucial for the graphics stack and plays a central
471       role in the DRM infrastructure.
472     </para>
473     <para>
474       The DRM core includes two memory managers, namely Translation Table Maps
475       (TTM) and Graphics Execution Manager (GEM). TTM was the first DRM memory
476       manager to be developed and tried to be a one-size-fits-them all
477       solution. It provides a single userspace API to accommodate the need of
478       all hardware, supporting both Unified Memory Architecture (UMA) devices
479       and devices with dedicated video RAM (i.e. most discrete video cards).
480       This resulted in a large, complex piece of code that turned out to be
481       hard to use for driver development.
482     </para>
483     <para>
484       GEM started as an Intel-sponsored project in reaction to TTM's
485       complexity. Its design philosophy is completely different: instead of
486       providing a solution to every graphics memory-related problems, GEM
487       identified common code between drivers and created a support library to
488       share it. GEM has simpler initialization and execution requirements than
489       TTM, but has no video RAM management capabilities and is thus limited to
490       UMA devices.
491     </para>
492     <sect2>
493       <title>The Translation Table Manager (TTM)</title>
494       <para>
495         TTM design background and information belongs here.
496       </para>
497       <sect3>
498         <title>TTM initialization</title>
499         <warning><para>This section is outdated.</para></warning>
500         <para>
501           Drivers wishing to support TTM must fill out a drm_bo_driver
502           structure. The structure contains several fields with function
503           pointers for initializing the TTM, allocating and freeing memory,
504           waiting for command completion and fence synchronization, and memory
505           migration. See the radeon_ttm.c file for an example of usage.
506         </para>
507         <para>
508           The ttm_global_reference structure is made up of several fields:
509         </para>
510         <programlisting>
511           struct ttm_global_reference {
512                 enum ttm_global_types global_type;
513                 size_t size;
514                 void *object;
515                 int (*init) (struct ttm_global_reference *);
516                 void (*release) (struct ttm_global_reference *);
517           };
518         </programlisting>
519         <para>
520           There should be one global reference structure for your memory
521           manager as a whole, and there will be others for each object
522           created by the memory manager at runtime.  Your global TTM should
523           have a type of TTM_GLOBAL_TTM_MEM.  The size field for the global
524           object should be sizeof(struct ttm_mem_global), and the init and
525           release hooks should point at your driver-specific init and
526           release routines, which probably eventually call
527           ttm_mem_global_init and ttm_mem_global_release, respectively.
528         </para>
529         <para>
530           Once your global TTM accounting structure is set up and initialized
531           by calling ttm_global_item_ref() on it,
532           you need to create a buffer object TTM to
533           provide a pool for buffer object allocation by clients and the
534           kernel itself.  The type of this object should be TTM_GLOBAL_TTM_BO,
535           and its size should be sizeof(struct ttm_bo_global).  Again,
536           driver-specific init and release functions may be provided,
537           likely eventually calling ttm_bo_global_init() and
538           ttm_bo_global_release(), respectively.  Also, like the previous
539           object, ttm_global_item_ref() is used to create an initial reference
540           count for the TTM, which will call your initialization function.
541         </para>
542       </sect3>
543     </sect2>
544     <sect2 id="drm-gem">
545       <title>The Graphics Execution Manager (GEM)</title>
546       <para>
547         The GEM design approach has resulted in a memory manager that doesn't
548         provide full coverage of all (or even all common) use cases in its
549         userspace or kernel API. GEM exposes a set of standard memory-related
550         operations to userspace and a set of helper functions to drivers, and let
551         drivers implement hardware-specific operations with their own private API.
552       </para>
553       <para>
554         The GEM userspace API is described in the
555         <ulink url="http://lwn.net/Articles/283798/"><citetitle>GEM - the Graphics
556         Execution Manager</citetitle></ulink> article on LWN. While slightly
557         outdated, the document provides a good overview of the GEM API principles.
558         Buffer allocation and read and write operations, described as part of the
559         common GEM API, are currently implemented using driver-specific ioctls.
560       </para>
561       <para>
562         GEM is data-agnostic. It manages abstract buffer objects without knowing
563         what individual buffers contain. APIs that require knowledge of buffer
564         contents or purpose, such as buffer allocation or synchronization
565         primitives, are thus outside of the scope of GEM and must be implemented
566         using driver-specific ioctls.
567       </para>
568       <para>
569         On a fundamental level, GEM involves several operations:
570         <itemizedlist>
571           <listitem>Memory allocation and freeing</listitem>
572           <listitem>Command execution</listitem>
573           <listitem>Aperture management at command execution time</listitem>
574         </itemizedlist>
575         Buffer object allocation is relatively straightforward and largely
576         provided by Linux's shmem layer, which provides memory to back each
577         object.
578       </para>
579       <para>
580         Device-specific operations, such as command execution, pinning, buffer
581         read &amp; write, mapping, and domain ownership transfers are left to
582         driver-specific ioctls.
583       </para>
584       <sect3>
585         <title>GEM Initialization</title>
586         <para>
587           Drivers that use GEM must set the DRIVER_GEM bit in the struct
588           <structname>drm_driver</structname>
589           <structfield>driver_features</structfield> field. The DRM core will
590           then automatically initialize the GEM core before calling the
591           <methodname>load</methodname> operation. Behind the scene, this will
592           create a DRM Memory Manager object which provides an address space
593           pool for object allocation.
594         </para>
595         <para>
596           In a KMS configuration, drivers need to allocate and initialize a
597           command ring buffer following core GEM initialization if required by
598           the hardware. UMA devices usually have what is called a "stolen"
599           memory region, which provides space for the initial framebuffer and
600           large, contiguous memory regions required by the device. This space is
601           typically not managed by GEM, and must be initialized separately into
602           its own DRM MM object.
603         </para>
604       </sect3>
605       <sect3>
606         <title>GEM Objects Creation</title>
607         <para>
608           GEM splits creation of GEM objects and allocation of the memory that
609           backs them in two distinct operations.
610         </para>
611         <para>
612           GEM objects are represented by an instance of struct
613           <structname>drm_gem_object</structname>. Drivers usually need to extend
614           GEM objects with private information and thus create a driver-specific
615           GEM object structure type that embeds an instance of struct
616           <structname>drm_gem_object</structname>.
617         </para>
618         <para>
619           To create a GEM object, a driver allocates memory for an instance of its
620           specific GEM object type and initializes the embedded struct
621           <structname>drm_gem_object</structname> with a call to
622           <function>drm_gem_object_init</function>. The function takes a pointer to
623           the DRM device, a pointer to the GEM object and the buffer object size
624           in bytes.
625         </para>
626         <para>
627           GEM uses shmem to allocate anonymous pageable memory.
628           <function>drm_gem_object_init</function> will create an shmfs file of
629           the requested size and store it into the struct
630           <structname>drm_gem_object</structname> <structfield>filp</structfield>
631           field. The memory is used as either main storage for the object when the
632           graphics hardware uses system memory directly or as a backing store
633           otherwise.
634         </para>
635         <para>
636           Drivers are responsible for the actual physical pages allocation by
637           calling <function>shmem_read_mapping_page_gfp</function> for each page.
638           Note that they can decide to allocate pages when initializing the GEM
639           object, or to delay allocation until the memory is needed (for instance
640           when a page fault occurs as a result of a userspace memory access or
641           when the driver needs to start a DMA transfer involving the memory).
642         </para>
643         <para>
644           Anonymous pageable memory allocation is not always desired, for instance
645           when the hardware requires physically contiguous system memory as is
646           often the case in embedded devices. Drivers can create GEM objects with
647           no shmfs backing (called private GEM objects) by initializing them with
648           a call to <function>drm_gem_private_object_init</function> instead of
649           <function>drm_gem_object_init</function>. Storage for private GEM
650           objects must be managed by drivers.
651         </para>
652         <para>
653           Drivers that do not need to extend GEM objects with private information
654           can call the <function>drm_gem_object_alloc</function> function to
655           allocate and initialize a struct <structname>drm_gem_object</structname>
656           instance. The GEM core will call the optional driver
657           <methodname>gem_init_object</methodname> operation after initializing
658           the GEM object with <function>drm_gem_object_init</function>.
659           <synopsis>int (*gem_init_object) (struct drm_gem_object *obj);</synopsis>
660         </para>
661         <para>
662           No alloc-and-init function exists for private GEM objects.
663         </para>
664       </sect3>
665       <sect3>
666         <title>GEM Objects Lifetime</title>
667         <para>
668           All GEM objects are reference-counted by the GEM core. References can be
669           acquired and release by <function>calling drm_gem_object_reference</function>
670           and <function>drm_gem_object_unreference</function> respectively. The
671           caller must hold the <structname>drm_device</structname>
672           <structfield>struct_mutex</structfield> lock. As a convenience, GEM
673           provides the <function>drm_gem_object_reference_unlocked</function> and
674           <function>drm_gem_object_unreference_unlocked</function> functions that
675           can be called without holding the lock.
676         </para>
677         <para>
678           When the last reference to a GEM object is released the GEM core calls
679           the <structname>drm_driver</structname>
680           <methodname>gem_free_object</methodname> operation. That operation is
681           mandatory for GEM-enabled drivers and must free the GEM object and all
682           associated resources.
683         </para>
684         <para>
685           <synopsis>void (*gem_free_object) (struct drm_gem_object *obj);</synopsis>
686           Drivers are responsible for freeing all GEM object resources, including
687           the resources created by the GEM core. If an mmap offset has been
688           created for the object (in which case
689           <structname>drm_gem_object</structname>::<structfield>map_list</structfield>::<structfield>map</structfield>
690           is not NULL) it must be freed by a call to
691           <function>drm_gem_free_mmap_offset</function>. The shmfs backing store
692           must be released by calling <function>drm_gem_object_release</function>
693           (that function can safely be called if no shmfs backing store has been
694           created).
695         </para>
696       </sect3>
697       <sect3>
698         <title>GEM Objects Naming</title>
699         <para>
700           Communication between userspace and the kernel refers to GEM objects
701           using local handles, global names or, more recently, file descriptors.
702           All of those are 32-bit integer values; the usual Linux kernel limits
703           apply to the file descriptors.
704         </para>
705         <para>
706           GEM handles are local to a DRM file. Applications get a handle to a GEM
707           object through a driver-specific ioctl, and can use that handle to refer
708           to the GEM object in other standard or driver-specific ioctls. Closing a
709           DRM file handle frees all its GEM handles and dereferences the
710           associated GEM objects.
711         </para>
712         <para>
713           To create a handle for a GEM object drivers call
714           <function>drm_gem_handle_create</function>. The function takes a pointer
715           to the DRM file and the GEM object and returns a locally unique handle.
716           When the handle is no longer needed drivers delete it with a call to
717           <function>drm_gem_handle_delete</function>. Finally the GEM object
718           associated with a handle can be retrieved by a call to
719           <function>drm_gem_object_lookup</function>.
720         </para>
721         <para>
722           Handles don't take ownership of GEM objects, they only take a reference
723           to the object that will be dropped when the handle is destroyed. To
724           avoid leaking GEM objects, drivers must make sure they drop the
725           reference(s) they own (such as the initial reference taken at object
726           creation time) as appropriate, without any special consideration for the
727           handle. For example, in the particular case of combined GEM object and
728           handle creation in the implementation of the
729           <methodname>dumb_create</methodname> operation, drivers must drop the
730           initial reference to the GEM object before returning the handle.
731         </para>
732         <para>
733           GEM names are similar in purpose to handles but are not local to DRM
734           files. They can be passed between processes to reference a GEM object
735           globally. Names can't be used directly to refer to objects in the DRM
736           API, applications must convert handles to names and names to handles
737           using the DRM_IOCTL_GEM_FLINK and DRM_IOCTL_GEM_OPEN ioctls
738           respectively. The conversion is handled by the DRM core without any
739           driver-specific support.
740         </para>
741         <para>
742           GEM also supports buffer sharing with dma-buf file descriptors through
743           PRIME. GEM-based drivers must use the provided helpers functions to
744           implement the exporting and importing correctly. See <xref linkend="drm-prime-support" />.
745           Since sharing file descriptors is inherently more secure than the
746           easily guessable and global GEM names it is the preferred buffer
747           sharing mechanism. Sharing buffers through GEM names is only supported
748           for legacy userspace. Furthermore PRIME also allows cross-device
749           buffer sharing since it is based on dma-bufs.
750         </para>
751       </sect3>
752       <sect3 id="drm-gem-objects-mapping">
753         <title>GEM Objects Mapping</title>
754         <para>
755           Because mapping operations are fairly heavyweight GEM favours
756           read/write-like access to buffers, implemented through driver-specific
757           ioctls, over mapping buffers to userspace. However, when random access
758           to the buffer is needed (to perform software rendering for instance),
759           direct access to the object can be more efficient.
760         </para>
761         <para>
762           The mmap system call can't be used directly to map GEM objects, as they
763           don't have their own file handle. Two alternative methods currently
764           co-exist to map GEM objects to userspace. The first method uses a
765           driver-specific ioctl to perform the mapping operation, calling
766           <function>do_mmap</function> under the hood. This is often considered
767           dubious, seems to be discouraged for new GEM-enabled drivers, and will
768           thus not be described here.
769         </para>
770         <para>
771           The second method uses the mmap system call on the DRM file handle.
772           <synopsis>void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd,
773              off_t offset);</synopsis>
774           DRM identifies the GEM object to be mapped by a fake offset passed
775           through the mmap offset argument. Prior to being mapped, a GEM object
776           must thus be associated with a fake offset. To do so, drivers must call
777           <function>drm_gem_create_mmap_offset</function> on the object. The
778           function allocates a fake offset range from a pool and stores the
779           offset divided by PAGE_SIZE in
780           <literal>obj-&gt;map_list.hash.key</literal>. Care must be taken not to
781           call <function>drm_gem_create_mmap_offset</function> if a fake offset
782           has already been allocated for the object. This can be tested by
783           <literal>obj-&gt;map_list.map</literal> being non-NULL.
784         </para>
785         <para>
786           Once allocated, the fake offset value
787           (<literal>obj-&gt;map_list.hash.key &lt;&lt; PAGE_SHIFT</literal>)
788           must be passed to the application in a driver-specific way and can then
789           be used as the mmap offset argument.
790         </para>
791         <para>
792           The GEM core provides a helper method <function>drm_gem_mmap</function>
793           to handle object mapping. The method can be set directly as the mmap
794           file operation handler. It will look up the GEM object based on the
795           offset value and set the VMA operations to the
796           <structname>drm_driver</structname> <structfield>gem_vm_ops</structfield>
797           field. Note that <function>drm_gem_mmap</function> doesn't map memory to
798           userspace, but relies on the driver-provided fault handler to map pages
799           individually.
800         </para>
801         <para>
802           To use <function>drm_gem_mmap</function>, drivers must fill the struct
803           <structname>drm_driver</structname> <structfield>gem_vm_ops</structfield>
804           field with a pointer to VM operations.
805         </para>
806         <para>
807           <synopsis>struct vm_operations_struct *gem_vm_ops
808
809   struct vm_operations_struct {
810           void (*open)(struct vm_area_struct * area);
811           void (*close)(struct vm_area_struct * area);
812           int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
813   };</synopsis>
814         </para>
815         <para>
816           The <methodname>open</methodname> and <methodname>close</methodname>
817           operations must update the GEM object reference count. Drivers can use
818           the <function>drm_gem_vm_open</function> and
819           <function>drm_gem_vm_close</function> helper functions directly as open
820           and close handlers.
821         </para>
822         <para>
823           The fault operation handler is responsible for mapping individual pages
824           to userspace when a page fault occurs. Depending on the memory
825           allocation scheme, drivers can allocate pages at fault time, or can
826           decide to allocate memory for the GEM object at the time the object is
827           created.
828         </para>
829         <para>
830           Drivers that want to map the GEM object upfront instead of handling page
831           faults can implement their own mmap file operation handler.
832         </para>
833       </sect3>
834       <sect3>
835         <title>Memory Coherency</title>
836         <para>
837           When mapped to the device or used in a command buffer, backing pages
838           for an object are flushed to memory and marked write combined so as to
839           be coherent with the GPU. Likewise, if the CPU accesses an object
840           after the GPU has finished rendering to the object, then the object
841           must be made coherent with the CPU's view of memory, usually involving
842           GPU cache flushing of various kinds. This core CPU&lt;-&gt;GPU
843           coherency management is provided by a device-specific ioctl, which
844           evaluates an object's current domain and performs any necessary
845           flushing or synchronization to put the object into the desired
846           coherency domain (note that the object may be busy, i.e. an active
847           render target; in that case, setting the domain blocks the client and
848           waits for rendering to complete before performing any necessary
849           flushing operations).
850         </para>
851       </sect3>
852       <sect3>
853         <title>Command Execution</title>
854         <para>
855           Perhaps the most important GEM function for GPU devices is providing a
856           command execution interface to clients. Client programs construct
857           command buffers containing references to previously allocated memory
858           objects, and then submit them to GEM. At that point, GEM takes care to
859           bind all the objects into the GTT, execute the buffer, and provide
860           necessary synchronization between clients accessing the same buffers.
861           This often involves evicting some objects from the GTT and re-binding
862           others (a fairly expensive operation), and providing relocation
863           support which hides fixed GTT offsets from clients. Clients must take
864           care not to submit command buffers that reference more objects than
865           can fit in the GTT; otherwise, GEM will reject them and no rendering
866           will occur. Similarly, if several objects in the buffer require fence
867           registers to be allocated for correct rendering (e.g. 2D blits on
868           pre-965 chips), care must be taken not to require more fence registers
869           than are available to the client. Such resource management should be
870           abstracted from the client in libdrm.
871         </para>
872       </sect3>
873       <sect3>
874         <title>GEM Function Reference</title>
875 !Edrivers/gpu/drm/drm_gem.c
876       </sect3>
877       </sect2>
878       <sect2>
879         <title>VMA Offset Manager</title>
880 !Pdrivers/gpu/drm/drm_vma_manager.c vma offset manager
881 !Edrivers/gpu/drm/drm_vma_manager.c
882 !Iinclude/drm/drm_vma_manager.h
883       </sect2>
884       <sect2 id="drm-prime-support">
885         <title>PRIME Buffer Sharing</title>
886         <para>
887           PRIME is the cross device buffer sharing framework in drm, originally
888           created for the OPTIMUS range of multi-gpu platforms. To userspace
889           PRIME buffers are dma-buf based file descriptors.
890         </para>
891         <sect3>
892           <title>Overview and Driver Interface</title>
893           <para>
894             Similar to GEM global names, PRIME file descriptors are
895             also used to share buffer objects across processes. They offer
896             additional security: as file descriptors must be explicitly sent over
897             UNIX domain sockets to be shared between applications, they can't be
898             guessed like the globally unique GEM names.
899           </para>
900           <para>
901             Drivers that support the PRIME
902             API must set the DRIVER_PRIME bit in the struct
903             <structname>drm_driver</structname>
904             <structfield>driver_features</structfield> field, and implement the
905             <methodname>prime_handle_to_fd</methodname> and
906             <methodname>prime_fd_to_handle</methodname> operations.
907           </para>
908           <para>
909             <synopsis>int (*prime_handle_to_fd)(struct drm_device *dev,
910                           struct drm_file *file_priv, uint32_t handle,
911                           uint32_t flags, int *prime_fd);
912 int (*prime_fd_to_handle)(struct drm_device *dev,
913                           struct drm_file *file_priv, int prime_fd,
914                           uint32_t *handle);</synopsis>
915             Those two operations convert a handle to a PRIME file descriptor and
916             vice versa. Drivers must use the kernel dma-buf buffer sharing framework
917             to manage the PRIME file descriptors. Similar to the mode setting
918             API PRIME is agnostic to the underlying buffer object manager, as
919             long as handles are 32bit unsigned integers.
920           </para>
921           <para>
922             While non-GEM drivers must implement the operations themselves, GEM
923             drivers must use the <function>drm_gem_prime_handle_to_fd</function>
924             and <function>drm_gem_prime_fd_to_handle</function> helper functions.
925             Those helpers rely on the driver
926             <methodname>gem_prime_export</methodname> and
927             <methodname>gem_prime_import</methodname> operations to create a dma-buf
928             instance from a GEM object (dma-buf exporter role) and to create a GEM
929             object from a dma-buf instance (dma-buf importer role).
930           </para>
931           <para>
932             <synopsis>struct dma_buf * (*gem_prime_export)(struct drm_device *dev,
933                                      struct drm_gem_object *obj,
934                                      int flags);
935 struct drm_gem_object * (*gem_prime_import)(struct drm_device *dev,
936                                             struct dma_buf *dma_buf);</synopsis>
937             These two operations are mandatory for GEM drivers that support
938             PRIME.
939           </para>
940         </sect3>
941         <sect3>
942           <title>PRIME Helper Functions</title>
943 !Pdrivers/gpu/drm/drm_prime.c PRIME Helpers
944         </sect3>
945       </sect2>
946       <sect2>
947         <title>PRIME Function References</title>
948 !Edrivers/gpu/drm/drm_prime.c
949       </sect2>
950       <sect2>
951         <title>DRM MM Range Allocator</title>
952         <sect3>
953           <title>Overview</title>
954 !Pdrivers/gpu/drm/drm_mm.c Overview
955         </sect3>
956         <sect3>
957           <title>LRU Scan/Eviction Support</title>
958 !Pdrivers/gpu/drm/drm_mm.c lru scan roaster
959         </sect3>
960       </sect2>
961       <sect2>
962         <title>DRM MM Range Allocator Function References</title>
963 !Edrivers/gpu/drm/drm_mm.c
964 !Iinclude/drm/drm_mm.h
965       </sect2>
966   </sect1>
967
968   <!-- Internals: mode setting -->
969
970   <sect1 id="drm-mode-setting">
971     <title>Mode Setting</title>
972     <para>
973       Drivers must initialize the mode setting core by calling
974       <function>drm_mode_config_init</function> on the DRM device. The function
975       initializes the <structname>drm_device</structname>
976       <structfield>mode_config</structfield> field and never fails. Once done,
977       mode configuration must be setup by initializing the following fields.
978     </para>
979     <itemizedlist>
980       <listitem>
981         <synopsis>int min_width, min_height;
982 int max_width, max_height;</synopsis>
983         <para>
984           Minimum and maximum width and height of the frame buffers in pixel
985           units.
986         </para>
987       </listitem>
988       <listitem>
989         <synopsis>struct drm_mode_config_funcs *funcs;</synopsis>
990         <para>Mode setting functions.</para>
991       </listitem>
992     </itemizedlist>
993     <sect2>
994       <title>Display Modes Function Reference</title>
995 !Iinclude/drm/drm_modes.h
996 !Edrivers/gpu/drm/drm_modes.c
997     </sect2>
998     <sect2>
999       <title>Frame Buffer Creation</title>
1000       <synopsis>struct drm_framebuffer *(*fb_create)(struct drm_device *dev,
1001                                      struct drm_file *file_priv,
1002                                      struct drm_mode_fb_cmd2 *mode_cmd);</synopsis>
1003       <para>
1004         Frame buffers are abstract memory objects that provide a source of
1005         pixels to scanout to a CRTC. Applications explicitly request the
1006         creation of frame buffers through the DRM_IOCTL_MODE_ADDFB(2) ioctls and
1007         receive an opaque handle that can be passed to the KMS CRTC control,
1008         plane configuration and page flip functions.
1009       </para>
1010       <para>
1011         Frame buffers rely on the underneath memory manager for low-level memory
1012         operations. When creating a frame buffer applications pass a memory
1013         handle (or a list of memory handles for multi-planar formats) through
1014         the <parameter>drm_mode_fb_cmd2</parameter> argument. For drivers using
1015         GEM as their userspace buffer management interface this would be a GEM
1016         handle.  Drivers are however free to use their own backing storage object
1017         handles, e.g. vmwgfx directly exposes special TTM handles to userspace
1018         and so expects TTM handles in the create ioctl and not GEM handles.
1019       </para>
1020       <para>
1021         Drivers must first validate the requested frame buffer parameters passed
1022         through the mode_cmd argument. In particular this is where invalid
1023         sizes, pixel formats or pitches can be caught.
1024       </para>
1025       <para>
1026         If the parameters are deemed valid, drivers then create, initialize and
1027         return an instance of struct <structname>drm_framebuffer</structname>.
1028         If desired the instance can be embedded in a larger driver-specific
1029         structure. Drivers must fill its <structfield>width</structfield>,
1030         <structfield>height</structfield>, <structfield>pitches</structfield>,
1031         <structfield>offsets</structfield>, <structfield>depth</structfield>,
1032         <structfield>bits_per_pixel</structfield> and
1033         <structfield>pixel_format</structfield> fields from the values passed
1034         through the <parameter>drm_mode_fb_cmd2</parameter> argument. They
1035         should call the <function>drm_helper_mode_fill_fb_struct</function>
1036         helper function to do so.
1037       </para>
1038
1039       <para>
1040         The initialization of the new framebuffer instance is finalized with a
1041         call to <function>drm_framebuffer_init</function> which takes a pointer
1042         to DRM frame buffer operations (struct
1043         <structname>drm_framebuffer_funcs</structname>). Note that this function
1044         publishes the framebuffer and so from this point on it can be accessed
1045         concurrently from other threads. Hence it must be the last step in the
1046         driver's framebuffer initialization sequence. Frame buffer operations
1047         are
1048         <itemizedlist>
1049           <listitem>
1050             <synopsis>int (*create_handle)(struct drm_framebuffer *fb,
1051                      struct drm_file *file_priv, unsigned int *handle);</synopsis>
1052             <para>
1053               Create a handle to the frame buffer underlying memory object. If
1054               the frame buffer uses a multi-plane format, the handle will
1055               reference the memory object associated with the first plane.
1056             </para>
1057             <para>
1058               Drivers call <function>drm_gem_handle_create</function> to create
1059               the handle.
1060             </para>
1061           </listitem>
1062           <listitem>
1063             <synopsis>void (*destroy)(struct drm_framebuffer *framebuffer);</synopsis>
1064             <para>
1065               Destroy the frame buffer object and frees all associated
1066               resources. Drivers must call
1067               <function>drm_framebuffer_cleanup</function> to free resources
1068               allocated by the DRM core for the frame buffer object, and must
1069               make sure to unreference all memory objects associated with the
1070               frame buffer. Handles created by the
1071               <methodname>create_handle</methodname> operation are released by
1072               the DRM core.
1073             </para>
1074           </listitem>
1075           <listitem>
1076             <synopsis>int (*dirty)(struct drm_framebuffer *framebuffer,
1077              struct drm_file *file_priv, unsigned flags, unsigned color,
1078              struct drm_clip_rect *clips, unsigned num_clips);</synopsis>
1079             <para>
1080               This optional operation notifies the driver that a region of the
1081               frame buffer has changed in response to a DRM_IOCTL_MODE_DIRTYFB
1082               ioctl call.
1083             </para>
1084           </listitem>
1085         </itemizedlist>
1086       </para>
1087       <para>
1088         The lifetime of a drm framebuffer is controlled with a reference count,
1089         drivers can grab additional references with
1090         <function>drm_framebuffer_reference</function>and drop them
1091         again with <function>drm_framebuffer_unreference</function>. For
1092         driver-private framebuffers for which the last reference is never
1093         dropped (e.g. for the fbdev framebuffer when the struct
1094         <structname>drm_framebuffer</structname> is embedded into the fbdev
1095         helper struct) drivers can manually clean up a framebuffer at module
1096         unload time with
1097         <function>drm_framebuffer_unregister_private</function>.
1098       </para>
1099     </sect2>
1100     <sect2>
1101       <title>Dumb Buffer Objects</title>
1102       <para>
1103         The KMS API doesn't standardize backing storage object creation and
1104         leaves it to driver-specific ioctls. Furthermore actually creating a
1105         buffer object even for GEM-based drivers is done through a
1106         driver-specific ioctl - GEM only has a common userspace interface for
1107         sharing and destroying objects. While not an issue for full-fledged
1108         graphics stacks that include device-specific userspace components (in
1109         libdrm for instance), this limit makes DRM-based early boot graphics
1110         unnecessarily complex.
1111       </para>
1112       <para>
1113         Dumb objects partly alleviate the problem by providing a standard
1114         API to create dumb buffers suitable for scanout, which can then be used
1115         to create KMS frame buffers.
1116       </para>
1117       <para>
1118         To support dumb objects drivers must implement the
1119         <methodname>dumb_create</methodname>,
1120         <methodname>dumb_destroy</methodname> and
1121         <methodname>dumb_map_offset</methodname> operations.
1122       </para>
1123       <itemizedlist>
1124         <listitem>
1125           <synopsis>int (*dumb_create)(struct drm_file *file_priv, struct drm_device *dev,
1126                    struct drm_mode_create_dumb *args);</synopsis>
1127           <para>
1128             The <methodname>dumb_create</methodname> operation creates a driver
1129             object (GEM or TTM handle) suitable for scanout based on the
1130             width, height and depth from the struct
1131             <structname>drm_mode_create_dumb</structname> argument. It fills the
1132             argument's <structfield>handle</structfield>,
1133             <structfield>pitch</structfield> and <structfield>size</structfield>
1134             fields with a handle for the newly created object and its line
1135             pitch and size in bytes.
1136           </para>
1137         </listitem>
1138         <listitem>
1139           <synopsis>int (*dumb_destroy)(struct drm_file *file_priv, struct drm_device *dev,
1140                     uint32_t handle);</synopsis>
1141           <para>
1142             The <methodname>dumb_destroy</methodname> operation destroys a dumb
1143             object created by <methodname>dumb_create</methodname>.
1144           </para>
1145         </listitem>
1146         <listitem>
1147           <synopsis>int (*dumb_map_offset)(struct drm_file *file_priv, struct drm_device *dev,
1148                        uint32_t handle, uint64_t *offset);</synopsis>
1149           <para>
1150             The <methodname>dumb_map_offset</methodname> operation associates an
1151             mmap fake offset with the object given by the handle and returns
1152             it. Drivers must use the
1153             <function>drm_gem_create_mmap_offset</function> function to
1154             associate the fake offset as described in
1155             <xref linkend="drm-gem-objects-mapping"/>.
1156           </para>
1157         </listitem>
1158       </itemizedlist>
1159       <para>
1160         Note that dumb objects may not be used for gpu acceleration, as has been
1161         attempted on some ARM embedded platforms. Such drivers really must have
1162         a hardware-specific ioctl to allocate suitable buffer objects.
1163       </para>
1164     </sect2>
1165     <sect2>
1166       <title>Output Polling</title>
1167       <synopsis>void (*output_poll_changed)(struct drm_device *dev);</synopsis>
1168       <para>
1169         This operation notifies the driver that the status of one or more
1170         connectors has changed. Drivers that use the fb helper can just call the
1171         <function>drm_fb_helper_hotplug_event</function> function to handle this
1172         operation.
1173       </para>
1174     </sect2>
1175     <sect2>
1176       <title>Locking</title>
1177       <para>
1178         Beside some lookup structures with their own locking (which is hidden
1179         behind the interface functions) most of the modeset state is protected
1180         by the <code>dev-&lt;mode_config.lock</code> mutex and additionally
1181         per-crtc locks to allow cursor updates, pageflips and similar operations
1182         to occur concurrently with background tasks like output detection.
1183         Operations which cross domains like a full modeset always grab all
1184         locks. Drivers there need to protect resources shared between crtcs with
1185         additional locking. They also need to be careful to always grab the
1186         relevant crtc locks if a modset functions touches crtc state, e.g. for
1187         load detection (which does only grab the <code>mode_config.lock</code>
1188         to allow concurrent screen updates on live crtcs).
1189       </para>
1190     </sect2>
1191   </sect1>
1192
1193   <!-- Internals: kms initialization and cleanup -->
1194
1195   <sect1 id="drm-kms-init">
1196     <title>KMS Initialization and Cleanup</title>
1197     <para>
1198       A KMS device is abstracted and exposed as a set of planes, CRTCs, encoders
1199       and connectors. KMS drivers must thus create and initialize all those
1200       objects at load time after initializing mode setting.
1201     </para>
1202     <sect2>
1203       <title>CRTCs (struct <structname>drm_crtc</structname>)</title>
1204       <para>
1205         A CRTC is an abstraction representing a part of the chip that contains a
1206         pointer to a scanout buffer. Therefore, the number of CRTCs available
1207         determines how many independent scanout buffers can be active at any
1208         given time. The CRTC structure contains several fields to support this:
1209         a pointer to some video memory (abstracted as a frame buffer object), a
1210         display mode, and an (x, y) offset into the video memory to support
1211         panning or configurations where one piece of video memory spans multiple
1212         CRTCs.
1213       </para>
1214       <sect3>
1215         <title>CRTC Initialization</title>
1216         <para>
1217           A KMS device must create and register at least one struct
1218           <structname>drm_crtc</structname> instance. The instance is allocated
1219           and zeroed by the driver, possibly as part of a larger structure, and
1220           registered with a call to <function>drm_crtc_init</function> with a
1221           pointer to CRTC functions.
1222         </para>
1223       </sect3>
1224       <sect3 id="drm-kms-crtcops">
1225         <title>CRTC Operations</title>
1226         <sect4>
1227           <title>Set Configuration</title>
1228           <synopsis>int (*set_config)(struct drm_mode_set *set);</synopsis>
1229           <para>
1230             Apply a new CRTC configuration to the device. The configuration
1231             specifies a CRTC, a frame buffer to scan out from, a (x,y) position in
1232             the frame buffer, a display mode and an array of connectors to drive
1233             with the CRTC if possible.
1234           </para>
1235           <para>
1236             If the frame buffer specified in the configuration is NULL, the driver
1237             must detach all encoders connected to the CRTC and all connectors
1238             attached to those encoders and disable them.
1239           </para>
1240           <para>
1241             This operation is called with the mode config lock held.
1242           </para>
1243           <note><para>
1244             Note that the drm core has no notion of restoring the mode setting
1245             state after resume, since all resume handling is in the full
1246             responsibility of the driver. The common mode setting helper library
1247             though provides a helper which can be used for this:
1248             <function>drm_helper_resume_force_mode</function>.
1249           </para></note>
1250         </sect4>
1251         <sect4>
1252           <title>Page Flipping</title>
1253           <synopsis>int (*page_flip)(struct drm_crtc *crtc, struct drm_framebuffer *fb,
1254                    struct drm_pending_vblank_event *event);</synopsis>
1255           <para>
1256             Schedule a page flip to the given frame buffer for the CRTC. This
1257             operation is called with the mode config mutex held.
1258           </para>
1259           <para>
1260             Page flipping is a synchronization mechanism that replaces the frame
1261             buffer being scanned out by the CRTC with a new frame buffer during
1262             vertical blanking, avoiding tearing. When an application requests a page
1263             flip the DRM core verifies that the new frame buffer is large enough to
1264             be scanned out by  the CRTC in the currently configured mode and then
1265             calls the CRTC <methodname>page_flip</methodname> operation with a
1266             pointer to the new frame buffer.
1267           </para>
1268           <para>
1269             The <methodname>page_flip</methodname> operation schedules a page flip.
1270             Once any pending rendering targeting the new frame buffer has
1271             completed, the CRTC will be reprogrammed to display that frame buffer
1272             after the next vertical refresh. The operation must return immediately
1273             without waiting for rendering or page flip to complete and must block
1274             any new rendering to the frame buffer until the page flip completes.
1275           </para>
1276           <para>
1277             If a page flip can be successfully scheduled the driver must set the
1278             <code>drm_crtc-&lt;fb</code> field to the new framebuffer pointed to
1279             by <code>fb</code>. This is important so that the reference counting
1280             on framebuffers stays balanced.
1281           </para>
1282           <para>
1283             If a page flip is already pending, the
1284             <methodname>page_flip</methodname> operation must return
1285             -<errorname>EBUSY</errorname>.
1286           </para>
1287           <para>
1288             To synchronize page flip to vertical blanking the driver will likely
1289             need to enable vertical blanking interrupts. It should call
1290             <function>drm_vblank_get</function> for that purpose, and call
1291             <function>drm_vblank_put</function> after the page flip completes.
1292           </para>
1293           <para>
1294             If the application has requested to be notified when page flip completes
1295             the <methodname>page_flip</methodname> operation will be called with a
1296             non-NULL <parameter>event</parameter> argument pointing to a
1297             <structname>drm_pending_vblank_event</structname> instance. Upon page
1298             flip completion the driver must call <methodname>drm_send_vblank_event</methodname>
1299             to fill in the event and send to wake up any waiting processes.
1300             This can be performed with
1301             <programlisting><![CDATA[
1302             spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1303             ...
1304             drm_send_vblank_event(dev, pipe, event);
1305             spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1306             ]]></programlisting>
1307           </para>
1308           <note><para>
1309             FIXME: Could drivers that don't need to wait for rendering to complete
1310             just add the event to <literal>dev-&gt;vblank_event_list</literal> and
1311             let the DRM core handle everything, as for "normal" vertical blanking
1312             events?
1313           </para></note>
1314           <para>
1315             While waiting for the page flip to complete, the
1316             <literal>event-&gt;base.link</literal> list head can be used freely by
1317             the driver to store the pending event in a driver-specific list.
1318           </para>
1319           <para>
1320             If the file handle is closed before the event is signaled, drivers must
1321             take care to destroy the event in their
1322             <methodname>preclose</methodname> operation (and, if needed, call
1323             <function>drm_vblank_put</function>).
1324           </para>
1325         </sect4>
1326         <sect4>
1327           <title>Miscellaneous</title>
1328           <itemizedlist>
1329             <listitem>
1330               <synopsis>void (*set_property)(struct drm_crtc *crtc,
1331                      struct drm_property *property, uint64_t value);</synopsis>
1332               <para>
1333                 Set the value of the given CRTC property to
1334                 <parameter>value</parameter>. See <xref linkend="drm-kms-properties"/>
1335                 for more information about properties.
1336               </para>
1337             </listitem>
1338             <listitem>
1339               <synopsis>void (*gamma_set)(struct drm_crtc *crtc, u16 *r, u16 *g, u16 *b,
1340                         uint32_t start, uint32_t size);</synopsis>
1341               <para>
1342                 Apply a gamma table to the device. The operation is optional.
1343               </para>
1344             </listitem>
1345             <listitem>
1346               <synopsis>void (*destroy)(struct drm_crtc *crtc);</synopsis>
1347               <para>
1348                 Destroy the CRTC when not needed anymore. See
1349                 <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1350               </para>
1351             </listitem>
1352           </itemizedlist>
1353         </sect4>
1354       </sect3>
1355     </sect2>
1356     <sect2>
1357       <title>Planes (struct <structname>drm_plane</structname>)</title>
1358       <para>
1359         A plane represents an image source that can be blended with or overlayed
1360         on top of a CRTC during the scanout process. Planes are associated with
1361         a frame buffer to crop a portion of the image memory (source) and
1362         optionally scale it to a destination size. The result is then blended
1363         with or overlayed on top of a CRTC.
1364       </para>
1365       <para>
1366       The DRM core recognizes three types of planes:
1367       <itemizedlist>
1368         <listitem>
1369         DRM_PLANE_TYPE_PRIMARY represents a "main" plane for a CRTC.  Primary
1370         planes are the planes operated upon by by CRTC modesetting and flipping
1371         operations described in <xref linkend="drm-kms-crtcops"/>.
1372         </listitem>
1373         <listitem>
1374         DRM_PLANE_TYPE_CURSOR represents a "cursor" plane for a CRTC.  Cursor
1375         planes are the planes operated upon by the DRM_IOCTL_MODE_CURSOR and
1376         DRM_IOCTL_MODE_CURSOR2 ioctls.
1377         </listitem>
1378         <listitem>
1379         DRM_PLANE_TYPE_OVERLAY represents all non-primary, non-cursor planes.
1380         Some drivers refer to these types of planes as "sprites" internally.
1381         </listitem>
1382       </itemizedlist>
1383       For compatibility with legacy userspace, only overlay planes are made
1384       available to userspace by default.  Userspace clients may set the
1385       DRM_CLIENT_CAP_UNIVERSAL_PLANES client capability bit to indicate that
1386       they wish to receive a universal plane list containing all plane types.
1387       </para>
1388       <sect3>
1389         <title>Plane Initialization</title>
1390         <para>
1391           To create a plane, a KMS drivers allocates and
1392           zeroes an instances of struct <structname>drm_plane</structname>
1393           (possibly as part of a larger structure) and registers it with a call
1394           to <function>drm_universal_plane_init</function>. The function takes a bitmask
1395           of the CRTCs that can be associated with the plane, a pointer to the
1396           plane functions, a list of format supported formats, and the type of
1397           plane (primary, cursor, or overlay) being initialized.
1398         </para>
1399         <para>
1400           Cursor and overlay planes are optional.  All drivers should provide
1401           one primary plane per CRTC (although this requirement may change in
1402           the future); drivers that do not wish to provide special handling for
1403           primary planes may make use of the helper functions described in
1404           <xref linkend="drm-kms-planehelpers"/> to create and register a
1405           primary plane with standard capabilities.
1406         </para>
1407       </sect3>
1408       <sect3>
1409         <title>Plane Operations</title>
1410         <itemizedlist>
1411           <listitem>
1412             <synopsis>int (*update_plane)(struct drm_plane *plane, struct drm_crtc *crtc,
1413                         struct drm_framebuffer *fb, int crtc_x, int crtc_y,
1414                         unsigned int crtc_w, unsigned int crtc_h,
1415                         uint32_t src_x, uint32_t src_y,
1416                         uint32_t src_w, uint32_t src_h);</synopsis>
1417             <para>
1418               Enable and configure the plane to use the given CRTC and frame buffer.
1419             </para>
1420             <para>
1421               The source rectangle in frame buffer memory coordinates is given by
1422               the <parameter>src_x</parameter>, <parameter>src_y</parameter>,
1423               <parameter>src_w</parameter> and <parameter>src_h</parameter>
1424               parameters (as 16.16 fixed point values). Devices that don't support
1425               subpixel plane coordinates can ignore the fractional part.
1426             </para>
1427             <para>
1428               The destination rectangle in CRTC coordinates is given by the
1429               <parameter>crtc_x</parameter>, <parameter>crtc_y</parameter>,
1430               <parameter>crtc_w</parameter> and <parameter>crtc_h</parameter>
1431               parameters (as integer values). Devices scale the source rectangle to
1432               the destination rectangle. If scaling is not supported, and the source
1433               rectangle size doesn't match the destination rectangle size, the
1434               driver must return a -<errorname>EINVAL</errorname> error.
1435             </para>
1436           </listitem>
1437           <listitem>
1438             <synopsis>int (*disable_plane)(struct drm_plane *plane);</synopsis>
1439             <para>
1440               Disable the plane. The DRM core calls this method in response to a
1441               DRM_IOCTL_MODE_SETPLANE ioctl call with the frame buffer ID set to 0.
1442               Disabled planes must not be processed by the CRTC.
1443             </para>
1444           </listitem>
1445           <listitem>
1446             <synopsis>void (*destroy)(struct drm_plane *plane);</synopsis>
1447             <para>
1448               Destroy the plane when not needed anymore. See
1449               <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1450             </para>
1451           </listitem>
1452         </itemizedlist>
1453       </sect3>
1454     </sect2>
1455     <sect2>
1456       <title>Encoders (struct <structname>drm_encoder</structname>)</title>
1457       <para>
1458         An encoder takes pixel data from a CRTC and converts it to a format
1459         suitable for any attached connectors. On some devices, it may be
1460         possible to have a CRTC send data to more than one encoder. In that
1461         case, both encoders would receive data from the same scanout buffer,
1462         resulting in a "cloned" display configuration across the connectors
1463         attached to each encoder.
1464       </para>
1465       <sect3>
1466         <title>Encoder Initialization</title>
1467         <para>
1468           As for CRTCs, a KMS driver must create, initialize and register at
1469           least one struct <structname>drm_encoder</structname> instance. The
1470           instance is allocated and zeroed by the driver, possibly as part of a
1471           larger structure.
1472         </para>
1473         <para>
1474           Drivers must initialize the struct <structname>drm_encoder</structname>
1475           <structfield>possible_crtcs</structfield> and
1476           <structfield>possible_clones</structfield> fields before registering the
1477           encoder. Both fields are bitmasks of respectively the CRTCs that the
1478           encoder can be connected to, and sibling encoders candidate for cloning.
1479         </para>
1480         <para>
1481           After being initialized, the encoder must be registered with a call to
1482           <function>drm_encoder_init</function>. The function takes a pointer to
1483           the encoder functions and an encoder type. Supported types are
1484           <itemizedlist>
1485             <listitem>
1486               DRM_MODE_ENCODER_DAC for VGA and analog on DVI-I/DVI-A
1487               </listitem>
1488             <listitem>
1489               DRM_MODE_ENCODER_TMDS for DVI, HDMI and (embedded) DisplayPort
1490             </listitem>
1491             <listitem>
1492               DRM_MODE_ENCODER_LVDS for display panels
1493             </listitem>
1494             <listitem>
1495               DRM_MODE_ENCODER_TVDAC for TV output (Composite, S-Video, Component,
1496               SCART)
1497             </listitem>
1498             <listitem>
1499               DRM_MODE_ENCODER_VIRTUAL for virtual machine displays
1500             </listitem>
1501           </itemizedlist>
1502         </para>
1503         <para>
1504           Encoders must be attached to a CRTC to be used. DRM drivers leave
1505           encoders unattached at initialization time. Applications (or the fbdev
1506           compatibility layer when implemented) are responsible for attaching the
1507           encoders they want to use to a CRTC.
1508         </para>
1509       </sect3>
1510       <sect3>
1511         <title>Encoder Operations</title>
1512         <itemizedlist>
1513           <listitem>
1514             <synopsis>void (*destroy)(struct drm_encoder *encoder);</synopsis>
1515             <para>
1516               Called to destroy the encoder when not needed anymore. See
1517               <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1518             </para>
1519           </listitem>
1520           <listitem>
1521             <synopsis>void (*set_property)(struct drm_plane *plane,
1522                      struct drm_property *property, uint64_t value);</synopsis>
1523             <para>
1524               Set the value of the given plane property to
1525               <parameter>value</parameter>. See <xref linkend="drm-kms-properties"/>
1526               for more information about properties.
1527             </para>
1528           </listitem>
1529         </itemizedlist>
1530       </sect3>
1531     </sect2>
1532     <sect2>
1533       <title>Connectors (struct <structname>drm_connector</structname>)</title>
1534       <para>
1535         A connector is the final destination for pixel data on a device, and
1536         usually connects directly to an external display device like a monitor
1537         or laptop panel. A connector can only be attached to one encoder at a
1538         time. The connector is also the structure where information about the
1539         attached display is kept, so it contains fields for display data, EDID
1540         data, DPMS &amp; connection status, and information about modes
1541         supported on the attached displays.
1542       </para>
1543       <sect3>
1544         <title>Connector Initialization</title>
1545         <para>
1546           Finally a KMS driver must create, initialize, register and attach at
1547           least one struct <structname>drm_connector</structname> instance. The
1548           instance is created as other KMS objects and initialized by setting the
1549           following fields.
1550         </para>
1551         <variablelist>
1552           <varlistentry>
1553             <term><structfield>interlace_allowed</structfield></term>
1554             <listitem><para>
1555               Whether the connector can handle interlaced modes.
1556             </para></listitem>
1557           </varlistentry>
1558           <varlistentry>
1559             <term><structfield>doublescan_allowed</structfield></term>
1560             <listitem><para>
1561               Whether the connector can handle doublescan.
1562             </para></listitem>
1563           </varlistentry>
1564           <varlistentry>
1565             <term><structfield>display_info
1566             </structfield></term>
1567             <listitem><para>
1568               Display information is filled from EDID information when a display
1569               is detected. For non hot-pluggable displays such as flat panels in
1570               embedded systems, the driver should initialize the
1571               <structfield>display_info</structfield>.<structfield>width_mm</structfield>
1572               and
1573               <structfield>display_info</structfield>.<structfield>height_mm</structfield>
1574               fields with the physical size of the display.
1575             </para></listitem>
1576           </varlistentry>
1577           <varlistentry>
1578             <term id="drm-kms-connector-polled"><structfield>polled</structfield></term>
1579             <listitem><para>
1580               Connector polling mode, a combination of
1581               <variablelist>
1582                 <varlistentry>
1583                   <term>DRM_CONNECTOR_POLL_HPD</term>
1584                   <listitem><para>
1585                     The connector generates hotplug events and doesn't need to be
1586                     periodically polled. The CONNECT and DISCONNECT flags must not
1587                     be set together with the HPD flag.
1588                   </para></listitem>
1589                 </varlistentry>
1590                 <varlistentry>
1591                   <term>DRM_CONNECTOR_POLL_CONNECT</term>
1592                   <listitem><para>
1593                     Periodically poll the connector for connection.
1594                   </para></listitem>
1595                 </varlistentry>
1596                 <varlistentry>
1597                   <term>DRM_CONNECTOR_POLL_DISCONNECT</term>
1598                   <listitem><para>
1599                     Periodically poll the connector for disconnection.
1600                   </para></listitem>
1601                 </varlistentry>
1602               </variablelist>
1603               Set to 0 for connectors that don't support connection status
1604               discovery.
1605             </para></listitem>
1606           </varlistentry>
1607         </variablelist>
1608         <para>
1609           The connector is then registered with a call to
1610           <function>drm_connector_init</function> with a pointer to the connector
1611           functions and a connector type, and exposed through sysfs with a call to
1612           <function>drm_connector_register</function>.
1613         </para>
1614         <para>
1615           Supported connector types are
1616           <itemizedlist>
1617             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_VGA</listitem>
1618             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DVII</listitem>
1619             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DVID</listitem>
1620             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DVIA</listitem>
1621             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_Composite</listitem>
1622             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_SVIDEO</listitem>
1623             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_LVDS</listitem>
1624             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_Component</listitem>
1625             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_9PinDIN</listitem>
1626             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DisplayPort</listitem>
1627             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_HDMIA</listitem>
1628             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_HDMIB</listitem>
1629             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_TV</listitem>
1630             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_eDP</listitem>
1631             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_VIRTUAL</listitem>
1632           </itemizedlist>
1633         </para>
1634         <para>
1635           Connectors must be attached to an encoder to be used. For devices that
1636           map connectors to encoders 1:1, the connector should be attached at
1637           initialization time with a call to
1638           <function>drm_mode_connector_attach_encoder</function>. The driver must
1639           also set the <structname>drm_connector</structname>
1640           <structfield>encoder</structfield> field to point to the attached
1641           encoder.
1642         </para>
1643         <para>
1644           Finally, drivers must initialize the connectors state change detection
1645           with a call to <function>drm_kms_helper_poll_init</function>. If at
1646           least one connector is pollable but can't generate hotplug interrupts
1647           (indicated by the DRM_CONNECTOR_POLL_CONNECT and
1648           DRM_CONNECTOR_POLL_DISCONNECT connector flags), a delayed work will
1649           automatically be queued to periodically poll for changes. Connectors
1650           that can generate hotplug interrupts must be marked with the
1651           DRM_CONNECTOR_POLL_HPD flag instead, and their interrupt handler must
1652           call <function>drm_helper_hpd_irq_event</function>. The function will
1653           queue a delayed work to check the state of all connectors, but no
1654           periodic polling will be done.
1655         </para>
1656       </sect3>
1657       <sect3>
1658         <title>Connector Operations</title>
1659         <note><para>
1660           Unless otherwise state, all operations are mandatory.
1661         </para></note>
1662         <sect4>
1663           <title>DPMS</title>
1664           <synopsis>void (*dpms)(struct drm_connector *connector, int mode);</synopsis>
1665           <para>
1666             The DPMS operation sets the power state of a connector. The mode
1667             argument is one of
1668             <itemizedlist>
1669               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_ON</para></listitem>
1670               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_STANDBY</para></listitem>
1671               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_SUSPEND</para></listitem>
1672               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_OFF</para></listitem>
1673             </itemizedlist>
1674           </para>
1675           <para>
1676             In all but DPMS_ON mode the encoder to which the connector is attached
1677             should put the display in low-power mode by driving its signals
1678             appropriately. If more than one connector is attached to the encoder
1679             care should be taken not to change the power state of other displays as
1680             a side effect. Low-power mode should be propagated to the encoders and
1681             CRTCs when all related connectors are put in low-power mode.
1682           </para>
1683         </sect4>
1684         <sect4>
1685           <title>Modes</title>
1686           <synopsis>int (*fill_modes)(struct drm_connector *connector, uint32_t max_width,
1687                       uint32_t max_height);</synopsis>
1688           <para>
1689             Fill the mode list with all supported modes for the connector. If the
1690             <parameter>max_width</parameter> and <parameter>max_height</parameter>
1691             arguments are non-zero, the implementation must ignore all modes wider
1692             than <parameter>max_width</parameter> or higher than
1693             <parameter>max_height</parameter>.
1694           </para>
1695           <para>
1696             The connector must also fill in this operation its
1697             <structfield>display_info</structfield>
1698             <structfield>width_mm</structfield> and
1699             <structfield>height_mm</structfield> fields with the connected display
1700             physical size in millimeters. The fields should be set to 0 if the value
1701             isn't known or is not applicable (for instance for projector devices).
1702           </para>
1703         </sect4>
1704         <sect4>
1705           <title>Connection Status</title>
1706           <para>
1707             The connection status is updated through polling or hotplug events when
1708             supported (see <xref linkend="drm-kms-connector-polled"/>). The status
1709             value is reported to userspace through ioctls and must not be used
1710             inside the driver, as it only gets initialized by a call to
1711             <function>drm_mode_getconnector</function> from userspace.
1712           </para>
1713           <synopsis>enum drm_connector_status (*detect)(struct drm_connector *connector,
1714                                         bool force);</synopsis>
1715           <para>
1716             Check to see if anything is attached to the connector. The
1717             <parameter>force</parameter> parameter is set to false whilst polling or
1718             to true when checking the connector due to user request.
1719             <parameter>force</parameter> can be used by the driver to avoid
1720             expensive, destructive operations during automated probing.
1721           </para>
1722           <para>
1723             Return connector_status_connected if something is connected to the
1724             connector, connector_status_disconnected if nothing is connected and
1725             connector_status_unknown if the connection state isn't known.
1726           </para>
1727           <para>
1728             Drivers should only return connector_status_connected if the connection
1729             status has really been probed as connected. Connectors that can't detect
1730             the connection status, or failed connection status probes, should return
1731             connector_status_unknown.
1732           </para>
1733         </sect4>
1734         <sect4>
1735           <title>Miscellaneous</title>
1736           <itemizedlist>
1737             <listitem>
1738               <synopsis>void (*set_property)(struct drm_connector *connector,
1739                      struct drm_property *property, uint64_t value);</synopsis>
1740               <para>
1741                 Set the value of the given connector property to
1742                 <parameter>value</parameter>. See <xref linkend="drm-kms-properties"/>
1743                 for more information about properties.
1744               </para>
1745             </listitem>
1746             <listitem>
1747               <synopsis>void (*destroy)(struct drm_connector *connector);</synopsis>
1748               <para>
1749                 Destroy the connector when not needed anymore. See
1750                 <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1751               </para>
1752             </listitem>
1753           </itemizedlist>
1754         </sect4>
1755       </sect3>
1756     </sect2>
1757     <sect2>
1758       <title>Cleanup</title>
1759       <para>
1760         The DRM core manages its objects' lifetime. When an object is not needed
1761         anymore the core calls its destroy function, which must clean up and
1762         free every resource allocated for the object. Every
1763         <function>drm_*_init</function> call must be matched with a
1764         corresponding <function>drm_*_cleanup</function> call to cleanup CRTCs
1765         (<function>drm_crtc_cleanup</function>), planes
1766         (<function>drm_plane_cleanup</function>), encoders
1767         (<function>drm_encoder_cleanup</function>) and connectors
1768         (<function>drm_connector_cleanup</function>). Furthermore, connectors
1769         that have been added to sysfs must be removed by a call to
1770         <function>drm_connector_unregister</function> before calling
1771         <function>drm_connector_cleanup</function>.
1772       </para>
1773       <para>
1774         Connectors state change detection must be cleanup up with a call to
1775         <function>drm_kms_helper_poll_fini</function>.
1776       </para>
1777     </sect2>
1778     <sect2>
1779       <title>Output discovery and initialization example</title>
1780       <programlisting><![CDATA[
1781 void intel_crt_init(struct drm_device *dev)
1782 {
1783         struct drm_connector *connector;
1784         struct intel_output *intel_output;
1785
1786         intel_output = kzalloc(sizeof(struct intel_output), GFP_KERNEL);
1787         if (!intel_output)
1788                 return;
1789
1790         connector = &intel_output->base;
1791         drm_connector_init(dev, &intel_output->base,
1792                            &intel_crt_connector_funcs, DRM_MODE_CONNECTOR_VGA);
1793
1794         drm_encoder_init(dev, &intel_output->enc, &intel_crt_enc_funcs,
1795                          DRM_MODE_ENCODER_DAC);
1796
1797         drm_mode_connector_attach_encoder(&intel_output->base,
1798                                           &intel_output->enc);
1799
1800         /* Set up the DDC bus. */
1801         intel_output->ddc_bus = intel_i2c_create(dev, GPIOA, "CRTDDC_A");
1802         if (!intel_output->ddc_bus) {
1803                 dev_printk(KERN_ERR, &dev->pdev->dev, "DDC bus registration "
1804                            "failed.\n");
1805                 return;
1806         }
1807
1808         intel_output->type = INTEL_OUTPUT_ANALOG;
1809         connector->interlace_allowed = 0;
1810         connector->doublescan_allowed = 0;
1811
1812         drm_encoder_helper_add(&intel_output->enc, &intel_crt_helper_funcs);
1813         drm_connector_helper_add(connector, &intel_crt_connector_helper_funcs);
1814
1815         drm_connector_register(connector);
1816 }]]></programlisting>
1817       <para>
1818         In the example above (taken from the i915 driver), a CRTC, connector and
1819         encoder combination is created. A device-specific i2c bus is also
1820         created for fetching EDID data and performing monitor detection. Once
1821         the process is complete, the new connector is registered with sysfs to
1822         make its properties available to applications.
1823       </para>
1824     </sect2>
1825     <sect2>
1826       <title>KMS API Functions</title>
1827 !Edrivers/gpu/drm/drm_crtc.c
1828     </sect2>
1829     <sect2>
1830       <title>KMS Locking</title>
1831 !Pdrivers/gpu/drm/drm_modeset_lock.c kms locking
1832 !Iinclude/drm/drm_modeset_lock.h
1833 !Edrivers/gpu/drm/drm_modeset_lock.c
1834     </sect2>
1835   </sect1>
1836
1837   <!-- Internals: kms helper functions -->
1838
1839   <sect1>
1840     <title>Mode Setting Helper Functions</title>
1841     <para>
1842       The plane, CRTC, encoder and connector functions provided by the drivers
1843       implement the DRM API. They're called by the DRM core and ioctl handlers
1844       to handle device state changes and configuration request. As implementing
1845       those functions often requires logic not specific to drivers, mid-layer
1846       helper functions are available to avoid duplicating boilerplate code.
1847     </para>
1848     <para>
1849       The DRM core contains one mid-layer implementation. The mid-layer provides
1850       implementations of several plane, CRTC, encoder and connector functions
1851       (called from the top of the mid-layer) that pre-process requests and call
1852       lower-level functions provided by the driver (at the bottom of the
1853       mid-layer). For instance, the
1854       <function>drm_crtc_helper_set_config</function> function can be used to
1855       fill the struct <structname>drm_crtc_funcs</structname>
1856       <structfield>set_config</structfield> field. When called, it will split
1857       the <methodname>set_config</methodname> operation in smaller, simpler
1858       operations and call the driver to handle them.
1859     </para>
1860     <para>
1861       To use the mid-layer, drivers call <function>drm_crtc_helper_add</function>,
1862       <function>drm_encoder_helper_add</function> and
1863       <function>drm_connector_helper_add</function> functions to install their
1864       mid-layer bottom operations handlers, and fill the
1865       <structname>drm_crtc_funcs</structname>,
1866       <structname>drm_encoder_funcs</structname> and
1867       <structname>drm_connector_funcs</structname> structures with pointers to
1868       the mid-layer top API functions. Installing the mid-layer bottom operation
1869       handlers is best done right after registering the corresponding KMS object.
1870     </para>
1871     <para>
1872       The mid-layer is not split between CRTC, encoder and connector operations.
1873       To use it, a driver must provide bottom functions for all of the three KMS
1874       entities.
1875     </para>
1876     <sect2>
1877       <title>Helper Functions</title>
1878       <itemizedlist>
1879         <listitem>
1880           <synopsis>int drm_crtc_helper_set_config(struct drm_mode_set *set);</synopsis>
1881           <para>
1882             The <function>drm_crtc_helper_set_config</function> helper function
1883             is a CRTC <methodname>set_config</methodname> implementation. It
1884             first tries to locate the best encoder for each connector by calling
1885             the connector <methodname>best_encoder</methodname> helper
1886             operation.
1887           </para>
1888           <para>
1889             After locating the appropriate encoders, the helper function will
1890             call the <methodname>mode_fixup</methodname> encoder and CRTC helper
1891             operations to adjust the requested mode, or reject it completely in
1892             which case an error will be returned to the application. If the new
1893             configuration after mode adjustment is identical to the current
1894             configuration the helper function will return without performing any
1895             other operation.
1896           </para>
1897           <para>
1898             If the adjusted mode is identical to the current mode but changes to
1899             the frame buffer need to be applied, the
1900             <function>drm_crtc_helper_set_config</function> function will call
1901             the CRTC <methodname>mode_set_base</methodname> helper operation. If
1902             the adjusted mode differs from the current mode, or if the
1903             <methodname>mode_set_base</methodname> helper operation is not
1904             provided, the helper function performs a full mode set sequence by
1905             calling the <methodname>prepare</methodname>,
1906             <methodname>mode_set</methodname> and
1907             <methodname>commit</methodname> CRTC and encoder helper operations,
1908             in that order.
1909           </para>
1910         </listitem>
1911         <listitem>
1912           <synopsis>void drm_helper_connector_dpms(struct drm_connector *connector, int mode);</synopsis>
1913           <para>
1914             The <function>drm_helper_connector_dpms</function> helper function
1915             is a connector <methodname>dpms</methodname> implementation that
1916             tracks power state of connectors. To use the function, drivers must
1917             provide <methodname>dpms</methodname> helper operations for CRTCs
1918             and encoders to apply the DPMS state to the device.
1919           </para>
1920           <para>
1921             The mid-layer doesn't track the power state of CRTCs and encoders.
1922             The <methodname>dpms</methodname> helper operations can thus be
1923             called with a mode identical to the currently active mode.
1924           </para>
1925         </listitem>
1926         <listitem>
1927           <synopsis>int drm_helper_probe_single_connector_modes(struct drm_connector *connector,
1928                                             uint32_t maxX, uint32_t maxY);</synopsis>
1929           <para>
1930             The <function>drm_helper_probe_single_connector_modes</function> helper
1931             function is a connector <methodname>fill_modes</methodname>
1932             implementation that updates the connection status for the connector
1933             and then retrieves a list of modes by calling the connector
1934             <methodname>get_modes</methodname> helper operation.
1935           </para>
1936           <para>
1937             The function filters out modes larger than
1938             <parameter>max_width</parameter> and <parameter>max_height</parameter>
1939             if specified. It then calls the optional connector
1940             <methodname>mode_valid</methodname> helper operation for each mode in
1941             the probed list to check whether the mode is valid for the connector.
1942           </para>
1943         </listitem>
1944       </itemizedlist>
1945     </sect2>
1946     <sect2>
1947       <title>CRTC Helper Operations</title>
1948       <itemizedlist>
1949         <listitem id="drm-helper-crtc-mode-fixup">
1950           <synopsis>bool (*mode_fixup)(struct drm_crtc *crtc,
1951                        const struct drm_display_mode *mode,
1952                        struct drm_display_mode *adjusted_mode);</synopsis>
1953           <para>
1954             Let CRTCs adjust the requested mode or reject it completely. This
1955             operation returns true if the mode is accepted (possibly after being
1956             adjusted) or false if it is rejected.
1957           </para>
1958           <para>
1959             The <methodname>mode_fixup</methodname> operation should reject the
1960             mode if it can't reasonably use it. The definition of "reasonable"
1961             is currently fuzzy in this context. One possible behaviour would be
1962             to set the adjusted mode to the panel timings when a fixed-mode
1963             panel is used with hardware capable of scaling. Another behaviour
1964             would be to accept any input mode and adjust it to the closest mode
1965             supported by the hardware (FIXME: This needs to be clarified).
1966           </para>
1967         </listitem>
1968         <listitem>
1969           <synopsis>int (*mode_set_base)(struct drm_crtc *crtc, int x, int y,
1970                      struct drm_framebuffer *old_fb)</synopsis>
1971           <para>
1972             Move the CRTC on the current frame buffer (stored in
1973             <literal>crtc-&gt;fb</literal>) to position (x,y). Any of the frame
1974             buffer, x position or y position may have been modified.
1975           </para>
1976           <para>
1977             This helper operation is optional. If not provided, the
1978             <function>drm_crtc_helper_set_config</function> function will fall
1979             back to the <methodname>mode_set</methodname> helper operation.
1980           </para>
1981           <note><para>
1982             FIXME: Why are x and y passed as arguments, as they can be accessed
1983             through <literal>crtc-&gt;x</literal> and
1984             <literal>crtc-&gt;y</literal>?
1985           </para></note>
1986         </listitem>
1987         <listitem>
1988           <synopsis>void (*prepare)(struct drm_crtc *crtc);</synopsis>
1989           <para>
1990             Prepare the CRTC for mode setting. This operation is called after
1991             validating the requested mode. Drivers use it to perform
1992             device-specific operations required before setting the new mode.
1993           </para>
1994         </listitem>
1995         <listitem>
1996           <synopsis>int (*mode_set)(struct drm_crtc *crtc, struct drm_display_mode *mode,
1997                 struct drm_display_mode *adjusted_mode, int x, int y,
1998                 struct drm_framebuffer *old_fb);</synopsis>
1999           <para>
2000             Set a new mode, position and frame buffer. Depending on the device
2001             requirements, the mode can be stored internally by the driver and
2002             applied in the <methodname>commit</methodname> operation, or
2003             programmed to the hardware immediately.
2004           </para>
2005           <para>
2006             The <methodname>mode_set</methodname> operation returns 0 on success
2007             or a negative error code if an error occurs.
2008           </para>
2009         </listitem>
2010         <listitem>
2011           <synopsis>void (*commit)(struct drm_crtc *crtc);</synopsis>
2012           <para>
2013             Commit a mode. This operation is called after setting the new mode.
2014             Upon return the device must use the new mode and be fully
2015             operational.
2016           </para>
2017         </listitem>
2018       </itemizedlist>
2019     </sect2>
2020     <sect2>
2021       <title>Encoder Helper Operations</title>
2022       <itemizedlist>
2023         <listitem>
2024           <synopsis>bool (*mode_fixup)(struct drm_encoder *encoder,
2025                        const struct drm_display_mode *mode,
2026                        struct drm_display_mode *adjusted_mode);</synopsis>
2027           <para>
2028             Let encoders adjust the requested mode or reject it completely. This
2029             operation returns true if the mode is accepted (possibly after being
2030             adjusted) or false if it is rejected. See the
2031             <link linkend="drm-helper-crtc-mode-fixup">mode_fixup CRTC helper
2032             operation</link> for an explanation of the allowed adjustments.
2033           </para>
2034         </listitem>
2035         <listitem>
2036           <synopsis>void (*prepare)(struct drm_encoder *encoder);</synopsis>
2037           <para>
2038             Prepare the encoder for mode setting. This operation is called after
2039             validating the requested mode. Drivers use it to perform
2040             device-specific operations required before setting the new mode.
2041           </para>
2042         </listitem>
2043         <listitem>
2044           <synopsis>void (*mode_set)(struct drm_encoder *encoder,
2045                  struct drm_display_mode *mode,
2046                  struct drm_display_mode *adjusted_mode);</synopsis>
2047           <para>
2048             Set a new mode. Depending on the device requirements, the mode can
2049             be stored internally by the driver and applied in the
2050             <methodname>commit</methodname> operation, or programmed to the
2051             hardware immediately.
2052           </para>
2053         </listitem>
2054         <listitem>
2055           <synopsis>void (*commit)(struct drm_encoder *encoder);</synopsis>
2056           <para>
2057             Commit a mode. This operation is called after setting the new mode.
2058             Upon return the device must use the new mode and be fully
2059             operational.
2060           </para>
2061         </listitem>
2062       </itemizedlist>
2063     </sect2>
2064     <sect2>
2065       <title>Connector Helper Operations</title>
2066       <itemizedlist>
2067         <listitem>
2068           <synopsis>struct drm_encoder *(*best_encoder)(struct drm_connector *connector);</synopsis>
2069           <para>
2070             Return a pointer to the best encoder for the connecter. Device that
2071             map connectors to encoders 1:1 simply return the pointer to the
2072             associated encoder. This operation is mandatory.
2073           </para>
2074         </listitem>
2075         <listitem>
2076           <synopsis>int (*get_modes)(struct drm_connector *connector);</synopsis>
2077           <para>
2078             Fill the connector's <structfield>probed_modes</structfield> list
2079             by parsing EDID data with <function>drm_add_edid_modes</function> or
2080             calling <function>drm_mode_probed_add</function> directly for every
2081             supported mode and return the number of modes it has detected. This
2082             operation is mandatory.
2083           </para>
2084           <para>
2085             When adding modes manually the driver creates each mode with a call to
2086             <function>drm_mode_create</function> and must fill the following fields.
2087             <itemizedlist>
2088               <listitem>
2089                 <synopsis>__u32 type;</synopsis>
2090                 <para>
2091                   Mode type bitmask, a combination of
2092                   <variablelist>
2093                     <varlistentry>
2094                       <term>DRM_MODE_TYPE_BUILTIN</term>
2095                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
2096                     </varlistentry>
2097                     <varlistentry>
2098                       <term>DRM_MODE_TYPE_CLOCK_C</term>
2099                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
2100                     </varlistentry>
2101                     <varlistentry>
2102                       <term>DRM_MODE_TYPE_CRTC_C</term>
2103                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
2104                     </varlistentry>
2105                     <varlistentry>
2106                       <term>
2107         DRM_MODE_TYPE_PREFERRED - The preferred mode for the connector
2108                       </term>
2109                       <listitem>
2110                         <para>not used?</para>
2111                       </listitem>
2112                     </varlistentry>
2113                     <varlistentry>
2114                       <term>DRM_MODE_TYPE_DEFAULT</term>
2115                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
2116                     </varlistentry>
2117                     <varlistentry>
2118                       <term>DRM_MODE_TYPE_USERDEF</term>
2119                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
2120                     </varlistentry>
2121                     <varlistentry>
2122                       <term>DRM_MODE_TYPE_DRIVER</term>
2123                       <listitem>
2124                         <para>
2125                           The mode has been created by the driver (as opposed to
2126                           to user-created modes).
2127                         </para>
2128                       </listitem>
2129                     </varlistentry>
2130                   </variablelist>
2131                   Drivers must set the DRM_MODE_TYPE_DRIVER bit for all modes they
2132                   create, and set the DRM_MODE_TYPE_PREFERRED bit for the preferred
2133                   mode.
2134                 </para>
2135               </listitem>
2136               <listitem>
2137                 <synopsis>__u32 clock;</synopsis>
2138                 <para>Pixel clock frequency in kHz unit</para>
2139               </listitem>
2140               <listitem>
2141                 <synopsis>__u16 hdisplay, hsync_start, hsync_end, htotal;
2142     __u16 vdisplay, vsync_start, vsync_end, vtotal;</synopsis>
2143                 <para>Horizontal and vertical timing information</para>
2144                 <screen><![CDATA[
2145              Active                 Front           Sync           Back
2146              Region                 Porch                          Porch
2147     <-----------------------><----------------><-------------><-------------->
2148
2149       //////////////////////|
2150      ////////////////////// |
2151     //////////////////////  |..................               ................
2152                                                _______________
2153
2154     <----- [hv]display ----->
2155     <------------- [hv]sync_start ------------>
2156     <--------------------- [hv]sync_end --------------------->
2157     <-------------------------------- [hv]total ----------------------------->
2158 ]]></screen>
2159               </listitem>
2160               <listitem>
2161                 <synopsis>__u16 hskew;
2162     __u16 vscan;</synopsis>
2163                 <para>Unknown</para>
2164               </listitem>
2165               <listitem>
2166                 <synopsis>__u32 flags;</synopsis>
2167                 <para>
2168                   Mode flags, a combination of
2169                   <variablelist>
2170                     <varlistentry>
2171                       <term>DRM_MODE_FLAG_PHSYNC</term>
2172                       <listitem><para>
2173                         Horizontal sync is active high
2174                       </para></listitem>
2175                     </varlistentry>
2176                     <varlistentry>
2177                       <term>DRM_MODE_FLAG_NHSYNC</term>
2178                       <listitem><para>
2179                         Horizontal sync is active low
2180                       </para></listitem>
2181                     </varlistentry>
2182                     <varlistentry>
2183                       <term>DRM_MODE_FLAG_PVSYNC</term>
2184                       <listitem><para>
2185                         Vertical sync is active high
2186                       </para></listitem>
2187                     </varlistentry>
2188                     <varlistentry>
2189                       <term>DRM_MODE_FLAG_NVSYNC</term>
2190                       <listitem><para>
2191                         Vertical sync is active low
2192                       </para></listitem>
2193                     </varlistentry>
2194                     <varlistentry>
2195                       <term>DRM_MODE_FLAG_INTERLACE</term>
2196                       <listitem><para>
2197                         Mode is interlaced
2198                       </para></listitem>
2199                     </varlistentry>
2200                     <varlistentry>
2201                       <term>DRM_MODE_FLAG_DBLSCAN</term>
2202                       <listitem><para>
2203                         Mode uses doublescan
2204                       </para></listitem>
2205                     </varlistentry>
2206                     <varlistentry>
2207                       <term>DRM_MODE_FLAG_CSYNC</term>
2208                       <listitem><para>
2209                         Mode uses composite sync
2210                       </para></listitem>
2211                     </varlistentry>
2212                     <varlistentry>
2213                       <term>DRM_MODE_FLAG_PCSYNC</term>
2214                       <listitem><para>
2215                         Composite sync is active high
2216                       </para></listitem>
2217                     </varlistentry>
2218                     <varlistentry>
2219                       <term>DRM_MODE_FLAG_NCSYNC</term>
2220                       <listitem><para>
2221                         Composite sync is active low
2222                       </para></listitem>
2223                     </varlistentry>
2224                     <varlistentry>
2225                       <term>DRM_MODE_FLAG_HSKEW</term>
2226                       <listitem><para>
2227                         hskew provided (not used?)
2228                       </para></listitem>
2229                     </varlistentry>
2230                     <varlistentry>
2231                       <term>DRM_MODE_FLAG_BCAST</term>
2232                       <listitem><para>
2233                         not used?
2234                       </para></listitem>
2235                     </varlistentry>
2236                     <varlistentry>
2237                       <term>DRM_MODE_FLAG_PIXMUX</term>
2238                       <listitem><para>
2239                         not used?
2240                       </para></listitem>
2241                     </varlistentry>
2242                     <varlistentry>
2243                       <term>DRM_MODE_FLAG_DBLCLK</term>
2244                       <listitem><para>
2245                         not used?
2246                       </para></listitem>
2247                     </varlistentry>
2248                     <varlistentry>
2249                       <term>DRM_MODE_FLAG_CLKDIV2</term>
2250                       <listitem><para>
2251                         ?
2252                       </para></listitem>
2253                     </varlistentry>
2254                   </variablelist>
2255                 </para>
2256                 <para>
2257                   Note that modes marked with the INTERLACE or DBLSCAN flags will be
2258                   filtered out by
2259                   <function>drm_helper_probe_single_connector_modes</function> if
2260                   the connector's <structfield>interlace_allowed</structfield> or
2261                   <structfield>doublescan_allowed</structfield> field is set to 0.
2262                 </para>
2263               </listitem>
2264               <listitem>
2265                 <synopsis>char name[DRM_DISPLAY_MODE_LEN];</synopsis>
2266                 <para>
2267                   Mode name. The driver must call
2268                   <function>drm_mode_set_name</function> to fill the mode name from
2269                   <structfield>hdisplay</structfield>,
2270                   <structfield>vdisplay</structfield> and interlace flag after
2271                   filling the corresponding fields.
2272                 </para>
2273               </listitem>
2274             </itemizedlist>
2275           </para>
2276           <para>
2277             The <structfield>vrefresh</structfield> value is computed by
2278             <function>drm_helper_probe_single_connector_modes</function>.
2279           </para>
2280           <para>
2281             When parsing EDID data, <function>drm_add_edid_modes</function> fill the
2282             connector <structfield>display_info</structfield>
2283             <structfield>width_mm</structfield> and
2284             <structfield>height_mm</structfield> fields. When creating modes
2285             manually the <methodname>get_modes</methodname> helper operation must
2286             set the <structfield>display_info</structfield>
2287             <structfield>width_mm</structfield> and
2288             <structfield>height_mm</structfield> fields if they haven't been set
2289             already (for instance at initialization time when a fixed-size panel is
2290             attached to the connector). The mode <structfield>width_mm</structfield>
2291             and <structfield>height_mm</structfield> fields are only used internally
2292             during EDID parsing and should not be set when creating modes manually.
2293           </para>
2294         </listitem>
2295         <listitem>
2296           <synopsis>int (*mode_valid)(struct drm_connector *connector,
2297                   struct drm_display_mode *mode);</synopsis>
2298           <para>
2299             Verify whether a mode is valid for the connector. Return MODE_OK for
2300             supported modes and one of the enum drm_mode_status values (MODE_*)
2301             for unsupported modes. This operation is optional.
2302           </para>
2303           <para>
2304             As the mode rejection reason is currently not used beside for
2305             immediately removing the unsupported mode, an implementation can
2306             return MODE_BAD regardless of the exact reason why the mode is not
2307             valid.
2308           </para>
2309           <note><para>
2310             Note that the <methodname>mode_valid</methodname> helper operation is
2311             only called for modes detected by the device, and
2312             <emphasis>not</emphasis> for modes set by the user through the CRTC
2313             <methodname>set_config</methodname> operation.
2314           </para></note>
2315         </listitem>
2316       </itemizedlist>
2317     </sect2>
2318     <sect2>
2319       <title>Modeset Helper Functions Reference</title>
2320 !Edrivers/gpu/drm/drm_crtc_helper.c
2321     </sect2>
2322     <sect2>
2323       <title>Output Probing Helper Functions Reference</title>
2324 !Pdrivers/gpu/drm/drm_probe_helper.c output probing helper overview
2325 !Edrivers/gpu/drm/drm_probe_helper.c
2326     </sect2>
2327     <sect2>
2328       <title>fbdev Helper Functions Reference</title>
2329 !Pdrivers/gpu/drm/drm_fb_helper.c fbdev helpers
2330 !Edrivers/gpu/drm/drm_fb_helper.c
2331 !Iinclude/drm/drm_fb_helper.h
2332     </sect2>
2333     <sect2>
2334       <title>Display Port Helper Functions Reference</title>
2335 !Pdrivers/gpu/drm/drm_dp_helper.c dp helpers
2336 !Iinclude/drm/drm_dp_helper.h
2337 !Edrivers/gpu/drm/drm_dp_helper.c
2338     </sect2>
2339     <sect2>
2340       <title>Display Port MST Helper Functions Reference</title>
2341 !Pdrivers/gpu/drm/drm_dp_mst_topology.c dp mst helper
2342 !Iinclude/drm/drm_dp_mst_helper.h
2343 !Edrivers/gpu/drm/drm_dp_mst_topology.c
2344     </sect2>
2345     <sect2>
2346       <title>EDID Helper Functions Reference</title>
2347 !Edrivers/gpu/drm/drm_edid.c
2348     </sect2>
2349     <sect2>
2350       <title>Rectangle Utilities Reference</title>
2351 !Pinclude/drm/drm_rect.h rect utils
2352 !Iinclude/drm/drm_rect.h
2353 !Edrivers/gpu/drm/drm_rect.c
2354     </sect2>
2355     <sect2>
2356       <title>Flip-work Helper Reference</title>
2357 !Pinclude/drm/drm_flip_work.h flip utils
2358 !Iinclude/drm/drm_flip_work.h
2359 !Edrivers/gpu/drm/drm_flip_work.c
2360     </sect2>
2361     <sect2>
2362       <title>HDMI Infoframes Helper Reference</title>
2363       <para>
2364         Strictly speaking this is not a DRM helper library but generally useable
2365         by any driver interfacing with HDMI outputs like v4l or alsa drivers.
2366         But it nicely fits into the overall topic of mode setting helper
2367         libraries and hence is also included here.
2368       </para>
2369 !Iinclude/linux/hdmi.h
2370 !Edrivers/video/hdmi.c
2371     </sect2>
2372     <sect2>
2373       <title id="drm-kms-planehelpers">Plane Helper Reference</title>
2374 !Edrivers/gpu/drm/drm_plane_helper.c Plane Helpers
2375     </sect2>
2376   </sect1>
2377
2378   <!-- Internals: kms properties -->
2379
2380   <sect1 id="drm-kms-properties">
2381     <title>KMS Properties</title>
2382     <para>
2383       Drivers may need to expose additional parameters to applications than
2384       those described in the previous sections. KMS supports attaching
2385       properties to CRTCs, connectors and planes and offers a userspace API to
2386       list, get and set the property values.
2387     </para>
2388     <para>
2389       Properties are identified by a name that uniquely defines the property
2390       purpose, and store an associated value. For all property types except blob
2391       properties the value is a 64-bit unsigned integer.
2392     </para>
2393     <para>
2394       KMS differentiates between properties and property instances. Drivers
2395       first create properties and then create and associate individual instances
2396       of those properties to objects. A property can be instantiated multiple
2397       times and associated with different objects. Values are stored in property
2398       instances, and all other property information are stored in the property
2399       and shared between all instances of the property.
2400     </para>
2401     <para>
2402       Every property is created with a type that influences how the KMS core
2403       handles the property. Supported property types are
2404       <variablelist>
2405         <varlistentry>
2406           <term>DRM_MODE_PROP_RANGE</term>
2407           <listitem><para>Range properties report their minimum and maximum
2408             admissible values. The KMS core verifies that values set by
2409             application fit in that range.</para></listitem>
2410         </varlistentry>
2411         <varlistentry>
2412           <term>DRM_MODE_PROP_ENUM</term>
2413           <listitem><para>Enumerated properties take a numerical value that
2414             ranges from 0 to the number of enumerated values defined by the
2415             property minus one, and associate a free-formed string name to each
2416             value. Applications can retrieve the list of defined value-name pairs
2417             and use the numerical value to get and set property instance values.
2418             </para></listitem>
2419         </varlistentry>
2420         <varlistentry>
2421           <term>DRM_MODE_PROP_BITMASK</term>
2422           <listitem><para>Bitmask properties are enumeration properties that
2423             additionally restrict all enumerated values to the 0..63 range.
2424             Bitmask property instance values combine one or more of the
2425             enumerated bits defined by the property.</para></listitem>
2426         </varlistentry>
2427         <varlistentry>
2428           <term>DRM_MODE_PROP_BLOB</term>
2429           <listitem><para>Blob properties store a binary blob without any format
2430             restriction. The binary blobs are created as KMS standalone objects,
2431             and blob property instance values store the ID of their associated
2432             blob object.</para>
2433             <para>Blob properties are only used for the connector EDID property
2434             and cannot be created by drivers.</para></listitem>
2435         </varlistentry>
2436       </variablelist>
2437     </para>
2438     <para>
2439       To create a property drivers call one of the following functions depending
2440       on the property type. All property creation functions take property flags
2441       and name, as well as type-specific arguments.
2442       <itemizedlist>
2443         <listitem>
2444           <synopsis>struct drm_property *drm_property_create_range(struct drm_device *dev, int flags,
2445                                                const char *name,
2446                                                uint64_t min, uint64_t max);</synopsis>
2447           <para>Create a range property with the given minimum and maximum
2448             values.</para>
2449         </listitem>
2450         <listitem>
2451           <synopsis>struct drm_property *drm_property_create_enum(struct drm_device *dev, int flags,
2452                                               const char *name,
2453                                               const struct drm_prop_enum_list *props,
2454                                               int num_values);</synopsis>
2455           <para>Create an enumerated property. The <parameter>props</parameter>
2456             argument points to an array of <parameter>num_values</parameter>
2457             value-name pairs.</para>
2458         </listitem>
2459         <listitem>
2460           <synopsis>struct drm_property *drm_property_create_bitmask(struct drm_device *dev,
2461                                                  int flags, const char *name,
2462                                                  const struct drm_prop_enum_list *props,
2463                                                  int num_values);</synopsis>
2464           <para>Create a bitmask property. The <parameter>props</parameter>
2465             argument points to an array of <parameter>num_values</parameter>
2466             value-name pairs.</para>
2467         </listitem>
2468       </itemizedlist>
2469     </para>
2470     <para>
2471       Properties can additionally be created as immutable, in which case they
2472       will be read-only for applications but can be modified by the driver. To
2473       create an immutable property drivers must set the DRM_MODE_PROP_IMMUTABLE
2474       flag at property creation time.
2475     </para>
2476     <para>
2477       When no array of value-name pairs is readily available at property
2478       creation time for enumerated or range properties, drivers can create
2479       the property using the <function>drm_property_create</function> function
2480       and manually add enumeration value-name pairs by calling the
2481       <function>drm_property_add_enum</function> function. Care must be taken to
2482       properly specify the property type through the <parameter>flags</parameter>
2483       argument.
2484     </para>
2485     <para>
2486       After creating properties drivers can attach property instances to CRTC,
2487       connector and plane objects by calling the
2488       <function>drm_object_attach_property</function>. The function takes a
2489       pointer to the target object, a pointer to the previously created property
2490       and an initial instance value.
2491     </para>
2492     <sect2>
2493         <title>Existing KMS Properties</title>
2494         <para>
2495         The following table gives description of drm properties exposed by various
2496         modules/drivers.
2497         </para>
2498         <table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0">
2499         <tbody>
2500         <tr style="font-weight: bold;">
2501         <td valign="top" >Owner Module/Drivers</td>
2502         <td valign="top" >Group</td>
2503         <td valign="top" >Property Name</td>
2504         <td valign="top" >Type</td>
2505         <td valign="top" >Property Values</td>
2506         <td valign="top" >Object attached</td>
2507         <td valign="top" >Description/Restrictions</td>
2508         </tr>
2509         <tr>
2510         <td rowspan="21" valign="top" >DRM</td>
2511         <td rowspan="2" valign="top" >Generic</td>
2512         <td valign="top" >“EDID”</td>
2513         <td valign="top" >BLOB | IMMUTABLE</td>
2514         <td valign="top" >0</td>
2515         <td valign="top" >Connector</td>
2516         <td valign="top" >Contains id of edid blob ptr object.</td>
2517         </tr>
2518         <tr>
2519         <td valign="top" >“DPMS”</td>
2520         <td valign="top" >ENUM</td>
2521         <td valign="top" >{ “On”, “Standby”, “Suspend”, “Off” }</td>
2522         <td valign="top" >Connector</td>
2523         <td valign="top" >Contains DPMS operation mode value.</td>
2524         </tr>
2525         <tr>
2526         <td rowspan="1" valign="top" >Plane</td>
2527         <td valign="top" >“type”</td>
2528         <td valign="top" >ENUM | IMMUTABLE</td>
2529         <td valign="top" >{ "Overlay", "Primary", "Cursor" }</td>
2530         <td valign="top" >Plane</td>
2531         <td valign="top" >Plane type</td>
2532         </tr>
2533         <tr>
2534         <td rowspan="2" valign="top" >DVI-I</td>
2535         <td valign="top" >“subconnector”</td>
2536         <td valign="top" >ENUM</td>
2537         <td valign="top" >{ “Unknown”, “DVI-D”, “DVI-A” }</td>
2538         <td valign="top" >Connector</td>
2539         <td valign="top" >TBD</td>
2540         </tr>
2541         <tr>
2542         <td valign="top" >“select subconnector”</td>
2543         <td valign="top" >ENUM</td>
2544         <td valign="top" >{ “Automatic”, “DVI-D”, “DVI-A” }</td>
2545         <td valign="top" >Connector</td>
2546         <td valign="top" >TBD</td>
2547         </tr>
2548         <tr>
2549         <td rowspan="13" valign="top" >TV</td>
2550         <td valign="top" >“subconnector”</td>
2551         <td valign="top" >ENUM</td>
2552         <td valign="top" >{ "Unknown", "Composite", "SVIDEO", "Component", "SCART" }</td>
2553         <td valign="top" >Connector</td>
2554         <td valign="top" >TBD</td>
2555         </tr>
2556         <tr>
2557         <td valign="top" >“select subconnector”</td>
2558         <td valign="top" >ENUM</td>
2559         <td valign="top" >{ "Automatic", "Composite", "SVIDEO", "Component", "SCART" }</td>
2560         <td valign="top" >Connector</td>
2561         <td valign="top" >TBD</td>
2562         </tr>
2563         <tr>
2564         <td valign="top" >“mode”</td>
2565         <td valign="top" >ENUM</td>
2566         <td valign="top" >{ "NTSC_M", "NTSC_J", "NTSC_443", "PAL_B" } etc.</td>
2567         <td valign="top" >Connector</td>
2568         <td valign="top" >TBD</td>
2569         </tr>
2570         <tr>
2571         <td valign="top" >“left margin”</td>
2572         <td valign="top" >RANGE</td>
2573         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2574         <td valign="top" >Connector</td>
2575         <td valign="top" >TBD</td>
2576         </tr>
2577         <tr>
2578         <td valign="top" >“right margin”</td>
2579         <td valign="top" >RANGE</td>
2580         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2581         <td valign="top" >Connector</td>
2582         <td valign="top" >TBD</td>
2583         </tr>
2584         <tr>
2585         <td valign="top" >“top margin”</td>
2586         <td valign="top" >RANGE</td>
2587         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2588         <td valign="top" >Connector</td>
2589         <td valign="top" >TBD</td>
2590         </tr>
2591         <tr>
2592         <td valign="top" >“bottom margin”</td>
2593         <td valign="top" >RANGE</td>
2594         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2595         <td valign="top" >Connector</td>
2596         <td valign="top" >TBD</td>
2597         </tr>
2598         <tr>
2599         <td valign="top" >“brightness”</td>
2600         <td valign="top" >RANGE</td>
2601         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2602         <td valign="top" >Connector</td>
2603         <td valign="top" >TBD</td>
2604         </tr>
2605         <tr>
2606         <td valign="top" >“contrast”</td>
2607         <td valign="top" >RANGE</td>
2608         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2609         <td valign="top" >Connector</td>
2610         <td valign="top" >TBD</td>
2611         </tr>
2612         <tr>
2613         <td valign="top" >“flicker reduction”</td>
2614         <td valign="top" >RANGE</td>
2615         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2616         <td valign="top" >Connector</td>
2617         <td valign="top" >TBD</td>
2618         </tr>
2619         <tr>
2620         <td valign="top" >“overscan”</td>
2621         <td valign="top" >RANGE</td>
2622         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2623         <td valign="top" >Connector</td>
2624         <td valign="top" >TBD</td>
2625         </tr>
2626         <tr>
2627         <td valign="top" >“saturation”</td>
2628         <td valign="top" >RANGE</td>
2629         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2630         <td valign="top" >Connector</td>
2631         <td valign="top" >TBD</td>
2632         </tr>
2633         <tr>
2634         <td valign="top" >“hue”</td>
2635         <td valign="top" >RANGE</td>
2636         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2637         <td valign="top" >Connector</td>
2638         <td valign="top" >TBD</td>
2639         </tr>
2640         <tr>
2641         <td rowspan="3" valign="top" >Optional</td>
2642         <td valign="top" >“scaling mode”</td>
2643         <td valign="top" >ENUM</td>
2644         <td valign="top" >{ "None", "Full", "Center", "Full aspect" }</td>
2645         <td valign="top" >Connector</td>
2646         <td valign="top" >TBD</td>
2647         </tr>
2648         <tr>
2649         <td valign="top" >"aspect ratio"</td>
2650         <td valign="top" >ENUM</td>
2651         <td valign="top" >{ "None", "4:3", "16:9" }</td>
2652         <td valign="top" >Connector</td>
2653         <td valign="top" >DRM property to set aspect ratio from user space app.
2654                 This enum is made generic to allow addition of custom aspect
2655                 ratios.</td>
2656         </tr>
2657         <tr>
2658         <td valign="top" >“dirty”</td>
2659         <td valign="top" >ENUM | IMMUTABLE</td>
2660         <td valign="top" >{ "Off", "On", "Annotate" }</td>
2661         <td valign="top" >Connector</td>
2662         <td valign="top" >TBD</td>
2663         </tr>
2664         <tr>
2665         <td rowspan="21" valign="top" >i915</td>
2666         <td rowspan="2" valign="top" >Generic</td>
2667         <td valign="top" >"Broadcast RGB"</td>
2668         <td valign="top" >ENUM</td>
2669         <td valign="top" >{ "Automatic", "Full", "Limited 16:235" }</td>
2670         <td valign="top" >Connector</td>
2671         <td valign="top" >TBD</td>
2672         </tr>
2673         <tr>
2674         <td valign="top" >“audio”</td>
2675         <td valign="top" >ENUM</td>
2676         <td valign="top" >{ "force-dvi", "off", "auto", "on" }</td>
2677         <td valign="top" >Connector</td>
2678         <td valign="top" >TBD</td>
2679         </tr>
2680         <tr>
2681         <td rowspan="1" valign="top" >Plane</td>
2682         <td valign="top" >“rotation”</td>
2683         <td valign="top" >BITMASK</td>
2684         <td valign="top" >{ 0, "rotate-0" }, { 2, "rotate-180" }</td>
2685         <td valign="top" >Plane</td>
2686         <td valign="top" >TBD</td>
2687         </tr>
2688         <tr>
2689         <td rowspan="17" valign="top" >SDVO-TV</td>
2690         <td valign="top" >“mode”</td>
2691         <td valign="top" >ENUM</td>
2692         <td valign="top" >{ "NTSC_M", "NTSC_J", "NTSC_443", "PAL_B" } etc.</td>
2693         <td valign="top" >Connector</td>
2694         <td valign="top" >TBD</td>
2695         </tr>
2696         <tr>
2697         <td valign="top" >"left_margin"</td>
2698         <td valign="top" >RANGE</td>
2699         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2700         <td valign="top" >Connector</td>
2701         <td valign="top" >TBD</td>
2702         </tr>
2703         <tr>
2704         <td valign="top" >"right_margin"</td>
2705         <td valign="top" >RANGE</td>
2706         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2707         <td valign="top" >Connector</td>
2708         <td valign="top" >TBD</td>
2709         </tr>
2710         <tr>
2711         <td valign="top" >"top_margin"</td>
2712         <td valign="top" >RANGE</td>
2713         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2714         <td valign="top" >Connector</td>
2715         <td valign="top" >TBD</td>
2716         </tr>
2717         <tr>
2718         <td valign="top" >"bottom_margin"</td>
2719         <td valign="top" >RANGE</td>
2720         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2721         <td valign="top" >Connector</td>
2722         <td valign="top" >TBD</td>
2723         </tr>
2724         <tr>
2725         <td valign="top" >“hpos”</td>
2726         <td valign="top" >RANGE</td>
2727         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2728         <td valign="top" >Connector</td>
2729         <td valign="top" >TBD</td>
2730         </tr>
2731         <tr>
2732         <td valign="top" >“vpos”</td>
2733         <td valign="top" >RANGE</td>
2734         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2735         <td valign="top" >Connector</td>
2736         <td valign="top" >TBD</td>
2737         </tr>
2738         <tr>
2739         <td valign="top" >“contrast”</td>
2740         <td valign="top" >RANGE</td>
2741         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2742         <td valign="top" >Connector</td>
2743         <td valign="top" >TBD</td>
2744         </tr>
2745         <tr>
2746         <td valign="top" >“saturation”</td>
2747         <td valign="top" >RANGE</td>
2748         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2749         <td valign="top" >Connector</td>
2750         <td valign="top" >TBD</td>
2751         </tr>
2752         <tr>
2753         <td valign="top" >“hue”</td>
2754         <td valign="top" >RANGE</td>
2755         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2756         <td valign="top" >Connector</td>
2757         <td valign="top" >TBD</td>
2758         </tr>
2759         <tr>
2760         <td valign="top" >“sharpness”</td>
2761         <td valign="top" >RANGE</td>
2762         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2763         <td valign="top" >Connector</td>
2764         <td valign="top" >TBD</td>
2765         </tr>
2766         <tr>
2767         <td valign="top" >“flicker_filter”</td>
2768         <td valign="top" >RANGE</td>
2769         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2770         <td valign="top" >Connector</td>
2771         <td valign="top" >TBD</td>
2772         </tr>
2773         <tr>
2774         <td valign="top" >“flicker_filter_adaptive”</td>
2775         <td valign="top" >RANGE</td>
2776         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2777         <td valign="top" >Connector</td>
2778         <td valign="top" >TBD</td>
2779         </tr>
2780         <tr>
2781         <td valign="top" >“flicker_filter_2d”</td>
2782         <td valign="top" >RANGE</td>
2783         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2784         <td valign="top" >Connector</td>
2785         <td valign="top" >TBD</td>
2786         </tr>
2787         <tr>
2788         <td valign="top" >“tv_chroma_filter”</td>
2789         <td valign="top" >RANGE</td>
2790         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2791         <td valign="top" >Connector</td>
2792         <td valign="top" >TBD</td>
2793         </tr>
2794         <tr>
2795         <td valign="top" >“tv_luma_filter”</td>
2796         <td valign="top" >RANGE</td>
2797         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2798         <td valign="top" >Connector</td>
2799         <td valign="top" >TBD</td>
2800         </tr>
2801         <tr>
2802         <td valign="top" >“dot_crawl”</td>
2803         <td valign="top" >RANGE</td>
2804         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
2805         <td valign="top" >Connector</td>
2806         <td valign="top" >TBD</td>
2807         </tr>
2808         <tr>
2809         <td valign="top" >SDVO-TV/LVDS</td>
2810         <td valign="top" >“brightness”</td>
2811         <td valign="top" >RANGE</td>
2812         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2813         <td valign="top" >Connector</td>
2814         <td valign="top" >TBD</td>
2815         </tr>
2816         <tr>
2817         <td rowspan="2" valign="top" >CDV gma-500</td>
2818         <td rowspan="2" valign="top" >Generic</td>
2819         <td valign="top" >"Broadcast RGB"</td>
2820         <td valign="top" >ENUM</td>
2821         <td valign="top" >{ “Full”, “Limited 16:235” }</td>
2822         <td valign="top" >Connector</td>
2823         <td valign="top" >TBD</td>
2824         </tr>
2825         <tr>
2826         <td valign="top" >"Broadcast RGB"</td>
2827         <td valign="top" >ENUM</td>
2828         <td valign="top" >{ “off”, “auto”, “on” }</td>
2829         <td valign="top" >Connector</td>
2830         <td valign="top" >TBD</td>
2831         </tr>
2832         <tr>
2833         <td rowspan="19" valign="top" >Poulsbo</td>
2834         <td rowspan="1" valign="top" >Generic</td>
2835         <td valign="top" >“backlight”</td>
2836         <td valign="top" >RANGE</td>
2837         <td valign="top" >Min=0, Max=100</td>
2838         <td valign="top" >Connector</td>
2839         <td valign="top" >TBD</td>
2840         </tr>
2841         <tr>
2842         <td rowspan="17" valign="top" >SDVO-TV</td>
2843         <td valign="top" >“mode”</td>
2844         <td valign="top" >ENUM</td>
2845         <td valign="top" >{ "NTSC_M", "NTSC_J", "NTSC_443", "PAL_B" } etc.</td>
2846         <td valign="top" >Connector</td>
2847         <td valign="top" >TBD</td>
2848         </tr>
2849         <tr>
2850         <td valign="top" >"left_margin"</td>
2851         <td valign="top" >RANGE</td>
2852         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2853         <td valign="top" >Connector</td>
2854         <td valign="top" >TBD</td>
2855         </tr>
2856         <tr>
2857         <td valign="top" >"right_margin"</td>
2858         <td valign="top" >RANGE</td>
2859         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2860         <td valign="top" >Connector</td>
2861         <td valign="top" >TBD</td>
2862         </tr>
2863         <tr>
2864         <td valign="top" >"top_margin"</td>
2865         <td valign="top" >RANGE</td>
2866         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2867         <td valign="top" >Connector</td>
2868         <td valign="top" >TBD</td>
2869         </tr>
2870         <tr>
2871         <td valign="top" >"bottom_margin"</td>
2872         <td valign="top" >RANGE</td>
2873         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2874         <td valign="top" >Connector</td>
2875         <td valign="top" >TBD</td>
2876         </tr>
2877         <tr>
2878         <td valign="top" >“hpos”</td>
2879         <td valign="top" >RANGE</td>
2880         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2881         <td valign="top" >Connector</td>
2882         <td valign="top" >TBD</td>
2883         </tr>
2884         <tr>
2885         <td valign="top" >“vpos”</td>
2886         <td valign="top" >RANGE</td>
2887         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2888         <td valign="top" >Connector</td>
2889         <td valign="top" >TBD</td>
2890         </tr>
2891         <tr>
2892         <td valign="top" >“contrast”</td>
2893         <td valign="top" >RANGE</td>
2894         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2895         <td valign="top" >Connector</td>
2896         <td valign="top" >TBD</td>
2897         </tr>
2898         <tr>
2899         <td valign="top" >“saturation”</td>
2900         <td valign="top" >RANGE</td>
2901         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2902         <td valign="top" >Connector</td>
2903         <td valign="top" >TBD</td>
2904         </tr>
2905         <tr>
2906         <td valign="top" >“hue”</td>
2907         <td valign="top" >RANGE</td>
2908         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2909         <td valign="top" >Connector</td>
2910         <td valign="top" >TBD</td>
2911         </tr>
2912         <tr>
2913         <td valign="top" >“sharpness”</td>
2914         <td valign="top" >RANGE</td>
2915         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2916         <td valign="top" >Connector</td>
2917         <td valign="top" >TBD</td>
2918         </tr>
2919         <tr>
2920         <td valign="top" >“flicker_filter”</td>
2921         <td valign="top" >RANGE</td>
2922         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2923         <td valign="top" >Connector</td>
2924         <td valign="top" >TBD</td>
2925         </tr>
2926         <tr>
2927         <td valign="top" >“flicker_filter_adaptive”</td>
2928         <td valign="top" >RANGE</td>
2929         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2930         <td valign="top" >Connector</td>
2931         <td valign="top" >TBD</td>
2932         </tr>
2933         <tr>
2934         <td valign="top" >“flicker_filter_2d”</td>
2935         <td valign="top" >RANGE</td>
2936         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2937         <td valign="top" >Connector</td>
2938         <td valign="top" >TBD</td>
2939         </tr>
2940         <tr>
2941         <td valign="top" >“tv_chroma_filter”</td>
2942         <td valign="top" >RANGE</td>
2943         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2944         <td valign="top" >Connector</td>
2945         <td valign="top" >TBD</td>
2946         </tr>
2947         <tr>
2948         <td valign="top" >“tv_luma_filter”</td>
2949         <td valign="top" >RANGE</td>
2950         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2951         <td valign="top" >Connector</td>
2952         <td valign="top" >TBD</td>
2953         </tr>
2954         <tr>
2955         <td valign="top" >“dot_crawl”</td>
2956         <td valign="top" >RANGE</td>
2957         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
2958         <td valign="top" >Connector</td>
2959         <td valign="top" >TBD</td>
2960         </tr>
2961         <tr>
2962         <td valign="top" >SDVO-TV/LVDS</td>
2963         <td valign="top" >“brightness”</td>
2964         <td valign="top" >RANGE</td>
2965         <td valign="top" >Min=0, Max= SDVO dependent</td>
2966         <td valign="top" >Connector</td>
2967         <td valign="top" >TBD</td>
2968         </tr>
2969         <tr>
2970         <td rowspan="11" valign="top" >armada</td>
2971         <td rowspan="2" valign="top" >CRTC</td>
2972         <td valign="top" >"CSC_YUV"</td>
2973         <td valign="top" >ENUM</td>
2974         <td valign="top" >{ "Auto" , "CCIR601", "CCIR709" }</td>
2975         <td valign="top" >CRTC</td>
2976         <td valign="top" >TBD</td>
2977         </tr>
2978         <tr>
2979         <td valign="top" >"CSC_RGB"</td>
2980         <td valign="top" >ENUM</td>
2981         <td valign="top" >{ "Auto", "Computer system", "Studio" }</td>
2982         <td valign="top" >CRTC</td>
2983         <td valign="top" >TBD</td>
2984         </tr>
2985         <tr>
2986         <td rowspan="9" valign="top" >Overlay</td>
2987         <td valign="top" >"colorkey"</td>
2988         <td valign="top" >RANGE</td>
2989         <td valign="top" >Min=0, Max=0xffffff</td>
2990         <td valign="top" >Plane</td>
2991         <td valign="top" >TBD</td>
2992         </tr>
2993         <tr>
2994         <td valign="top" >"colorkey_min"</td>
2995         <td valign="top" >RANGE</td>
2996         <td valign="top" >Min=0, Max=0xffffff</td>
2997         <td valign="top" >Plane</td>
2998         <td valign="top" >TBD</td>
2999         </tr>
3000         <tr>
3001         <td valign="top" >"colorkey_max"</td>
3002         <td valign="top" >RANGE</td>
3003         <td valign="top" >Min=0, Max=0xffffff</td>
3004         <td valign="top" >Plane</td>
3005         <td valign="top" >TBD</td>
3006         </tr>
3007         <tr>
3008         <td valign="top" >"colorkey_val"</td>
3009         <td valign="top" >RANGE</td>
3010         <td valign="top" >Min=0, Max=0xffffff</td>
3011         <td valign="top" >Plane</td>
3012         <td valign="top" >TBD</td>
3013         </tr>
3014         <tr>
3015         <td valign="top" >"colorkey_alpha"</td>
3016         <td valign="top" >RANGE</td>
3017         <td valign="top" >Min=0, Max=0xffffff</td>
3018         <td valign="top" >Plane</td>
3019         <td valign="top" >TBD</td>
3020         </tr>
3021         <tr>
3022         <td valign="top" >"colorkey_mode"</td>
3023         <td valign="top" >ENUM</td>
3024         <td valign="top" >{ "disabled", "Y component", "U component"
3025         , "V component", "RGB", “R component", "G component", "B component" }</td>
3026         <td valign="top" >Plane</td>
3027         <td valign="top" >TBD</td>
3028         </tr>
3029         <tr>
3030         <td valign="top" >"brightness"</td>
3031         <td valign="top" >RANGE</td>
3032         <td valign="top" >Min=0, Max=256 + 255</td>
3033         <td valign="top" >Plane</td>
3034         <td valign="top" >TBD</td>
3035         </tr>
3036         <tr>
3037         <td valign="top" >"contrast"</td>
3038         <td valign="top" >RANGE</td>
3039         <td valign="top" >Min=0, Max=0x7fff</td>
3040         <td valign="top" >Plane</td>
3041         <td valign="top" >TBD</td>
3042         </tr>
3043         <tr>
3044         <td valign="top" >"saturation"</td>
3045         <td valign="top" >RANGE</td>
3046         <td valign="top" >Min=0, Max=0x7fff</td>
3047         <td valign="top" >Plane</td>
3048         <td valign="top" >TBD</td>
3049         </tr>
3050         <tr>
3051         <td rowspan="2" valign="top" >exynos</td>
3052         <td valign="top" >CRTC</td>
3053         <td valign="top" >“mode”</td>
3054         <td valign="top" >ENUM</td>
3055         <td valign="top" >{ "normal", "blank" }</td>
3056         <td valign="top" >CRTC</td>
3057         <td valign="top" >TBD</td>
3058         </tr>
3059         <tr>
3060         <td valign="top" >Overlay</td>
3061         <td valign="top" >“zpos”</td>
3062         <td valign="top" >RANGE</td>
3063         <td valign="top" >Min=0, Max=MAX_PLANE-1</td>
3064         <td valign="top" >Plane</td>
3065         <td valign="top" >TBD</td>
3066         </tr>
3067         <tr>
3068         <td rowspan="2" valign="top" >i2c/ch7006_drv</td>
3069         <td valign="top" >Generic</td>
3070         <td valign="top" >“scale”</td>
3071         <td valign="top" >RANGE</td>
3072         <td valign="top" >Min=0, Max=2</td>
3073         <td valign="top" >Connector</td>
3074         <td valign="top" >TBD</td>
3075         </tr>
3076         <tr>
3077         <td rowspan="1" valign="top" >TV</td>
3078         <td valign="top" >“mode”</td>
3079         <td valign="top" >ENUM</td>
3080         <td valign="top" >{ "PAL", "PAL-M","PAL-N"}, ”PAL-Nc"
3081         , "PAL-60", "NTSC-M", "NTSC-J" }</td>
3082         <td valign="top" >Connector</td>
3083         <td valign="top" >TBD</td>
3084         </tr>
3085         <tr>
3086         <td rowspan="15" valign="top" >nouveau</td>
3087         <td rowspan="6" valign="top" >NV10 Overlay</td>
3088         <td valign="top" >"colorkey"</td>
3089         <td valign="top" >RANGE</td>
3090         <td valign="top" >Min=0, Max=0x01ffffff</td>
3091         <td valign="top" >Plane</td>
3092         <td valign="top" >TBD</td>
3093         </tr>
3094         <tr>
3095         <td valign="top" >“contrast”</td>
3096         <td valign="top" >RANGE</td>
3097         <td valign="top" >Min=0, Max=8192-1</td>
3098         <td valign="top" >Plane</td>
3099         <td valign="top" >TBD</td>
3100         </tr>
3101         <tr>
3102         <td valign="top" >“brightness”</td>
3103         <td valign="top" >RANGE</td>
3104         <td valign="top" >Min=0, Max=1024</td>
3105         <td valign="top" >Plane</td>
3106         <td valign="top" >TBD</td>
3107         </tr>
3108         <tr>
3109         <td valign="top" >“hue”</td>
3110         <td valign="top" >RANGE</td>
3111         <td valign="top" >Min=0, Max=359</td>
3112         <td valign="top" >Plane</td>
3113         <td valign="top" >TBD</td>
3114         </tr>
3115         <tr>
3116         <td valign="top" >“saturation”</td>
3117         <td valign="top" >RANGE</td>
3118         <td valign="top" >Min=0, Max=8192-1</td>
3119         <td valign="top" >Plane</td>
3120         <td valign="top" >TBD</td>
3121         </tr>
3122         <tr>
3123         <td valign="top" >“iturbt_709”</td>
3124         <td valign="top" >RANGE</td>
3125         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
3126         <td valign="top" >Plane</td>
3127         <td valign="top" >TBD</td>
3128         </tr>
3129         <tr>
3130         <td rowspan="2" valign="top" >Nv04 Overlay</td>
3131         <td valign="top" >“colorkey”</td>
3132         <td valign="top" >RANGE</td>
3133         <td valign="top" >Min=0, Max=0x01ffffff</td>
3134         <td valign="top" >Plane</td>
3135         <td valign="top" >TBD</td>
3136         </tr>
3137         <tr>
3138         <td valign="top" >“brightness”</td>
3139         <td valign="top" >RANGE</td>
3140         <td valign="top" >Min=0, Max=1024</td>
3141         <td valign="top" >Plane</td>
3142         <td valign="top" >TBD</td>
3143         </tr>
3144         <tr>
3145         <td rowspan="7" valign="top" >Display</td>
3146         <td valign="top" >“dithering mode”</td>
3147         <td valign="top" >ENUM</td>
3148         <td valign="top" >{ "auto", "off", "on" }</td>
3149         <td valign="top" >Connector</td>
3150         <td valign="top" >TBD</td>
3151         </tr>
3152         <tr>
3153         <td valign="top" >“dithering depth”</td>
3154         <td valign="top" >ENUM</td>
3155         <td valign="top" >{ "auto", "off", "on", "static 2x2", "dynamic 2x2", "temporal" }</td>
3156         <td valign="top" >Connector</td>
3157         <td valign="top" >TBD</td>
3158         </tr>
3159         <tr>
3160         <td valign="top" >“underscan”</td>
3161         <td valign="top" >ENUM</td>
3162         <td valign="top" >{ "auto", "6 bpc", "8 bpc" }</td>
3163         <td valign="top" >Connector</td>
3164         <td valign="top" >TBD</td>
3165         </tr>
3166         <tr>
3167         <td valign="top" >“underscan hborder”</td>
3168         <td valign="top" >RANGE</td>
3169         <td valign="top" >Min=0, Max=128</td>
3170         <td valign="top" >Connector</td>
3171         <td valign="top" >TBD</td>
3172         </tr>
3173         <tr>
3174         <td valign="top" >“underscan vborder”</td>
3175         <td valign="top" >RANGE</td>
3176         <td valign="top" >Min=0, Max=128</td>
3177         <td valign="top" >Connector</td>
3178         <td valign="top" >TBD</td>
3179         </tr>
3180         <tr>
3181         <td valign="top" >“vibrant hue”</td>
3182         <td valign="top" >RANGE</td>
3183         <td valign="top" >Min=0, Max=180</td>
3184         <td valign="top" >Connector</td>
3185         <td valign="top" >TBD</td>
3186         </tr>
3187         <tr>
3188         <td valign="top" >“color vibrance”</td>
3189         <td valign="top" >RANGE</td>
3190         <td valign="top" >Min=0, Max=200</td>
3191         <td valign="top" >Connector</td>
3192         <td valign="top" >TBD</td>
3193         </tr>
3194         <tr>
3195         <td rowspan="2" valign="top" >omap</td>
3196         <td rowspan="2" valign="top" >Generic</td>
3197         <td valign="top" >“rotation”</td>
3198         <td valign="top" >BITMASK</td>
3199         <td valign="top" >{ 0, "rotate-0" },
3200         { 1, "rotate-90" },
3201         { 2, "rotate-180" },
3202         { 3, "rotate-270" },
3203         { 4, "reflect-x" },
3204         { 5, "reflect-y" }</td>
3205         <td valign="top" >CRTC, Plane</td>
3206         <td valign="top" >TBD</td>
3207         </tr>
3208         <tr>
3209         <td valign="top" >“zorder”</td>
3210         <td valign="top" >RANGE</td>
3211         <td valign="top" >Min=0, Max=3</td>
3212         <td valign="top" >CRTC, Plane</td>
3213         <td valign="top" >TBD</td>
3214         </tr>
3215         <tr>
3216         <td valign="top" >qxl</td>
3217         <td valign="top" >Generic</td>
3218         <td valign="top" >“hotplug_mode_update"</td>
3219         <td valign="top" >RANGE</td>
3220         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
3221         <td valign="top" >Connector</td>
3222         <td valign="top" >TBD</td>
3223         </tr>
3224         <tr>
3225         <td rowspan="9" valign="top" >radeon</td>
3226         <td valign="top" >DVI-I</td>
3227         <td valign="top" >“coherent”</td>
3228         <td valign="top" >RANGE</td>
3229         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
3230         <td valign="top" >Connector</td>
3231         <td valign="top" >TBD</td>
3232         </tr>
3233         <tr>
3234         <td valign="top" >DAC enable load detect</td>
3235         <td valign="top" >“load detection”</td>
3236         <td valign="top" >RANGE</td>
3237         <td valign="top" >Min=0, Max=1</td>
3238         <td valign="top" >Connector</td>
3239         <td valign="top" >TBD</td>
3240         </tr>
3241         <tr>
3242         <td valign="top" >TV Standard</td>
3243         <td valign="top" >"tv standard"</td>
3244         <td valign="top" >ENUM</td>
3245         <td valign="top" >{ "ntsc", "pal", "pal-m", "pal-60", "ntsc-j"
3246         , "scart-pal", "pal-cn", "secam" }</td>
3247         <td valign="top" >Connector</td>
3248         <td valign="top" >TBD</td>
3249         </tr>
3250         <tr>
3251         <td valign="top" >legacy TMDS PLL detect</td>
3252         <td valign="top" >"tmds_pll"</td>
3253         <td valign="top" >ENUM</td>
3254         <td valign="top" >{ "driver", "bios" }</td>
3255         <td valign="top" >-</td>
3256         <td valign="top" >TBD</td>
3257         </tr>
3258         <tr>
3259         <td rowspan="3" valign="top" >Underscan</td>
3260         <td valign="top" >"underscan"</td>
3261         <td valign="top" >ENUM</td>
3262         <td valign="top" >{ "off", "on", "auto" }</td>
3263         <td valign="top" >Connector</td>
3264         <td valign="top" >TBD</td>
3265         </tr>
3266         <tr>
3267         <td valign="top" >"underscan hborder"</td>
3268         <td valign="top" >RANGE</td>
3269         <td valign="top" >Min=0, Max=128</td>
3270         <td valign="top" >Connector</td>
3271         <td valign="top" >TBD</td>
3272         </tr>
3273         <tr>
3274         <td valign="top" >"underscan vborder"</td>
3275         <td valign="top" >RANGE</td>
3276         <td valign="top" >Min=0, Max=128</td>
3277         <td valign="top" >Connector</td>
3278         <td valign="top" >TBD</td>
3279         </tr>
3280         <tr>
3281         <td valign="top" >Audio</td>
3282         <td valign="top" >“audio”</td>
3283         <td valign="top" >ENUM</td>
3284         <td valign="top" >{ "off", "on", "auto" }</td>
3285         <td valign="top" >Connector</td>
3286         <td valign="top" >TBD</td>
3287         </tr>
3288         <tr>
3289         <td valign="top" >FMT Dithering</td>
3290         <td valign="top" >“dither”</td>
3291         <td valign="top" >ENUM</td>
3292         <td valign="top" >{ "off", "on" }</td>
3293         <td valign="top" >Connector</td>
3294         <td valign="top" >TBD</td>
3295         </tr>
3296         <tr>
3297         <td rowspan="3" valign="top" >rcar-du</td>
3298         <td rowspan="3" valign="top" >Generic</td>
3299         <td valign="top" >"alpha"</td>
3300         <td valign="top" >RANGE</td>
3301         <td valign="top" >Min=0, Max=255</td>
3302         <td valign="top" >Plane</td>
3303         <td valign="top" >TBD</td>
3304         </tr>
3305         <tr>
3306         <td valign="top" >"colorkey"</td>
3307         <td valign="top" >RANGE</td>
3308         <td valign="top" >Min=0, Max=0x01ffffff</td>
3309         <td valign="top" >Plane</td>
3310         <td valign="top" >TBD</td>
3311         </tr>
3312         <tr>
3313         <td valign="top" >"zpos"</td>
3314         <td valign="top" >RANGE</td>
3315         <td valign="top" >Min=1, Max=7</td>
3316         <td valign="top" >Plane</td>
3317         <td valign="top" >TBD</td>
3318         </tr>
3319         </tbody>
3320         </table>
3321     </sect2>
3322   </sect1>
3323
3324   <!-- Internals: vertical blanking -->
3325
3326   <sect1 id="drm-vertical-blank">
3327     <title>Vertical Blanking</title>
3328     <para>
3329       Vertical blanking plays a major role in graphics rendering. To achieve
3330       tear-free display, users must synchronize page flips and/or rendering to
3331       vertical blanking. The DRM API offers ioctls to perform page flips
3332       synchronized to vertical blanking and wait for vertical blanking.
3333     </para>
3334     <para>
3335       The DRM core handles most of the vertical blanking management logic, which
3336       involves filtering out spurious interrupts, keeping race-free blanking
3337       counters, coping with counter wrap-around and resets and keeping use
3338       counts. It relies on the driver to generate vertical blanking interrupts
3339       and optionally provide a hardware vertical blanking counter. Drivers must
3340       implement the following operations.
3341     </para>
3342     <itemizedlist>
3343       <listitem>
3344         <synopsis>int (*enable_vblank) (struct drm_device *dev, int crtc);
3345 void (*disable_vblank) (struct drm_device *dev, int crtc);</synopsis>
3346         <para>
3347           Enable or disable vertical blanking interrupts for the given CRTC.
3348         </para>
3349       </listitem>
3350       <listitem>
3351         <synopsis>u32 (*get_vblank_counter) (struct drm_device *dev, int crtc);</synopsis>
3352         <para>
3353           Retrieve the value of the vertical blanking counter for the given
3354           CRTC. If the hardware maintains a vertical blanking counter its value
3355           should be returned. Otherwise drivers can use the
3356           <function>drm_vblank_count</function> helper function to handle this
3357           operation.
3358         </para>
3359       </listitem>
3360     </itemizedlist>
3361     <para>
3362       Drivers must initialize the vertical blanking handling core with a call to
3363       <function>drm_vblank_init</function> in their
3364       <methodname>load</methodname> operation. The function will set the struct
3365       <structname>drm_device</structname>
3366       <structfield>vblank_disable_allowed</structfield> field to 0. This will
3367       keep vertical blanking interrupts enabled permanently until the first mode
3368       set operation, where <structfield>vblank_disable_allowed</structfield> is
3369       set to 1. The reason behind this is not clear. Drivers can set the field
3370       to 1 after <function>calling drm_vblank_init</function> to make vertical
3371       blanking interrupts dynamically managed from the beginning.
3372     </para>
3373     <para>
3374       Vertical blanking interrupts can be enabled by the DRM core or by drivers
3375       themselves (for instance to handle page flipping operations). The DRM core
3376       maintains a vertical blanking use count to ensure that the interrupts are
3377       not disabled while a user still needs them. To increment the use count,
3378       drivers call <function>drm_vblank_get</function>. Upon return vertical
3379       blanking interrupts are guaranteed to be enabled.
3380     </para>
3381     <para>
3382       To decrement the use count drivers call
3383       <function>drm_vblank_put</function>. Only when the use count drops to zero
3384       will the DRM core disable the vertical blanking interrupts after a delay
3385       by scheduling a timer. The delay is accessible through the vblankoffdelay
3386       module parameter or the <varname>drm_vblank_offdelay</varname> global
3387       variable and expressed in milliseconds. Its default value is 5000 ms.
3388       Zero means never disable, and a negative value means disable immediately.
3389       Drivers may override the behaviour by setting the
3390       <structname>drm_device</structname>
3391       <structfield>vblank_disable_immediate</structfield> flag, which when set
3392       causes vblank interrupts to be disabled immediately regardless of the
3393       drm_vblank_offdelay value. The flag should only be set if there's a
3394       properly working hardware vblank counter present.
3395     </para>
3396     <para>
3397       When a vertical blanking interrupt occurs drivers only need to call the
3398       <function>drm_handle_vblank</function> function to account for the
3399       interrupt.
3400     </para>
3401     <para>
3402       Resources allocated by <function>drm_vblank_init</function> must be freed
3403       with a call to <function>drm_vblank_cleanup</function> in the driver
3404       <methodname>unload</methodname> operation handler.
3405     </para>
3406     <sect2>
3407       <title>Vertical Blanking and Interrupt Handling Functions Reference</title>
3408 !Edrivers/gpu/drm/drm_irq.c
3409 !Finclude/drm/drmP.h drm_crtc_vblank_waitqueue
3410     </sect2>
3411   </sect1>
3412
3413   <!-- Internals: open/close, file operations and ioctls -->
3414
3415   <sect1>
3416     <title>Open/Close, File Operations and IOCTLs</title>
3417     <sect2>
3418       <title>Open and Close</title>
3419       <synopsis>int (*firstopen) (struct drm_device *);
3420 void (*lastclose) (struct drm_device *);
3421 int (*open) (struct drm_device *, struct drm_file *);
3422 void (*preclose) (struct drm_device *, struct drm_file *);
3423 void (*postclose) (struct drm_device *, struct drm_file *);</synopsis>
3424       <abstract>Open and close handlers. None of those methods are mandatory.
3425       </abstract>
3426       <para>
3427         The <methodname>firstopen</methodname> method is called by the DRM core
3428         for legacy UMS (User Mode Setting) drivers only when an application
3429         opens a device that has no other opened file handle. UMS drivers can
3430         implement it to acquire device resources. KMS drivers can't use the
3431         method and must acquire resources in the <methodname>load</methodname>
3432         method instead.
3433       </para>
3434       <para>
3435         Similarly the <methodname>lastclose</methodname> method is called when
3436         the last application holding a file handle opened on the device closes
3437         it, for both UMS and KMS drivers. Additionally, the method is also
3438         called at module unload time or, for hot-pluggable devices, when the
3439         device is unplugged. The <methodname>firstopen</methodname> and
3440         <methodname>lastclose</methodname> calls can thus be unbalanced.
3441       </para>
3442       <para>
3443         The <methodname>open</methodname> method is called every time the device
3444         is opened by an application. Drivers can allocate per-file private data
3445         in this method and store them in the struct
3446         <structname>drm_file</structname> <structfield>driver_priv</structfield>
3447         field. Note that the <methodname>open</methodname> method is called
3448         before <methodname>firstopen</methodname>.
3449       </para>
3450       <para>
3451         The close operation is split into <methodname>preclose</methodname> and
3452         <methodname>postclose</methodname> methods. Drivers must stop and
3453         cleanup all per-file operations in the <methodname>preclose</methodname>
3454         method. For instance pending vertical blanking and page flip events must
3455         be cancelled. No per-file operation is allowed on the file handle after
3456         returning from the <methodname>preclose</methodname> method.
3457       </para>
3458       <para>
3459         Finally the <methodname>postclose</methodname> method is called as the
3460         last step of the close operation, right before calling the
3461         <methodname>lastclose</methodname> method if no other open file handle
3462         exists for the device. Drivers that have allocated per-file private data
3463         in the <methodname>open</methodname> method should free it here.
3464       </para>
3465       <para>
3466         The <methodname>lastclose</methodname> method should restore CRTC and
3467         plane properties to default value, so that a subsequent open of the
3468         device will not inherit state from the previous user. It can also be
3469         used to execute delayed power switching state changes, e.g. in
3470         conjunction with the vga-switcheroo infrastructure. Beyond that KMS
3471         drivers should not do any further cleanup. Only legacy UMS drivers might
3472         need to clean up device state so that the vga console or an independent
3473         fbdev driver could take over.
3474       </para>
3475     </sect2>
3476     <sect2>
3477       <title>File Operations</title>
3478       <synopsis>const struct file_operations *fops</synopsis>
3479       <abstract>File operations for the DRM device node.</abstract>
3480       <para>
3481         Drivers must define the file operations structure that forms the DRM
3482         userspace API entry point, even though most of those operations are
3483         implemented in the DRM core. The <methodname>open</methodname>,
3484         <methodname>release</methodname> and <methodname>ioctl</methodname>
3485         operations are handled by
3486         <programlisting>
3487         .owner = THIS_MODULE,
3488         .open = drm_open,
3489         .release = drm_release,
3490         .unlocked_ioctl = drm_ioctl,
3491   #ifdef CONFIG_COMPAT
3492         .compat_ioctl = drm_compat_ioctl,
3493   #endif
3494         </programlisting>
3495       </para>
3496       <para>
3497         Drivers that implement private ioctls that requires 32/64bit
3498         compatibility support must provide their own
3499         <methodname>compat_ioctl</methodname> handler that processes private
3500         ioctls and calls <function>drm_compat_ioctl</function> for core ioctls.
3501       </para>
3502       <para>
3503         The <methodname>read</methodname> and <methodname>poll</methodname>
3504         operations provide support for reading DRM events and polling them. They
3505         are implemented by
3506         <programlisting>
3507         .poll = drm_poll,
3508         .read = drm_read,
3509         .llseek = no_llseek,
3510         </programlisting>
3511       </para>
3512       <para>
3513         The memory mapping implementation varies depending on how the driver
3514         manages memory. Pre-GEM drivers will use <function>drm_mmap</function>,
3515         while GEM-aware drivers will use <function>drm_gem_mmap</function>. See
3516         <xref linkend="drm-gem"/>.
3517         <programlisting>
3518         .mmap = drm_gem_mmap,
3519         </programlisting>
3520       </para>
3521       <para>
3522         No other file operation is supported by the DRM API.
3523       </para>
3524     </sect2>
3525     <sect2>
3526       <title>IOCTLs</title>
3527       <synopsis>struct drm_ioctl_desc *ioctls;
3528 int num_ioctls;</synopsis>
3529       <abstract>Driver-specific ioctls descriptors table.</abstract>
3530       <para>
3531         Driver-specific ioctls numbers start at DRM_COMMAND_BASE. The ioctls
3532         descriptors table is indexed by the ioctl number offset from the base
3533         value. Drivers can use the DRM_IOCTL_DEF_DRV() macro to initialize the
3534         table entries.
3535       </para>
3536       <para>
3537         <programlisting>DRM_IOCTL_DEF_DRV(ioctl, func, flags)</programlisting>
3538         <para>
3539           <parameter>ioctl</parameter> is the ioctl name. Drivers must define
3540           the DRM_##ioctl and DRM_IOCTL_##ioctl macros to the ioctl number
3541           offset from DRM_COMMAND_BASE and the ioctl number respectively. The
3542           first macro is private to the device while the second must be exposed
3543           to userspace in a public header.
3544         </para>
3545         <para>
3546           <parameter>func</parameter> is a pointer to the ioctl handler function
3547           compatible with the <type>drm_ioctl_t</type> type.
3548           <programlisting>typedef int drm_ioctl_t(struct drm_device *dev, void *data,
3549                 struct drm_file *file_priv);</programlisting>
3550         </para>
3551         <para>
3552           <parameter>flags</parameter> is a bitmask combination of the following
3553           values. It restricts how the ioctl is allowed to be called.
3554           <itemizedlist>
3555             <listitem><para>
3556               DRM_AUTH - Only authenticated callers allowed
3557             </para></listitem>
3558             <listitem><para>
3559               DRM_MASTER - The ioctl can only be called on the master file
3560               handle
3561             </para></listitem>
3562             <listitem><para>
3563               DRM_ROOT_ONLY - Only callers with the SYSADMIN capability allowed
3564             </para></listitem>
3565             <listitem><para>
3566               DRM_CONTROL_ALLOW - The ioctl can only be called on a control
3567               device
3568             </para></listitem>
3569             <listitem><para>
3570               DRM_UNLOCKED - The ioctl handler will be called without locking
3571               the DRM global mutex
3572             </para></listitem>
3573           </itemizedlist>
3574         </para>
3575       </para>
3576     </sect2>
3577   </sect1>
3578   <sect1>
3579     <title>Legacy Support Code</title>
3580     <para>
3581       The section very briefly covers some of the old legacy support code which
3582       is only used by old DRM drivers which have done a so-called shadow-attach
3583       to the underlying device instead of registering as a real driver. This
3584       also includes some of the old generic buffer management and command
3585       submission code. Do not use any of this in new and modern drivers.
3586     </para>
3587
3588     <sect2>
3589       <title>Legacy Suspend/Resume</title>
3590       <para>
3591         The DRM core provides some suspend/resume code, but drivers wanting full
3592         suspend/resume support should provide save() and restore() functions.
3593         These are called at suspend, hibernate, or resume time, and should perform
3594         any state save or restore required by your device across suspend or
3595         hibernate states.
3596       </para>
3597       <synopsis>int (*suspend) (struct drm_device *, pm_message_t state);
3598   int (*resume) (struct drm_device *);</synopsis>
3599       <para>
3600         Those are legacy suspend and resume methods which
3601         <emphasis>only</emphasis> work with the legacy shadow-attach driver
3602         registration functions. New driver should use the power management
3603         interface provided by their bus type (usually through
3604         the struct <structname>device_driver</structname> dev_pm_ops) and set
3605         these methods to NULL.
3606       </para>
3607     </sect2>
3608
3609     <sect2>
3610       <title>Legacy DMA Services</title>
3611       <para>
3612         This should cover how DMA mapping etc. is supported by the core.
3613         These functions are deprecated and should not be used.
3614       </para>
3615     </sect2>
3616   </sect1>
3617   </chapter>
3618
3619 <!-- TODO
3620
3621 - Add a glossary
3622 - Document the struct_mutex catch-all lock
3623 - Document connector properties
3624
3625 - Why is the load method optional?
3626 - What are drivers supposed to set the initial display state to, and how?
3627   Connector's DPMS states are not initialized and are thus equal to
3628   DRM_MODE_DPMS_ON. The fbcon compatibility layer calls
3629   drm_helper_disable_unused_functions(), which disables unused encoders and
3630   CRTCs, but doesn't touch the connectors' DPMS state, and
3631   drm_helper_connector_dpms() in reaction to fbdev blanking events. Do drivers
3632   that don't implement (or just don't use) fbcon compatibility need to call
3633   those functions themselves?
3634 - KMS drivers must call drm_vblank_pre_modeset() and drm_vblank_post_modeset()
3635   around mode setting. Should this be done in the DRM core?
3636 - vblank_disable_allowed is set to 1 in the first drm_vblank_post_modeset()
3637   call and never set back to 0. It seems to be safe to permanently set it to 1
3638   in drm_vblank_init() for KMS driver, and it might be safe for UMS drivers as
3639   well. This should be investigated.
3640 - crtc and connector .save and .restore operations are only used internally in
3641   drivers, should they be removed from the core?
3642 - encoder mid-layer .save and .restore operations are only used internally in
3643   drivers, should they be removed from the core?
3644 - encoder mid-layer .detect operation is only used internally in drivers,
3645   should it be removed from the core?
3646 -->
3647
3648   <!-- External interfaces -->
3649
3650   <chapter id="drmExternals">
3651     <title>Userland interfaces</title>
3652     <para>
3653       The DRM core exports several interfaces to applications,
3654       generally intended to be used through corresponding libdrm
3655       wrapper functions.  In addition, drivers export device-specific
3656       interfaces for use by userspace drivers &amp; device-aware
3657       applications through ioctls and sysfs files.
3658     </para>
3659     <para>
3660       External interfaces include: memory mapping, context management,
3661       DMA operations, AGP management, vblank control, fence
3662       management, memory management, and output management.
3663     </para>
3664     <para>
3665       Cover generic ioctls and sysfs layout here.  We only need high-level
3666       info, since man pages should cover the rest.
3667     </para>
3668
3669   <!-- External: render nodes -->
3670
3671     <sect1>
3672       <title>Render nodes</title>
3673       <para>
3674         DRM core provides multiple character-devices for user-space to use.
3675         Depending on which device is opened, user-space can perform a different
3676         set of operations (mainly ioctls). The primary node is always created
3677         and called card&lt;num&gt;. Additionally, a currently
3678         unused control node, called controlD&lt;num&gt; is also
3679         created. The primary node provides all legacy operations and
3680         historically was the only interface used by userspace. With KMS, the
3681         control node was introduced. However, the planned KMS control interface
3682         has never been written and so the control node stays unused to date.
3683       </para>
3684       <para>
3685         With the increased use of offscreen renderers and GPGPU applications,
3686         clients no longer require running compositors or graphics servers to
3687         make use of a GPU. But the DRM API required unprivileged clients to
3688         authenticate to a DRM-Master prior to getting GPU access. To avoid this
3689         step and to grant clients GPU access without authenticating, render
3690         nodes were introduced. Render nodes solely serve render clients, that
3691         is, no modesetting or privileged ioctls can be issued on render nodes.
3692         Only non-global rendering commands are allowed. If a driver supports
3693         render nodes, it must advertise it via the DRIVER_RENDER
3694         DRM driver capability. If not supported, the primary node must be used
3695         for render clients together with the legacy drmAuth authentication
3696         procedure.
3697       </para>
3698       <para>
3699         If a driver advertises render node support, DRM core will create a
3700         separate render node called renderD&lt;num&gt;. There will
3701         be one render node per device. No ioctls except  PRIME-related ioctls
3702         will be allowed on this node. Especially GEM_OPEN will be
3703         explicitly prohibited. Render nodes are designed to avoid the
3704         buffer-leaks, which occur if clients guess the flink names or mmap
3705         offsets on the legacy interface. Additionally to this basic interface,
3706         drivers must mark their driver-dependent render-only ioctls as
3707         DRM_RENDER_ALLOW so render clients can use them. Driver
3708         authors must be careful not to allow any privileged ioctls on render
3709         nodes.
3710       </para>
3711       <para>
3712         With render nodes, user-space can now control access to the render node
3713         via basic file-system access-modes. A running graphics server which
3714         authenticates clients on the privileged primary/legacy node is no longer
3715         required. Instead, a client can open the render node and is immediately
3716         granted GPU access. Communication between clients (or servers) is done
3717         via PRIME. FLINK from render node to legacy node is not supported. New
3718         clients must not use the insecure FLINK interface.
3719       </para>
3720       <para>
3721         Besides dropping all modeset/global ioctls, render nodes also drop the
3722         DRM-Master concept. There is no reason to associate render clients with
3723         a DRM-Master as they are independent of any graphics server. Besides,
3724         they must work without any running master, anyway.
3725         Drivers must be able to run without a master object if they support
3726         render nodes. If, on the other hand, a driver requires shared state
3727         between clients which is visible to user-space and accessible beyond
3728         open-file boundaries, they cannot support render nodes.
3729       </para>
3730     </sect1>
3731
3732   <!-- External: vblank handling -->
3733
3734     <sect1>
3735       <title>VBlank event handling</title>
3736       <para>
3737         The DRM core exposes two vertical blank related ioctls:
3738         <variablelist>
3739           <varlistentry>
3740             <term>DRM_IOCTL_WAIT_VBLANK</term>
3741             <listitem>
3742               <para>
3743                 This takes a struct drm_wait_vblank structure as its argument,
3744                 and it is used to block or request a signal when a specified
3745                 vblank event occurs.
3746               </para>
3747             </listitem>
3748           </varlistentry>
3749           <varlistentry>
3750             <term>DRM_IOCTL_MODESET_CTL</term>
3751             <listitem>
3752               <para>
3753                 This was only used for user-mode-settind drivers around
3754                 modesetting changes to allow the kernel to update the vblank
3755                 interrupt after mode setting, since on many devices the vertical
3756                 blank counter is reset to 0 at some point during modeset. Modern
3757                 drivers should not call this any more since with kernel mode
3758                 setting it is a no-op.
3759               </para>
3760             </listitem>
3761           </varlistentry>
3762         </variablelist>
3763       </para>
3764     </sect1>
3765
3766   </chapter>
3767 </part>
3768 <part id="drmDrivers">
3769   <title>DRM Drivers</title>
3770
3771   <partintro>
3772     <para>
3773       This second part of the DRM Developer's Guide documents driver code,
3774       implementation details and also all the driver-specific userspace
3775       interfaces. Especially since all hardware-acceleration interfaces to
3776       userspace are driver specific for efficiency and other reasons these
3777       interfaces can be rather substantial. Hence every driver has its own
3778       chapter.
3779     </para>
3780   </partintro>
3781
3782   <chapter id="drmI915">
3783     <title>drm/i915 Intel GFX Driver</title>
3784     <para>
3785       The drm/i915 driver supports all (with the exception of some very early
3786       models) integrated GFX chipsets with both Intel display and rendering
3787       blocks. This excludes a set of SoC platforms with an SGX rendering unit,
3788       those have basic support through the gma500 drm driver.
3789     </para>
3790     <sect1>
3791       <title>Display Hardware Handling</title>
3792       <para>
3793         This section covers everything related to the display hardware including
3794         the mode setting infrastructure, plane, sprite and cursor handling and
3795         display, output probing and related topics.
3796       </para>
3797       <sect2>
3798         <title>Mode Setting Infrastructure</title>
3799         <para>
3800           The i915 driver is thus far the only DRM driver which doesn't use the
3801           common DRM helper code to implement mode setting sequences. Thus it
3802           has its own tailor-made infrastructure for executing a display
3803           configuration change.
3804         </para>
3805       </sect2>
3806       <sect2>
3807         <title>Plane Configuration</title>
3808         <para>
3809           This section covers plane configuration and composition with the
3810           primary plane, sprites, cursors and overlays. This includes the
3811           infrastructure to do atomic vsync'ed updates of all this state and
3812           also tightly coupled topics like watermark setup and computation,
3813           framebuffer compression and panel self refresh.
3814         </para>
3815       </sect2>
3816       <sect2>
3817         <title>Output Probing</title>
3818         <para>
3819           This section covers output probing and related infrastructure like the
3820           hotplug interrupt storm detection and mitigation code. Note that the
3821           i915 driver still uses most of the common DRM helper code for output
3822           probing, so those sections fully apply.
3823         </para>
3824       </sect2>
3825       <sect2>
3826         <title>DPIO</title>
3827 !Pdrivers/gpu/drm/i915/i915_reg.h DPIO
3828         <table id="dpiox2">
3829           <title>Dual channel PHY (VLV/CHV)</title>
3830           <tgroup cols="8">
3831             <colspec colname="c0" />
3832             <colspec colname="c1" />
3833             <colspec colname="c2" />
3834             <colspec colname="c3" />
3835             <colspec colname="c4" />
3836             <colspec colname="c5" />
3837             <colspec colname="c6" />
3838             <colspec colname="c7" />
3839             <spanspec spanname="ch0" namest="c0" nameend="c3" />
3840             <spanspec spanname="ch1" namest="c4" nameend="c7" />
3841             <spanspec spanname="ch0pcs01" namest="c0" nameend="c1" />
3842             <spanspec spanname="ch0pcs23" namest="c2" nameend="c3" />
3843             <spanspec spanname="ch1pcs01" namest="c4" nameend="c5" />
3844             <spanspec spanname="ch1pcs23" namest="c6" nameend="c7" />
3845             <thead>
3846               <row>
3847                 <entry spanname="ch0">CH0</entry>
3848                 <entry spanname="ch1">CH1</entry>
3849               </row>
3850             </thead>
3851             <tbody valign="top" align="center">
3852               <row>
3853                 <entry spanname="ch0">CMN/PLL/REF</entry>
3854                 <entry spanname="ch1">CMN/PLL/REF</entry>
3855               </row>
3856               <row>
3857                 <entry spanname="ch0pcs01">PCS01</entry>
3858                 <entry spanname="ch0pcs23">PCS23</entry>
3859                 <entry spanname="ch1pcs01">PCS01</entry>
3860                 <entry spanname="ch1pcs23">PCS23</entry>
3861               </row>
3862               <row>
3863                 <entry>TX0</entry>
3864                 <entry>TX1</entry>
3865                 <entry>TX2</entry>
3866                 <entry>TX3</entry>
3867                 <entry>TX0</entry>
3868                 <entry>TX1</entry>
3869                 <entry>TX2</entry>
3870                 <entry>TX3</entry>
3871               </row>
3872               <row>
3873                 <entry spanname="ch0">DDI0</entry>
3874                 <entry spanname="ch1">DDI1</entry>
3875               </row>
3876             </tbody>
3877           </tgroup>
3878         </table>
3879         <table id="dpiox1">
3880           <title>Single channel PHY (CHV)</title>
3881           <tgroup cols="4">
3882             <colspec colname="c0" />
3883             <colspec colname="c1" />
3884             <colspec colname="c2" />
3885             <colspec colname="c3" />
3886             <spanspec spanname="ch0" namest="c0" nameend="c3" />
3887             <spanspec spanname="ch0pcs01" namest="c0" nameend="c1" />
3888             <spanspec spanname="ch0pcs23" namest="c2" nameend="c3" />
3889             <thead>
3890               <row>
3891                 <entry spanname="ch0">CH0</entry>
3892               </row>
3893             </thead>
3894             <tbody valign="top" align="center">
3895               <row>
3896                 <entry spanname="ch0">CMN/PLL/REF</entry>
3897               </row>
3898               <row>
3899                 <entry spanname="ch0pcs01">PCS01</entry>
3900                 <entry spanname="ch0pcs23">PCS23</entry>
3901               </row>
3902               <row>
3903                 <entry>TX0</entry>
3904                 <entry>TX1</entry>
3905                 <entry>TX2</entry>
3906                 <entry>TX3</entry>
3907               </row>
3908               <row>
3909                 <entry spanname="ch0">DDI2</entry>
3910               </row>
3911             </tbody>
3912           </tgroup>
3913         </table>
3914       </sect2>
3915     </sect1>
3916
3917     <sect1>
3918       <title>Memory Management and Command Submission</title>
3919       <para>
3920         This sections covers all things related to the GEM implementation in the
3921         i915 driver.
3922       </para>
3923       <sect2>
3924         <title>Batchbuffer Parsing</title>
3925 !Pdrivers/gpu/drm/i915/i915_cmd_parser.c batch buffer command parser
3926 !Idrivers/gpu/drm/i915/i915_cmd_parser.c
3927       </sect2>
3928       <sect2>
3929         <title>Logical Rings, Logical Ring Contexts and Execlists</title>
3930 !Pdrivers/gpu/drm/i915/intel_lrc.c Logical Rings, Logical Ring Contexts and Execlists
3931 !Idrivers/gpu/drm/i915/intel_lrc.c
3932       </sect2>
3933     </sect1>
3934   </chapter>
3935 </part>
3936 </book>