include/drm/drm_plane.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016 Intel Corporation
   3  *
   4  * Permission to use, copy, modify, distribute, and sell this software and its
   5  * documentation for any purpose is hereby granted without fee, provided that
   6  * the above copyright notice appear in all copies and that both that copyright
   7  * notice and this permission notice appear in supporting documentation, and
   8  * that the name of the copyright holders not be used in advertising or
   9  * publicity pertaining to distribution of the software without specific,
  10  * written prior permission.  The copyright holders make no representations
  11  * about the suitability of this software for any purpose.  It is provided "as
  12  * is" without express or implied warranty.
  13  *
  14  * THE COPYRIGHT HOLDERS DISCLAIM ALL WARRANTIES WITH REGARD TO THIS SOFTWARE,
  15  * INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS, IN NO
  16  * EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY SPECIAL, INDIRECT OR
  17  * CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE,
  18  * DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER
  19  * TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE
  20  * OF THIS SOFTWARE.
  21  */
  22
  23 #ifndef __DRM_PLANE_H__
  24 #define __DRM_PLANE_H__
  25
  26 #include <linux/list.h>
  27 #include <linux/ctype.h>
  28 #include <drm/drm_mode_object.h>
  29
  30 struct drm_crtc;
  31 struct drm_printer;
  32 struct drm_modeset_acquire_ctx;
  33
  34 /**
  35  * struct drm_plane_state - mutable plane state
  36  * @plane: backpointer to the plane
  37  * @crtc_w: width of visible portion of plane on crtc
  38  * @crtc_h: height of visible portion of plane on crtc
  39  * @src_x: left position of visible portion of plane within
  40  *      plane (in 16.16)
  41  * @src_y: upper position of visible portion of plane within
  42  *      plane (in 16.16)
  43  * @src_w: width of visible portion of plane (in 16.16)
  44  * @src_h: height of visible portion of plane (in 16.16)
  45  * @rotation: rotation of the plane
  46  * @zpos: priority of the given plane on crtc (optional)
  47  *      Note that multiple active planes on the same crtc can have an identical
  48  *      zpos value. The rule to solving the conflict is to compare the plane
  49  *      object IDs; the plane with a higher ID must be stacked on top of a
  50  *      plane with a lower ID.
  51  * @normalized_zpos: normalized value of zpos: unique, range from 0 to N-1
  52  *      where N is the number of active planes for given crtc. Note that
  53  *      the driver must call drm_atomic_normalize_zpos() to update this before
  54  *      it can be trusted.
  55  * @src: clipped source coordinates of the plane (in 16.16)
  56  * @dst: clipped destination coordinates of the plane
  57  * @state: backpointer to global drm_atomic_state
  58  */
  59 struct drm_plane_state {
  60         struct drm_plane *plane;
  61
  62         /**
  63          * @crtc:
  64          *
  65          * Currently bound CRTC, NULL if disabled. Do not this write directly,
  66          * use drm_atomic_set_crtc_for_plane()
  67          */
  68         struct drm_crtc *crtc;
  69
  70         /**
  71          * @fb:
  72          *
  73          * Currently bound framebuffer. Do not write this directly, use
  74          * drm_atomic_set_fb_for_plane()
  75          */
  76         struct drm_framebuffer *fb;
  77
  78         /**
  79          * @fence:
  80          *
  81          * Optional fence to wait for before scanning out @fb. Do not write this
  82          * directly, use drm_atomic_set_fence_for_plane()
  83          */
  84         struct dma_fence *fence;
  85
  86         /**
  87          * @crtc_x:
  88          *
  89          * Left position of visible portion of plane on crtc, signed dest
  90          * location allows it to be partially off screen.
  91          */
  92
  93         int32_t crtc_x;
  94         /**
  95          * @crtc_y:
  96          *
  97          * Upper position of visible portion of plane on crtc, signed dest
  98          * location allows it to be partially off screen.
  99          */
 100         int32_t crtc_y;
 101
 102         uint32_t crtc_w, crtc_h;
 103
 104         /* Source values are 16.16 fixed point */
 105         uint32_t src_x, src_y;
 106         uint32_t src_h, src_w;
 107
 108         /* Plane rotation */
 109         unsigned int rotation;
 110
 111         /* Plane zpos */
 112         unsigned int zpos;
 113         unsigned int normalized_zpos;
 114
 115         /* Clipped coordinates */
 116         struct drm_rect src, dst;
 117
 118         /**
 119          * @visible:
 120          *
 121          * Visibility of the plane. This can be false even if fb!=NULL and
 122          * crtc!=NULL, due to clipping.
 123          */
 124         bool visible;
 125
 126         struct drm_atomic_state *state;
 127 };
 128
 129 static inline struct drm_rect
 130 drm_plane_state_src(const struct drm_plane_state *state)
 131 {
 132         struct drm_rect src = {
 133                 .x1 = state->src_x,
 134                 .y1 = state->src_y,
 135                 .x2 = state->src_x + state->src_w,
 136                 .y2 = state->src_y + state->src_h,
 137         };
 138         return src;
 139 }
 140
 141 static inline struct drm_rect
 142 drm_plane_state_dest(const struct drm_plane_state *state)
 143 {
 144         struct drm_rect dest = {
 145                 .x1 = state->crtc_x,
 146                 .y1 = state->crtc_y,
 147                 .x2 = state->crtc_x + state->crtc_w,
 148                 .y2 = state->crtc_y + state->crtc_h,
 149         };
 150         return dest;
 151 }
 152
 153 /**
 154  * struct drm_plane_funcs - driver plane control functions
 155  */
 156 struct drm_plane_funcs {
 157         /**
 158          * @update_plane:
 159          *
 160          * This is the legacy entry point to enable and configure the plane for
 161          * the given CRTC and framebuffer. It is never called to disable the
 162          * plane, i.e. the passed-in crtc and fb paramters are never NULL.
 163          *
 164          * The source rectangle in frame buffer memory coordinates is given by
 165          * the src_x, src_y, src_w and src_h parameters (as 16.16 fixed point
 166          * values). Devices that don't support subpixel plane coordinates can
 167          * ignore the fractional part.
 168          *
 169          * The destination rectangle in CRTC coordinates is given by the
 170          * crtc_x, crtc_y, crtc_w and crtc_h parameters (as integer values).
 171          * Devices scale the source rectangle to the destination rectangle. If
 172          * scaling is not supported, and the source rectangle size doesn't match
 173          * the destination rectangle size, the driver must return a
 174          * -<errorname>EINVAL</errorname> error.
 175          *
 176          * Drivers implementing atomic modeset should use
 177          * drm_atomic_helper_update_plane() to implement this hook.
 178          *
 179          * RETURNS:
 180          *
 181          * 0 on success or a negative error code on failure.
 182          */
 183         int (*update_plane)(struct drm_plane *plane,
 184                             struct drm_crtc *crtc, struct drm_framebuffer *fb,
 185                             int crtc_x, int crtc_y,
 186                             unsigned int crtc_w, unsigned int crtc_h,
 187                             uint32_t src_x, uint32_t src_y,
 188                             uint32_t src_w, uint32_t src_h,
 189                             struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx);
 190
 191         /**
 192          * @disable_plane:
 193          *
 194          * This is the legacy entry point to disable the plane. The DRM core
 195          * calls this method in response to a DRM_IOCTL_MODE_SETPLANE IOCTL call
 196          * with the frame buffer ID set to 0.  Disabled planes must not be
 197          * processed by the CRTC.
 198          *
 199          * Drivers implementing atomic modeset should use
 200          * drm_atomic_helper_disable_plane() to implement this hook.
 201          *
 202          * RETURNS:
 203          *
 204          * 0 on success or a negative error code on failure.
 205          */
 206         int (*disable_plane)(struct drm_plane *plane,
 207                              struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx);
 208
 209         /**
 210          * @destroy:
 211          *
 212          * Clean up plane resources. This is only called at driver unload time
 213          * through drm_mode_config_cleanup() since a plane cannot be hotplugged
 214          * in DRM.
 215          */
 216         void (*destroy)(struct drm_plane *plane);
 217
 218         /**
 219          * @reset:
 220          *
 221          * Reset plane hardware and software state to off. This function isn't
 222          * called by the core directly, only through drm_mode_config_reset().
 223          * It's not a helper hook only for historical reasons.
 224          *
 225          * Atomic drivers can use drm_atomic_helper_plane_reset() to reset
 226          * atomic state using this hook.
 227          */
 228         void (*reset)(struct drm_plane *plane);
 229
 230         /**
 231          * @set_property:
 232          *
 233          * This is the legacy entry point to update a property attached to the
 234          * plane.
 235          *
 236          * Drivers implementing atomic modeset should use
 237          * drm_atomic_helper_plane_set_property() to implement this hook.
 238          *
 239          * This callback is optional if the driver does not support any legacy
 240          * driver-private properties.
 241          *
 242          * RETURNS:
 243          *
 244          * 0 on success or a negative error code on failure.
 245          */
 246         int (*set_property)(struct drm_plane *plane,
 247                             struct drm_property *property, uint64_t val);
 248
 249         /**
 250          * @atomic_duplicate_state:
 251          *
 252          * Duplicate the current atomic state for this plane and return it.
 253          * The core and helpers guarantee that any atomic state duplicated with
 254          * this hook and still owned by the caller (i.e. not transferred to the
 255          * driver by calling &drm_mode_config_funcs.atomic_commit) will be
 256          * cleaned up by calling the @atomic_destroy_state hook in this
 257          * structure.
 258          *
 259          * Atomic drivers which don't subclass &struct drm_plane_state should use
 260          * drm_atomic_helper_plane_duplicate_state(). Drivers that subclass the
 261          * state structure to extend it with driver-private state should use
 262          * __drm_atomic_helper_plane_duplicate_state() to make sure shared state is
 263          * duplicated in a consistent fashion across drivers.
 264          *
 265          * It is an error to call this hook before &drm_plane.state has been
 266          * initialized correctly.
 267          *
 268          * NOTE:
 269          *
 270          * If the duplicate state references refcounted resources this hook must
 271          * acquire a reference for each of them. The driver must release these
 272          * references again in @atomic_destroy_state.
 273          *
 274          * RETURNS:
 275          *
 276          * Duplicated atomic state or NULL when the allocation failed.
 277          */
 278         struct drm_plane_state *(*atomic_duplicate_state)(struct drm_plane *plane);
 279
 280         /**
 281          * @atomic_destroy_state:
 282          *
 283          * Destroy a state duplicated with @atomic_duplicate_state and release
 284          * or unreference all resources it references
 285          */
 286         void (*atomic_destroy_state)(struct drm_plane *plane,
 287                                      struct drm_plane_state *state);
 288
 289         /**
 290          * @atomic_set_property:
 291          *
 292          * Decode a driver-private property value and store the decoded value
 293          * into the passed-in state structure. Since the atomic core decodes all
 294          * standardized properties (even for extensions beyond the core set of
 295          * properties which might not be implemented by all drivers) this
 296          * requires drivers to subclass the state structure.
 297          *
 298          * Such driver-private properties should really only be implemented for
 299          * truly hardware/vendor specific state. Instead it is preferred to
 300          * standardize atomic extension and decode the properties used to expose
 301          * such an extension in the core.
 302          *
 303          * Do not call this function directly, use
 304          * drm_atomic_plane_set_property() instead.
 305          *
 306          * This callback is optional if the driver does not support any
 307          * driver-private atomic properties.
 308          *
 309          * NOTE:
 310          *
 311          * This function is called in the state assembly phase of atomic
 312          * modesets, which can be aborted for any reason (including on
 313          * userspace's request to just check whether a configuration would be
 314          * possible). Drivers MUST NOT touch any persistent state (hardware or
 315          * software) or data structures except the passed in @state parameter.
 316          *
 317          * Also since userspace controls in which order properties are set this
 318          * function must not do any input validation (since the state update is
 319          * incomplete and hence likely inconsistent). Instead any such input
 320          * validation must be done in the various atomic_check callbacks.
 321          *
 322          * RETURNS:
 323          *
 324          * 0 if the property has been found, -EINVAL if the property isn't
 325          * implemented by the driver (which shouldn't ever happen, the core only
 326          * asks for properties attached to this plane). No other validation is
 327          * allowed by the driver. The core already checks that the property
 328          * value is within the range (integer, valid enum value, ...) the driver
 329          * set when registering the property.
 330          */
 331         int (*atomic_set_property)(struct drm_plane *plane,
 332                                    struct drm_plane_state *state,
 333                                    struct drm_property *property,
 334                                    uint64_t val);
 335
 336         /**
 337          * @atomic_get_property:
 338          *
 339          * Reads out the decoded driver-private property. This is used to
 340          * implement the GETPLANE IOCTL.
 341          *
 342          * Do not call this function directly, use
 343          * drm_atomic_plane_get_property() instead.
 344          *
 345          * This callback is optional if the driver does not support any
 346          * driver-private atomic properties.
 347          *
 348          * RETURNS:
 349          *
 350          * 0 on success, -EINVAL if the property isn't implemented by the
 351          * driver (which should never happen, the core only asks for
 352          * properties attached to this plane).
 353          */
 354         int (*atomic_get_property)(struct drm_plane *plane,
 355                                    const struct drm_plane_state *state,
 356                                    struct drm_property *property,
 357                                    uint64_t *val);
 358         /**
 359          * @late_register:
 360          *
 361          * This optional hook can be used to register additional userspace
 362          * interfaces attached to the plane like debugfs interfaces.
 363          * It is called late in the driver load sequence from drm_dev_register().
 364          * Everything added from this callback should be unregistered in
 365          * the early_unregister callback.
 366          *
 367          * Returns:
 368          *
 369          * 0 on success, or a negative error code on failure.
 370          */
 371         int (*late_register)(struct drm_plane *plane);
 372
 373         /**
 374          * @early_unregister:
 375          *
 376          * This optional hook should be used to unregister the additional
 377          * userspace interfaces attached to the plane from
 378          * @late_register. It is called from drm_dev_unregister(),
 379          * early in the driver unload sequence to disable userspace access
 380          * before data structures are torndown.
 381          */
 382         void (*early_unregister)(struct drm_plane *plane);
 383
 384         /**
 385          * @atomic_print_state:
 386          *
 387          * If driver subclasses &struct drm_plane_state, it should implement
 388          * this optional hook for printing additional driver specific state.
 389          *
 390          * Do not call this directly, use drm_atomic_plane_print_state()
 391          * instead.
 392          */
 393         void (*atomic_print_state)(struct drm_printer *p,
 394                                    const struct drm_plane_state *state);
 395 };
 396
 397 /**
 398  * enum drm_plane_type - uapi plane type enumeration
 399  *
 400  * For historical reasons not all planes are made the same. This enumeration is
 401  * used to tell the different types of planes apart to implement the different
 402  * uapi semantics for them. For userspace which is universal plane aware and
 403  * which is using that atomic IOCTL there's no difference between these planes
 404  * (beyong what the driver and hardware can support of course).
 405  *
 406  * For compatibility with legacy userspace, only overlay planes are made
 407  * available to userspace by default. Userspace clients may set the
 408  * DRM_CLIENT_CAP_UNIVERSAL_PLANES client capability bit to indicate that they
 409  * wish to receive a universal plane list containing all plane types. See also
 410  * drm_for_each_legacy_plane().
 411  *
 412  * WARNING: The values of this enum is UABI since they're exposed in the "type"
 413  * property.
 414  */
 415 enum drm_plane_type {
 416         /**
 417          * @DRM_PLANE_TYPE_OVERLAY:
 418          *
 419          * Overlay planes represent all non-primary, non-cursor planes. Some
 420          * drivers refer to these types of planes as "sprites" internally.
 421          */
 422         DRM_PLANE_TYPE_OVERLAY,
 423
 424         /**
 425          * @DRM_PLANE_TYPE_PRIMARY:
 426          *
 427          * Primary planes represent a "main" plane for a CRTC.  Primary planes
 428          * are the planes operated upon by CRTC modesetting and flipping
 429          * operations described in the &drm_crtc_funcs.page_flip and
 430          * &drm_crtc_funcs.set_config hooks.
 431          */
 432         DRM_PLANE_TYPE_PRIMARY,
 433
 434         /**
 435          * @DRM_PLANE_TYPE_CURSOR:
 436          *
 437          * Cursor planes represent a "cursor" plane for a CRTC.  Cursor planes
 438          * are the planes operated upon by the DRM_IOCTL_MODE_CURSOR and
 439          * DRM_IOCTL_MODE_CURSOR2 IOCTLs.
 440          */
 441         DRM_PLANE_TYPE_CURSOR,
 442 };
 443
 444
 445 /**
 446  * struct drm_plane - central DRM plane control structure
 447  * @dev: DRM device this plane belongs to
 448  * @head: for list management
 449  * @name: human readable name, can be overwritten by the driver
 450  * @base: base mode object
 451  * @possible_crtcs: pipes this plane can be bound to
 452  * @format_types: array of formats supported by this plane
 453  * @format_count: number of formats supported
 454  * @format_default: driver hasn't supplied supported formats for the plane
 455  * @crtc: currently bound CRTC
 456  * @fb: currently bound fb
 457  * @old_fb: Temporary tracking of the old fb while a modeset is ongoing. Used by
 458  *      drm_mode_set_config_internal() to implement correct refcounting.
 459  * @funcs: helper functions
 460  * @properties: property tracking for this plane
 461  * @type: type of plane (overlay, primary, cursor)
 462  * @zpos_property: zpos property for this plane
 463  * @rotation_property: rotation property for this plane
 464  * @helper_private: mid-layer private data
 465  */
 466 struct drm_plane {
 467         struct drm_device *dev;
 468         struct list_head head;
 469
 470         char *name;
 471
 472         /**
 473          * @mutex:
 474          *
 475          * Protects modeset plane state, together with the &drm_crtc.mutex of
 476          * CRTC this plane is linked to (when active, getting activated or
 477          * getting disabled).
 478          *
 479          * For atomic drivers specifically this protects @state.
 480          */
 481         struct drm_modeset_lock mutex;
 482
 483         struct drm_mode_object base;
 484
 485         uint32_t possible_crtcs;
 486         uint32_t *format_types;
 487         unsigned int format_count;
 488         bool format_default;
 489
 490         struct drm_crtc *crtc;
 491         struct drm_framebuffer *fb;
 492
 493         struct drm_framebuffer *old_fb;
 494
 495         const struct drm_plane_funcs *funcs;
 496
 497         struct drm_object_properties properties;
 498
 499         enum drm_plane_type type;
 500
 501         /**
 502          * @index: Position inside the mode_config.list, can be used as an array
 503          * index. It is invariant over the lifetime of the plane.
 504          */
 505         unsigned index;
 506
 507         const struct drm_plane_helper_funcs *helper_private;
 508
 509         /**
 510          * @state:
 511          *
 512          * Current atomic state for this plane.
 513          *
 514          * This is protected by @mutex. Note that nonblocking atomic commits
 515          * access the current plane state without taking locks. Either by going
 516          * through the &struct drm_atomic_state pointers, see
 517          * for_each_plane_in_state(), for_each_oldnew_plane_in_state(),
 518          * for_each_old_plane_in_state() and for_each_new_plane_in_state(). Or
 519          * through careful ordering of atomic commit operations as implemented
 520          * in the atomic helpers, see &struct drm_crtc_commit.
 521          */
 522         struct drm_plane_state *state;
 523
 524         struct drm_property *zpos_property;
 525         struct drm_property *rotation_property;
 526 };
 527
 528 #define obj_to_plane(x) container_of(x, struct drm_plane, base)
 529
 530 __printf(8, 9)
 531 int drm_universal_plane_init(struct drm_device *dev,
 532                              struct drm_plane *plane,
 533                              uint32_t possible_crtcs,
 534                              const struct drm_plane_funcs *funcs,
 535                              const uint32_t *formats,
 536                              unsigned int format_count,
 537                              enum drm_plane_type type,
 538                              const char *name, ...);
 539 int drm_plane_init(struct drm_device *dev,
 540                    struct drm_plane *plane,
 541                    uint32_t possible_crtcs,
 542                    const struct drm_plane_funcs *funcs,
 543                    const uint32_t *formats, unsigned int format_count,
 544                    bool is_primary);
 545 void drm_plane_cleanup(struct drm_plane *plane);
 546
 547 /**
 548  * drm_plane_index - find the index of a registered plane
 549  * @plane: plane to find index for
 550  *
 551  * Given a registered plane, return the index of that plane within a DRM
 552  * device's list of planes.
 553  */
 554 static inline unsigned int drm_plane_index(struct drm_plane *plane)
 555 {
 556         return plane->index;
 557 }
 558 struct drm_plane * drm_plane_from_index(struct drm_device *dev, int idx);
 559 void drm_plane_force_disable(struct drm_plane *plane);
 560
 561 int drm_mode_plane_set_obj_prop(struct drm_plane *plane,
 562                                        struct drm_property *property,
 563                                        uint64_t value);
 564
 565 /**
 566  * drm_plane_find - find a &drm_plane
 567  * @dev: DRM device
 568  * @id: plane id
 569  *
 570  * Returns the plane with @id, NULL if it doesn't exist. Simple wrapper around
 571  * drm_mode_object_find().
 572  */
 573 static inline struct drm_plane *drm_plane_find(struct drm_device *dev,
 574                 uint32_t id)
 575 {
 576         struct drm_mode_object *mo;
 577         mo = drm_mode_object_find(dev, id, DRM_MODE_OBJECT_PLANE);
 578         return mo ? obj_to_plane(mo) : NULL;
 579 }
 580
 581 /**
 582  * drm_for_each_plane_mask - iterate over planes specified by bitmask
 583  * @plane: the loop cursor
 584  * @dev: the DRM device
 585  * @plane_mask: bitmask of plane indices
 586  *
 587  * Iterate over all planes specified by bitmask.
 588  */
 589 #define drm_for_each_plane_mask(plane, dev, plane_mask) \
 590         list_for_each_entry((plane), &(dev)->mode_config.plane_list, head) \
 591                 for_each_if ((plane_mask) & (1 << drm_plane_index(plane)))
 592
 593 /**
 594  * drm_for_each_legacy_plane - iterate over all planes for legacy userspace
 595  * @plane: the loop cursor
 596  * @dev: the DRM device
 597  *
 598  * Iterate over all legacy planes of @dev, excluding primary and cursor planes.
 599  * This is useful for implementing userspace apis when userspace is not
 600  * universal plane aware. See also &enum drm_plane_type.
 601  */
 602 #define drm_for_each_legacy_plane(plane, dev) \
 603         list_for_each_entry(plane, &(dev)->mode_config.plane_list, head) \
 604                 for_each_if (plane->type == DRM_PLANE_TYPE_OVERLAY)
 605
 606 /**
 607  * drm_for_each_plane - iterate over all planes
 608  * @plane: the loop cursor
 609  * @dev: the DRM device
 610  *
 611  * Iterate over all planes of @dev, include primary and cursor planes.
 612  */
 613 #define drm_for_each_plane(plane, dev) \
 614         list_for_each_entry(plane, &(dev)->mode_config.plane_list, head)
 615
 616
 617 #endif