drm/i915/gvt: correct the emulation in TLB control handler
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / gpu / drm / drm_irq.c
1 /*
2  * drm_irq.c IRQ and vblank support
3  *
4  * \author Rickard E. (Rik) Faith <faith@valinux.com>
5  * \author Gareth Hughes <gareth@valinux.com>
6  */
7
8 /*
9  * Created: Fri Mar 19 14:30:16 1999 by faith@valinux.com
10  *
11  * Copyright 1999, 2000 Precision Insight, Inc., Cedar Park, Texas.
12  * Copyright 2000 VA Linux Systems, Inc., Sunnyvale, California.
13  * All Rights Reserved.
14  *
15  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
16  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
17  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
18  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
19  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
20  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
21  *
22  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
23  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
24  * Software.
25  *
26  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
27  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
28  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
29  * VA LINUX SYSTEMS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
30  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
31  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
32  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
33  */
34
35 #include <drm/drmP.h>
36 #include "drm_trace.h"
37 #include "drm_internal.h"
38
39 #include <linux/interrupt.h>    /* For task queue support */
40 #include <linux/slab.h>
41
42 #include <linux/vgaarb.h>
43 #include <linux/export.h>
44
45 /* Retry timestamp calculation up to 3 times to satisfy
46  * drm_timestamp_precision before giving up.
47  */
48 #define DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES 3
49
50 /* Threshold in nanoseconds for detection of redundant
51  * vblank irq in drm_handle_vblank(). 1 msec should be ok.
52  */
53 #define DRM_REDUNDANT_VBLIRQ_THRESH_NS 1000000
54
55 static bool
56 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
57                           struct timeval *tvblank, unsigned flags);
58
59 static unsigned int drm_timestamp_precision = 20;  /* Default to 20 usecs. */
60
61 /*
62  * Default to use monotonic timestamps for wait-for-vblank and page-flip
63  * complete events.
64  */
65 unsigned int drm_timestamp_monotonic = 1;
66
67 static int drm_vblank_offdelay = 5000;    /* Default to 5000 msecs. */
68
69 module_param_named(vblankoffdelay, drm_vblank_offdelay, int, 0600);
70 module_param_named(timestamp_precision_usec, drm_timestamp_precision, int, 0600);
71 module_param_named(timestamp_monotonic, drm_timestamp_monotonic, int, 0600);
72 MODULE_PARM_DESC(vblankoffdelay, "Delay until vblank irq auto-disable [msecs] (0: never disable, <0: disable immediately)");
73 MODULE_PARM_DESC(timestamp_precision_usec, "Max. error on timestamps [usecs]");
74 MODULE_PARM_DESC(timestamp_monotonic, "Use monotonic timestamps");
75
76 static void store_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
77                          u32 vblank_count_inc,
78                          struct timeval *t_vblank, u32 last)
79 {
80         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
81
82         assert_spin_locked(&dev->vblank_time_lock);
83
84         vblank->last = last;
85
86         write_seqlock(&vblank->seqlock);
87         vblank->time = *t_vblank;
88         vblank->count += vblank_count_inc;
89         write_sequnlock(&vblank->seqlock);
90 }
91
92 /*
93  * Reset the stored timestamp for the current vblank count to correspond
94  * to the last vblank occurred.
95  *
96  * Only to be called from drm_vblank_on().
97  *
98  * Note: caller must hold dev->vbl_lock since this reads & writes
99  * device vblank fields.
100  */
101 static void drm_reset_vblank_timestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
102 {
103         u32 cur_vblank;
104         bool rc;
105         struct timeval t_vblank;
106         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
107
108         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
109
110         /*
111          * sample the current counter to avoid random jumps
112          * when drm_vblank_enable() applies the diff
113          */
114         do {
115                 cur_vblank = dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe);
116                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, 0);
117         } while (cur_vblank != dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
118
119         /*
120          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
121          * available and didn't fail. Otherwise reinitialize delayed at next vblank
122          * interrupt and assign 0 for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
123          */
124         if (!rc)
125                 t_vblank = (struct timeval) {0, 0};
126
127         /*
128          * +1 to make sure user will never see the same
129          * vblank counter value before and after a modeset
130          */
131         store_vblank(dev, pipe, 1, &t_vblank, cur_vblank);
132
133         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
134 }
135
136 /*
137  * Call back into the driver to update the appropriate vblank counter
138  * (specified by @pipe).  Deal with wraparound, if it occurred, and
139  * update the last read value so we can deal with wraparound on the next
140  * call if necessary.
141  *
142  * Only necessary when going from off->on, to account for frames we
143  * didn't get an interrupt for.
144  *
145  * Note: caller must hold dev->vbl_lock since this reads & writes
146  * device vblank fields.
147  */
148 static void drm_update_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
149                                     unsigned long flags)
150 {
151         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
152         u32 cur_vblank, diff;
153         bool rc;
154         struct timeval t_vblank;
155         int count = DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES;
156         int framedur_ns = vblank->framedur_ns;
157
158         /*
159          * Interrupts were disabled prior to this call, so deal with counter
160          * wrap if needed.
161          * NOTE!  It's possible we lost a full dev->max_vblank_count + 1 events
162          * here if the register is small or we had vblank interrupts off for
163          * a long time.
164          *
165          * We repeat the hardware vblank counter & timestamp query until
166          * we get consistent results. This to prevent races between gpu
167          * updating its hardware counter while we are retrieving the
168          * corresponding vblank timestamp.
169          */
170         do {
171                 cur_vblank = dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe);
172                 rc = drm_get_last_vbltimestamp(dev, pipe, &t_vblank, flags);
173         } while (cur_vblank != dev->driver->get_vblank_counter(dev, pipe) && --count > 0);
174
175         if (dev->max_vblank_count != 0) {
176                 /* trust the hw counter when it's around */
177                 diff = (cur_vblank - vblank->last) & dev->max_vblank_count;
178         } else if (rc && framedur_ns) {
179                 const struct timeval *t_old;
180                 u64 diff_ns;
181
182                 t_old = &vblank->time;
183                 diff_ns = timeval_to_ns(&t_vblank) - timeval_to_ns(t_old);
184
185                 /*
186                  * Figure out how many vblanks we've missed based
187                  * on the difference in the timestamps and the
188                  * frame/field duration.
189                  */
190                 diff = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(diff_ns, framedur_ns);
191
192                 if (diff == 0 && flags & DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ)
193                         DRM_DEBUG_VBL("crtc %u: Redundant vblirq ignored."
194                                       " diff_ns = %lld, framedur_ns = %d)\n",
195                                       pipe, (long long) diff_ns, framedur_ns);
196         } else {
197                 /* some kind of default for drivers w/o accurate vbl timestamping */
198                 diff = (flags & DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ) != 0;
199         }
200
201         /*
202          * Within a drm_vblank_pre_modeset - drm_vblank_post_modeset
203          * interval? If so then vblank irqs keep running and it will likely
204          * happen that the hardware vblank counter is not trustworthy as it
205          * might reset at some point in that interval and vblank timestamps
206          * are not trustworthy either in that interval. Iow. this can result
207          * in a bogus diff >> 1 which must be avoided as it would cause
208          * random large forward jumps of the software vblank counter.
209          */
210         if (diff > 1 && (vblank->inmodeset & 0x2)) {
211                 DRM_DEBUG_VBL("clamping vblank bump to 1 on crtc %u: diffr=%u"
212                               " due to pre-modeset.\n", pipe, diff);
213                 diff = 1;
214         }
215
216         DRM_DEBUG_VBL("updating vblank count on crtc %u:"
217                       " current=%u, diff=%u, hw=%u hw_last=%u\n",
218                       pipe, vblank->count, diff, cur_vblank, vblank->last);
219
220         if (diff == 0) {
221                 WARN_ON_ONCE(cur_vblank != vblank->last);
222                 return;
223         }
224
225         /*
226          * Only reinitialize corresponding vblank timestamp if high-precision query
227          * available and didn't fail, or we were called from the vblank interrupt.
228          * Otherwise reinitialize delayed at next vblank interrupt and assign 0
229          * for now, to mark the vblanktimestamp as invalid.
230          */
231         if (!rc && (flags & DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ) == 0)
232                 t_vblank = (struct timeval) {0, 0};
233
234         store_vblank(dev, pipe, diff, &t_vblank, cur_vblank);
235 }
236
237 /**
238  * drm_accurate_vblank_count - retrieve the master vblank counter
239  * @crtc: which counter to retrieve
240  *
241  * This function is similar to @drm_crtc_vblank_count but this
242  * function interpolates to handle a race with vblank irq's.
243  *
244  * This is mostly useful for hardware that can obtain the scanout
245  * position, but doesn't have a frame counter.
246  */
247 u32 drm_accurate_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
248 {
249         struct drm_device *dev = crtc->dev;
250         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
251         u32 vblank;
252         unsigned long flags;
253
254         WARN(!dev->driver->get_vblank_timestamp,
255              "This function requires support for accurate vblank timestamps.");
256
257         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, flags);
258
259         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
260         vblank = drm_vblank_count(dev, pipe);
261
262         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, flags);
263
264         return vblank;
265 }
266 EXPORT_SYMBOL(drm_accurate_vblank_count);
267
268 /*
269  * Disable vblank irq's on crtc, make sure that last vblank count
270  * of hardware and corresponding consistent software vblank counter
271  * are preserved, even if there are any spurious vblank irq's after
272  * disable.
273  */
274 static void vblank_disable_and_save(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
275 {
276         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
277         unsigned long irqflags;
278
279         /* Prevent vblank irq processing while disabling vblank irqs,
280          * so no updates of timestamps or count can happen after we've
281          * disabled. Needed to prevent races in case of delayed irq's.
282          */
283         spin_lock_irqsave(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
284
285         /*
286          * Only disable vblank interrupts if they're enabled. This avoids
287          * calling the ->disable_vblank() operation in atomic context with the
288          * hardware potentially runtime suspended.
289          */
290         if (vblank->enabled) {
291                 dev->driver->disable_vblank(dev, pipe);
292                 vblank->enabled = false;
293         }
294
295         /*
296          * Always update the count and timestamp to maintain the
297          * appearance that the counter has been ticking all along until
298          * this time. This makes the count account for the entire time
299          * between drm_vblank_on() and drm_vblank_off().
300          */
301         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
302
303         spin_unlock_irqrestore(&dev->vblank_time_lock, irqflags);
304 }
305
306 static void vblank_disable_fn(unsigned long arg)
307 {
308         struct drm_vblank_crtc *vblank = (void *)arg;
309         struct drm_device *dev = vblank->dev;
310         unsigned int pipe = vblank->pipe;
311         unsigned long irqflags;
312
313         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
314         if (atomic_read(&vblank->refcount) == 0 && vblank->enabled) {
315                 DRM_DEBUG("disabling vblank on crtc %u\n", pipe);
316                 vblank_disable_and_save(dev, pipe);
317         }
318         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
319 }
320
321 /**
322  * drm_vblank_cleanup - cleanup vblank support
323  * @dev: DRM device
324  *
325  * This function cleans up any resources allocated in drm_vblank_init.
326  */
327 void drm_vblank_cleanup(struct drm_device *dev)
328 {
329         unsigned int pipe;
330
331         /* Bail if the driver didn't call drm_vblank_init() */
332         if (dev->num_crtcs == 0)
333                 return;
334
335         for (pipe = 0; pipe < dev->num_crtcs; pipe++) {
336                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
337
338                 WARN_ON(vblank->enabled &&
339                         drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
340
341                 del_timer_sync(&vblank->disable_timer);
342         }
343
344         kfree(dev->vblank);
345
346         dev->num_crtcs = 0;
347 }
348 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_cleanup);
349
350 /**
351  * drm_vblank_init - initialize vblank support
352  * @dev: DRM device
353  * @num_crtcs: number of CRTCs supported by @dev
354  *
355  * This function initializes vblank support for @num_crtcs display pipelines.
356  *
357  * Returns:
358  * Zero on success or a negative error code on failure.
359  */
360 int drm_vblank_init(struct drm_device *dev, unsigned int num_crtcs)
361 {
362         int ret = -ENOMEM;
363         unsigned int i;
364
365         spin_lock_init(&dev->vbl_lock);
366         spin_lock_init(&dev->vblank_time_lock);
367
368         dev->num_crtcs = num_crtcs;
369
370         dev->vblank = kcalloc(num_crtcs, sizeof(*dev->vblank), GFP_KERNEL);
371         if (!dev->vblank)
372                 goto err;
373
374         for (i = 0; i < num_crtcs; i++) {
375                 struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
376
377                 vblank->dev = dev;
378                 vblank->pipe = i;
379                 init_waitqueue_head(&vblank->queue);
380                 setup_timer(&vblank->disable_timer, vblank_disable_fn,
381                             (unsigned long)vblank);
382                 seqlock_init(&vblank->seqlock);
383         }
384
385         DRM_INFO("Supports vblank timestamp caching Rev 2 (21.10.2013).\n");
386
387         /* Driver specific high-precision vblank timestamping supported? */
388         if (dev->driver->get_vblank_timestamp)
389                 DRM_INFO("Driver supports precise vblank timestamp query.\n");
390         else
391                 DRM_INFO("No driver support for vblank timestamp query.\n");
392
393         /* Must have precise timestamping for reliable vblank instant disable */
394         if (dev->vblank_disable_immediate && !dev->driver->get_vblank_timestamp) {
395                 dev->vblank_disable_immediate = false;
396                 DRM_INFO("Setting vblank_disable_immediate to false because "
397                          "get_vblank_timestamp == NULL\n");
398         }
399
400         return 0;
401
402 err:
403         dev->num_crtcs = 0;
404         return ret;
405 }
406 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_init);
407
408 static void drm_irq_vgaarb_nokms(void *cookie, bool state)
409 {
410         struct drm_device *dev = cookie;
411
412         if (dev->driver->vgaarb_irq) {
413                 dev->driver->vgaarb_irq(dev, state);
414                 return;
415         }
416
417         if (!dev->irq_enabled)
418                 return;
419
420         if (state) {
421                 if (dev->driver->irq_uninstall)
422                         dev->driver->irq_uninstall(dev);
423         } else {
424                 if (dev->driver->irq_preinstall)
425                         dev->driver->irq_preinstall(dev);
426                 if (dev->driver->irq_postinstall)
427                         dev->driver->irq_postinstall(dev);
428         }
429 }
430
431 /**
432  * drm_irq_install - install IRQ handler
433  * @dev: DRM device
434  * @irq: IRQ number to install the handler for
435  *
436  * Initializes the IRQ related data. Installs the handler, calling the driver
437  * irq_preinstall() and irq_postinstall() functions before and after the
438  * installation.
439  *
440  * This is the simplified helper interface provided for drivers with no special
441  * needs. Drivers which need to install interrupt handlers for multiple
442  * interrupts must instead set drm_device->irq_enabled to signal the DRM core
443  * that vblank interrupts are available.
444  *
445  * Returns:
446  * Zero on success or a negative error code on failure.
447  */
448 int drm_irq_install(struct drm_device *dev, int irq)
449 {
450         int ret;
451         unsigned long sh_flags = 0;
452
453         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
454                 return -EINVAL;
455
456         if (irq == 0)
457                 return -EINVAL;
458
459         /* Driver must have been initialized */
460         if (!dev->dev_private)
461                 return -EINVAL;
462
463         if (dev->irq_enabled)
464                 return -EBUSY;
465         dev->irq_enabled = true;
466
467         DRM_DEBUG("irq=%d\n", irq);
468
469         /* Before installing handler */
470         if (dev->driver->irq_preinstall)
471                 dev->driver->irq_preinstall(dev);
472
473         /* Install handler */
474         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_IRQ_SHARED))
475                 sh_flags = IRQF_SHARED;
476
477         ret = request_irq(irq, dev->driver->irq_handler,
478                           sh_flags, dev->driver->name, dev);
479
480         if (ret < 0) {
481                 dev->irq_enabled = false;
482                 return ret;
483         }
484
485         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
486                 vga_client_register(dev->pdev, (void *)dev, drm_irq_vgaarb_nokms, NULL);
487
488         /* After installing handler */
489         if (dev->driver->irq_postinstall)
490                 ret = dev->driver->irq_postinstall(dev);
491
492         if (ret < 0) {
493                 dev->irq_enabled = false;
494                 if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
495                         vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
496                 free_irq(irq, dev);
497         } else {
498                 dev->irq = irq;
499         }
500
501         return ret;
502 }
503 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_install);
504
505 /**
506  * drm_irq_uninstall - uninstall the IRQ handler
507  * @dev: DRM device
508  *
509  * Calls the driver's irq_uninstall() function and unregisters the IRQ handler.
510  * This should only be called by drivers which used drm_irq_install() to set up
511  * their interrupt handler. Other drivers must only reset
512  * drm_device->irq_enabled to false.
513  *
514  * Note that for kernel modesetting drivers it is a bug if this function fails.
515  * The sanity checks are only to catch buggy user modesetting drivers which call
516  * the same function through an ioctl.
517  *
518  * Returns:
519  * Zero on success or a negative error code on failure.
520  */
521 int drm_irq_uninstall(struct drm_device *dev)
522 {
523         unsigned long irqflags;
524         bool irq_enabled;
525         int i;
526
527         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
528                 return -EINVAL;
529
530         irq_enabled = dev->irq_enabled;
531         dev->irq_enabled = false;
532
533         /*
534          * Wake up any waiters so they don't hang. This is just to paper over
535          * issues for UMS drivers which aren't in full control of their
536          * vblank/irq handling. KMS drivers must ensure that vblanks are all
537          * disabled when uninstalling the irq handler.
538          */
539         if (dev->num_crtcs) {
540                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
541                 for (i = 0; i < dev->num_crtcs; i++) {
542                         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[i];
543
544                         if (!vblank->enabled)
545                                 continue;
546
547                         WARN_ON(drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET));
548
549                         vblank_disable_and_save(dev, i);
550                         wake_up(&vblank->queue);
551                 }
552                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
553         }
554
555         if (!irq_enabled)
556                 return -EINVAL;
557
558         DRM_DEBUG("irq=%d\n", dev->irq);
559
560         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
561                 vga_client_register(dev->pdev, NULL, NULL, NULL);
562
563         if (dev->driver->irq_uninstall)
564                 dev->driver->irq_uninstall(dev);
565
566         free_irq(dev->irq, dev);
567
568         return 0;
569 }
570 EXPORT_SYMBOL(drm_irq_uninstall);
571
572 /*
573  * IRQ control ioctl.
574  *
575  * \param inode device inode.
576  * \param file_priv DRM file private.
577  * \param cmd command.
578  * \param arg user argument, pointing to a drm_control structure.
579  * \return zero on success or a negative number on failure.
580  *
581  * Calls irq_install() or irq_uninstall() according to \p arg.
582  */
583 int drm_control(struct drm_device *dev, void *data,
584                 struct drm_file *file_priv)
585 {
586         struct drm_control *ctl = data;
587         int ret = 0, irq;
588
589         /* if we haven't irq we fallback for compatibility reasons -
590          * this used to be a separate function in drm_dma.h
591          */
592
593         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_HAVE_IRQ))
594                 return 0;
595         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
596                 return 0;
597         /* UMS was only ever supported on pci devices. */
598         if (WARN_ON(!dev->pdev))
599                 return -EINVAL;
600
601         switch (ctl->func) {
602         case DRM_INST_HANDLER:
603                 irq = dev->pdev->irq;
604
605                 if (dev->if_version < DRM_IF_VERSION(1, 2) &&
606                     ctl->irq != irq)
607                         return -EINVAL;
608                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
609                 ret = drm_irq_install(dev, irq);
610                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
611
612                 return ret;
613         case DRM_UNINST_HANDLER:
614                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
615                 ret = drm_irq_uninstall(dev);
616                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
617
618                 return ret;
619         default:
620                 return -EINVAL;
621         }
622 }
623
624 /**
625  * drm_calc_timestamping_constants - calculate vblank timestamp constants
626  * @crtc: drm_crtc whose timestamp constants should be updated.
627  * @mode: display mode containing the scanout timings
628  *
629  * Calculate and store various constants which are later
630  * needed by vblank and swap-completion timestamping, e.g,
631  * by drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(). They are
632  * derived from CRTC's true scanout timing, so they take
633  * things like panel scaling or other adjustments into account.
634  */
635 void drm_calc_timestamping_constants(struct drm_crtc *crtc,
636                                      const struct drm_display_mode *mode)
637 {
638         struct drm_device *dev = crtc->dev;
639         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
640         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
641         int linedur_ns = 0, framedur_ns = 0;
642         int dotclock = mode->crtc_clock;
643
644         if (!dev->num_crtcs)
645                 return;
646
647         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
648                 return;
649
650         /* Valid dotclock? */
651         if (dotclock > 0) {
652                 int frame_size = mode->crtc_htotal * mode->crtc_vtotal;
653
654                 /*
655                  * Convert scanline length in pixels and video
656                  * dot clock to line duration and frame duration
657                  * in nanoseconds:
658                  */
659                 linedur_ns  = div_u64((u64) mode->crtc_htotal * 1000000, dotclock);
660                 framedur_ns = div_u64((u64) frame_size * 1000000, dotclock);
661
662                 /*
663                  * Fields of interlaced scanout modes are only half a frame duration.
664                  */
665                 if (mode->flags & DRM_MODE_FLAG_INTERLACE)
666                         framedur_ns /= 2;
667         } else
668                 DRM_ERROR("crtc %u: Can't calculate constants, dotclock = 0!\n",
669                           crtc->base.id);
670
671         vblank->linedur_ns  = linedur_ns;
672         vblank->framedur_ns = framedur_ns;
673
674         DRM_DEBUG("crtc %u: hwmode: htotal %d, vtotal %d, vdisplay %d\n",
675                   crtc->base.id, mode->crtc_htotal,
676                   mode->crtc_vtotal, mode->crtc_vdisplay);
677         DRM_DEBUG("crtc %u: clock %d kHz framedur %d linedur %d\n",
678                   crtc->base.id, dotclock, framedur_ns, linedur_ns);
679 }
680 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_timestamping_constants);
681
682 /**
683  * drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos - precise vblank timestamp helper
684  * @dev: DRM device
685  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
686  * @max_error: Desired maximum allowable error in timestamps (nanosecs)
687  *             On return contains true maximum error of timestamp
688  * @vblank_time: Pointer to struct timeval which should receive the timestamp
689  * @flags: Flags to pass to driver:
690  *         0 = Default,
691  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
692  * @mode: mode which defines the scanout timings
693  *
694  * Implements calculation of exact vblank timestamps from given drm_display_mode
695  * timings and current video scanout position of a CRTC. This can be called from
696  * within get_vblank_timestamp() implementation of a kms driver to implement the
697  * actual timestamping.
698  *
699  * Should return timestamps conforming to the OML_sync_control OpenML
700  * extension specification. The timestamp corresponds to the end of
701  * the vblank interval, aka start of scanout of topmost-leftmost display
702  * pixel in the following video frame.
703  *
704  * Requires support for optional dev->driver->get_scanout_position()
705  * in kms driver, plus a bit of setup code to provide a drm_display_mode
706  * that corresponds to the true scanout timing.
707  *
708  * The current implementation only handles standard video modes. It
709  * returns as no operation if a doublescan or interlaced video mode is
710  * active. Higher level code is expected to handle this.
711  *
712  * Returns:
713  * Negative value on error, failure or if not supported in current
714  * video mode:
715  *
716  * -EINVAL    Invalid CRTC.
717  * -EAGAIN    Temporary unavailable, e.g., called before initial modeset.
718  * -ENOTSUPP  Function not supported in current display mode.
719  * -EIO       Failed, e.g., due to failed scanout position query.
720  *
721  * Returns or'ed positive status flags on success:
722  *
723  * DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD - Signal this method used for timestamping.
724  * DRM_VBLANKTIME_INVBL - Timestamp taken while scanout was in vblank interval.
725  *
726  */
727 int drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos(struct drm_device *dev,
728                                           unsigned int pipe,
729                                           int *max_error,
730                                           struct timeval *vblank_time,
731                                           unsigned flags,
732                                           const struct drm_display_mode *mode)
733 {
734         struct timeval tv_etime;
735         ktime_t stime, etime;
736         unsigned int vbl_status;
737         int ret = DRM_VBLANKTIME_SCANOUTPOS_METHOD;
738         int vpos, hpos, i;
739         int delta_ns, duration_ns;
740
741         if (pipe >= dev->num_crtcs) {
742                 DRM_ERROR("Invalid crtc %u\n", pipe);
743                 return -EINVAL;
744         }
745
746         /* Scanout position query not supported? Should not happen. */
747         if (!dev->driver->get_scanout_position) {
748                 DRM_ERROR("Called from driver w/o get_scanout_position()!?\n");
749                 return -EIO;
750         }
751
752         /* If mode timing undefined, just return as no-op:
753          * Happens during initial modesetting of a crtc.
754          */
755         if (mode->crtc_clock == 0) {
756                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noop due to uninitialized mode.\n", pipe);
757                 return -EAGAIN;
758         }
759
760         /* Get current scanout position with system timestamp.
761          * Repeat query up to DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES times
762          * if single query takes longer than max_error nanoseconds.
763          *
764          * This guarantees a tight bound on maximum error if
765          * code gets preempted or delayed for some reason.
766          */
767         for (i = 0; i < DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES; i++) {
768                 /*
769                  * Get vertical and horizontal scanout position vpos, hpos,
770                  * and bounding timestamps stime, etime, pre/post query.
771                  */
772                 vbl_status = dev->driver->get_scanout_position(dev, pipe, flags,
773                                                                &vpos, &hpos,
774                                                                &stime, &etime,
775                                                                mode);
776
777                 /* Return as no-op if scanout query unsupported or failed. */
778                 if (!(vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_VALID)) {
779                         DRM_DEBUG("crtc %u : scanoutpos query failed [0x%x].\n",
780                                   pipe, vbl_status);
781                         return -EIO;
782                 }
783
784                 /* Compute uncertainty in timestamp of scanout position query. */
785                 duration_ns = ktime_to_ns(etime) - ktime_to_ns(stime);
786
787                 /* Accept result with <  max_error nsecs timing uncertainty. */
788                 if (duration_ns <= *max_error)
789                         break;
790         }
791
792         /* Noisy system timing? */
793         if (i == DRM_TIMESTAMP_MAXRETRIES) {
794                 DRM_DEBUG("crtc %u: Noisy timestamp %d us > %d us [%d reps].\n",
795                           pipe, duration_ns/1000, *max_error/1000, i);
796         }
797
798         /* Return upper bound of timestamp precision error. */
799         *max_error = duration_ns;
800
801         /* Check if in vblank area:
802          * vpos is >=0 in video scanout area, but negative
803          * within vblank area, counting down the number of lines until
804          * start of scanout.
805          */
806         if (vbl_status & DRM_SCANOUTPOS_IN_VBLANK)
807                 ret |= DRM_VBLANKTIME_IN_VBLANK;
808
809         /* Convert scanout position into elapsed time at raw_time query
810          * since start of scanout at first display scanline. delta_ns
811          * can be negative if start of scanout hasn't happened yet.
812          */
813         delta_ns = div_s64(1000000LL * (vpos * mode->crtc_htotal + hpos),
814                            mode->crtc_clock);
815
816         if (!drm_timestamp_monotonic)
817                 etime = ktime_mono_to_real(etime);
818
819         /* save this only for debugging purposes */
820         tv_etime = ktime_to_timeval(etime);
821         /* Subtract time delta from raw timestamp to get final
822          * vblank_time timestamp for end of vblank.
823          */
824         etime = ktime_sub_ns(etime, delta_ns);
825         *vblank_time = ktime_to_timeval(etime);
826
827         DRM_DEBUG_VBL("crtc %u : v 0x%x p(%d,%d)@ %ld.%ld -> %ld.%ld [e %d us, %d rep]\n",
828                       pipe, vbl_status, hpos, vpos,
829                       (long)tv_etime.tv_sec, (long)tv_etime.tv_usec,
830                       (long)vblank_time->tv_sec, (long)vblank_time->tv_usec,
831                       duration_ns/1000, i);
832
833         return ret;
834 }
835 EXPORT_SYMBOL(drm_calc_vbltimestamp_from_scanoutpos);
836
837 static struct timeval get_drm_timestamp(void)
838 {
839         ktime_t now;
840
841         now = drm_timestamp_monotonic ? ktime_get() : ktime_get_real();
842         return ktime_to_timeval(now);
843 }
844
845 /**
846  * drm_get_last_vbltimestamp - retrieve raw timestamp for the most recent
847  *                             vblank interval
848  * @dev: DRM device
849  * @pipe: index of CRTC whose vblank timestamp to retrieve
850  * @tvblank: Pointer to target struct timeval which should receive the timestamp
851  * @flags: Flags to pass to driver:
852  *         0 = Default,
853  *         DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ = If function is called from vbl IRQ handler
854  *
855  * Fetches the system timestamp corresponding to the time of the most recent
856  * vblank interval on specified CRTC. May call into kms-driver to
857  * compute the timestamp with a high-precision GPU specific method.
858  *
859  * Returns zero if timestamp originates from uncorrected do_gettimeofday()
860  * call, i.e., it isn't very precisely locked to the true vblank.
861  *
862  * Returns:
863  * True if timestamp is considered to be very precise, false otherwise.
864  */
865 static bool
866 drm_get_last_vbltimestamp(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
867                           struct timeval *tvblank, unsigned flags)
868 {
869         int ret;
870
871         /* Define requested maximum error on timestamps (nanoseconds). */
872         int max_error = (int) drm_timestamp_precision * 1000;
873
874         /* Query driver if possible and precision timestamping enabled. */
875         if (dev->driver->get_vblank_timestamp && (max_error > 0)) {
876                 ret = dev->driver->get_vblank_timestamp(dev, pipe, &max_error,
877                                                         tvblank, flags);
878                 if (ret > 0)
879                         return true;
880         }
881
882         /* GPU high precision timestamp query unsupported or failed.
883          * Return current monotonic/gettimeofday timestamp as best estimate.
884          */
885         *tvblank = get_drm_timestamp();
886
887         return false;
888 }
889
890 /**
891  * drm_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
892  * @dev: DRM device
893  * @pipe: index of CRTC for which to retrieve the counter
894  *
895  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
896  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
897  * modesetting activity.
898  *
899  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count().
900  *
901  * Returns:
902  * The software vblank counter.
903  */
904 u32 drm_vblank_count(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
905 {
906         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
907
908         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
909                 return 0;
910
911         return vblank->count;
912 }
913 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_count);
914
915 /**
916  * drm_crtc_vblank_count - retrieve "cooked" vblank counter value
917  * @crtc: which counter to retrieve
918  *
919  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
920  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
921  * modesetting activity.
922  *
923  * This is the native KMS version of drm_vblank_count().
924  *
925  * Returns:
926  * The software vblank counter.
927  */
928 u32 drm_crtc_vblank_count(struct drm_crtc *crtc)
929 {
930         return drm_vblank_count(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
931 }
932 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count);
933
934 /**
935  * drm_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value and the
936  *     system timestamp corresponding to that vblank counter value.
937  * @dev: DRM device
938  * @pipe: index of CRTC whose counter to retrieve
939  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
940  *
941  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
942  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
943  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
944  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
945  *
946  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_count_and_time().
947  */
948 static u32 drm_vblank_count_and_time(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
949                                      struct timeval *vblanktime)
950 {
951         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
952         u32 vblank_count;
953         unsigned int seq;
954
955         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs)) {
956                 *vblanktime = (struct timeval) { 0 };
957                 return 0;
958         }
959
960         do {
961                 seq = read_seqbegin(&vblank->seqlock);
962                 vblank_count = vblank->count;
963                 *vblanktime = vblank->time;
964         } while (read_seqretry(&vblank->seqlock, seq));
965
966         return vblank_count;
967 }
968
969 /**
970  * drm_crtc_vblank_count_and_time - retrieve "cooked" vblank counter value
971  *     and the system timestamp corresponding to that vblank counter value
972  * @crtc: which counter to retrieve
973  * @vblanktime: Pointer to struct timeval to receive the vblank timestamp.
974  *
975  * Fetches the "cooked" vblank count value that represents the number of
976  * vblank events since the system was booted, including lost events due to
977  * modesetting activity. Returns corresponding system timestamp of the time
978  * of the vblank interval that corresponds to the current vblank counter value.
979  */
980 u32 drm_crtc_vblank_count_and_time(struct drm_crtc *crtc,
981                                    struct timeval *vblanktime)
982 {
983         return drm_vblank_count_and_time(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc),
984                                          vblanktime);
985 }
986 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_count_and_time);
987
988 static void send_vblank_event(struct drm_device *dev,
989                 struct drm_pending_vblank_event *e,
990                 unsigned long seq, struct timeval *now)
991 {
992         e->event.sequence = seq;
993         e->event.tv_sec = now->tv_sec;
994         e->event.tv_usec = now->tv_usec;
995
996         trace_drm_vblank_event_delivered(e->base.pid, e->pipe,
997                                          e->event.sequence);
998
999         drm_send_event_locked(dev, &e->base);
1000 }
1001
1002 /**
1003  * drm_crtc_arm_vblank_event - arm vblank event after pageflip
1004  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
1005  * @e: the event to send
1006  *
1007  * A lot of drivers need to generate vblank events for the very next vblank
1008  * interrupt. For example when the page flip interrupt happens when the page
1009  * flip gets armed, but not when it actually executes within the next vblank
1010  * period. This helper function implements exactly the required vblank arming
1011  * behaviour.
1012  *
1013  * NOTE: Drivers using this to send out the event in struct &drm_crtc_state
1014  * as part of an atomic commit must ensure that the next vblank happens at
1015  * exactly the same time as the atomic commit is committed to the hardware. This
1016  * function itself does **not** protect again the next vblank interrupt racing
1017  * with either this function call or the atomic commit operation. A possible
1018  * sequence could be:
1019  *
1020  * 1. Driver commits new hardware state into vblank-synchronized registers.
1021  * 2. A vblank happens, committing the hardware state. Also the corresponding
1022  *    vblank interrupt is fired off and fully processed by the interrupt
1023  *    handler.
1024  * 3. The atomic commit operation proceeds to call drm_crtc_arm_vblank_event().
1025  * 4. The event is only send out for the next vblank, which is wrong.
1026  *
1027  * An equivalent race can happen when the driver calls
1028  * drm_crtc_arm_vblank_event() before writing out the new hardware state.
1029  *
1030  * The only way to make this work safely is to prevent the vblank from firing
1031  * (and the hardware from committing anything else) until the entire atomic
1032  * commit sequence has run to completion. If the hardware does not have such a
1033  * feature (e.g. using a "go" bit), then it is unsafe to use this functions.
1034  * Instead drivers need to manually send out the event from their interrupt
1035  * handler by calling drm_crtc_send_vblank_event() and make sure that there's no
1036  * possible race with the hardware committing the atomic update.
1037  *
1038  * Caller must hold event lock. Caller must also hold a vblank reference for
1039  * the event @e, which will be dropped when the next vblank arrives.
1040  */
1041 void drm_crtc_arm_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1042                                struct drm_pending_vblank_event *e)
1043 {
1044         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1045         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1046
1047         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1048
1049         e->pipe = pipe;
1050         e->event.sequence = drm_vblank_count(dev, pipe);
1051         list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1052 }
1053 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_arm_vblank_event);
1054
1055 /**
1056  * drm_crtc_send_vblank_event - helper to send vblank event after pageflip
1057  * @crtc: the source CRTC of the vblank event
1058  * @e: the event to send
1059  *
1060  * Updates sequence # and timestamp on event for the most recently processed
1061  * vblank, and sends it to userspace.  Caller must hold event lock.
1062  *
1063  * See drm_crtc_arm_vblank_event() for a helper which can be used in certain
1064  * situation, especially to send out events for atomic commit operations.
1065  */
1066 void drm_crtc_send_vblank_event(struct drm_crtc *crtc,
1067                                 struct drm_pending_vblank_event *e)
1068 {
1069         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1070         unsigned int seq, pipe = drm_crtc_index(crtc);
1071         struct timeval now;
1072
1073         if (dev->num_crtcs > 0) {
1074                 seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1075         } else {
1076                 seq = 0;
1077
1078                 now = get_drm_timestamp();
1079         }
1080         e->pipe = pipe;
1081         send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1082 }
1083 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_send_vblank_event);
1084
1085 /**
1086  * drm_vblank_enable - enable the vblank interrupt on a CRTC
1087  * @dev: DRM device
1088  * @pipe: CRTC index
1089  *
1090  * Returns:
1091  * Zero on success or a negative error code on failure.
1092  */
1093 static int drm_vblank_enable(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1094 {
1095         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1096         int ret = 0;
1097
1098         assert_spin_locked(&dev->vbl_lock);
1099
1100         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1101
1102         if (!vblank->enabled) {
1103                 /*
1104                  * Enable vblank irqs under vblank_time_lock protection.
1105                  * All vblank count & timestamp updates are held off
1106                  * until we are done reinitializing master counter and
1107                  * timestamps. Filtercode in drm_handle_vblank() will
1108                  * prevent double-accounting of same vblank interval.
1109                  */
1110                 ret = dev->driver->enable_vblank(dev, pipe);
1111                 DRM_DEBUG("enabling vblank on crtc %u, ret: %d\n", pipe, ret);
1112                 if (ret)
1113                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1114                 else {
1115                         vblank->enabled = true;
1116                         drm_update_vblank_count(dev, pipe, 0);
1117                 }
1118         }
1119
1120         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1121
1122         return ret;
1123 }
1124
1125 /**
1126  * drm_vblank_get - get a reference count on vblank events
1127  * @dev: DRM device
1128  * @pipe: index of CRTC to own
1129  *
1130  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1131  * while in use.
1132  *
1133  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_get().
1134  *
1135  * Returns:
1136  * Zero on success or a negative error code on failure.
1137  */
1138 static int drm_vblank_get(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1139 {
1140         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1141         unsigned long irqflags;
1142         int ret = 0;
1143
1144         if (!dev->num_crtcs)
1145                 return -EINVAL;
1146
1147         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1148                 return -EINVAL;
1149
1150         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1151         /* Going from 0->1 means we have to enable interrupts again */
1152         if (atomic_add_return(1, &vblank->refcount) == 1) {
1153                 ret = drm_vblank_enable(dev, pipe);
1154         } else {
1155                 if (!vblank->enabled) {
1156                         atomic_dec(&vblank->refcount);
1157                         ret = -EINVAL;
1158                 }
1159         }
1160         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1161
1162         return ret;
1163 }
1164
1165 /**
1166  * drm_crtc_vblank_get - get a reference count on vblank events
1167  * @crtc: which CRTC to own
1168  *
1169  * Acquire a reference count on vblank events to avoid having them disabled
1170  * while in use.
1171  *
1172  * Returns:
1173  * Zero on success or a negative error code on failure.
1174  */
1175 int drm_crtc_vblank_get(struct drm_crtc *crtc)
1176 {
1177         return drm_vblank_get(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1178 }
1179 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_get);
1180
1181 /**
1182  * drm_vblank_put - release ownership of vblank events
1183  * @dev: DRM device
1184  * @pipe: index of CRTC to release
1185  *
1186  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1187  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1188  *
1189  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_put().
1190  */
1191 static void drm_vblank_put(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1192 {
1193         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1194
1195         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1196                 return;
1197
1198         if (WARN_ON(atomic_read(&vblank->refcount) == 0))
1199                 return;
1200
1201         /* Last user schedules interrupt disable */
1202         if (atomic_dec_and_test(&vblank->refcount)) {
1203                 if (drm_vblank_offdelay == 0)
1204                         return;
1205                 else if (dev->vblank_disable_immediate || drm_vblank_offdelay < 0)
1206                         vblank_disable_fn((unsigned long)vblank);
1207                 else
1208                         mod_timer(&vblank->disable_timer,
1209                                   jiffies + ((drm_vblank_offdelay * HZ)/1000));
1210         }
1211 }
1212
1213 /**
1214  * drm_crtc_vblank_put - give up ownership of vblank events
1215  * @crtc: which counter to give up
1216  *
1217  * Release ownership of a given vblank counter, turning off interrupts
1218  * if possible. Disable interrupts after drm_vblank_offdelay milliseconds.
1219  */
1220 void drm_crtc_vblank_put(struct drm_crtc *crtc)
1221 {
1222         drm_vblank_put(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1223 }
1224 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_put);
1225
1226 /**
1227  * drm_wait_one_vblank - wait for one vblank
1228  * @dev: DRM device
1229  * @pipe: CRTC index
1230  *
1231  * This waits for one vblank to pass on @pipe, using the irq driver interfaces.
1232  * It is a failure to call this when the vblank irq for @pipe is disabled, e.g.
1233  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1234  */
1235 void drm_wait_one_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1236 {
1237         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1238         int ret;
1239         u32 last;
1240
1241         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1242                 return;
1243
1244         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1245         if (WARN(ret, "vblank not available on crtc %i, ret=%i\n", pipe, ret))
1246                 return;
1247
1248         last = drm_vblank_count(dev, pipe);
1249
1250         ret = wait_event_timeout(vblank->queue,
1251                                  last != drm_vblank_count(dev, pipe),
1252                                  msecs_to_jiffies(100));
1253
1254         WARN(ret == 0, "vblank wait timed out on crtc %i\n", pipe);
1255
1256         drm_vblank_put(dev, pipe);
1257 }
1258 EXPORT_SYMBOL(drm_wait_one_vblank);
1259
1260 /**
1261  * drm_crtc_wait_one_vblank - wait for one vblank
1262  * @crtc: DRM crtc
1263  *
1264  * This waits for one vblank to pass on @crtc, using the irq driver interfaces.
1265  * It is a failure to call this when the vblank irq for @crtc is disabled, e.g.
1266  * due to lack of driver support or because the crtc is off.
1267  */
1268 void drm_crtc_wait_one_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1269 {
1270         drm_wait_one_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1271 }
1272 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_wait_one_vblank);
1273
1274 /**
1275  * drm_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1276  * @dev: DRM device
1277  * @pipe: CRTC index
1278  *
1279  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1280  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1281  * stored so that drm_vblank_on() can restore it again.
1282  *
1283  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1284  * reset, e.g. when suspending.
1285  *
1286  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_off().
1287  */
1288 void drm_vblank_off(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1289 {
1290         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1291         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1292         struct timeval now;
1293         unsigned long irqflags;
1294         unsigned int seq;
1295
1296         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1297                 return;
1298
1299         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1300
1301         spin_lock(&dev->vbl_lock);
1302         DRM_DEBUG_VBL("crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1303                       pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1304
1305         /* Avoid redundant vblank disables without previous drm_vblank_on(). */
1306         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_ATOMIC) || !vblank->inmodeset)
1307                 vblank_disable_and_save(dev, pipe);
1308
1309         wake_up(&vblank->queue);
1310
1311         /*
1312          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from re-enabling
1313          * the vblank interrupt by bumping the refcount.
1314          */
1315         if (!vblank->inmodeset) {
1316                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1317                 vblank->inmodeset = 1;
1318         }
1319         spin_unlock(&dev->vbl_lock);
1320
1321         /* Send any queued vblank events, lest the natives grow disquiet */
1322         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1323
1324         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1325                 if (e->pipe != pipe)
1326                         continue;
1327                 DRM_DEBUG("Sending premature vblank event on disable: "
1328                           "wanted %u, current %u\n",
1329                           e->event.sequence, seq);
1330                 list_del(&e->base.link);
1331                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1332                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1333         }
1334         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1335 }
1336 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_off);
1337
1338 /**
1339  * drm_crtc_vblank_off - disable vblank events on a CRTC
1340  * @crtc: CRTC in question
1341  *
1342  * Drivers can use this function to shut down the vblank interrupt handling when
1343  * disabling a crtc. This function ensures that the latest vblank frame count is
1344  * stored so that drm_vblank_on can restore it again.
1345  *
1346  * Drivers must use this function when the hardware vblank counter can get
1347  * reset, e.g. when suspending.
1348  *
1349  * This is the native kms version of drm_vblank_off().
1350  */
1351 void drm_crtc_vblank_off(struct drm_crtc *crtc)
1352 {
1353         drm_vblank_off(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1354 }
1355 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_off);
1356
1357 /**
1358  * drm_crtc_vblank_reset - reset vblank state to off on a CRTC
1359  * @crtc: CRTC in question
1360  *
1361  * Drivers can use this function to reset the vblank state to off at load time.
1362  * Drivers should use this together with the drm_crtc_vblank_off() and
1363  * drm_crtc_vblank_on() functions. The difference compared to
1364  * drm_crtc_vblank_off() is that this function doesn't save the vblank counter
1365  * and hence doesn't need to call any driver hooks.
1366  */
1367 void drm_crtc_vblank_reset(struct drm_crtc *crtc)
1368 {
1369         struct drm_device *dev = crtc->dev;
1370         unsigned long irqflags;
1371         unsigned int pipe = drm_crtc_index(crtc);
1372         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1373
1374         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1375         /*
1376          * Prevent subsequent drm_vblank_get() from enabling the vblank
1377          * interrupt by bumping the refcount.
1378          */
1379         if (!vblank->inmodeset) {
1380                 atomic_inc(&vblank->refcount);
1381                 vblank->inmodeset = 1;
1382         }
1383         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1384
1385         WARN_ON(!list_empty(&dev->vblank_event_list));
1386 }
1387 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_reset);
1388
1389 /**
1390  * drm_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1391  * @dev: DRM device
1392  * @pipe: CRTC index
1393  *
1394  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1395  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1396  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1397  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1398  *
1399  * This is the legacy version of drm_crtc_vblank_on().
1400  */
1401 void drm_vblank_on(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1402 {
1403         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1404         unsigned long irqflags;
1405
1406         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1407                 return;
1408
1409         spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1410         DRM_DEBUG_VBL("crtc %d, vblank enabled %d, inmodeset %d\n",
1411                       pipe, vblank->enabled, vblank->inmodeset);
1412
1413         /* Drop our private "prevent drm_vblank_get" refcount */
1414         if (vblank->inmodeset) {
1415                 atomic_dec(&vblank->refcount);
1416                 vblank->inmodeset = 0;
1417         }
1418
1419         drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1420
1421         /*
1422          * re-enable interrupts if there are users left, or the
1423          * user wishes vblank interrupts to be enabled all the time.
1424          */
1425         if (atomic_read(&vblank->refcount) != 0 || drm_vblank_offdelay == 0)
1426                 WARN_ON(drm_vblank_enable(dev, pipe));
1427         spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1428 }
1429 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_on);
1430
1431 /**
1432  * drm_crtc_vblank_on - enable vblank events on a CRTC
1433  * @crtc: CRTC in question
1434  *
1435  * This functions restores the vblank interrupt state captured with
1436  * drm_vblank_off() again. Note that calls to drm_vblank_on() and
1437  * drm_vblank_off() can be unbalanced and so can also be unconditionally called
1438  * in driver load code to reflect the current hardware state of the crtc.
1439  *
1440  * This is the native kms version of drm_vblank_on().
1441  */
1442 void drm_crtc_vblank_on(struct drm_crtc *crtc)
1443 {
1444         drm_vblank_on(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1445 }
1446 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_vblank_on);
1447
1448 /**
1449  * drm_vblank_pre_modeset - account for vblanks across mode sets
1450  * @dev: DRM device
1451  * @pipe: CRTC index
1452  *
1453  * Account for vblank events across mode setting events, which will likely
1454  * reset the hardware frame counter.
1455  *
1456  * This is done by grabbing a temporary vblank reference to ensure that the
1457  * vblank interrupt keeps running across the modeset sequence. With this the
1458  * software-side vblank frame counting will ensure that there are no jumps or
1459  * discontinuities.
1460  *
1461  * Unfortunately this approach is racy and also doesn't work when the vblank
1462  * interrupt stops running, e.g. across system suspend resume. It is therefore
1463  * highly recommended that drivers use the newer drm_vblank_off() and
1464  * drm_vblank_on() instead. drm_vblank_pre_modeset() only works correctly when
1465  * using "cooked" software vblank frame counters and not relying on any hardware
1466  * counters.
1467  *
1468  * Drivers must call drm_vblank_post_modeset() when re-enabling the same crtc
1469  * again.
1470  */
1471 void drm_vblank_pre_modeset(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1472 {
1473         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1474
1475         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1476         if (!dev->num_crtcs)
1477                 return;
1478
1479         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1480                 return;
1481
1482         /*
1483          * To avoid all the problems that might happen if interrupts
1484          * were enabled/disabled around or between these calls, we just
1485          * have the kernel take a reference on the CRTC (just once though
1486          * to avoid corrupting the count if multiple, mismatch calls occur),
1487          * so that interrupts remain enabled in the interim.
1488          */
1489         if (!vblank->inmodeset) {
1490                 vblank->inmodeset = 0x1;
1491                 if (drm_vblank_get(dev, pipe) == 0)
1492                         vblank->inmodeset |= 0x2;
1493         }
1494 }
1495 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_pre_modeset);
1496
1497 /**
1498  * drm_vblank_post_modeset - undo drm_vblank_pre_modeset changes
1499  * @dev: DRM device
1500  * @pipe: CRTC index
1501  *
1502  * This function again drops the temporary vblank reference acquired in
1503  * drm_vblank_pre_modeset.
1504  */
1505 void drm_vblank_post_modeset(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1506 {
1507         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1508         unsigned long irqflags;
1509
1510         /* vblank is not initialized (IRQ not installed ?), or has been freed */
1511         if (!dev->num_crtcs)
1512                 return;
1513
1514         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1515                 return;
1516
1517         if (vblank->inmodeset) {
1518                 spin_lock_irqsave(&dev->vbl_lock, irqflags);
1519                 drm_reset_vblank_timestamp(dev, pipe);
1520                 spin_unlock_irqrestore(&dev->vbl_lock, irqflags);
1521
1522                 if (vblank->inmodeset & 0x2)
1523                         drm_vblank_put(dev, pipe);
1524
1525                 vblank->inmodeset = 0;
1526         }
1527 }
1528 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_post_modeset);
1529
1530 /*
1531  * drm_modeset_ctl - handle vblank event counter changes across mode switch
1532  * @DRM_IOCTL_ARGS: standard ioctl arguments
1533  *
1534  * Applications should call the %_DRM_PRE_MODESET and %_DRM_POST_MODESET
1535  * ioctls around modesetting so that any lost vblank events are accounted for.
1536  *
1537  * Generally the counter will reset across mode sets.  If interrupts are
1538  * enabled around this call, we don't have to do anything since the counter
1539  * will have already been incremented.
1540  */
1541 int drm_modeset_ctl(struct drm_device *dev, void *data,
1542                     struct drm_file *file_priv)
1543 {
1544         struct drm_modeset_ctl *modeset = data;
1545         unsigned int pipe;
1546
1547         /* If drm_vblank_init() hasn't been called yet, just no-op */
1548         if (!dev->num_crtcs)
1549                 return 0;
1550
1551         /* KMS drivers handle this internally */
1552         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_LEGACY))
1553                 return 0;
1554
1555         pipe = modeset->crtc;
1556         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1557                 return -EINVAL;
1558
1559         switch (modeset->cmd) {
1560         case _DRM_PRE_MODESET:
1561                 drm_vblank_pre_modeset(dev, pipe);
1562                 break;
1563         case _DRM_POST_MODESET:
1564                 drm_vblank_post_modeset(dev, pipe);
1565                 break;
1566         default:
1567                 return -EINVAL;
1568         }
1569
1570         return 0;
1571 }
1572
1573 static int drm_queue_vblank_event(struct drm_device *dev, unsigned int pipe,
1574                                   union drm_wait_vblank *vblwait,
1575                                   struct drm_file *file_priv)
1576 {
1577         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1578         struct drm_pending_vblank_event *e;
1579         struct timeval now;
1580         unsigned long flags;
1581         unsigned int seq;
1582         int ret;
1583
1584         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1585         if (e == NULL) {
1586                 ret = -ENOMEM;
1587                 goto err_put;
1588         }
1589
1590         e->pipe = pipe;
1591         e->base.pid = current->pid;
1592         e->event.base.type = DRM_EVENT_VBLANK;
1593         e->event.base.length = sizeof(e->event);
1594         e->event.user_data = vblwait->request.signal;
1595
1596         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1597
1598         /*
1599          * drm_vblank_off() might have been called after we called
1600          * drm_vblank_get(). drm_vblank_off() holds event_lock
1601          * around the vblank disable, so no need for further locking.
1602          * The reference from drm_vblank_get() protects against
1603          * vblank disable from another source.
1604          */
1605         if (!vblank->enabled) {
1606                 ret = -EINVAL;
1607                 goto err_unlock;
1608         }
1609
1610         ret = drm_event_reserve_init_locked(dev, file_priv, &e->base,
1611                                             &e->event.base);
1612
1613         if (ret)
1614                 goto err_unlock;
1615
1616         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1617
1618         DRM_DEBUG("event on vblank count %u, current %u, crtc %u\n",
1619                   vblwait->request.sequence, seq, pipe);
1620
1621         trace_drm_vblank_event_queued(current->pid, pipe,
1622                                       vblwait->request.sequence);
1623
1624         e->event.sequence = vblwait->request.sequence;
1625         if ((seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1626                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1627                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1628                 vblwait->reply.sequence = seq;
1629         } else {
1630                 /* drm_handle_vblank_events will call drm_vblank_put */
1631                 list_add_tail(&e->base.link, &dev->vblank_event_list);
1632                 vblwait->reply.sequence = vblwait->request.sequence;
1633         }
1634
1635         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1636
1637         return 0;
1638
1639 err_unlock:
1640         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1641         kfree(e);
1642 err_put:
1643         drm_vblank_put(dev, pipe);
1644         return ret;
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Wait for VBLANK.
1649  *
1650  * \param inode device inode.
1651  * \param file_priv DRM file private.
1652  * \param cmd command.
1653  * \param data user argument, pointing to a drm_wait_vblank structure.
1654  * \return zero on success or a negative number on failure.
1655  *
1656  * This function enables the vblank interrupt on the pipe requested, then
1657  * sleeps waiting for the requested sequence number to occur, and drops
1658  * the vblank interrupt refcount afterwards. (vblank IRQ disable follows that
1659  * after a timeout with no further vblank waits scheduled).
1660  */
1661 int drm_wait_vblank(struct drm_device *dev, void *data,
1662                     struct drm_file *file_priv)
1663 {
1664         struct drm_vblank_crtc *vblank;
1665         union drm_wait_vblank *vblwait = data;
1666         int ret;
1667         unsigned int flags, seq, pipe, high_pipe;
1668
1669         if (!dev->irq_enabled)
1670                 return -EINVAL;
1671
1672         if (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_SIGNAL)
1673                 return -EINVAL;
1674
1675         if (vblwait->request.type &
1676             ~(_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1677               _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK)) {
1678                 DRM_ERROR("Unsupported type value 0x%x, supported mask 0x%x\n",
1679                           vblwait->request.type,
1680                           (_DRM_VBLANK_TYPES_MASK | _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK |
1681                            _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK));
1682                 return -EINVAL;
1683         }
1684
1685         flags = vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_FLAGS_MASK;
1686         high_pipe = (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_MASK);
1687         if (high_pipe)
1688                 pipe = high_pipe >> _DRM_VBLANK_HIGH_CRTC_SHIFT;
1689         else
1690                 pipe = flags & _DRM_VBLANK_SECONDARY ? 1 : 0;
1691         if (pipe >= dev->num_crtcs)
1692                 return -EINVAL;
1693
1694         vblank = &dev->vblank[pipe];
1695
1696         ret = drm_vblank_get(dev, pipe);
1697         if (ret) {
1698                 DRM_DEBUG("failed to acquire vblank counter, %d\n", ret);
1699                 return ret;
1700         }
1701         seq = drm_vblank_count(dev, pipe);
1702
1703         switch (vblwait->request.type & _DRM_VBLANK_TYPES_MASK) {
1704         case _DRM_VBLANK_RELATIVE:
1705                 vblwait->request.sequence += seq;
1706                 vblwait->request.type &= ~_DRM_VBLANK_RELATIVE;
1707         case _DRM_VBLANK_ABSOLUTE:
1708                 break;
1709         default:
1710                 ret = -EINVAL;
1711                 goto done;
1712         }
1713
1714         if ((flags & _DRM_VBLANK_NEXTONMISS) &&
1715             (seq - vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) {
1716                 vblwait->request.sequence = seq + 1;
1717         }
1718
1719         if (flags & _DRM_VBLANK_EVENT) {
1720                 /* must hold on to the vblank ref until the event fires
1721                  * drm_vblank_put will be called asynchronously
1722                  */
1723                 return drm_queue_vblank_event(dev, pipe, vblwait, file_priv);
1724         }
1725
1726         DRM_DEBUG("waiting on vblank count %u, crtc %u\n",
1727                   vblwait->request.sequence, pipe);
1728         DRM_WAIT_ON(ret, vblank->queue, 3 * HZ,
1729                     (((drm_vblank_count(dev, pipe) -
1730                        vblwait->request.sequence) <= (1 << 23)) ||
1731                      !vblank->enabled ||
1732                      !dev->irq_enabled));
1733
1734         if (ret != -EINTR) {
1735                 struct timeval now;
1736
1737                 vblwait->reply.sequence = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1738                 vblwait->reply.tval_sec = now.tv_sec;
1739                 vblwait->reply.tval_usec = now.tv_usec;
1740
1741                 DRM_DEBUG("returning %u to client\n",
1742                           vblwait->reply.sequence);
1743         } else {
1744                 DRM_DEBUG("vblank wait interrupted by signal\n");
1745         }
1746
1747 done:
1748         drm_vblank_put(dev, pipe);
1749         return ret;
1750 }
1751
1752 static void drm_handle_vblank_events(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1753 {
1754         struct drm_pending_vblank_event *e, *t;
1755         struct timeval now;
1756         unsigned int seq;
1757
1758         assert_spin_locked(&dev->event_lock);
1759
1760         seq = drm_vblank_count_and_time(dev, pipe, &now);
1761
1762         list_for_each_entry_safe(e, t, &dev->vblank_event_list, base.link) {
1763                 if (e->pipe != pipe)
1764                         continue;
1765                 if ((seq - e->event.sequence) > (1<<23))
1766                         continue;
1767
1768                 DRM_DEBUG("vblank event on %u, current %u\n",
1769                           e->event.sequence, seq);
1770
1771                 list_del(&e->base.link);
1772                 drm_vblank_put(dev, pipe);
1773                 send_vblank_event(dev, e, seq, &now);
1774         }
1775
1776         trace_drm_vblank_event(pipe, seq);
1777 }
1778
1779 /**
1780  * drm_handle_vblank - handle a vblank event
1781  * @dev: DRM device
1782  * @pipe: index of CRTC where this event occurred
1783  *
1784  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1785  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1786  *
1787  * This is the legacy version of drm_crtc_handle_vblank().
1788  */
1789 bool drm_handle_vblank(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1790 {
1791         struct drm_vblank_crtc *vblank = &dev->vblank[pipe];
1792         unsigned long irqflags;
1793
1794         if (WARN_ON_ONCE(!dev->num_crtcs))
1795                 return false;
1796
1797         if (WARN_ON(pipe >= dev->num_crtcs))
1798                 return false;
1799
1800         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, irqflags);
1801
1802         /* Need timestamp lock to prevent concurrent execution with
1803          * vblank enable/disable, as this would cause inconsistent
1804          * or corrupted timestamps and vblank counts.
1805          */
1806         spin_lock(&dev->vblank_time_lock);
1807
1808         /* Vblank irq handling disabled. Nothing to do. */
1809         if (!vblank->enabled) {
1810                 spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1811                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1812                 return false;
1813         }
1814
1815         drm_update_vblank_count(dev, pipe, DRM_CALLED_FROM_VBLIRQ);
1816
1817         spin_unlock(&dev->vblank_time_lock);
1818
1819         wake_up(&vblank->queue);
1820         drm_handle_vblank_events(dev, pipe);
1821
1822         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, irqflags);
1823
1824         return true;
1825 }
1826 EXPORT_SYMBOL(drm_handle_vblank);
1827
1828 /**
1829  * drm_crtc_handle_vblank - handle a vblank event
1830  * @crtc: where this event occurred
1831  *
1832  * Drivers should call this routine in their vblank interrupt handlers to
1833  * update the vblank counter and send any signals that may be pending.
1834  *
1835  * This is the native KMS version of drm_handle_vblank().
1836  *
1837  * Returns:
1838  * True if the event was successfully handled, false on failure.
1839  */
1840 bool drm_crtc_handle_vblank(struct drm_crtc *crtc)
1841 {
1842         return drm_handle_vblank(crtc->dev, drm_crtc_index(crtc));
1843 }
1844 EXPORT_SYMBOL(drm_crtc_handle_vblank);
1845
1846 /**
1847  * drm_vblank_no_hw_counter - "No hw counter" implementation of .get_vblank_counter()
1848  * @dev: DRM device
1849  * @pipe: CRTC for which to read the counter
1850  *
1851  * Drivers can plug this into the .get_vblank_counter() function if
1852  * there is no useable hardware frame counter available.
1853  *
1854  * Returns:
1855  * 0
1856  */
1857 u32 drm_vblank_no_hw_counter(struct drm_device *dev, unsigned int pipe)
1858 {
1859         WARN_ON_ONCE(dev->max_vblank_count != 0);
1860         return 0;
1861 }
1862 EXPORT_SYMBOL(drm_vblank_no_hw_counter);