Documentation/gpu/todo.rst

   1 .. _todo:
   2
   3 =========
   4 TODO list
   5 =========
   6
   7 This section contains a list of smaller janitorial tasks in the kernel DRM
   8 graphics subsystem useful as newbie projects. Or for slow rainy days.
   9
  10 Subsystem-wide refactorings
  11 ===========================
  12
  13 De-midlayer drivers
  14 -------------------
  15
  16 With the recent ``drm_bus`` cleanup patches for 3.17 it is no longer required
  17 to have a ``drm_bus`` structure set up. Drivers can directly set up the
  18 ``drm_device`` structure instead of relying on bus methods in ``drm_usb.c``
  19 and ``drm_pci.c``. The goal is to get rid of the driver's ``->load`` /
  20 ``->unload`` callbacks and open-code the load/unload sequence properly, using
  21 the new two-stage ``drm_device`` setup/teardown.
  22
  23 Once all existing drivers are converted we can also remove those bus support
  24 files for USB and platform devices.
  25
  26 All you need is a GPU for a non-converted driver (currently almost all of
  27 them, but also all the virtual ones used by KVM, so everyone qualifies).
  28
  29 Contact: Daniel Vetter, Thierry Reding, respective driver maintainers
  30
  31 Switch from reference/unreference to get/put
  32 --------------------------------------------
  33
  34 For some reason DRM core uses ``reference``/``unreference`` suffixes for
  35 refcounting functions, but kernel uses ``get``/``put`` (e.g.
  36 ``kref_get``/``put()``). It would be good to switch over for consistency, and
  37 it's shorter. Needs to be done in 3 steps for each pair of functions:
  38
  39 * Create new ``get``/``put`` functions, define the old names as compatibility
  40   wrappers
  41 * Switch over each file/driver using a cocci-generated spatch.
  42 * Once all users of the old names are gone, remove them.
  43
  44 This way drivers/patches in the progress of getting merged won't break.
  45
  46 Contact: Daniel Vetter
  47
  48 Convert existing KMS drivers to atomic modesetting
  49 --------------------------------------------------
  50
  51 3.19 has the atomic modeset interfaces and helpers, so drivers can now be
  52 converted over. Modern compositors like Wayland or Surfaceflinger on Android
  53 really want an atomic modeset interface, so this is all about the bright
  54 future.
  55
  56 There is a conversion guide for atomic and all you need is a GPU for a
  57 non-converted driver (again virtual HW drivers for KVM are still all
  58 suitable).
  59
  60 As part of this drivers also need to convert to universal plane (which means
  61 exposing primary & cursor as proper plane objects). But that's much easier to
  62 do by directly using the new atomic helper driver callbacks.
  63
  64 Contact: Daniel Vetter, respective driver maintainers
  65
  66 Clean up the clipped coordination confusion around planes
  67 ---------------------------------------------------------
  68
  69 We have a helper to get this right with drm_plane_helper_check_update(), but
  70 it's not consistently used. This should be fixed, preferrably in the atomic
  71 helpers (and drivers then moved over to clipped coordinates). Probably the
  72 helper should also be moved from drm_plane_helper.c to the atomic helpers, to
  73 avoid confusion - the other helpers in that file are all deprecated legacy
  74 helpers.
  75
  76 Contact: Ville Syrjälä, Daniel Vetter, driver maintainers
  77
  78 Convert early atomic drivers to async commit helpers
  79 ----------------------------------------------------
  80
  81 For the first year the atomic modeset helpers didn't support asynchronous /
  82 nonblocking commits, and every driver had to hand-roll them. This is fixed
  83 now, but there's still a pile of existing drivers that easily could be
  84 converted over to the new infrastructure.
  85
  86 One issue with the helpers is that they require that drivers handle completion
  87 events for atomic commits correctly. But fixing these bugs is good anyway.
  88
  89 Contact: Daniel Vetter, respective driver maintainers
  90
  91 Better manual-upload support for atomic
  92 ---------------------------------------
  93
  94 This would be especially useful for tinydrm:
  95
  96 - Add a struct drm_rect dirty_clip to drm_crtc_state. When duplicating the
  97   crtc state, clear that to the max values, x/y = 0 and w/h = MAX_INT, in
  98   __drm_atomic_helper_crtc_duplicate_state().
  99
 100 - Move tinydrm_merge_clips into drm_framebuffer.c, dropping the tinydrm\_
 101   prefix ofc and using drm_fb\_. drm_framebuffer.c makes sense since this
 102   is a function useful to implement the fb->dirty function.
 103
 104 - Create a new drm_fb_dirty function which does essentially what e.g.
 105   mipi_dbi_fb_dirty does. You can use e.g. drm_atomic_helper_update_plane as the
 106   template. But instead of doing a simple full-screen plane update, this new
 107   helper also sets crtc_state->dirty_clip to the right coordinates. And of
 108   course it needs to check whether the fb is actually active (and maybe where),
 109   so there's some book-keeping involved. There's also some good fun involved in
 110   scaling things appropriately. For that case we might simply give up and
 111   declare the entire area covered by the plane as dirty.
 112
 113 Contact: Noralf Trønnes, Daniel Vetter
 114
 115 Fallout from atomic KMS
 116 -----------------------
 117
 118 ``drm_atomic_helper.c`` provides a batch of functions which implement legacy
 119 IOCTLs on top of the new atomic driver interface. Which is really nice for
 120 gradual conversion of drivers, but unfortunately the semantic mismatches are
 121 a bit too severe. So there's some follow-up work to adjust the function
 122 interfaces to fix these issues:
 123
 124 * atomic needs the lock acquire context. At the moment that's passed around
 125   implicitly with some horrible hacks, and it's also allocate with
 126   ``GFP_NOFAIL`` behind the scenes. All legacy paths need to start allocating
 127   the acquire context explicitly on stack and then also pass it down into
 128   drivers explicitly so that the legacy-on-atomic functions can use them.
 129
 130   Except for some driver code this is done.
 131
 132 * A bunch of the vtable hooks are now in the wrong place: DRM has a split
 133   between core vfunc tables (named ``drm_foo_funcs``), which are used to
 134   implement the userspace ABI. And then there's the optional hooks for the
 135   helper libraries (name ``drm_foo_helper_funcs``), which are purely for
 136   internal use. Some of these hooks should be move from ``_funcs`` to
 137   ``_helper_funcs`` since they are not part of the core ABI. There's a
 138   ``FIXME`` comment in the kerneldoc for each such case in ``drm_crtc.h``.
 139
 140 * There's a new helper ``drm_atomic_helper_best_encoder()`` which could be
 141   used by all atomic drivers which don't select the encoder for a given
 142   connector at runtime. That's almost all of them, and would allow us to get
 143   rid of a lot of ``best_encoder`` boilerplate in drivers.
 144
 145   This was almost done, but new drivers added a few more cases again.
 146
 147 Contact: Daniel Vetter
 148
 149 Get rid of dev->struct_mutex from GEM drivers
 150 ---------------------------------------------
 151
 152 ``dev->struct_mutex`` is the Big DRM Lock from legacy days and infested
 153 everything. Nowadays in modern drivers the only bit where it's mandatory is
 154 serializing GEM buffer object destruction. Which unfortunately means drivers
 155 have to keep track of that lock and either call ``unreference`` or
 156 ``unreference_locked`` depending upon context.
 157
 158 Core GEM doesn't have a need for ``struct_mutex`` any more since kernel 4.8,
 159 and there's a ``gem_free_object_unlocked`` callback for any drivers which are
 160 entirely ``struct_mutex`` free.
 161
 162 For drivers that need ``struct_mutex`` it should be replaced with a driver-
 163 private lock. The tricky part is the BO free functions, since those can't
 164 reliably take that lock any more. Instead state needs to be protected with
 165 suitable subordinate locks or some cleanup work pushed to a worker thread. For
 166 performance-critical drivers it might also be better to go with a more
 167 fine-grained per-buffer object and per-context lockings scheme. Currently the
 168 following drivers still use ``struct_mutex``: ``msm``, ``omapdrm`` and
 169 ``udl``.
 170
 171 Contact: Daniel Vetter, respective driver maintainers
 172
 173 Convert instances of dev_info/dev_err/dev_warn to their DRM_DEV_* equivalent
 174 ----------------------------------------------------------------------------
 175
 176 For drivers which could have multiple instances, it is necessary to
 177 differentiate between which is which in the logs. Since DRM_INFO/WARN/ERROR
 178 don't do this, drivers used dev_info/warn/err to make this differentiation. We
 179 now have DRM_DEV_* variants of the drm print macros, so we can start to convert
 180 those drivers back to using drm-formwatted specific log messages.
 181
 182 Before you start this conversion please contact the relevant maintainers to make
 183 sure your work will be merged - not everyone agrees that the DRM dmesg macros
 184 are better.
 185
 186 Contact: Sean Paul, Maintainer of the driver you plan to convert
 187
 188 Convert drivers to use simple modeset suspend/resume
 189 ----------------------------------------------------
 190
 191 Most drivers (except i915 and nouveau) that use
 192 drm_atomic_helper_suspend/resume() can probably be converted to use
 193 drm_mode_config_helper_suspend/resume().
 194
 195 Contact: Maintainer of the driver you plan to convert
 196
 197 Convert drivers to use drm_fb_helper_fbdev_setup/teardown()
 198 -----------------------------------------------------------
 199
 200 Most drivers can use drm_fb_helper_fbdev_setup() except maybe:
 201
 202 - amdgpu which has special logic to decide whether to call
 203   drm_helper_disable_unused_functions()
 204
 205 - armada which isn't atomic and doesn't call
 206   drm_helper_disable_unused_functions()
 207
 208 - i915 which calls drm_fb_helper_initial_config() in a worker
 209
 210 Drivers that use drm_framebuffer_remove() to clean up the fbdev framebuffer can
 211 probably use drm_fb_helper_fbdev_teardown().
 212
 213 Contact: Maintainer of the driver you plan to convert
 214
 215 Clean up mmap forwarding
 216 ------------------------
 217
 218 A lot of drivers forward gem mmap calls to dma-buf mmap for imported buffers.
 219 And also a lot of them forward dma-buf mmap to the gem mmap implementations.
 220 Would be great to refactor this all into a set of small common helpers.
 221
 222 Contact: Daniel Vetter
 223
 224 Put a reservation_object into drm_gem_object
 225 --------------------------------------------
 226
 227 This would remove the need for the ->gem_prime_res_obj callback. It would also
 228 allow us to implement generic helpers for waiting for a bo, allowing for quite a
 229 bit of refactoring in the various wait ioctl implementations.
 230
 231 Contact: Daniel Vetter
 232
 233 idr_init_base()
 234 ---------------
 235
 236 DRM core&drivers uses a lot of idr (integer lookup directories) for mapping
 237 userspace IDs to internal objects, and in most places ID=0 means NULL and hence
 238 is never used. Switching to idr_init_base() for these would make the idr more
 239 efficient.
 240
 241 Contact: Daniel Vetter
 242
 243 Core refactorings
 244 =================
 245
 246 Clean up the DRM header mess
 247 ----------------------------
 248
 249 Currently the DRM subsystem has only one global header, ``drmP.h``. This is
 250 used both for functions exported to helper libraries and drivers and functions
 251 only used internally in the ``drm.ko`` module. The goal would be to move all
 252 header declarations not needed outside of ``drm.ko`` into
 253 ``drivers/gpu/drm/drm_*_internal.h`` header files. ``EXPORT_SYMBOL`` also
 254 needs to be dropped for these functions.
 255
 256 This would nicely tie in with the below task to create kerneldoc after the API
 257 is cleaned up. Or with the "hide legacy cruft better" task.
 258
 259 Note that this is well in progress, but ``drmP.h`` is still huge. The updated
 260 plan is to switch to per-file driver API headers, which will also structure
 261 the kerneldoc better. This should also allow more fine-grained ``#include``
 262 directives.
 263
 264 In the end no .c file should need to include ``drmP.h`` anymore.
 265
 266 Contact: Daniel Vetter
 267
 268 Add missing kerneldoc for exported functions
 269 --------------------------------------------
 270
 271 The DRM reference documentation is still lacking kerneldoc in a few areas. The
 272 task would be to clean up interfaces like moving functions around between
 273 files to better group them and improving the interfaces like dropping return
 274 values for functions that never fail. Then write kerneldoc for all exported
 275 functions and an overview section and integrate it all into the drm book.
 276
 277 See https://dri.freedesktop.org/docs/drm/ for what's there already.
 278
 279 Contact: Daniel Vetter
 280
 281 Hide legacy cruft better
 282 ------------------------
 283
 284 Way back DRM supported only drivers which shadow-attached to PCI devices with
 285 userspace or fbdev drivers setting up outputs. Modern DRM drivers take charge
 286 of the entire device, you can spot them with the DRIVER_MODESET flag.
 287
 288 Unfortunately there's still large piles of legacy code around which needs to
 289 be hidden so that driver writers don't accidentally end up using it. And to
 290 prevent security issues in those legacy IOCTLs from being exploited on modern
 291 drivers. This has multiple possible subtasks:
 292
 293 * Extract support code for legacy features into a ``drm-legacy.ko`` kernel
 294   module and compile it only when one of the legacy drivers is enabled.
 295
 296 This is mostly done, the only thing left is to split up ``drm_irq.c`` into
 297 legacy cruft and the parts needed by modern KMS drivers.
 298
 299 Contact: Daniel Vetter
 300
 301 Make panic handling work
 302 ------------------------
 303
 304 This is a really varied tasks with lots of little bits and pieces:
 305
 306 * The panic path can't be tested currently, leading to constant breaking. The
 307   main issue here is that panics can be triggered from hardirq contexts and
 308   hence all panic related callback can run in hardirq context. It would be
 309   awesome if we could test at least the fbdev helper code and driver code by
 310   e.g. trigger calls through drm debugfs files. hardirq context could be
 311   achieved by using an IPI to the local processor.
 312
 313 * There's a massive confusion of different panic handlers. DRM fbdev emulation
 314   helpers have one, but on top of that the fbcon code itself also has one. We
 315   need to make sure that they stop fighting over each another.
 316
 317 * ``drm_can_sleep()`` is a mess. It hides real bugs in normal operations and
 318   isn't a full solution for panic paths. We need to make sure that it only
 319   returns true if there's a panic going on for real, and fix up all the
 320   fallout.
 321
 322 * The panic handler must never sleep, which also means it can't ever
 323   ``mutex_lock()``. Also it can't grab any other lock unconditionally, not
 324   even spinlocks (because NMI and hardirq can panic too). We need to either
 325   make sure to not call such paths, or trylock everything. Really tricky.
 326
 327 * For the above locking troubles reasons it's pretty much impossible to
 328   attempt a synchronous modeset from panic handlers. The only thing we could
 329   try to achive is an atomic ``set_base`` of the primary plane, and hope that
 330   it shows up. Everything else probably needs to be delayed to some worker or
 331   something else which happens later on. Otherwise it just kills the box
 332   harder, prevent the panic from going out on e.g. netconsole.
 333
 334 * There's also proposal for a simplied DRM console instead of the full-blown
 335   fbcon and DRM fbdev emulation. Any kind of panic handling tricks should
 336   obviously work for both console, in case we ever get kmslog merged.
 337
 338 Contact: Daniel Vetter
 339
 340 Clean up the debugfs support
 341 ----------------------------
 342
 343 There's a bunch of issues with it:
 344
 345 - The drm_info_list ->show() function doesn't even bother to cast to the drm
 346   structure for you. This is lazy.
 347
 348 - We probably want to have some support for debugfs files on crtc/connectors and
 349   maybe other kms objects directly in core. There's even drm_print support in
 350   the funcs for these objects to dump kms state, so it's all there. And then the
 351   ->show() functions should obviously give you a pointer to the right object.
 352
 353 - The drm_info_list stuff is centered on drm_minor instead of drm_device. For
 354   anything we want to print drm_device (or maybe drm_file) is the right thing.
 355
 356 - The drm_driver->debugfs_init hooks we have is just an artifact of the old
 357   midlayered load sequence. DRM debugfs should work more like sysfs, where you
 358   can create properties/files for an object anytime you want, and the core
 359   takes care of publishing/unpuplishing all the files at register/unregister
 360   time. Drivers shouldn't need to worry about these technicalities, and fixing
 361   this (together with the drm_minor->drm_device move) would allow us to remove
 362   debugfs_init.
 363
 364 Contact: Daniel Vetter
 365
 366 KMS cleanups
 367 ------------
 368
 369 Some of these date from the very introduction of KMS in 2008 ...
 370
 371 - drm_mode_config.crtc_idr is misnamed, since it contains all KMS object. Should
 372   be renamed to drm_mode_config.object_idr.
 373
 374 - drm_display_mode doesn't need to be derived from drm_mode_object. That's
 375   leftovers from older (never merged into upstream) KMS designs where modes
 376   where set using their ID, including support to add/remove modes.
 377
 378 Better Testing
 379 ==============
 380
 381 Enable trinity for DRM
 382 ----------------------
 383
 384 And fix up the fallout. Should be really interesting ...
 385
 386 Make KMS tests in i-g-t generic
 387 -------------------------------
 388
 389 The i915 driver team maintains an extensive testsuite for the i915 DRM driver,
 390 including tons of testcases for corner-cases in the modesetting API. It would
 391 be awesome if those tests (at least the ones not relying on Intel-specific GEM
 392 features) could be made to run on any KMS driver.
 393
 394 Basic work to run i-g-t tests on non-i915 is done, what's now missing is mass-
 395 converting things over. For modeset tests we also first need a bit of
 396 infrastructure to use dumb buffers for untiled buffers, to be able to run all
 397 the non-i915 specific modeset tests.
 398
 399 Contact: Daniel Vetter
 400
 401 Create a virtual KMS driver for testing (vkms)
 402 ----------------------------------------------
 403
 404 With all the latest helpers it should be fairly simple to create a virtual KMS
 405 driver useful for testing, or for running X or similar on headless machines
 406 (to be able to still use the GPU). This would be similar to vgem, but aimed at
 407 the modeset side.
 408
 409 Once the basics are there there's tons of possibilities to extend it.
 410
 411 Contact: Daniel Vetter
 412
 413 Driver Specific
 414 ===============
 415
 416 tinydrm
 417 -------
 418
 419 Tinydrm is the helper driver for really simple fb drivers. The goal is to make
 420 those drivers as simple as possible, so lots of room for refactoring:
 421
 422 - backlight helpers, probably best to put them into a new drm_backlight.c.
 423   This is because drivers/video is de-facto unmaintained. We could also
 424   move drivers/video/backlight to drivers/gpu/backlight and take it all
 425   over within drm-misc, but that's more work. Backlight helpers require a fair
 426   bit of reworking and refactoring. A simple example is the enabling of a backlight.
 427   Tinydrm has helpers for this. It would be good if other drivers can also use the
 428   helper. However, there are various cases we need to consider i.e different
 429   drivers seem to have different ways of enabling/disabling a backlight.
 430   We also need to consider the backlight drivers (like gpio_backlight). The situation
 431   is further complicated by the fact that the backlight is tied to fbdev
 432   via fb_notifier_callback() which has complicated logic. For further details, refer
 433   to the following discussion thread:
 434   https://groups.google.com/forum/#!topic/outreachy-kernel/8rBe30lwtdA
 435
 436 - spi helpers, probably best put into spi core/helper code. Thierry said
 437   the spi maintainer is fast&reactive, so shouldn't be a big issue.
 438
 439 - extract the mipi-dbi helper (well, the non-tinydrm specific parts at
 440   least) into a separate helper, like we have for mipi-dsi already. Or follow
 441   one of the ideas for having a shared dsi/dbi helper, abstracting away the
 442   transport details more.
 443
 444 - tinydrm_gem_cma_prime_import_sg_table should probably go into the cma
 445   helpers, as a _vmapped variant (since not every driver needs the vmap).
 446   And tinydrm_gem_cma_free_object could the be merged into
 447   drm_gem_cma_free_object().
 448
 449 - tinydrm_fb_create we could move into drm_simple_pipe, only need to add
 450   the fb_create hook to drm_simple_pipe_funcs, which would again simplify a
 451   bunch of things (since it gives you a one-stop vfunc for simple drivers).
 452
 453 - Quick aside: The unregister devm stuff is kinda getting the lifetimes of
 454   a drm_device wrong. Doesn't matter, since everyone else gets it wrong
 455   too :-)
 456
 457 - also rework the drm_framebuffer_funcs->dirty hook wire-up, see above.
 458
 459 Contact: Noralf Trønnes, Daniel Vetter
 460
 461 AMD DC Display Driver
 462 ---------------------
 463
 464 AMD DC is the display driver for AMD devices starting with Vega. There has been
 465 a bunch of progress cleaning it up but there's still plenty of work to be done.
 466
 467 See drivers/gpu/drm/amd/display/TODO for tasks.
 468
 469 Contact: Harry Wentland, Alex Deucher
 470
 471 i915
 472 ----
 473
 474 - Our early/late pm callbacks could be removed in favour of using
 475   device_link_add to model the dependency between i915 and snd_had. See
 476   https://dri.freedesktop.org/docs/drm/driver-api/device_link.html
 477
 478 Outside DRM
 479 ===========