]> rtime.felk.cvut.cz Git - linux-imx.git/blob - Documentation/DocBook/drm.tmpl
drm: Add struct drm_rect and assorted utility functions
[linux-imx.git] / Documentation / DocBook / drm.tmpl
1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
2 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.1.2//EN"
3         "http://www.oasis-open.org/docbook/xml/4.1.2/docbookx.dtd" []>
4
5 <book id="drmDevelopersGuide">
6   <bookinfo>
7     <title>Linux DRM Developer's Guide</title>
8
9     <authorgroup>
10       <author>
11         <firstname>Jesse</firstname>
12         <surname>Barnes</surname>
13         <contrib>Initial version</contrib>
14         <affiliation>
15           <orgname>Intel Corporation</orgname>
16           <address>
17             <email>jesse.barnes@intel.com</email>
18           </address>
19         </affiliation>
20       </author>
21       <author>
22         <firstname>Laurent</firstname>
23         <surname>Pinchart</surname>
24         <contrib>Driver internals</contrib>
25         <affiliation>
26           <orgname>Ideas on board SPRL</orgname>
27           <address>
28             <email>laurent.pinchart@ideasonboard.com</email>
29           </address>
30         </affiliation>
31       </author>
32     </authorgroup>
33
34     <copyright>
35       <year>2008-2009</year>
36       <year>2012</year>
37       <holder>Intel Corporation</holder>
38       <holder>Laurent Pinchart</holder>
39     </copyright>
40
41     <legalnotice>
42       <para>
43         The contents of this file may be used under the terms of the GNU
44         General Public License version 2 (the "GPL") as distributed in
45         the kernel source COPYING file.
46       </para>
47     </legalnotice>
48
49     <revhistory>
50       <!-- Put document revisions here, newest first. -->
51       <revision>
52         <revnumber>1.0</revnumber>
53         <date>2012-07-13</date>
54         <authorinitials>LP</authorinitials>
55         <revremark>Added extensive documentation about driver internals.
56         </revremark>
57       </revision>
58     </revhistory>
59   </bookinfo>
60
61 <toc></toc>
62
63   <!-- Introduction -->
64
65   <chapter id="drmIntroduction">
66     <title>Introduction</title>
67     <para>
68       The Linux DRM layer contains code intended to support the needs
69       of complex graphics devices, usually containing programmable
70       pipelines well suited to 3D graphics acceleration.  Graphics
71       drivers in the kernel may make use of DRM functions to make
72       tasks like memory management, interrupt handling and DMA easier,
73       and provide a uniform interface to applications.
74     </para>
75     <para>
76       A note on versions: this guide covers features found in the DRM
77       tree, including the TTM memory manager, output configuration and
78       mode setting, and the new vblank internals, in addition to all
79       the regular features found in current kernels.
80     </para>
81     <para>
82       [Insert diagram of typical DRM stack here]
83     </para>
84   </chapter>
85
86   <!-- Internals -->
87
88   <chapter id="drmInternals">
89     <title>DRM Internals</title>
90     <para>
91       This chapter documents DRM internals relevant to driver authors
92       and developers working to add support for the latest features to
93       existing drivers.
94     </para>
95     <para>
96       First, we go over some typical driver initialization
97       requirements, like setting up command buffers, creating an
98       initial output configuration, and initializing core services.
99       Subsequent sections cover core internals in more detail,
100       providing implementation notes and examples.
101     </para>
102     <para>
103       The DRM layer provides several services to graphics drivers,
104       many of them driven by the application interfaces it provides
105       through libdrm, the library that wraps most of the DRM ioctls.
106       These include vblank event handling, memory
107       management, output management, framebuffer management, command
108       submission &amp; fencing, suspend/resume support, and DMA
109       services.
110     </para>
111
112   <!-- Internals: driver init -->
113
114   <sect1>
115     <title>Driver Initialization</title>
116     <para>
117       At the core of every DRM driver is a <structname>drm_driver</structname>
118       structure. Drivers typically statically initialize a drm_driver structure,
119       and then pass it to one of the <function>drm_*_init()</function> functions
120       to register it with the DRM subsystem.
121     </para>
122     <para>
123       The <structname>drm_driver</structname> structure contains static
124       information that describes the driver and features it supports, and
125       pointers to methods that the DRM core will call to implement the DRM API.
126       We will first go through the <structname>drm_driver</structname> static
127       information fields, and will then describe individual operations in
128       details as they get used in later sections.
129     </para>
130     <sect2>
131       <title>Driver Information</title>
132       <sect3>
133         <title>Driver Features</title>
134         <para>
135           Drivers inform the DRM core about their requirements and supported
136           features by setting appropriate flags in the
137           <structfield>driver_features</structfield> field. Since those flags
138           influence the DRM core behaviour since registration time, most of them
139           must be set to registering the <structname>drm_driver</structname>
140           instance.
141         </para>
142         <synopsis>u32 driver_features;</synopsis>
143         <variablelist>
144           <title>Driver Feature Flags</title>
145           <varlistentry>
146             <term>DRIVER_USE_AGP</term>
147             <listitem><para>
148               Driver uses AGP interface, the DRM core will manage AGP resources.
149             </para></listitem>
150           </varlistentry>
151           <varlistentry>
152             <term>DRIVER_REQUIRE_AGP</term>
153             <listitem><para>
154               Driver needs AGP interface to function. AGP initialization failure
155               will become a fatal error.
156             </para></listitem>
157           </varlistentry>
158           <varlistentry>
159             <term>DRIVER_USE_MTRR</term>
160             <listitem><para>
161               Driver uses MTRR interface for mapping memory, the DRM core will
162               manage MTRR resources. Deprecated.
163             </para></listitem>
164           </varlistentry>
165           <varlistentry>
166             <term>DRIVER_PCI_DMA</term>
167             <listitem><para>
168               Driver is capable of PCI DMA, mapping of PCI DMA buffers to
169               userspace will be enabled. Deprecated.
170             </para></listitem>
171           </varlistentry>
172           <varlistentry>
173             <term>DRIVER_SG</term>
174             <listitem><para>
175               Driver can perform scatter/gather DMA, allocation and mapping of
176               scatter/gather buffers will be enabled. Deprecated.
177             </para></listitem>
178           </varlistentry>
179           <varlistentry>
180             <term>DRIVER_HAVE_DMA</term>
181             <listitem><para>
182               Driver supports DMA, the userspace DMA API will be supported.
183               Deprecated.
184             </para></listitem>
185           </varlistentry>
186           <varlistentry>
187             <term>DRIVER_HAVE_IRQ</term><term>DRIVER_IRQ_SHARED</term>
188             <listitem><para>
189               DRIVER_HAVE_IRQ indicates whether the driver has an IRQ handler. The
190               DRM core will automatically register an interrupt handler when the
191               flag is set. DRIVER_IRQ_SHARED indicates whether the device &amp;
192               handler support shared IRQs (note that this is required of PCI
193               drivers).
194             </para></listitem>
195           </varlistentry>
196           <varlistentry>
197             <term>DRIVER_IRQ_VBL</term>
198             <listitem><para>Unused. Deprecated.</para></listitem>
199           </varlistentry>
200           <varlistentry>
201             <term>DRIVER_DMA_QUEUE</term>
202             <listitem><para>
203               Should be set if the driver queues DMA requests and completes them
204               asynchronously.  Deprecated.
205             </para></listitem>
206           </varlistentry>
207           <varlistentry>
208             <term>DRIVER_FB_DMA</term>
209             <listitem><para>
210               Driver supports DMA to/from the framebuffer, mapping of frambuffer
211               DMA buffers to userspace will be supported. Deprecated.
212             </para></listitem>
213           </varlistentry>
214           <varlistentry>
215             <term>DRIVER_IRQ_VBL2</term>
216             <listitem><para>Unused. Deprecated.</para></listitem>
217           </varlistentry>
218           <varlistentry>
219             <term>DRIVER_GEM</term>
220             <listitem><para>
221               Driver use the GEM memory manager.
222             </para></listitem>
223           </varlistentry>
224           <varlistentry>
225             <term>DRIVER_MODESET</term>
226             <listitem><para>
227               Driver supports mode setting interfaces (KMS).
228             </para></listitem>
229           </varlistentry>
230           <varlistentry>
231             <term>DRIVER_PRIME</term>
232             <listitem><para>
233               Driver implements DRM PRIME buffer sharing.
234             </para></listitem>
235           </varlistentry>
236         </variablelist>
237       </sect3>
238       <sect3>
239         <title>Major, Minor and Patchlevel</title>
240         <synopsis>int major;
241 int minor;
242 int patchlevel;</synopsis>
243         <para>
244           The DRM core identifies driver versions by a major, minor and patch
245           level triplet. The information is printed to the kernel log at
246           initialization time and passed to userspace through the
247           DRM_IOCTL_VERSION ioctl.
248         </para>
249         <para>
250           The major and minor numbers are also used to verify the requested driver
251           API version passed to DRM_IOCTL_SET_VERSION. When the driver API changes
252           between minor versions, applications can call DRM_IOCTL_SET_VERSION to
253           select a specific version of the API. If the requested major isn't equal
254           to the driver major, or the requested minor is larger than the driver
255           minor, the DRM_IOCTL_SET_VERSION call will return an error. Otherwise
256           the driver's set_version() method will be called with the requested
257           version.
258         </para>
259       </sect3>
260       <sect3>
261         <title>Name, Description and Date</title>
262         <synopsis>char *name;
263 char *desc;
264 char *date;</synopsis>
265         <para>
266           The driver name is printed to the kernel log at initialization time,
267           used for IRQ registration and passed to userspace through
268           DRM_IOCTL_VERSION.
269         </para>
270         <para>
271           The driver description is a purely informative string passed to
272           userspace through the DRM_IOCTL_VERSION ioctl and otherwise unused by
273           the kernel.
274         </para>
275         <para>
276           The driver date, formatted as YYYYMMDD, is meant to identify the date of
277           the latest modification to the driver. However, as most drivers fail to
278           update it, its value is mostly useless. The DRM core prints it to the
279           kernel log at initialization time and passes it to userspace through the
280           DRM_IOCTL_VERSION ioctl.
281         </para>
282       </sect3>
283     </sect2>
284     <sect2>
285       <title>Driver Load</title>
286       <para>
287         The <methodname>load</methodname> method is the driver and device
288         initialization entry point. The method is responsible for allocating and
289         initializing driver private data, specifying supported performance
290         counters, performing resource allocation and mapping (e.g. acquiring
291         clocks, mapping registers or allocating command buffers), initializing
292         the memory manager (<xref linkend="drm-memory-management"/>), installing
293         the IRQ handler (<xref linkend="drm-irq-registration"/>), setting up
294         vertical blanking handling (<xref linkend="drm-vertical-blank"/>), mode
295         setting (<xref linkend="drm-mode-setting"/>) and initial output
296         configuration (<xref linkend="drm-kms-init"/>).
297       </para>
298       <note><para>
299         If compatibility is a concern (e.g. with drivers converted over from
300         User Mode Setting to Kernel Mode Setting), care must be taken to prevent
301         device initialization and control that is incompatible with currently
302         active userspace drivers. For instance, if user level mode setting
303         drivers are in use, it would be problematic to perform output discovery
304         &amp; configuration at load time. Likewise, if user-level drivers
305         unaware of memory management are in use, memory management and command
306         buffer setup may need to be omitted. These requirements are
307         driver-specific, and care needs to be taken to keep both old and new
308         applications and libraries working.
309       </para></note>
310       <synopsis>int (*load) (struct drm_device *, unsigned long flags);</synopsis>
311       <para>
312         The method takes two arguments, a pointer to the newly created
313         <structname>drm_device</structname> and flags. The flags are used to
314         pass the <structfield>driver_data</structfield> field of the device id
315         corresponding to the device passed to <function>drm_*_init()</function>.
316         Only PCI devices currently use this, USB and platform DRM drivers have
317         their <methodname>load</methodname> method called with flags to 0.
318       </para>
319       <sect3>
320         <title>Driver Private &amp; Performance Counters</title>
321         <para>
322           The driver private hangs off the main
323           <structname>drm_device</structname> structure and can be used for
324           tracking various device-specific bits of information, like register
325           offsets, command buffer status, register state for suspend/resume, etc.
326           At load time, a driver may simply allocate one and set
327           <structname>drm_device</structname>.<structfield>dev_priv</structfield>
328           appropriately; it should be freed and
329           <structname>drm_device</structname>.<structfield>dev_priv</structfield>
330           set to NULL when the driver is unloaded.
331         </para>
332         <para>
333           DRM supports several counters which were used for rough performance
334           characterization. This stat counter system is deprecated and should not
335           be used. If performance monitoring is desired, the developer should
336           investigate and potentially enhance the kernel perf and tracing
337           infrastructure to export GPU related performance information for
338           consumption by performance monitoring tools and applications.
339         </para>
340       </sect3>
341       <sect3 id="drm-irq-registration">
342         <title>IRQ Registration</title>
343         <para>
344           The DRM core tries to facilitate IRQ handler registration and
345           unregistration by providing <function>drm_irq_install</function> and
346           <function>drm_irq_uninstall</function> functions. Those functions only
347           support a single interrupt per device.
348         </para>
349   <!--!Fdrivers/char/drm/drm_irq.c drm_irq_install-->
350         <para>
351           Both functions get the device IRQ by calling
352           <function>drm_dev_to_irq</function>. This inline function will call a
353           bus-specific operation to retrieve the IRQ number. For platform devices,
354           <function>platform_get_irq</function>(..., 0) is used to retrieve the
355           IRQ number.
356         </para>
357         <para>
358           <function>drm_irq_install</function> starts by calling the
359           <methodname>irq_preinstall</methodname> driver operation. The operation
360           is optional and must make sure that the interrupt will not get fired by
361           clearing all pending interrupt flags or disabling the interrupt.
362         </para>
363         <para>
364           The IRQ will then be requested by a call to
365           <function>request_irq</function>. If the DRIVER_IRQ_SHARED driver
366           feature flag is set, a shared (IRQF_SHARED) IRQ handler will be
367           requested.
368         </para>
369         <para>
370           The IRQ handler function must be provided as the mandatory irq_handler
371           driver operation. It will get passed directly to
372           <function>request_irq</function> and thus has the same prototype as all
373           IRQ handlers. It will get called with a pointer to the DRM device as the
374           second argument.
375         </para>
376         <para>
377           Finally the function calls the optional
378           <methodname>irq_postinstall</methodname> driver operation. The operation
379           usually enables interrupts (excluding the vblank interrupt, which is
380           enabled separately), but drivers may choose to enable/disable interrupts
381           at a different time.
382         </para>
383         <para>
384           <function>drm_irq_uninstall</function> is similarly used to uninstall an
385           IRQ handler. It starts by waking up all processes waiting on a vblank
386           interrupt to make sure they don't hang, and then calls the optional
387           <methodname>irq_uninstall</methodname> driver operation. The operation
388           must disable all hardware interrupts. Finally the function frees the IRQ
389           by calling <function>free_irq</function>.
390         </para>
391       </sect3>
392       <sect3>
393         <title>Memory Manager Initialization</title>
394         <para>
395           Every DRM driver requires a memory manager which must be initialized at
396           load time. DRM currently contains two memory managers, the Translation
397           Table Manager (TTM) and the Graphics Execution Manager (GEM).
398           This document describes the use of the GEM memory manager only. See
399           <xref linkend="drm-memory-management"/> for details.
400         </para>
401       </sect3>
402       <sect3>
403         <title>Miscellaneous Device Configuration</title>
404         <para>
405           Another task that may be necessary for PCI devices during configuration
406           is mapping the video BIOS. On many devices, the VBIOS describes device
407           configuration, LCD panel timings (if any), and contains flags indicating
408           device state. Mapping the BIOS can be done using the pci_map_rom() call,
409           a convenience function that takes care of mapping the actual ROM,
410           whether it has been shadowed into memory (typically at address 0xc0000)
411           or exists on the PCI device in the ROM BAR. Note that after the ROM has
412           been mapped and any necessary information has been extracted, it should
413           be unmapped; on many devices, the ROM address decoder is shared with
414           other BARs, so leaving it mapped could cause undesired behaviour like
415           hangs or memory corruption.
416   <!--!Fdrivers/pci/rom.c pci_map_rom-->
417         </para>
418       </sect3>
419     </sect2>
420   </sect1>
421
422   <!-- Internals: memory management -->
423
424   <sect1 id="drm-memory-management">
425     <title>Memory management</title>
426     <para>
427       Modern Linux systems require large amount of graphics memory to store
428       frame buffers, textures, vertices and other graphics-related data. Given
429       the very dynamic nature of many of that data, managing graphics memory
430       efficiently is thus crucial for the graphics stack and plays a central
431       role in the DRM infrastructure.
432     </para>
433     <para>
434       The DRM core includes two memory managers, namely Translation Table Maps
435       (TTM) and Graphics Execution Manager (GEM). TTM was the first DRM memory
436       manager to be developed and tried to be a one-size-fits-them all
437       solution. It provides a single userspace API to accomodate the need of
438       all hardware, supporting both Unified Memory Architecture (UMA) devices
439       and devices with dedicated video RAM (i.e. most discrete video cards).
440       This resulted in a large, complex piece of code that turned out to be
441       hard to use for driver development.
442     </para>
443     <para>
444       GEM started as an Intel-sponsored project in reaction to TTM's
445       complexity. Its design philosophy is completely different: instead of
446       providing a solution to every graphics memory-related problems, GEM
447       identified common code between drivers and created a support library to
448       share it. GEM has simpler initialization and execution requirements than
449       TTM, but has no video RAM management capabitilies and is thus limited to
450       UMA devices.
451     </para>
452     <sect2>
453       <title>The Translation Table Manager (TTM)</title>
454       <para>
455         TTM design background and information belongs here.
456       </para>
457       <sect3>
458         <title>TTM initialization</title>
459         <warning><para>This section is outdated.</para></warning>
460         <para>
461           Drivers wishing to support TTM must fill out a drm_bo_driver
462           structure. The structure contains several fields with function
463           pointers for initializing the TTM, allocating and freeing memory,
464           waiting for command completion and fence synchronization, and memory
465           migration. See the radeon_ttm.c file for an example of usage.
466         </para>
467         <para>
468           The ttm_global_reference structure is made up of several fields:
469         </para>
470         <programlisting>
471           struct ttm_global_reference {
472                 enum ttm_global_types global_type;
473                 size_t size;
474                 void *object;
475                 int (*init) (struct ttm_global_reference *);
476                 void (*release) (struct ttm_global_reference *);
477           };
478         </programlisting>
479         <para>
480           There should be one global reference structure for your memory
481           manager as a whole, and there will be others for each object
482           created by the memory manager at runtime.  Your global TTM should
483           have a type of TTM_GLOBAL_TTM_MEM.  The size field for the global
484           object should be sizeof(struct ttm_mem_global), and the init and
485           release hooks should point at your driver-specific init and
486           release routines, which probably eventually call
487           ttm_mem_global_init and ttm_mem_global_release, respectively.
488         </para>
489         <para>
490           Once your global TTM accounting structure is set up and initialized
491           by calling ttm_global_item_ref() on it,
492           you need to create a buffer object TTM to
493           provide a pool for buffer object allocation by clients and the
494           kernel itself.  The type of this object should be TTM_GLOBAL_TTM_BO,
495           and its size should be sizeof(struct ttm_bo_global).  Again,
496           driver-specific init and release functions may be provided,
497           likely eventually calling ttm_bo_global_init() and
498           ttm_bo_global_release(), respectively.  Also, like the previous
499           object, ttm_global_item_ref() is used to create an initial reference
500           count for the TTM, which will call your initialization function.
501         </para>
502       </sect3>
503     </sect2>
504     <sect2 id="drm-gem">
505       <title>The Graphics Execution Manager (GEM)</title>
506       <para>
507         The GEM design approach has resulted in a memory manager that doesn't
508         provide full coverage of all (or even all common) use cases in its
509         userspace or kernel API. GEM exposes a set of standard memory-related
510         operations to userspace and a set of helper functions to drivers, and let
511         drivers implement hardware-specific operations with their own private API.
512       </para>
513       <para>
514         The GEM userspace API is described in the
515         <ulink url="http://lwn.net/Articles/283798/"><citetitle>GEM - the Graphics
516         Execution Manager</citetitle></ulink> article on LWN. While slightly
517         outdated, the document provides a good overview of the GEM API principles.
518         Buffer allocation and read and write operations, described as part of the
519         common GEM API, are currently implemented using driver-specific ioctls.
520       </para>
521       <para>
522         GEM is data-agnostic. It manages abstract buffer objects without knowing
523         what individual buffers contain. APIs that require knowledge of buffer
524         contents or purpose, such as buffer allocation or synchronization
525         primitives, are thus outside of the scope of GEM and must be implemented
526         using driver-specific ioctls.
527       </para>
528       <para>
529         On a fundamental level, GEM involves several operations:
530         <itemizedlist>
531           <listitem>Memory allocation and freeing</listitem>
532           <listitem>Command execution</listitem>
533           <listitem>Aperture management at command execution time</listitem>
534         </itemizedlist>
535         Buffer object allocation is relatively straightforward and largely
536         provided by Linux's shmem layer, which provides memory to back each
537         object.
538       </para>
539       <para>
540         Device-specific operations, such as command execution, pinning, buffer
541         read &amp; write, mapping, and domain ownership transfers are left to
542         driver-specific ioctls.
543       </para>
544       <sect3>
545         <title>GEM Initialization</title>
546         <para>
547           Drivers that use GEM must set the DRIVER_GEM bit in the struct
548           <structname>drm_driver</structname>
549           <structfield>driver_features</structfield> field. The DRM core will
550           then automatically initialize the GEM core before calling the
551           <methodname>load</methodname> operation. Behind the scene, this will
552           create a DRM Memory Manager object which provides an address space
553           pool for object allocation.
554         </para>
555         <para>
556           In a KMS configuration, drivers need to allocate and initialize a
557           command ring buffer following core GEM initialization if required by
558           the hardware. UMA devices usually have what is called a "stolen"
559           memory region, which provides space for the initial framebuffer and
560           large, contiguous memory regions required by the device. This space is
561           typically not managed by GEM, and must be initialized separately into
562           its own DRM MM object.
563         </para>
564       </sect3>
565       <sect3>
566         <title>GEM Objects Creation</title>
567         <para>
568           GEM splits creation of GEM objects and allocation of the memory that
569           backs them in two distinct operations.
570         </para>
571         <para>
572           GEM objects are represented by an instance of struct
573           <structname>drm_gem_object</structname>. Drivers usually need to extend
574           GEM objects with private information and thus create a driver-specific
575           GEM object structure type that embeds an instance of struct
576           <structname>drm_gem_object</structname>.
577         </para>
578         <para>
579           To create a GEM object, a driver allocates memory for an instance of its
580           specific GEM object type and initializes the embedded struct
581           <structname>drm_gem_object</structname> with a call to
582           <function>drm_gem_object_init</function>. The function takes a pointer to
583           the DRM device, a pointer to the GEM object and the buffer object size
584           in bytes.
585         </para>
586         <para>
587           GEM uses shmem to allocate anonymous pageable memory.
588           <function>drm_gem_object_init</function> will create an shmfs file of
589           the requested size and store it into the struct
590           <structname>drm_gem_object</structname> <structfield>filp</structfield>
591           field. The memory is used as either main storage for the object when the
592           graphics hardware uses system memory directly or as a backing store
593           otherwise.
594         </para>
595         <para>
596           Drivers are responsible for the actual physical pages allocation by
597           calling <function>shmem_read_mapping_page_gfp</function> for each page.
598           Note that they can decide to allocate pages when initializing the GEM
599           object, or to delay allocation until the memory is needed (for instance
600           when a page fault occurs as a result of a userspace memory access or
601           when the driver needs to start a DMA transfer involving the memory).
602         </para>
603         <para>
604           Anonymous pageable memory allocation is not always desired, for instance
605           when the hardware requires physically contiguous system memory as is
606           often the case in embedded devices. Drivers can create GEM objects with
607           no shmfs backing (called private GEM objects) by initializing them with
608           a call to <function>drm_gem_private_object_init</function> instead of
609           <function>drm_gem_object_init</function>. Storage for private GEM
610           objects must be managed by drivers.
611         </para>
612         <para>
613           Drivers that do not need to extend GEM objects with private information
614           can call the <function>drm_gem_object_alloc</function> function to
615           allocate and initialize a struct <structname>drm_gem_object</structname>
616           instance. The GEM core will call the optional driver
617           <methodname>gem_init_object</methodname> operation after initializing
618           the GEM object with <function>drm_gem_object_init</function>.
619           <synopsis>int (*gem_init_object) (struct drm_gem_object *obj);</synopsis>
620         </para>
621         <para>
622           No alloc-and-init function exists for private GEM objects.
623         </para>
624       </sect3>
625       <sect3>
626         <title>GEM Objects Lifetime</title>
627         <para>
628           All GEM objects are reference-counted by the GEM core. References can be
629           acquired and release by <function>calling drm_gem_object_reference</function>
630           and <function>drm_gem_object_unreference</function> respectively. The
631           caller must hold the <structname>drm_device</structname>
632           <structfield>struct_mutex</structfield> lock. As a convenience, GEM
633           provides the <function>drm_gem_object_reference_unlocked</function> and
634           <function>drm_gem_object_unreference_unlocked</function> functions that
635           can be called without holding the lock.
636         </para>
637         <para>
638           When the last reference to a GEM object is released the GEM core calls
639           the <structname>drm_driver</structname>
640           <methodname>gem_free_object</methodname> operation. That operation is
641           mandatory for GEM-enabled drivers and must free the GEM object and all
642           associated resources.
643         </para>
644         <para>
645           <synopsis>void (*gem_free_object) (struct drm_gem_object *obj);</synopsis>
646           Drivers are responsible for freeing all GEM object resources, including
647           the resources created by the GEM core. If an mmap offset has been
648           created for the object (in which case
649           <structname>drm_gem_object</structname>::<structfield>map_list</structfield>::<structfield>map</structfield>
650           is not NULL) it must be freed by a call to
651           <function>drm_gem_free_mmap_offset</function>. The shmfs backing store
652           must be released by calling <function>drm_gem_object_release</function>
653           (that function can safely be called if no shmfs backing store has been
654           created).
655         </para>
656       </sect3>
657       <sect3>
658         <title>GEM Objects Naming</title>
659         <para>
660           Communication between userspace and the kernel refers to GEM objects
661           using local handles, global names or, more recently, file descriptors.
662           All of those are 32-bit integer values; the usual Linux kernel limits
663           apply to the file descriptors.
664         </para>
665         <para>
666           GEM handles are local to a DRM file. Applications get a handle to a GEM
667           object through a driver-specific ioctl, and can use that handle to refer
668           to the GEM object in other standard or driver-specific ioctls. Closing a
669           DRM file handle frees all its GEM handles and dereferences the
670           associated GEM objects.
671         </para>
672         <para>
673           To create a handle for a GEM object drivers call
674           <function>drm_gem_handle_create</function>. The function takes a pointer
675           to the DRM file and the GEM object and returns a locally unique handle.
676           When the handle is no longer needed drivers delete it with a call to
677           <function>drm_gem_handle_delete</function>. Finally the GEM object
678           associated with a handle can be retrieved by a call to
679           <function>drm_gem_object_lookup</function>.
680         </para>
681         <para>
682           Handles don't take ownership of GEM objects, they only take a reference
683           to the object that will be dropped when the handle is destroyed. To
684           avoid leaking GEM objects, drivers must make sure they drop the
685           reference(s) they own (such as the initial reference taken at object
686           creation time) as appropriate, without any special consideration for the
687           handle. For example, in the particular case of combined GEM object and
688           handle creation in the implementation of the
689           <methodname>dumb_create</methodname> operation, drivers must drop the
690           initial reference to the GEM object before returning the handle.
691         </para>
692         <para>
693           GEM names are similar in purpose to handles but are not local to DRM
694           files. They can be passed between processes to reference a GEM object
695           globally. Names can't be used directly to refer to objects in the DRM
696           API, applications must convert handles to names and names to handles
697           using the DRM_IOCTL_GEM_FLINK and DRM_IOCTL_GEM_OPEN ioctls
698           respectively. The conversion is handled by the DRM core without any
699           driver-specific support.
700         </para>
701         <para>
702           Similar to global names, GEM file descriptors are also used to share GEM
703           objects across processes. They offer additional security: as file
704           descriptors must be explictly sent over UNIX domain sockets to be shared
705           between applications, they can't be guessed like the globally unique GEM
706           names.
707         </para>
708         <para>
709           Drivers that support GEM file descriptors, also known as the DRM PRIME
710           API, must set the DRIVER_PRIME bit in the struct
711           <structname>drm_driver</structname>
712           <structfield>driver_features</structfield> field, and implement the
713           <methodname>prime_handle_to_fd</methodname> and
714           <methodname>prime_fd_to_handle</methodname> operations.
715         </para>
716         <para>
717           <synopsis>int (*prime_handle_to_fd)(struct drm_device *dev,
718                             struct drm_file *file_priv, uint32_t handle,
719                             uint32_t flags, int *prime_fd);
720   int (*prime_fd_to_handle)(struct drm_device *dev,
721                             struct drm_file *file_priv, int prime_fd,
722                             uint32_t *handle);</synopsis>
723           Those two operations convert a handle to a PRIME file descriptor and
724           vice versa. Drivers must use the kernel dma-buf buffer sharing framework
725           to manage the PRIME file descriptors.
726         </para>
727         <para>
728           While non-GEM drivers must implement the operations themselves, GEM
729           drivers must use the <function>drm_gem_prime_handle_to_fd</function>
730           and <function>drm_gem_prime_fd_to_handle</function> helper functions.
731           Those helpers rely on the driver
732           <methodname>gem_prime_export</methodname> and
733           <methodname>gem_prime_import</methodname> operations to create a dma-buf
734           instance from a GEM object (dma-buf exporter role) and to create a GEM
735           object from a dma-buf instance (dma-buf importer role).
736         </para>
737         <para>
738           <synopsis>struct dma_buf * (*gem_prime_export)(struct drm_device *dev,
739                                        struct drm_gem_object *obj,
740                                        int flags);
741   struct drm_gem_object * (*gem_prime_import)(struct drm_device *dev,
742                                               struct dma_buf *dma_buf);</synopsis>
743           These two operations are mandatory for GEM drivers that support DRM
744           PRIME.
745         </para>
746         <sect4>
747           <title>DRM PRIME Helper Functions Reference</title>
748 !Pdrivers/gpu/drm/drm_prime.c PRIME Helpers
749         </sect4>
750       </sect3>
751       <sect3 id="drm-gem-objects-mapping">
752         <title>GEM Objects Mapping</title>
753         <para>
754           Because mapping operations are fairly heavyweight GEM favours
755           read/write-like access to buffers, implemented through driver-specific
756           ioctls, over mapping buffers to userspace. However, when random access
757           to the buffer is needed (to perform software rendering for instance),
758           direct access to the object can be more efficient.
759         </para>
760         <para>
761           The mmap system call can't be used directly to map GEM objects, as they
762           don't have their own file handle. Two alternative methods currently
763           co-exist to map GEM objects to userspace. The first method uses a
764           driver-specific ioctl to perform the mapping operation, calling
765           <function>do_mmap</function> under the hood. This is often considered
766           dubious, seems to be discouraged for new GEM-enabled drivers, and will
767           thus not be described here.
768         </para>
769         <para>
770           The second method uses the mmap system call on the DRM file handle.
771           <synopsis>void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd,
772              off_t offset);</synopsis>
773           DRM identifies the GEM object to be mapped by a fake offset passed
774           through the mmap offset argument. Prior to being mapped, a GEM object
775           must thus be associated with a fake offset. To do so, drivers must call
776           <function>drm_gem_create_mmap_offset</function> on the object. The
777           function allocates a fake offset range from a pool and stores the
778           offset divided by PAGE_SIZE in
779           <literal>obj-&gt;map_list.hash.key</literal>. Care must be taken not to
780           call <function>drm_gem_create_mmap_offset</function> if a fake offset
781           has already been allocated for the object. This can be tested by
782           <literal>obj-&gt;map_list.map</literal> being non-NULL.
783         </para>
784         <para>
785           Once allocated, the fake offset value
786           (<literal>obj-&gt;map_list.hash.key &lt;&lt; PAGE_SHIFT</literal>)
787           must be passed to the application in a driver-specific way and can then
788           be used as the mmap offset argument.
789         </para>
790         <para>
791           The GEM core provides a helper method <function>drm_gem_mmap</function>
792           to handle object mapping. The method can be set directly as the mmap
793           file operation handler. It will look up the GEM object based on the
794           offset value and set the VMA operations to the
795           <structname>drm_driver</structname> <structfield>gem_vm_ops</structfield>
796           field. Note that <function>drm_gem_mmap</function> doesn't map memory to
797           userspace, but relies on the driver-provided fault handler to map pages
798           individually.
799         </para>
800         <para>
801           To use <function>drm_gem_mmap</function>, drivers must fill the struct
802           <structname>drm_driver</structname> <structfield>gem_vm_ops</structfield>
803           field with a pointer to VM operations.
804         </para>
805         <para>
806           <synopsis>struct vm_operations_struct *gem_vm_ops
807
808   struct vm_operations_struct {
809           void (*open)(struct vm_area_struct * area);
810           void (*close)(struct vm_area_struct * area);
811           int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
812   };</synopsis>
813         </para>
814         <para>
815           The <methodname>open</methodname> and <methodname>close</methodname>
816           operations must update the GEM object reference count. Drivers can use
817           the <function>drm_gem_vm_open</function> and
818           <function>drm_gem_vm_close</function> helper functions directly as open
819           and close handlers.
820         </para>
821         <para>
822           The fault operation handler is responsible for mapping individual pages
823           to userspace when a page fault occurs. Depending on the memory
824           allocation scheme, drivers can allocate pages at fault time, or can
825           decide to allocate memory for the GEM object at the time the object is
826           created.
827         </para>
828         <para>
829           Drivers that want to map the GEM object upfront instead of handling page
830           faults can implement their own mmap file operation handler.
831         </para>
832       </sect3>
833       <sect3>
834         <title>Dumb GEM Objects</title>
835         <para>
836           The GEM API doesn't standardize GEM objects creation and leaves it to
837           driver-specific ioctls. While not an issue for full-fledged graphics
838           stacks that include device-specific userspace components (in libdrm for
839           instance), this limit makes DRM-based early boot graphics unnecessarily
840           complex.
841         </para>
842         <para>
843           Dumb GEM objects partly alleviate the problem by providing a standard
844           API to create dumb buffers suitable for scanout, which can then be used
845           to create KMS frame buffers.
846         </para>
847         <para>
848           To support dumb GEM objects drivers must implement the
849           <methodname>dumb_create</methodname>,
850           <methodname>dumb_destroy</methodname> and
851           <methodname>dumb_map_offset</methodname> operations.
852         </para>
853         <itemizedlist>
854           <listitem>
855             <synopsis>int (*dumb_create)(struct drm_file *file_priv, struct drm_device *dev,
856                      struct drm_mode_create_dumb *args);</synopsis>
857             <para>
858               The <methodname>dumb_create</methodname> operation creates a GEM
859               object suitable for scanout based on the width, height and depth
860               from the struct <structname>drm_mode_create_dumb</structname>
861               argument. It fills the argument's <structfield>handle</structfield>,
862               <structfield>pitch</structfield> and <structfield>size</structfield>
863               fields with a handle for the newly created GEM object and its line
864               pitch and size in bytes.
865             </para>
866           </listitem>
867           <listitem>
868             <synopsis>int (*dumb_destroy)(struct drm_file *file_priv, struct drm_device *dev,
869                       uint32_t handle);</synopsis>
870             <para>
871               The <methodname>dumb_destroy</methodname> operation destroys a dumb
872               GEM object created by <methodname>dumb_create</methodname>.
873             </para>
874           </listitem>
875           <listitem>
876             <synopsis>int (*dumb_map_offset)(struct drm_file *file_priv, struct drm_device *dev,
877                          uint32_t handle, uint64_t *offset);</synopsis>
878             <para>
879               The <methodname>dumb_map_offset</methodname> operation associates an
880               mmap fake offset with the GEM object given by the handle and returns
881               it. Drivers must use the
882               <function>drm_gem_create_mmap_offset</function> function to
883               associate the fake offset as described in
884               <xref linkend="drm-gem-objects-mapping"/>.
885             </para>
886           </listitem>
887         </itemizedlist>
888       </sect3>
889       <sect3>
890         <title>Memory Coherency</title>
891         <para>
892           When mapped to the device or used in a command buffer, backing pages
893           for an object are flushed to memory and marked write combined so as to
894           be coherent with the GPU. Likewise, if the CPU accesses an object
895           after the GPU has finished rendering to the object, then the object
896           must be made coherent with the CPU's view of memory, usually involving
897           GPU cache flushing of various kinds. This core CPU&lt;-&gt;GPU
898           coherency management is provided by a device-specific ioctl, which
899           evaluates an object's current domain and performs any necessary
900           flushing or synchronization to put the object into the desired
901           coherency domain (note that the object may be busy, i.e. an active
902           render target; in that case, setting the domain blocks the client and
903           waits for rendering to complete before performing any necessary
904           flushing operations).
905         </para>
906       </sect3>
907       <sect3>
908         <title>Command Execution</title>
909         <para>
910           Perhaps the most important GEM function for GPU devices is providing a
911           command execution interface to clients. Client programs construct
912           command buffers containing references to previously allocated memory
913           objects, and then submit them to GEM. At that point, GEM takes care to
914           bind all the objects into the GTT, execute the buffer, and provide
915           necessary synchronization between clients accessing the same buffers.
916           This often involves evicting some objects from the GTT and re-binding
917           others (a fairly expensive operation), and providing relocation
918           support which hides fixed GTT offsets from clients. Clients must take
919           care not to submit command buffers that reference more objects than
920           can fit in the GTT; otherwise, GEM will reject them and no rendering
921           will occur. Similarly, if several objects in the buffer require fence
922           registers to be allocated for correct rendering (e.g. 2D blits on
923           pre-965 chips), care must be taken not to require more fence registers
924           than are available to the client. Such resource management should be
925           abstracted from the client in libdrm.
926         </para>
927       </sect3>
928     </sect2>
929   </sect1>
930
931   <!-- Internals: mode setting -->
932
933   <sect1 id="drm-mode-setting">
934     <title>Mode Setting</title>
935     <para>
936       Drivers must initialize the mode setting core by calling
937       <function>drm_mode_config_init</function> on the DRM device. The function
938       initializes the <structname>drm_device</structname>
939       <structfield>mode_config</structfield> field and never fails. Once done,
940       mode configuration must be setup by initializing the following fields.
941     </para>
942     <itemizedlist>
943       <listitem>
944         <synopsis>int min_width, min_height;
945 int max_width, max_height;</synopsis>
946         <para>
947           Minimum and maximum width and height of the frame buffers in pixel
948           units.
949         </para>
950       </listitem>
951       <listitem>
952         <synopsis>struct drm_mode_config_funcs *funcs;</synopsis>
953         <para>Mode setting functions.</para>
954       </listitem>
955     </itemizedlist>
956     <sect2>
957       <title>Frame Buffer Creation</title>
958       <synopsis>struct drm_framebuffer *(*fb_create)(struct drm_device *dev,
959                                      struct drm_file *file_priv,
960                                      struct drm_mode_fb_cmd2 *mode_cmd);</synopsis>
961       <para>
962         Frame buffers are abstract memory objects that provide a source of
963         pixels to scanout to a CRTC. Applications explicitly request the
964         creation of frame buffers through the DRM_IOCTL_MODE_ADDFB(2) ioctls and
965         receive an opaque handle that can be passed to the KMS CRTC control,
966         plane configuration and page flip functions.
967       </para>
968       <para>
969         Frame buffers rely on the underneath memory manager for low-level memory
970         operations. When creating a frame buffer applications pass a memory
971         handle (or a list of memory handles for multi-planar formats) through
972         the <parameter>drm_mode_fb_cmd2</parameter> argument. This document
973         assumes that the driver uses GEM, those handles thus reference GEM
974         objects.
975       </para>
976       <para>
977         Drivers must first validate the requested frame buffer parameters passed
978         through the mode_cmd argument. In particular this is where invalid
979         sizes, pixel formats or pitches can be caught.
980       </para>
981       <para>
982         If the parameters are deemed valid, drivers then create, initialize and
983         return an instance of struct <structname>drm_framebuffer</structname>.
984         If desired the instance can be embedded in a larger driver-specific
985         structure. Drivers must fill its <structfield>width</structfield>,
986         <structfield>height</structfield>, <structfield>pitches</structfield>,
987         <structfield>offsets</structfield>, <structfield>depth</structfield>,
988         <structfield>bits_per_pixel</structfield> and
989         <structfield>pixel_format</structfield> fields from the values passed
990         through the <parameter>drm_mode_fb_cmd2</parameter> argument. They
991         should call the <function>drm_helper_mode_fill_fb_struct</function>
992         helper function to do so.
993       </para>
994
995       <para>
996         The initailization of the new framebuffer instance is finalized with a
997         call to <function>drm_framebuffer_init</function> which takes a pointer
998         to DRM frame buffer operations (struct
999         <structname>drm_framebuffer_funcs</structname>). Note that this function
1000         publishes the framebuffer and so from this point on it can be accessed
1001         concurrently from other threads. Hence it must be the last step in the
1002         driver's framebuffer initialization sequence. Frame buffer operations
1003         are
1004         <itemizedlist>
1005           <listitem>
1006             <synopsis>int (*create_handle)(struct drm_framebuffer *fb,
1007                      struct drm_file *file_priv, unsigned int *handle);</synopsis>
1008             <para>
1009               Create a handle to the frame buffer underlying memory object. If
1010               the frame buffer uses a multi-plane format, the handle will
1011               reference the memory object associated with the first plane.
1012             </para>
1013             <para>
1014               Drivers call <function>drm_gem_handle_create</function> to create
1015               the handle.
1016             </para>
1017           </listitem>
1018           <listitem>
1019             <synopsis>void (*destroy)(struct drm_framebuffer *framebuffer);</synopsis>
1020             <para>
1021               Destroy the frame buffer object and frees all associated
1022               resources. Drivers must call
1023               <function>drm_framebuffer_cleanup</function> to free resources
1024               allocated by the DRM core for the frame buffer object, and must
1025               make sure to unreference all memory objects associated with the
1026               frame buffer. Handles created by the
1027               <methodname>create_handle</methodname> operation are released by
1028               the DRM core.
1029             </para>
1030           </listitem>
1031           <listitem>
1032             <synopsis>int (*dirty)(struct drm_framebuffer *framebuffer,
1033              struct drm_file *file_priv, unsigned flags, unsigned color,
1034              struct drm_clip_rect *clips, unsigned num_clips);</synopsis>
1035             <para>
1036               This optional operation notifies the driver that a region of the
1037               frame buffer has changed in response to a DRM_IOCTL_MODE_DIRTYFB
1038               ioctl call.
1039             </para>
1040           </listitem>
1041         </itemizedlist>
1042       </para>
1043       <para>
1044         The lifetime of a drm framebuffer is controlled with a reference count,
1045         drivers can grab additional references with
1046         <function>drm_framebuffer_reference</function> </para> and drop them
1047         again with <function>drm_framebuffer_unreference</function>. For
1048         driver-private framebuffers for which the last reference is never
1049         dropped (e.g. for the fbdev framebuffer when the struct
1050         <structname>drm_framebuffer</structname> is embedded into the fbdev
1051         helper struct) drivers can manually clean up a framebuffer at module
1052         unload time with
1053         <function>drm_framebuffer_unregister_private</function>.
1054     </sect2>
1055     <sect2>
1056       <title>Output Polling</title>
1057       <synopsis>void (*output_poll_changed)(struct drm_device *dev);</synopsis>
1058       <para>
1059         This operation notifies the driver that the status of one or more
1060         connectors has changed. Drivers that use the fb helper can just call the
1061         <function>drm_fb_helper_hotplug_event</function> function to handle this
1062         operation.
1063       </para>
1064     </sect2>
1065     <sect2>
1066       <title>Locking</title>
1067       <para>
1068         Beside some lookup structures with their own locking (which is hidden
1069         behind the interface functions) most of the modeset state is protected
1070         by the <code>dev-&lt;mode_config.lock</code> mutex and additionally
1071         per-crtc locks to allow cursor updates, pageflips and similar operations
1072         to occur concurrently with background tasks like output detection.
1073         Operations which cross domains like a full modeset always grab all
1074         locks. Drivers there need to protect resources shared between crtcs with
1075         additional locking. They also need to be careful to always grab the
1076         relevant crtc locks if a modset functions touches crtc state, e.g. for
1077         load detection (which does only grab the <code>mode_config.lock</code>
1078         to allow concurrent screen updates on live crtcs).
1079       </para>
1080     </sect2>
1081   </sect1>
1082
1083   <!-- Internals: kms initialization and cleanup -->
1084
1085   <sect1 id="drm-kms-init">
1086     <title>KMS Initialization and Cleanup</title>
1087     <para>
1088       A KMS device is abstracted and exposed as a set of planes, CRTCs, encoders
1089       and connectors. KMS drivers must thus create and initialize all those
1090       objects at load time after initializing mode setting.
1091     </para>
1092     <sect2>
1093       <title>CRTCs (struct <structname>drm_crtc</structname>)</title>
1094       <para>
1095         A CRTC is an abstraction representing a part of the chip that contains a
1096         pointer to a scanout buffer. Therefore, the number of CRTCs available
1097         determines how many independent scanout buffers can be active at any
1098         given time. The CRTC structure contains several fields to support this:
1099         a pointer to some video memory (abstracted as a frame buffer object), a
1100         display mode, and an (x, y) offset into the video memory to support
1101         panning or configurations where one piece of video memory spans multiple
1102         CRTCs.
1103       </para>
1104       <sect3>
1105         <title>CRTC Initialization</title>
1106         <para>
1107           A KMS device must create and register at least one struct
1108           <structname>drm_crtc</structname> instance. The instance is allocated
1109           and zeroed by the driver, possibly as part of a larger structure, and
1110           registered with a call to <function>drm_crtc_init</function> with a
1111           pointer to CRTC functions.
1112         </para>
1113       </sect3>
1114       <sect3>
1115         <title>CRTC Operations</title>
1116         <sect4>
1117           <title>Set Configuration</title>
1118           <synopsis>int (*set_config)(struct drm_mode_set *set);</synopsis>
1119           <para>
1120             Apply a new CRTC configuration to the device. The configuration
1121             specifies a CRTC, a frame buffer to scan out from, a (x,y) position in
1122             the frame buffer, a display mode and an array of connectors to drive
1123             with the CRTC if possible.
1124           </para>
1125           <para>
1126             If the frame buffer specified in the configuration is NULL, the driver
1127             must detach all encoders connected to the CRTC and all connectors
1128             attached to those encoders and disable them.
1129           </para>
1130           <para>
1131             This operation is called with the mode config lock held.
1132           </para>
1133           <note><para>
1134             FIXME: How should set_config interact with DPMS? If the CRTC is
1135             suspended, should it be resumed?
1136           </para></note>
1137         </sect4>
1138         <sect4>
1139           <title>Page Flipping</title>
1140           <synopsis>int (*page_flip)(struct drm_crtc *crtc, struct drm_framebuffer *fb,
1141                    struct drm_pending_vblank_event *event);</synopsis>
1142           <para>
1143             Schedule a page flip to the given frame buffer for the CRTC. This
1144             operation is called with the mode config mutex held.
1145           </para>
1146           <para>
1147             Page flipping is a synchronization mechanism that replaces the frame
1148             buffer being scanned out by the CRTC with a new frame buffer during
1149             vertical blanking, avoiding tearing. When an application requests a page
1150             flip the DRM core verifies that the new frame buffer is large enough to
1151             be scanned out by  the CRTC in the currently configured mode and then
1152             calls the CRTC <methodname>page_flip</methodname> operation with a
1153             pointer to the new frame buffer.
1154           </para>
1155           <para>
1156             The <methodname>page_flip</methodname> operation schedules a page flip.
1157             Once any pending rendering targetting the new frame buffer has
1158             completed, the CRTC will be reprogrammed to display that frame buffer
1159             after the next vertical refresh. The operation must return immediately
1160             without waiting for rendering or page flip to complete and must block
1161             any new rendering to the frame buffer until the page flip completes.
1162           </para>
1163           <para>
1164             If a page flip can be successfully scheduled the driver must set the
1165             <code>drm_crtc-&lt;fb</code> field to the new framebuffer pointed to
1166             by <code>fb</code>. This is important so that the reference counting
1167             on framebuffers stays balanced.
1168           </para>
1169           <para>
1170             If a page flip is already pending, the
1171             <methodname>page_flip</methodname> operation must return
1172             -<errorname>EBUSY</errorname>.
1173           </para>
1174           <para>
1175             To synchronize page flip to vertical blanking the driver will likely
1176             need to enable vertical blanking interrupts. It should call
1177             <function>drm_vblank_get</function> for that purpose, and call
1178             <function>drm_vblank_put</function> after the page flip completes.
1179           </para>
1180           <para>
1181             If the application has requested to be notified when page flip completes
1182             the <methodname>page_flip</methodname> operation will be called with a
1183             non-NULL <parameter>event</parameter> argument pointing to a
1184             <structname>drm_pending_vblank_event</structname> instance. Upon page
1185             flip completion the driver must call <methodname>drm_send_vblank_event</methodname>
1186             to fill in the event and send to wake up any waiting processes.
1187             This can be performed with
1188             <programlisting><![CDATA[
1189             spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
1190             ...
1191             drm_send_vblank_event(dev, pipe, event);
1192             spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
1193             ]]></programlisting>
1194           </para>
1195           <note><para>
1196             FIXME: Could drivers that don't need to wait for rendering to complete
1197             just add the event to <literal>dev-&gt;vblank_event_list</literal> and
1198             let the DRM core handle everything, as for "normal" vertical blanking
1199             events?
1200           </para></note>
1201           <para>
1202             While waiting for the page flip to complete, the
1203             <literal>event-&gt;base.link</literal> list head can be used freely by
1204             the driver to store the pending event in a driver-specific list.
1205           </para>
1206           <para>
1207             If the file handle is closed before the event is signaled, drivers must
1208             take care to destroy the event in their
1209             <methodname>preclose</methodname> operation (and, if needed, call
1210             <function>drm_vblank_put</function>).
1211           </para>
1212         </sect4>
1213         <sect4>
1214           <title>Miscellaneous</title>
1215           <itemizedlist>
1216             <listitem>
1217               <synopsis>void (*gamma_set)(struct drm_crtc *crtc, u16 *r, u16 *g, u16 *b,
1218                         uint32_t start, uint32_t size);</synopsis>
1219               <para>
1220                 Apply a gamma table to the device. The operation is optional.
1221               </para>
1222             </listitem>
1223             <listitem>
1224               <synopsis>void (*destroy)(struct drm_crtc *crtc);</synopsis>
1225               <para>
1226                 Destroy the CRTC when not needed anymore. See
1227                 <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1228               </para>
1229             </listitem>
1230           </itemizedlist>
1231         </sect4>
1232       </sect3>
1233     </sect2>
1234     <sect2>
1235       <title>Planes (struct <structname>drm_plane</structname>)</title>
1236       <para>
1237         A plane represents an image source that can be blended with or overlayed
1238         on top of a CRTC during the scanout process. Planes are associated with
1239         a frame buffer to crop a portion of the image memory (source) and
1240         optionally scale it to a destination size. The result is then blended
1241         with or overlayed on top of a CRTC.
1242       </para>
1243       <sect3>
1244         <title>Plane Initialization</title>
1245         <para>
1246           Planes are optional. To create a plane, a KMS drivers allocates and
1247           zeroes an instances of struct <structname>drm_plane</structname>
1248           (possibly as part of a larger structure) and registers it with a call
1249           to <function>drm_plane_init</function>. The function takes a bitmask
1250           of the CRTCs that can be associated with the plane, a pointer to the
1251           plane functions and a list of format supported formats.
1252         </para>
1253       </sect3>
1254       <sect3>
1255         <title>Plane Operations</title>
1256         <itemizedlist>
1257           <listitem>
1258             <synopsis>int (*update_plane)(struct drm_plane *plane, struct drm_crtc *crtc,
1259                         struct drm_framebuffer *fb, int crtc_x, int crtc_y,
1260                         unsigned int crtc_w, unsigned int crtc_h,
1261                         uint32_t src_x, uint32_t src_y,
1262                         uint32_t src_w, uint32_t src_h);</synopsis>
1263             <para>
1264               Enable and configure the plane to use the given CRTC and frame buffer.
1265             </para>
1266             <para>
1267               The source rectangle in frame buffer memory coordinates is given by
1268               the <parameter>src_x</parameter>, <parameter>src_y</parameter>,
1269               <parameter>src_w</parameter> and <parameter>src_h</parameter>
1270               parameters (as 16.16 fixed point values). Devices that don't support
1271               subpixel plane coordinates can ignore the fractional part.
1272             </para>
1273             <para>
1274               The destination rectangle in CRTC coordinates is given by the
1275               <parameter>crtc_x</parameter>, <parameter>crtc_y</parameter>,
1276               <parameter>crtc_w</parameter> and <parameter>crtc_h</parameter>
1277               parameters (as integer values). Devices scale the source rectangle to
1278               the destination rectangle. If scaling is not supported, and the source
1279               rectangle size doesn't match the destination rectangle size, the
1280               driver must return a -<errorname>EINVAL</errorname> error.
1281             </para>
1282           </listitem>
1283           <listitem>
1284             <synopsis>int (*disable_plane)(struct drm_plane *plane);</synopsis>
1285             <para>
1286               Disable the plane. The DRM core calls this method in response to a
1287               DRM_IOCTL_MODE_SETPLANE ioctl call with the frame buffer ID set to 0.
1288               Disabled planes must not be processed by the CRTC.
1289             </para>
1290           </listitem>
1291           <listitem>
1292             <synopsis>void (*destroy)(struct drm_plane *plane);</synopsis>
1293             <para>
1294               Destroy the plane when not needed anymore. See
1295               <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1296             </para>
1297           </listitem>
1298         </itemizedlist>
1299       </sect3>
1300     </sect2>
1301     <sect2>
1302       <title>Encoders (struct <structname>drm_encoder</structname>)</title>
1303       <para>
1304         An encoder takes pixel data from a CRTC and converts it to a format
1305         suitable for any attached connectors. On some devices, it may be
1306         possible to have a CRTC send data to more than one encoder. In that
1307         case, both encoders would receive data from the same scanout buffer,
1308         resulting in a "cloned" display configuration across the connectors
1309         attached to each encoder.
1310       </para>
1311       <sect3>
1312         <title>Encoder Initialization</title>
1313         <para>
1314           As for CRTCs, a KMS driver must create, initialize and register at
1315           least one struct <structname>drm_encoder</structname> instance. The
1316           instance is allocated and zeroed by the driver, possibly as part of a
1317           larger structure.
1318         </para>
1319         <para>
1320           Drivers must initialize the struct <structname>drm_encoder</structname>
1321           <structfield>possible_crtcs</structfield> and
1322           <structfield>possible_clones</structfield> fields before registering the
1323           encoder. Both fields are bitmasks of respectively the CRTCs that the
1324           encoder can be connected to, and sibling encoders candidate for cloning.
1325         </para>
1326         <para>
1327           After being initialized, the encoder must be registered with a call to
1328           <function>drm_encoder_init</function>. The function takes a pointer to
1329           the encoder functions and an encoder type. Supported types are
1330           <itemizedlist>
1331             <listitem>
1332               DRM_MODE_ENCODER_DAC for VGA and analog on DVI-I/DVI-A
1333               </listitem>
1334             <listitem>
1335               DRM_MODE_ENCODER_TMDS for DVI, HDMI and (embedded) DisplayPort
1336             </listitem>
1337             <listitem>
1338               DRM_MODE_ENCODER_LVDS for display panels
1339             </listitem>
1340             <listitem>
1341               DRM_MODE_ENCODER_TVDAC for TV output (Composite, S-Video, Component,
1342               SCART)
1343             </listitem>
1344             <listitem>
1345               DRM_MODE_ENCODER_VIRTUAL for virtual machine displays
1346             </listitem>
1347           </itemizedlist>
1348         </para>
1349         <para>
1350           Encoders must be attached to a CRTC to be used. DRM drivers leave
1351           encoders unattached at initialization time. Applications (or the fbdev
1352           compatibility layer when implemented) are responsible for attaching the
1353           encoders they want to use to a CRTC.
1354         </para>
1355       </sect3>
1356       <sect3>
1357         <title>Encoder Operations</title>
1358         <itemizedlist>
1359           <listitem>
1360             <synopsis>void (*destroy)(struct drm_encoder *encoder);</synopsis>
1361             <para>
1362               Called to destroy the encoder when not needed anymore. See
1363               <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1364             </para>
1365           </listitem>
1366         </itemizedlist>
1367       </sect3>
1368     </sect2>
1369     <sect2>
1370       <title>Connectors (struct <structname>drm_connector</structname>)</title>
1371       <para>
1372         A connector is the final destination for pixel data on a device, and
1373         usually connects directly to an external display device like a monitor
1374         or laptop panel. A connector can only be attached to one encoder at a
1375         time. The connector is also the structure where information about the
1376         attached display is kept, so it contains fields for display data, EDID
1377         data, DPMS &amp; connection status, and information about modes
1378         supported on the attached displays.
1379       </para>
1380       <sect3>
1381         <title>Connector Initialization</title>
1382         <para>
1383           Finally a KMS driver must create, initialize, register and attach at
1384           least one struct <structname>drm_connector</structname> instance. The
1385           instance is created as other KMS objects and initialized by setting the
1386           following fields.
1387         </para>
1388         <variablelist>
1389           <varlistentry>
1390             <term><structfield>interlace_allowed</structfield></term>
1391             <listitem><para>
1392               Whether the connector can handle interlaced modes.
1393             </para></listitem>
1394           </varlistentry>
1395           <varlistentry>
1396             <term><structfield>doublescan_allowed</structfield></term>
1397             <listitem><para>
1398               Whether the connector can handle doublescan.
1399             </para></listitem>
1400           </varlistentry>
1401           <varlistentry>
1402             <term><structfield>display_info
1403             </structfield></term>
1404             <listitem><para>
1405               Display information is filled from EDID information when a display
1406               is detected. For non hot-pluggable displays such as flat panels in
1407               embedded systems, the driver should initialize the
1408               <structfield>display_info</structfield>.<structfield>width_mm</structfield>
1409               and
1410               <structfield>display_info</structfield>.<structfield>height_mm</structfield>
1411               fields with the physical size of the display.
1412             </para></listitem>
1413           </varlistentry>
1414           <varlistentry>
1415             <term id="drm-kms-connector-polled"><structfield>polled</structfield></term>
1416             <listitem><para>
1417               Connector polling mode, a combination of
1418               <variablelist>
1419                 <varlistentry>
1420                   <term>DRM_CONNECTOR_POLL_HPD</term>
1421                   <listitem><para>
1422                     The connector generates hotplug events and doesn't need to be
1423                     periodically polled. The CONNECT and DISCONNECT flags must not
1424                     be set together with the HPD flag.
1425                   </para></listitem>
1426                 </varlistentry>
1427                 <varlistentry>
1428                   <term>DRM_CONNECTOR_POLL_CONNECT</term>
1429                   <listitem><para>
1430                     Periodically poll the connector for connection.
1431                   </para></listitem>
1432                 </varlistentry>
1433                 <varlistentry>
1434                   <term>DRM_CONNECTOR_POLL_DISCONNECT</term>
1435                   <listitem><para>
1436                     Periodically poll the connector for disconnection.
1437                   </para></listitem>
1438                 </varlistentry>
1439               </variablelist>
1440               Set to 0 for connectors that don't support connection status
1441               discovery.
1442             </para></listitem>
1443           </varlistentry>
1444         </variablelist>
1445         <para>
1446           The connector is then registered with a call to
1447           <function>drm_connector_init</function> with a pointer to the connector
1448           functions and a connector type, and exposed through sysfs with a call to
1449           <function>drm_sysfs_connector_add</function>.
1450         </para>
1451         <para>
1452           Supported connector types are
1453           <itemizedlist>
1454             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_VGA</listitem>
1455             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DVII</listitem>
1456             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DVID</listitem>
1457             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DVIA</listitem>
1458             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_Composite</listitem>
1459             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_SVIDEO</listitem>
1460             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_LVDS</listitem>
1461             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_Component</listitem>
1462             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_9PinDIN</listitem>
1463             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_DisplayPort</listitem>
1464             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_HDMIA</listitem>
1465             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_HDMIB</listitem>
1466             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_TV</listitem>
1467             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_eDP</listitem>
1468             <listitem>DRM_MODE_CONNECTOR_VIRTUAL</listitem>
1469           </itemizedlist>
1470         </para>
1471         <para>
1472           Connectors must be attached to an encoder to be used. For devices that
1473           map connectors to encoders 1:1, the connector should be attached at
1474           initialization time with a call to
1475           <function>drm_mode_connector_attach_encoder</function>. The driver must
1476           also set the <structname>drm_connector</structname>
1477           <structfield>encoder</structfield> field to point to the attached
1478           encoder.
1479         </para>
1480         <para>
1481           Finally, drivers must initialize the connectors state change detection
1482           with a call to <function>drm_kms_helper_poll_init</function>. If at
1483           least one connector is pollable but can't generate hotplug interrupts
1484           (indicated by the DRM_CONNECTOR_POLL_CONNECT and
1485           DRM_CONNECTOR_POLL_DISCONNECT connector flags), a delayed work will
1486           automatically be queued to periodically poll for changes. Connectors
1487           that can generate hotplug interrupts must be marked with the
1488           DRM_CONNECTOR_POLL_HPD flag instead, and their interrupt handler must
1489           call <function>drm_helper_hpd_irq_event</function>. The function will
1490           queue a delayed work to check the state of all connectors, but no
1491           periodic polling will be done.
1492         </para>
1493       </sect3>
1494       <sect3>
1495         <title>Connector Operations</title>
1496         <note><para>
1497           Unless otherwise state, all operations are mandatory.
1498         </para></note>
1499         <sect4>
1500           <title>DPMS</title>
1501           <synopsis>void (*dpms)(struct drm_connector *connector, int mode);</synopsis>
1502           <para>
1503             The DPMS operation sets the power state of a connector. The mode
1504             argument is one of
1505             <itemizedlist>
1506               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_ON</para></listitem>
1507               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_STANDBY</para></listitem>
1508               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_SUSPEND</para></listitem>
1509               <listitem><para>DRM_MODE_DPMS_OFF</para></listitem>
1510             </itemizedlist>
1511           </para>
1512           <para>
1513             In all but DPMS_ON mode the encoder to which the connector is attached
1514             should put the display in low-power mode by driving its signals
1515             appropriately. If more than one connector is attached to the encoder
1516             care should be taken not to change the power state of other displays as
1517             a side effect. Low-power mode should be propagated to the encoders and
1518             CRTCs when all related connectors are put in low-power mode.
1519           </para>
1520         </sect4>
1521         <sect4>
1522           <title>Modes</title>
1523           <synopsis>int (*fill_modes)(struct drm_connector *connector, uint32_t max_width,
1524                       uint32_t max_height);</synopsis>
1525           <para>
1526             Fill the mode list with all supported modes for the connector. If the
1527             <parameter>max_width</parameter> and <parameter>max_height</parameter>
1528             arguments are non-zero, the implementation must ignore all modes wider
1529             than <parameter>max_width</parameter> or higher than
1530             <parameter>max_height</parameter>.
1531           </para>
1532           <para>
1533             The connector must also fill in this operation its
1534             <structfield>display_info</structfield>
1535             <structfield>width_mm</structfield> and
1536             <structfield>height_mm</structfield> fields with the connected display
1537             physical size in millimeters. The fields should be set to 0 if the value
1538             isn't known or is not applicable (for instance for projector devices).
1539           </para>
1540         </sect4>
1541         <sect4>
1542           <title>Connection Status</title>
1543           <para>
1544             The connection status is updated through polling or hotplug events when
1545             supported (see <xref linkend="drm-kms-connector-polled"/>). The status
1546             value is reported to userspace through ioctls and must not be used
1547             inside the driver, as it only gets initialized by a call to
1548             <function>drm_mode_getconnector</function> from userspace.
1549           </para>
1550           <synopsis>enum drm_connector_status (*detect)(struct drm_connector *connector,
1551                                         bool force);</synopsis>
1552           <para>
1553             Check to see if anything is attached to the connector. The
1554             <parameter>force</parameter> parameter is set to false whilst polling or
1555             to true when checking the connector due to user request.
1556             <parameter>force</parameter> can be used by the driver to avoid
1557             expensive, destructive operations during automated probing.
1558           </para>
1559           <para>
1560             Return connector_status_connected if something is connected to the
1561             connector, connector_status_disconnected if nothing is connected and
1562             connector_status_unknown if the connection state isn't known.
1563           </para>
1564           <para>
1565             Drivers should only return connector_status_connected if the connection
1566             status has really been probed as connected. Connectors that can't detect
1567             the connection status, or failed connection status probes, should return
1568             connector_status_unknown.
1569           </para>
1570         </sect4>
1571         <sect4>
1572           <title>Miscellaneous</title>
1573           <itemizedlist>
1574             <listitem>
1575               <synopsis>void (*destroy)(struct drm_connector *connector);</synopsis>
1576               <para>
1577                 Destroy the connector when not needed anymore. See
1578                 <xref linkend="drm-kms-init"/>.
1579               </para>
1580             </listitem>
1581           </itemizedlist>
1582         </sect4>
1583       </sect3>
1584     </sect2>
1585     <sect2>
1586       <title>Cleanup</title>
1587       <para>
1588         The DRM core manages its objects' lifetime. When an object is not needed
1589         anymore the core calls its destroy function, which must clean up and
1590         free every resource allocated for the object. Every
1591         <function>drm_*_init</function> call must be matched with a
1592         corresponding <function>drm_*_cleanup</function> call to cleanup CRTCs
1593         (<function>drm_crtc_cleanup</function>), planes
1594         (<function>drm_plane_cleanup</function>), encoders
1595         (<function>drm_encoder_cleanup</function>) and connectors
1596         (<function>drm_connector_cleanup</function>). Furthermore, connectors
1597         that have been added to sysfs must be removed by a call to
1598         <function>drm_sysfs_connector_remove</function> before calling
1599         <function>drm_connector_cleanup</function>.
1600       </para>
1601       <para>
1602         Connectors state change detection must be cleanup up with a call to
1603         <function>drm_kms_helper_poll_fini</function>.
1604       </para>
1605     </sect2>
1606     <sect2>
1607       <title>Output discovery and initialization example</title>
1608       <programlisting><![CDATA[
1609 void intel_crt_init(struct drm_device *dev)
1610 {
1611         struct drm_connector *connector;
1612         struct intel_output *intel_output;
1613
1614         intel_output = kzalloc(sizeof(struct intel_output), GFP_KERNEL);
1615         if (!intel_output)
1616                 return;
1617
1618         connector = &intel_output->base;
1619         drm_connector_init(dev, &intel_output->base,
1620                            &intel_crt_connector_funcs, DRM_MODE_CONNECTOR_VGA);
1621
1622         drm_encoder_init(dev, &intel_output->enc, &intel_crt_enc_funcs,
1623                          DRM_MODE_ENCODER_DAC);
1624
1625         drm_mode_connector_attach_encoder(&intel_output->base,
1626                                           &intel_output->enc);
1627
1628         /* Set up the DDC bus. */
1629         intel_output->ddc_bus = intel_i2c_create(dev, GPIOA, "CRTDDC_A");
1630         if (!intel_output->ddc_bus) {
1631                 dev_printk(KERN_ERR, &dev->pdev->dev, "DDC bus registration "
1632                            "failed.\n");
1633                 return;
1634         }
1635
1636         intel_output->type = INTEL_OUTPUT_ANALOG;
1637         connector->interlace_allowed = 0;
1638         connector->doublescan_allowed = 0;
1639
1640         drm_encoder_helper_add(&intel_output->enc, &intel_crt_helper_funcs);
1641         drm_connector_helper_add(connector, &intel_crt_connector_helper_funcs);
1642
1643         drm_sysfs_connector_add(connector);
1644 }]]></programlisting>
1645       <para>
1646         In the example above (taken from the i915 driver), a CRTC, connector and
1647         encoder combination is created. A device-specific i2c bus is also
1648         created for fetching EDID data and performing monitor detection. Once
1649         the process is complete, the new connector is registered with sysfs to
1650         make its properties available to applications.
1651       </para>
1652     </sect2>
1653     <sect2>
1654       <title>KMS API Functions</title>
1655 !Edrivers/gpu/drm/drm_crtc.c
1656 !Edrivers/gpu/drm/drm_rect.c
1657 !Finclude/drm/drm_rect.h
1658     </sect2>
1659   </sect1>
1660
1661   <!-- Internals: kms helper functions -->
1662
1663   <sect1>
1664     <title>Mode Setting Helper Functions</title>
1665     <para>
1666       The CRTC, encoder and connector functions provided by the drivers
1667       implement the DRM API. They're called by the DRM core and ioctl handlers
1668       to handle device state changes and configuration request. As implementing
1669       those functions often requires logic not specific to drivers, mid-layer
1670       helper functions are available to avoid duplicating boilerplate code.
1671     </para>
1672     <para>
1673       The DRM core contains one mid-layer implementation. The mid-layer provides
1674       implementations of several CRTC, encoder and connector functions (called
1675       from the top of the mid-layer) that pre-process requests and call
1676       lower-level functions provided by the driver (at the bottom of the
1677       mid-layer). For instance, the
1678       <function>drm_crtc_helper_set_config</function> function can be used to
1679       fill the struct <structname>drm_crtc_funcs</structname>
1680       <structfield>set_config</structfield> field. When called, it will split
1681       the <methodname>set_config</methodname> operation in smaller, simpler
1682       operations and call the driver to handle them.
1683     </para>
1684     <para>
1685       To use the mid-layer, drivers call <function>drm_crtc_helper_add</function>,
1686       <function>drm_encoder_helper_add</function> and
1687       <function>drm_connector_helper_add</function> functions to install their
1688       mid-layer bottom operations handlers, and fill the
1689       <structname>drm_crtc_funcs</structname>,
1690       <structname>drm_encoder_funcs</structname> and
1691       <structname>drm_connector_funcs</structname> structures with pointers to
1692       the mid-layer top API functions. Installing the mid-layer bottom operation
1693       handlers is best done right after registering the corresponding KMS object.
1694     </para>
1695     <para>
1696       The mid-layer is not split between CRTC, encoder and connector operations.
1697       To use it, a driver must provide bottom functions for all of the three KMS
1698       entities.
1699     </para>
1700     <sect2>
1701       <title>Helper Functions</title>
1702       <itemizedlist>
1703         <listitem>
1704           <synopsis>int drm_crtc_helper_set_config(struct drm_mode_set *set);</synopsis>
1705           <para>
1706             The <function>drm_crtc_helper_set_config</function> helper function
1707             is a CRTC <methodname>set_config</methodname> implementation. It
1708             first tries to locate the best encoder for each connector by calling
1709             the connector <methodname>best_encoder</methodname> helper
1710             operation.
1711           </para>
1712           <para>
1713             After locating the appropriate encoders, the helper function will
1714             call the <methodname>mode_fixup</methodname> encoder and CRTC helper
1715             operations to adjust the requested mode, or reject it completely in
1716             which case an error will be returned to the application. If the new
1717             configuration after mode adjustment is identical to the current
1718             configuration the helper function will return without performing any
1719             other operation.
1720           </para>
1721           <para>
1722             If the adjusted mode is identical to the current mode but changes to
1723             the frame buffer need to be applied, the
1724             <function>drm_crtc_helper_set_config</function> function will call
1725             the CRTC <methodname>mode_set_base</methodname> helper operation. If
1726             the adjusted mode differs from the current mode, or if the
1727             <methodname>mode_set_base</methodname> helper operation is not
1728             provided, the helper function performs a full mode set sequence by
1729             calling the <methodname>prepare</methodname>,
1730             <methodname>mode_set</methodname> and
1731             <methodname>commit</methodname> CRTC and encoder helper operations,
1732             in that order.
1733           </para>
1734         </listitem>
1735         <listitem>
1736           <synopsis>void drm_helper_connector_dpms(struct drm_connector *connector, int mode);</synopsis>
1737           <para>
1738             The <function>drm_helper_connector_dpms</function> helper function
1739             is a connector <methodname>dpms</methodname> implementation that
1740             tracks power state of connectors. To use the function, drivers must
1741             provide <methodname>dpms</methodname> helper operations for CRTCs
1742             and encoders to apply the DPMS state to the device.
1743           </para>
1744           <para>
1745             The mid-layer doesn't track the power state of CRTCs and encoders.
1746             The <methodname>dpms</methodname> helper operations can thus be
1747             called with a mode identical to the currently active mode.
1748           </para>
1749         </listitem>
1750         <listitem>
1751           <synopsis>int drm_helper_probe_single_connector_modes(struct drm_connector *connector,
1752                                             uint32_t maxX, uint32_t maxY);</synopsis>
1753           <para>
1754             The <function>drm_helper_probe_single_connector_modes</function> helper
1755             function is a connector <methodname>fill_modes</methodname>
1756             implementation that updates the connection status for the connector
1757             and then retrieves a list of modes by calling the connector
1758             <methodname>get_modes</methodname> helper operation.
1759           </para>
1760           <para>
1761             The function filters out modes larger than
1762             <parameter>max_width</parameter> and <parameter>max_height</parameter>
1763             if specified. It then calls the connector
1764             <methodname>mode_valid</methodname> helper operation for  each mode in
1765             the probed list to check whether the mode is valid for the connector.
1766           </para>
1767         </listitem>
1768       </itemizedlist>
1769     </sect2>
1770     <sect2>
1771       <title>CRTC Helper Operations</title>
1772       <itemizedlist>
1773         <listitem id="drm-helper-crtc-mode-fixup">
1774           <synopsis>bool (*mode_fixup)(struct drm_crtc *crtc,
1775                        const struct drm_display_mode *mode,
1776                        struct drm_display_mode *adjusted_mode);</synopsis>
1777           <para>
1778             Let CRTCs adjust the requested mode or reject it completely. This
1779             operation returns true if the mode is accepted (possibly after being
1780             adjusted) or false if it is rejected.
1781           </para>
1782           <para>
1783             The <methodname>mode_fixup</methodname> operation should reject the
1784             mode if it can't reasonably use it. The definition of "reasonable"
1785             is currently fuzzy in this context. One possible behaviour would be
1786             to set the adjusted mode to the panel timings when a fixed-mode
1787             panel is used with hardware capable of scaling. Another behaviour
1788             would be to accept any input mode and adjust it to the closest mode
1789             supported by the hardware (FIXME: This needs to be clarified).
1790           </para>
1791         </listitem>
1792         <listitem>
1793           <synopsis>int (*mode_set_base)(struct drm_crtc *crtc, int x, int y,
1794                      struct drm_framebuffer *old_fb)</synopsis>
1795           <para>
1796             Move the CRTC on the current frame buffer (stored in
1797             <literal>crtc-&gt;fb</literal>) to position (x,y). Any of the frame
1798             buffer, x position or y position may have been modified.
1799           </para>
1800           <para>
1801             This helper operation is optional. If not provided, the
1802             <function>drm_crtc_helper_set_config</function> function will fall
1803             back to the <methodname>mode_set</methodname> helper operation.
1804           </para>
1805           <note><para>
1806             FIXME: Why are x and y passed as arguments, as they can be accessed
1807             through <literal>crtc-&gt;x</literal> and
1808             <literal>crtc-&gt;y</literal>?
1809           </para></note>
1810         </listitem>
1811         <listitem>
1812           <synopsis>void (*prepare)(struct drm_crtc *crtc);</synopsis>
1813           <para>
1814             Prepare the CRTC for mode setting. This operation is called after
1815             validating the requested mode. Drivers use it to perform
1816             device-specific operations required before setting the new mode.
1817           </para>
1818         </listitem>
1819         <listitem>
1820           <synopsis>int (*mode_set)(struct drm_crtc *crtc, struct drm_display_mode *mode,
1821                 struct drm_display_mode *adjusted_mode, int x, int y,
1822                 struct drm_framebuffer *old_fb);</synopsis>
1823           <para>
1824             Set a new mode, position and frame buffer. Depending on the device
1825             requirements, the mode can be stored internally by the driver and
1826             applied in the <methodname>commit</methodname> operation, or
1827             programmed to the hardware immediately.
1828           </para>
1829           <para>
1830             The <methodname>mode_set</methodname> operation returns 0 on success
1831             or a negative error code if an error occurs.
1832           </para>
1833         </listitem>
1834         <listitem>
1835           <synopsis>void (*commit)(struct drm_crtc *crtc);</synopsis>
1836           <para>
1837             Commit a mode. This operation is called after setting the new mode.
1838             Upon return the device must use the new mode and be fully
1839             operational.
1840           </para>
1841         </listitem>
1842       </itemizedlist>
1843     </sect2>
1844     <sect2>
1845       <title>Encoder Helper Operations</title>
1846       <itemizedlist>
1847         <listitem>
1848           <synopsis>bool (*mode_fixup)(struct drm_encoder *encoder,
1849                        const struct drm_display_mode *mode,
1850                        struct drm_display_mode *adjusted_mode);</synopsis>
1851           <note><para>
1852             FIXME: The mode argument be const, but the i915 driver modifies
1853             mode-&gt;clock in <function>intel_dp_mode_fixup</function>.
1854           </para></note>
1855           <para>
1856             Let encoders adjust the requested mode or reject it completely. This
1857             operation returns true if the mode is accepted (possibly after being
1858             adjusted) or false if it is rejected. See the
1859             <link linkend="drm-helper-crtc-mode-fixup">mode_fixup CRTC helper
1860             operation</link> for an explanation of the allowed adjustments.
1861           </para>
1862         </listitem>
1863         <listitem>
1864           <synopsis>void (*prepare)(struct drm_encoder *encoder);</synopsis>
1865           <para>
1866             Prepare the encoder for mode setting. This operation is called after
1867             validating the requested mode. Drivers use it to perform
1868             device-specific operations required before setting the new mode.
1869           </para>
1870         </listitem>
1871         <listitem>
1872           <synopsis>void (*mode_set)(struct drm_encoder *encoder,
1873                  struct drm_display_mode *mode,
1874                  struct drm_display_mode *adjusted_mode);</synopsis>
1875           <para>
1876             Set a new mode. Depending on the device requirements, the mode can
1877             be stored internally by the driver and applied in the
1878             <methodname>commit</methodname> operation, or programmed to the
1879             hardware immediately.
1880           </para>
1881         </listitem>
1882         <listitem>
1883           <synopsis>void (*commit)(struct drm_encoder *encoder);</synopsis>
1884           <para>
1885             Commit a mode. This operation is called after setting the new mode.
1886             Upon return the device must use the new mode and be fully
1887             operational.
1888           </para>
1889         </listitem>
1890       </itemizedlist>
1891     </sect2>
1892     <sect2>
1893       <title>Connector Helper Operations</title>
1894       <itemizedlist>
1895         <listitem>
1896           <synopsis>struct drm_encoder *(*best_encoder)(struct drm_connector *connector);</synopsis>
1897           <para>
1898             Return a pointer to the best encoder for the connecter. Device that
1899             map connectors to encoders 1:1 simply return the pointer to the
1900             associated encoder. This operation is mandatory.
1901           </para>
1902         </listitem>
1903         <listitem>
1904           <synopsis>int (*get_modes)(struct drm_connector *connector);</synopsis>
1905           <para>
1906             Fill the connector's <structfield>probed_modes</structfield> list
1907             by parsing EDID data with <function>drm_add_edid_modes</function> or
1908             calling <function>drm_mode_probed_add</function> directly for every
1909             supported mode and return the number of modes it has detected. This
1910             operation is mandatory.
1911           </para>
1912           <para>
1913             When adding modes manually the driver creates each mode with a call to
1914             <function>drm_mode_create</function> and must fill the following fields.
1915             <itemizedlist>
1916               <listitem>
1917                 <synopsis>__u32 type;</synopsis>
1918                 <para>
1919                   Mode type bitmask, a combination of
1920                   <variablelist>
1921                     <varlistentry>
1922                       <term>DRM_MODE_TYPE_BUILTIN</term>
1923                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
1924                     </varlistentry>
1925                     <varlistentry>
1926                       <term>DRM_MODE_TYPE_CLOCK_C</term>
1927                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
1928                     </varlistentry>
1929                     <varlistentry>
1930                       <term>DRM_MODE_TYPE_CRTC_C</term>
1931                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
1932                     </varlistentry>
1933                     <varlistentry>
1934                       <term>
1935         DRM_MODE_TYPE_PREFERRED - The preferred mode for the connector
1936                       </term>
1937                       <listitem>
1938                         <para>not used?</para>
1939                       </listitem>
1940                     </varlistentry>
1941                     <varlistentry>
1942                       <term>DRM_MODE_TYPE_DEFAULT</term>
1943                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
1944                     </varlistentry>
1945                     <varlistentry>
1946                       <term>DRM_MODE_TYPE_USERDEF</term>
1947                       <listitem><para>not used?</para></listitem>
1948                     </varlistentry>
1949                     <varlistentry>
1950                       <term>DRM_MODE_TYPE_DRIVER</term>
1951                       <listitem>
1952                         <para>
1953                           The mode has been created by the driver (as opposed to
1954                           to user-created modes).
1955                         </para>
1956                       </listitem>
1957                     </varlistentry>
1958                   </variablelist>
1959                   Drivers must set the DRM_MODE_TYPE_DRIVER bit for all modes they
1960                   create, and set the DRM_MODE_TYPE_PREFERRED bit for the preferred
1961                   mode.
1962                 </para>
1963               </listitem>
1964               <listitem>
1965                 <synopsis>__u32 clock;</synopsis>
1966                 <para>Pixel clock frequency in kHz unit</para>
1967               </listitem>
1968               <listitem>
1969                 <synopsis>__u16 hdisplay, hsync_start, hsync_end, htotal;
1970     __u16 vdisplay, vsync_start, vsync_end, vtotal;</synopsis>
1971                 <para>Horizontal and vertical timing information</para>
1972                 <screen><![CDATA[
1973              Active                 Front           Sync           Back
1974              Region                 Porch                          Porch
1975     <-----------------------><----------------><-------------><-------------->
1976
1977       //////////////////////|
1978      ////////////////////// |
1979     //////////////////////  |..................               ................
1980                                                _______________
1981
1982     <----- [hv]display ----->
1983     <------------- [hv]sync_start ------------>
1984     <--------------------- [hv]sync_end --------------------->
1985     <-------------------------------- [hv]total ----------------------------->
1986 ]]></screen>
1987               </listitem>
1988               <listitem>
1989                 <synopsis>__u16 hskew;
1990     __u16 vscan;</synopsis>
1991                 <para>Unknown</para>
1992               </listitem>
1993               <listitem>
1994                 <synopsis>__u32 flags;</synopsis>
1995                 <para>
1996                   Mode flags, a combination of
1997                   <variablelist>
1998                     <varlistentry>
1999                       <term>DRM_MODE_FLAG_PHSYNC</term>
2000                       <listitem><para>
2001                         Horizontal sync is active high
2002                       </para></listitem>
2003                     </varlistentry>
2004                     <varlistentry>
2005                       <term>DRM_MODE_FLAG_NHSYNC</term>
2006                       <listitem><para>
2007                         Horizontal sync is active low
2008                       </para></listitem>
2009                     </varlistentry>
2010                     <varlistentry>
2011                       <term>DRM_MODE_FLAG_PVSYNC</term>
2012                       <listitem><para>
2013                         Vertical sync is active high
2014                       </para></listitem>
2015                     </varlistentry>
2016                     <varlistentry>
2017                       <term>DRM_MODE_FLAG_NVSYNC</term>
2018                       <listitem><para>
2019                         Vertical sync is active low
2020                       </para></listitem>
2021                     </varlistentry>
2022                     <varlistentry>
2023                       <term>DRM_MODE_FLAG_INTERLACE</term>
2024                       <listitem><para>
2025                         Mode is interlaced
2026                       </para></listitem>
2027                     </varlistentry>
2028                     <varlistentry>
2029                       <term>DRM_MODE_FLAG_DBLSCAN</term>
2030                       <listitem><para>
2031                         Mode uses doublescan
2032                       </para></listitem>
2033                     </varlistentry>
2034                     <varlistentry>
2035                       <term>DRM_MODE_FLAG_CSYNC</term>
2036                       <listitem><para>
2037                         Mode uses composite sync
2038                       </para></listitem>
2039                     </varlistentry>
2040                     <varlistentry>
2041                       <term>DRM_MODE_FLAG_PCSYNC</term>
2042                       <listitem><para>
2043                         Composite sync is active high
2044                       </para></listitem>
2045                     </varlistentry>
2046                     <varlistentry>
2047                       <term>DRM_MODE_FLAG_NCSYNC</term>
2048                       <listitem><para>
2049                         Composite sync is active low
2050                       </para></listitem>
2051                     </varlistentry>
2052                     <varlistentry>
2053                       <term>DRM_MODE_FLAG_HSKEW</term>
2054                       <listitem><para>
2055                         hskew provided (not used?)
2056                       </para></listitem>
2057                     </varlistentry>
2058                     <varlistentry>
2059                       <term>DRM_MODE_FLAG_BCAST</term>
2060                       <listitem><para>
2061                         not used?
2062                       </para></listitem>
2063                     </varlistentry>
2064                     <varlistentry>
2065                       <term>DRM_MODE_FLAG_PIXMUX</term>
2066                       <listitem><para>
2067                         not used?
2068                       </para></listitem>
2069                     </varlistentry>
2070                     <varlistentry>
2071                       <term>DRM_MODE_FLAG_DBLCLK</term>
2072                       <listitem><para>
2073                         not used?
2074                       </para></listitem>
2075                     </varlistentry>
2076                     <varlistentry>
2077                       <term>DRM_MODE_FLAG_CLKDIV2</term>
2078                       <listitem><para>
2079                         ?
2080                       </para></listitem>
2081                     </varlistentry>
2082                   </variablelist>
2083                 </para>
2084                 <para>
2085                   Note that modes marked with the INTERLACE or DBLSCAN flags will be
2086                   filtered out by
2087                   <function>drm_helper_probe_single_connector_modes</function> if
2088                   the connector's <structfield>interlace_allowed</structfield> or
2089                   <structfield>doublescan_allowed</structfield> field is set to 0.
2090                 </para>
2091               </listitem>
2092               <listitem>
2093                 <synopsis>char name[DRM_DISPLAY_MODE_LEN];</synopsis>
2094                 <para>
2095                   Mode name. The driver must call
2096                   <function>drm_mode_set_name</function> to fill the mode name from
2097                   <structfield>hdisplay</structfield>,
2098                   <structfield>vdisplay</structfield> and interlace flag after
2099                   filling the corresponding fields.
2100                 </para>
2101               </listitem>
2102             </itemizedlist>
2103           </para>
2104           <para>
2105             The <structfield>vrefresh</structfield> value is computed by
2106             <function>drm_helper_probe_single_connector_modes</function>.
2107           </para>
2108           <para>
2109             When parsing EDID data, <function>drm_add_edid_modes</function> fill the
2110             connector <structfield>display_info</structfield>
2111             <structfield>width_mm</structfield> and
2112             <structfield>height_mm</structfield> fields. When creating modes
2113             manually the <methodname>get_modes</methodname> helper operation must
2114             set the <structfield>display_info</structfield>
2115             <structfield>width_mm</structfield> and
2116             <structfield>height_mm</structfield> fields if they haven't been set
2117             already (for instance at initilization time when a fixed-size panel is
2118             attached to the connector). The mode <structfield>width_mm</structfield>
2119             and <structfield>height_mm</structfield> fields are only used internally
2120             during EDID parsing and should not be set when creating modes manually.
2121           </para>
2122         </listitem>
2123         <listitem>
2124           <synopsis>int (*mode_valid)(struct drm_connector *connector,
2125                   struct drm_display_mode *mode);</synopsis>
2126           <para>
2127             Verify whether a mode is valid for the connector. Return MODE_OK for
2128             supported modes and one of the enum drm_mode_status values (MODE_*)
2129             for unsupported modes. This operation is mandatory.
2130           </para>
2131           <para>
2132             As the mode rejection reason is currently not used beside for
2133             immediately removing the unsupported mode, an implementation can
2134             return MODE_BAD regardless of the exact reason why the mode is not
2135             valid.
2136           </para>
2137           <note><para>
2138             Note that the <methodname>mode_valid</methodname> helper operation is
2139             only called for modes detected by the device, and
2140             <emphasis>not</emphasis> for modes set by the user through the CRTC
2141             <methodname>set_config</methodname> operation.
2142           </para></note>
2143         </listitem>
2144       </itemizedlist>
2145     </sect2>
2146     <sect2>
2147       <title>Modeset Helper Functions Reference</title>
2148 !Edrivers/gpu/drm/drm_crtc_helper.c
2149     </sect2>
2150     <sect2>
2151       <title>fbdev Helper Functions Reference</title>
2152 !Pdrivers/gpu/drm/drm_fb_helper.c fbdev helpers
2153 !Edrivers/gpu/drm/drm_fb_helper.c
2154 !Iinclude/drm/drm_fb_helper.h
2155     </sect2>
2156     <sect2>
2157       <title>Display Port Helper Functions Reference</title>
2158 !Pdrivers/gpu/drm/drm_dp_helper.c dp helpers
2159 !Iinclude/drm/drm_dp_helper.h
2160 !Edrivers/gpu/drm/drm_dp_helper.c
2161     </sect2>
2162     <sect2>
2163       <title>EDID Helper Functions Reference</title>
2164 !Edrivers/gpu/drm/drm_edid.c
2165     </sect2>
2166   </sect1>
2167
2168   <!-- Internals: vertical blanking -->
2169
2170   <sect1 id="drm-vertical-blank">
2171     <title>Vertical Blanking</title>
2172     <para>
2173       Vertical blanking plays a major role in graphics rendering. To achieve
2174       tear-free display, users must synchronize page flips and/or rendering to
2175       vertical blanking. The DRM API offers ioctls to perform page flips
2176       synchronized to vertical blanking and wait for vertical blanking.
2177     </para>
2178     <para>
2179       The DRM core handles most of the vertical blanking management logic, which
2180       involves filtering out spurious interrupts, keeping race-free blanking
2181       counters, coping with counter wrap-around and resets and keeping use
2182       counts. It relies on the driver to generate vertical blanking interrupts
2183       and optionally provide a hardware vertical blanking counter. Drivers must
2184       implement the following operations.
2185     </para>
2186     <itemizedlist>
2187       <listitem>
2188         <synopsis>int (*enable_vblank) (struct drm_device *dev, int crtc);
2189 void (*disable_vblank) (struct drm_device *dev, int crtc);</synopsis>
2190         <para>
2191           Enable or disable vertical blanking interrupts for the given CRTC.
2192         </para>
2193       </listitem>
2194       <listitem>
2195         <synopsis>u32 (*get_vblank_counter) (struct drm_device *dev, int crtc);</synopsis>
2196         <para>
2197           Retrieve the value of the vertical blanking counter for the given
2198           CRTC. If the hardware maintains a vertical blanking counter its value
2199           should be returned. Otherwise drivers can use the
2200           <function>drm_vblank_count</function> helper function to handle this
2201           operation.
2202         </para>
2203       </listitem>
2204     </itemizedlist>
2205     <para>
2206       Drivers must initialize the vertical blanking handling core with a call to
2207       <function>drm_vblank_init</function> in their
2208       <methodname>load</methodname> operation. The function will set the struct
2209       <structname>drm_device</structname>
2210       <structfield>vblank_disable_allowed</structfield> field to 0. This will
2211       keep vertical blanking interrupts enabled permanently until the first mode
2212       set operation, where <structfield>vblank_disable_allowed</structfield> is
2213       set to 1. The reason behind this is not clear. Drivers can set the field
2214       to 1 after <function>calling drm_vblank_init</function> to make vertical
2215       blanking interrupts dynamically managed from the beginning.
2216     </para>
2217     <para>
2218       Vertical blanking interrupts can be enabled by the DRM core or by drivers
2219       themselves (for instance to handle page flipping operations). The DRM core
2220       maintains a vertical blanking use count to ensure that the interrupts are
2221       not disabled while a user still needs them. To increment the use count,
2222       drivers call <function>drm_vblank_get</function>. Upon return vertical
2223       blanking interrupts are guaranteed to be enabled.
2224     </para>
2225     <para>
2226       To decrement the use count drivers call
2227       <function>drm_vblank_put</function>. Only when the use count drops to zero
2228       will the DRM core disable the vertical blanking interrupts after a delay
2229       by scheduling a timer. The delay is accessible through the vblankoffdelay
2230       module parameter or the <varname>drm_vblank_offdelay</varname> global
2231       variable and expressed in milliseconds. Its default value is 5000 ms.
2232     </para>
2233     <para>
2234       When a vertical blanking interrupt occurs drivers only need to call the
2235       <function>drm_handle_vblank</function> function to account for the
2236       interrupt.
2237     </para>
2238     <para>
2239       Resources allocated by <function>drm_vblank_init</function> must be freed
2240       with a call to <function>drm_vblank_cleanup</function> in the driver
2241       <methodname>unload</methodname> operation handler.
2242     </para>
2243   </sect1>
2244
2245   <!-- Internals: open/close, file operations and ioctls -->
2246
2247   <sect1>
2248     <title>Open/Close, File Operations and IOCTLs</title>
2249     <sect2>
2250       <title>Open and Close</title>
2251       <synopsis>int (*firstopen) (struct drm_device *);
2252 void (*lastclose) (struct drm_device *);
2253 int (*open) (struct drm_device *, struct drm_file *);
2254 void (*preclose) (struct drm_device *, struct drm_file *);
2255 void (*postclose) (struct drm_device *, struct drm_file *);</synopsis>
2256       <abstract>Open and close handlers. None of those methods are mandatory.
2257       </abstract>
2258       <para>
2259         The <methodname>firstopen</methodname> method is called by the DRM core
2260         when an application opens a device that has no other opened file handle.
2261         Similarly the <methodname>lastclose</methodname> method is called when
2262         the last application holding a file handle opened on the device closes
2263         it. Both methods are mostly used for UMS (User Mode Setting) drivers to
2264         acquire and release device resources which should be done in the
2265         <methodname>load</methodname> and <methodname>unload</methodname>
2266         methods for KMS drivers.
2267       </para>
2268       <para>
2269         Note that the <methodname>lastclose</methodname> method is also called
2270         at module unload time or, for hot-pluggable devices, when the device is
2271         unplugged. The <methodname>firstopen</methodname> and
2272         <methodname>lastclose</methodname> calls can thus be unbalanced.
2273       </para>
2274       <para>
2275         The <methodname>open</methodname> method is called every time the device
2276         is opened by an application. Drivers can allocate per-file private data
2277         in this method and store them in the struct
2278         <structname>drm_file</structname> <structfield>driver_priv</structfield>
2279         field. Note that the <methodname>open</methodname> method is called
2280         before <methodname>firstopen</methodname>.
2281       </para>
2282       <para>
2283         The close operation is split into <methodname>preclose</methodname> and
2284         <methodname>postclose</methodname> methods. Drivers must stop and
2285         cleanup all per-file operations in the <methodname>preclose</methodname>
2286         method. For instance pending vertical blanking and page flip events must
2287         be cancelled. No per-file operation is allowed on the file handle after
2288         returning from the <methodname>preclose</methodname> method.
2289       </para>
2290       <para>
2291         Finally the <methodname>postclose</methodname> method is called as the
2292         last step of the close operation, right before calling the
2293         <methodname>lastclose</methodname> method if no other open file handle
2294         exists for the device. Drivers that have allocated per-file private data
2295         in the <methodname>open</methodname> method should free it here.
2296       </para>
2297       <para>
2298         The <methodname>lastclose</methodname> method should restore CRTC and
2299         plane properties to default value, so that a subsequent open of the
2300         device will not inherit state from the previous user.
2301       </para>
2302     </sect2>
2303     <sect2>
2304       <title>File Operations</title>
2305       <synopsis>const struct file_operations *fops</synopsis>
2306       <abstract>File operations for the DRM device node.</abstract>
2307       <para>
2308         Drivers must define the file operations structure that forms the DRM
2309         userspace API entry point, even though most of those operations are
2310         implemented in the DRM core. The <methodname>open</methodname>,
2311         <methodname>release</methodname> and <methodname>ioctl</methodname>
2312         operations are handled by
2313         <programlisting>
2314         .owner = THIS_MODULE,
2315         .open = drm_open,
2316         .release = drm_release,
2317         .unlocked_ioctl = drm_ioctl,
2318   #ifdef CONFIG_COMPAT
2319         .compat_ioctl = drm_compat_ioctl,
2320   #endif
2321         </programlisting>
2322       </para>
2323       <para>
2324         Drivers that implement private ioctls that requires 32/64bit
2325         compatibility support must provide their own
2326         <methodname>compat_ioctl</methodname> handler that processes private
2327         ioctls and calls <function>drm_compat_ioctl</function> for core ioctls.
2328       </para>
2329       <para>
2330         The <methodname>read</methodname> and <methodname>poll</methodname>
2331         operations provide support for reading DRM events and polling them. They
2332         are implemented by
2333         <programlisting>
2334         .poll = drm_poll,
2335         .read = drm_read,
2336         .fasync = drm_fasync,
2337         .llseek = no_llseek,
2338         </programlisting>
2339       </para>
2340       <para>
2341         The memory mapping implementation varies depending on how the driver
2342         manages memory. Pre-GEM drivers will use <function>drm_mmap</function>,
2343         while GEM-aware drivers will use <function>drm_gem_mmap</function>. See
2344         <xref linkend="drm-gem"/>.
2345         <programlisting>
2346         .mmap = drm_gem_mmap,
2347         </programlisting>
2348       </para>
2349       <para>
2350         No other file operation is supported by the DRM API.
2351       </para>
2352     </sect2>
2353     <sect2>
2354       <title>IOCTLs</title>
2355       <synopsis>struct drm_ioctl_desc *ioctls;
2356 int num_ioctls;</synopsis>
2357       <abstract>Driver-specific ioctls descriptors table.</abstract>
2358       <para>
2359         Driver-specific ioctls numbers start at DRM_COMMAND_BASE. The ioctls
2360         descriptors table is indexed by the ioctl number offset from the base
2361         value. Drivers can use the DRM_IOCTL_DEF_DRV() macro to initialize the
2362         table entries.
2363       </para>
2364       <para>
2365         <programlisting>DRM_IOCTL_DEF_DRV(ioctl, func, flags)</programlisting>
2366         <para>
2367           <parameter>ioctl</parameter> is the ioctl name. Drivers must define
2368           the DRM_##ioctl and DRM_IOCTL_##ioctl macros to the ioctl number
2369           offset from DRM_COMMAND_BASE and the ioctl number respectively. The
2370           first macro is private to the device while the second must be exposed
2371           to userspace in a public header.
2372         </para>
2373         <para>
2374           <parameter>func</parameter> is a pointer to the ioctl handler function
2375           compatible with the <type>drm_ioctl_t</type> type.
2376           <programlisting>typedef int drm_ioctl_t(struct drm_device *dev, void *data,
2377                 struct drm_file *file_priv);</programlisting>
2378         </para>
2379         <para>
2380           <parameter>flags</parameter> is a bitmask combination of the following
2381           values. It restricts how the ioctl is allowed to be called.
2382           <itemizedlist>
2383             <listitem><para>
2384               DRM_AUTH - Only authenticated callers allowed
2385             </para></listitem>
2386             <listitem><para>
2387               DRM_MASTER - The ioctl can only be called on the master file
2388               handle
2389             </para></listitem>
2390             <listitem><para>
2391               DRM_ROOT_ONLY - Only callers with the SYSADMIN capability allowed
2392             </para></listitem>
2393             <listitem><para>
2394               DRM_CONTROL_ALLOW - The ioctl can only be called on a control
2395               device
2396             </para></listitem>
2397             <listitem><para>
2398               DRM_UNLOCKED - The ioctl handler will be called without locking
2399               the DRM global mutex
2400             </para></listitem>
2401           </itemizedlist>
2402         </para>
2403       </para>
2404     </sect2>
2405   </sect1>
2406
2407   <sect1>
2408     <title>Command submission &amp; fencing</title>
2409     <para>
2410       This should cover a few device-specific command submission
2411       implementations.
2412     </para>
2413   </sect1>
2414
2415   <!-- Internals: suspend/resume -->
2416
2417   <sect1>
2418     <title>Suspend/Resume</title>
2419     <para>
2420       The DRM core provides some suspend/resume code, but drivers wanting full
2421       suspend/resume support should provide save() and restore() functions.
2422       These are called at suspend, hibernate, or resume time, and should perform
2423       any state save or restore required by your device across suspend or
2424       hibernate states.
2425     </para>
2426     <synopsis>int (*suspend) (struct drm_device *, pm_message_t state);
2427 int (*resume) (struct drm_device *);</synopsis>
2428     <para>
2429       Those are legacy suspend and resume methods. New driver should use the
2430       power management interface provided by their bus type (usually through
2431       the struct <structname>device_driver</structname> dev_pm_ops) and set
2432       these methods to NULL.
2433     </para>
2434   </sect1>
2435
2436   <sect1>
2437     <title>DMA services</title>
2438     <para>
2439       This should cover how DMA mapping etc. is supported by the core.
2440       These functions are deprecated and should not be used.
2441     </para>
2442   </sect1>
2443   </chapter>
2444
2445 <!-- TODO
2446
2447 - Add a glossary
2448 - Document the struct_mutex catch-all lock
2449 - Document connector properties
2450
2451 - Why is the load method optional?
2452 - What are drivers supposed to set the initial display state to, and how?
2453   Connector's DPMS states are not initialized and are thus equal to
2454   DRM_MODE_DPMS_ON. The fbcon compatibility layer calls
2455   drm_helper_disable_unused_functions(), which disables unused encoders and
2456   CRTCs, but doesn't touch the connectors' DPMS state, and
2457   drm_helper_connector_dpms() in reaction to fbdev blanking events. Do drivers
2458   that don't implement (or just don't use) fbcon compatibility need to call
2459   those functions themselves?
2460 - KMS drivers must call drm_vblank_pre_modeset() and drm_vblank_post_modeset()
2461   around mode setting. Should this be done in the DRM core?
2462 - vblank_disable_allowed is set to 1 in the first drm_vblank_post_modeset()
2463   call and never set back to 0. It seems to be safe to permanently set it to 1
2464   in drm_vblank_init() for KMS driver, and it might be safe for UMS drivers as
2465   well. This should be investigated.
2466 - crtc and connector .save and .restore operations are only used internally in
2467   drivers, should they be removed from the core?
2468 - encoder mid-layer .save and .restore operations are only used internally in
2469   drivers, should they be removed from the core?
2470 - encoder mid-layer .detect operation is only used internally in drivers,
2471   should it be removed from the core?
2472 -->
2473
2474   <!-- External interfaces -->
2475
2476   <chapter id="drmExternals">
2477     <title>Userland interfaces</title>
2478     <para>
2479       The DRM core exports several interfaces to applications,
2480       generally intended to be used through corresponding libdrm
2481       wrapper functions.  In addition, drivers export device-specific
2482       interfaces for use by userspace drivers &amp; device-aware
2483       applications through ioctls and sysfs files.
2484     </para>
2485     <para>
2486       External interfaces include: memory mapping, context management,
2487       DMA operations, AGP management, vblank control, fence
2488       management, memory management, and output management.
2489     </para>
2490     <para>
2491       Cover generic ioctls and sysfs layout here.  We only need high-level
2492       info, since man pages should cover the rest.
2493     </para>
2494
2495   <!-- External: vblank handling -->
2496
2497     <sect1>
2498       <title>VBlank event handling</title>
2499       <para>
2500         The DRM core exposes two vertical blank related ioctls:
2501         <variablelist>
2502           <varlistentry>
2503             <term>DRM_IOCTL_WAIT_VBLANK</term>
2504             <listitem>
2505               <para>
2506                 This takes a struct drm_wait_vblank structure as its argument,
2507                 and it is used to block or request a signal when a specified
2508                 vblank event occurs.
2509               </para>
2510             </listitem>
2511           </varlistentry>
2512           <varlistentry>
2513             <term>DRM_IOCTL_MODESET_CTL</term>
2514             <listitem>
2515               <para>
2516                 This should be called by application level drivers before and
2517                 after mode setting, since on many devices the vertical blank
2518                 counter is reset at that time.  Internally, the DRM snapshots
2519                 the last vblank count when the ioctl is called with the
2520                 _DRM_PRE_MODESET command, so that the counter won't go backwards
2521                 (which is dealt with when _DRM_POST_MODESET is used).
2522               </para>
2523             </listitem>
2524           </varlistentry>
2525         </variablelist>
2526 <!--!Edrivers/char/drm/drm_irq.c-->
2527       </para>
2528     </sect1>
2529
2530   </chapter>
2531
2532   <!-- API reference -->
2533
2534   <appendix id="drmDriverApi">
2535     <title>DRM Driver API</title>
2536     <para>
2537       Include auto-generated API reference here (need to reference it
2538       from paragraphs above too).
2539     </para>
2540   </appendix>
2541
2542 </book>