drmdisplaycompositor.cpp

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2015 The Android Open Source Project
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #define ATRACE_TAG ATRACE_TAG_GRAPHICS
  18 #define LOG_TAG "hwc-drm-display-compositor"
  19
  20 #include "drmdisplaycompositor.h"
  21
  22 #include <pthread.h>
  23 #include <sched.h>
  24 #include <stdlib.h>
  25 #include <time.h>
  26 #include <sstream>
  27 #include <vector>
  28
  29 #include <cutils/log.h>
  30 #include <drm/drm_mode.h>
  31 #include <sync/sync.h>
  32 #include <utils/Trace.h>
  33
  34 #include "autolock.h"
  35 #include "drmcrtc.h"
  36 #include "drmplane.h"
  37 #include "drmresources.h"
  38 #include "glworker.h"
  39
  40 #define DRM_DISPLAY_COMPOSITOR_MAX_QUEUE_DEPTH 2
  41
  42 namespace android {
  43
  44 void SquashState::Init(DrmHwcLayer *layers, size_t num_layers) {
  45   generation_number_++;
  46   valid_history_ = 0;
  47   regions_.clear();
  48   last_handles_.clear();
  49
  50   std::vector<DrmHwcRect<int>> in_rects;
  51   for (size_t i = 0; i < num_layers; i++) {
  52     DrmHwcLayer *layer = &layers[i];
  53     in_rects.emplace_back(layer->display_frame);
  54     last_handles_.push_back(layer->sf_handle);
  55   }
  56
  57   std::vector<separate_rects::RectSet<uint64_t, int>> out_regions;
  58   separate_rects::separate_rects_64(in_rects, &out_regions);
  59
  60   for (const separate_rects::RectSet<uint64_t, int> &out_region : out_regions) {
  61     regions_.emplace_back();
  62     Region &region = regions_.back();
  63     region.rect = out_region.rect;
  64     region.layer_refs = out_region.id_set.getBits();
  65   }
  66 }
  67
  68 void SquashState::GenerateHistory(DrmHwcLayer *layers, size_t num_layers,
  69                                   std::vector<bool> &changed_regions) const {
  70   changed_regions.resize(regions_.size());
  71   if (num_layers != last_handles_.size()) {
  72     ALOGE("SquashState::GenerateHistory expected %zu layers but got %zu layers",
  73           last_handles_.size(), num_layers);
  74     return;
  75   }
  76   std::bitset<kMaxLayers> changed_layers;
  77   for (size_t i = 0; i < last_handles_.size(); i++) {
  78     DrmHwcLayer *layer = &layers[i];
  79     // Protected layers can't be squashed so we treat them as constantly
  80     // changing.
  81     if (layer->protected_usage() || last_handles_[i] != layer->sf_handle)
  82       changed_layers.set(i);
  83   }
  84
  85   for (size_t i = 0; i < regions_.size(); i++) {
  86     changed_regions[i] = (regions_[i].layer_refs & changed_layers).any();
  87   }
  88 }
  89
  90 void SquashState::StableRegionsWithMarginalHistory(
  91     const std::vector<bool> &changed_regions,
  92     std::vector<bool> &stable_regions) const {
  93   stable_regions.resize(regions_.size());
  94   for (size_t i = 0; i < regions_.size(); i++) {
  95     stable_regions[i] = !changed_regions[i] && is_stable(i);
  96   }
  97 }
  98
  99 void SquashState::RecordHistory(DrmHwcLayer *layers, size_t num_layers,
 100                                 const std::vector<bool> &changed_regions) {
 101   if (num_layers != last_handles_.size()) {
 102     ALOGE("SquashState::RecordHistory expected %zu layers but got %zu layers",
 103           last_handles_.size(), num_layers);
 104     return;
 105   }
 106   if (changed_regions.size() != regions_.size()) {
 107     ALOGE("SquashState::RecordHistory expected %zu regions but got %zu regions",
 108           regions_.size(), changed_regions.size());
 109     return;
 110   }
 111
 112   for (size_t i = 0; i < last_handles_.size(); i++) {
 113     DrmHwcLayer *layer = &layers[i];
 114     last_handles_[i] = layer->sf_handle;
 115   }
 116
 117   for (size_t i = 0; i < regions_.size(); i++) {
 118     regions_[i].change_history <<= 1;
 119     regions_[i].change_history.set(/* LSB */ 0, changed_regions[i]);
 120   }
 121
 122   valid_history_++;
 123 }
 124
 125 bool SquashState::RecordAndCompareSquashed(
 126     const std::vector<bool> &squashed_regions) {
 127   if (squashed_regions.size() != regions_.size()) {
 128     ALOGE(
 129         "SquashState::RecordAndCompareSquashed expected %zu regions but got "
 130         "%zu regions",
 131         regions_.size(), squashed_regions.size());
 132     return false;
 133   }
 134   bool changed = false;
 135   for (size_t i = 0; i < regions_.size(); i++) {
 136     if (regions_[i].squashed != squashed_regions[i]) {
 137       regions_[i].squashed = squashed_regions[i];
 138       changed = true;
 139     }
 140   }
 141   return changed;
 142 }
 143
 144 void SquashState::Dump(std::ostringstream *out) const {
 145   *out << "----SquashState generation=" << generation_number_
 146        << " history=" << valid_history_ << "\n"
 147        << "    Regions: count=" << regions_.size() << "\n";
 148   for (size_t i = 0; i < regions_.size(); i++) {
 149     const Region &region = regions_[i];
 150     *out << "      [" << i << "]"
 151          << " history=" << region.change_history << " rect";
 152     region.rect.Dump(out);
 153     *out << " layers=(";
 154     bool first = true;
 155     for (size_t layer_index = 0; layer_index < kMaxLayers; layer_index++) {
 156       if ((region.layer_refs &
 157            std::bitset<kMaxLayers>((size_t)1 << layer_index))
 158               .any()) {
 159         if (!first)
 160           *out << " ";
 161         first = false;
 162         *out << layer_index;
 163       }
 164     }
 165     *out << ")";
 166     if (region.squashed)
 167       *out << " squashed";
 168     *out << "\n";
 169   }
 170 }
 171
 172 static bool UsesSquash(const std::vector<DrmCompositionPlane> &comp_planes) {
 173   return std::any_of(comp_planes.begin(), comp_planes.end(),
 174                      [](const DrmCompositionPlane &plane) {
 175     return plane.type == DrmCompositionPlaneType::kSquash;
 176   });
 177 }
 178
 179 DrmDisplayCompositor::FrameWorker::FrameWorker(DrmDisplayCompositor *compositor)
 180     : Worker("frame-worker", HAL_PRIORITY_URGENT_DISPLAY),
 181       compositor_(compositor) {
 182 }
 183
 184 DrmDisplayCompositor::FrameWorker::~FrameWorker() {
 185 }
 186
 187 int DrmDisplayCompositor::FrameWorker::Init() {
 188   return InitWorker();
 189 }
 190
 191 void DrmDisplayCompositor::FrameWorker::QueueFrame(
 192     std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition, int status) {
 193   Lock();
 194   FrameState frame;
 195   frame.composition = std::move(composition);
 196   frame.status = status;
 197   frame_queue_.push(std::move(frame));
 198   SignalLocked();
 199   Unlock();
 200 }
 201
 202 void DrmDisplayCompositor::FrameWorker::Routine() {
 203   int ret = Lock();
 204   if (ret) {
 205     ALOGE("Failed to lock worker, %d", ret);
 206     return;
 207   }
 208
 209   int wait_ret = 0;
 210   if (frame_queue_.empty()) {
 211     wait_ret = WaitForSignalOrExitLocked();
 212   }
 213
 214   FrameState frame;
 215   if (!frame_queue_.empty()) {
 216     frame = std::move(frame_queue_.front());
 217     frame_queue_.pop();
 218   }
 219
 220   ret = Unlock();
 221   if (ret) {
 222     ALOGE("Failed to unlock worker, %d", ret);
 223     return;
 224   }
 225
 226   if (wait_ret == -EINTR) {
 227     return;
 228   } else if (wait_ret) {
 229     ALOGE("Failed to wait for signal, %d", wait_ret);
 230     return;
 231   }
 232
 233   compositor_->ApplyFrame(std::move(frame.composition), frame.status);
 234 }
 235
 236 DrmDisplayCompositor::DrmDisplayCompositor()
 237     : drm_(NULL),
 238       display_(-1),
 239       worker_(this),
 240       frame_worker_(this),
 241       initialized_(false),
 242       active_(false),
 243       use_hw_overlays_(true),
 244       framebuffer_index_(0),
 245       squash_framebuffer_index_(0),
 246       dump_frames_composited_(0),
 247       dump_last_timestamp_ns_(0) {
 248   struct timespec ts;
 249   if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts))
 250     return;
 251   dump_last_timestamp_ns_ = ts.tv_sec * 1000 * 1000 * 1000 + ts.tv_nsec;
 252 }
 253
 254 DrmDisplayCompositor::~DrmDisplayCompositor() {
 255   if (!initialized_)
 256     return;
 257
 258   worker_.Exit();
 259   frame_worker_.Exit();
 260
 261   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 262   if (ret)
 263     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 264
 265   if (mode_.blob_id)
 266     drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.blob_id);
 267   if (mode_.old_blob_id)
 268     drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.old_blob_id);
 269
 270   while (!composite_queue_.empty()) {
 271     composite_queue_.front().reset();
 272     composite_queue_.pop();
 273   }
 274   active_composition_.reset();
 275
 276   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 277   if (ret)
 278     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 279
 280   pthread_mutex_destroy(&lock_);
 281 }
 282
 283 int DrmDisplayCompositor::Init(DrmResources *drm, int display) {
 284   drm_ = drm;
 285   display_ = display;
 286
 287   int ret = pthread_mutex_init(&lock_, NULL);
 288   if (ret) {
 289     ALOGE("Failed to initialize drm compositor lock %d\n", ret);
 290     return ret;
 291   }
 292   ret = worker_.Init();
 293   if (ret) {
 294     pthread_mutex_destroy(&lock_);
 295     ALOGE("Failed to initialize compositor worker %d\n", ret);
 296     return ret;
 297   }
 298   ret = frame_worker_.Init();
 299   if (ret) {
 300     pthread_mutex_destroy(&lock_);
 301     ALOGE("Failed to initialize frame worker %d\n", ret);
 302     return ret;
 303   }
 304
 305   initialized_ = true;
 306   return 0;
 307 }
 308
 309 std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> DrmDisplayCompositor::CreateComposition()
 310     const {
 311   return std::unique_ptr<DrmDisplayComposition>(new DrmDisplayComposition());
 312 }
 313
 314 int DrmDisplayCompositor::QueueComposition(
 315     std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition) {
 316   switch (composition->type()) {
 317     case DRM_COMPOSITION_TYPE_FRAME:
 318       if (!active_)
 319         return -ENODEV;
 320       break;
 321     case DRM_COMPOSITION_TYPE_DPMS:
 322       /*
 323        * Update the state as soon as we get it so we can start/stop queuing
 324        * frames asap.
 325        */
 326       active_ = (composition->dpms_mode() == DRM_MODE_DPMS_ON);
 327       break;
 328     case DRM_COMPOSITION_TYPE_MODESET:
 329       break;
 330     case DRM_COMPOSITION_TYPE_EMPTY:
 331       return 0;
 332     default:
 333       ALOGE("Unknown composition type %d/%d", composition->type(), display_);
 334       return -ENOENT;
 335   }
 336
 337   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 338   if (ret) {
 339     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 340     return ret;
 341   }
 342
 343   // Block the queue if it gets too large. Otherwise, SurfaceFlinger will start
 344   // to eat our buffer handles when we get about 1 second behind.
 345   while (composite_queue_.size() >= DRM_DISPLAY_COMPOSITOR_MAX_QUEUE_DEPTH) {
 346     pthread_mutex_unlock(&lock_);
 347     sched_yield();
 348     pthread_mutex_lock(&lock_);
 349   }
 350
 351   composite_queue_.push(std::move(composition));
 352
 353   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 354   if (ret) {
 355     ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 356     return ret;
 357   }
 358
 359   worker_.Signal();
 360   return 0;
 361 }
 362
 363 std::tuple<uint32_t, uint32_t, int>
 364 DrmDisplayCompositor::GetActiveModeResolution() {
 365   DrmConnector *connector = drm_->GetConnectorForDisplay(display_);
 366   if (connector == NULL) {
 367     ALOGE("Failed to determine display mode: no connector for display %d",
 368           display_);
 369     return std::make_tuple(0, 0, -ENODEV);
 370   }
 371
 372   const DrmMode &mode = connector->active_mode();
 373   return std::make_tuple(mode.h_display(), mode.v_display(), 0);
 374 }
 375
 376 int DrmDisplayCompositor::PrepareFramebuffer(
 377     DrmFramebuffer &fb, DrmDisplayComposition *display_comp) {
 378   int ret = fb.WaitReleased(-1);
 379   if (ret) {
 380     ALOGE("Failed to wait for framebuffer release %d", ret);
 381     return ret;
 382   }
 383   uint32_t width, height;
 384   std::tie(width, height, ret) = GetActiveModeResolution();
 385   if (ret) {
 386     ALOGE(
 387         "Failed to allocate framebuffer because the display resolution could "
 388         "not be determined %d",
 389         ret);
 390     return ret;
 391   }
 392
 393   fb.set_release_fence_fd(-1);
 394   if (!fb.Allocate(width, height)) {
 395     ALOGE("Failed to allocate framebuffer with size %dx%d", width, height);
 396     return -ENOMEM;
 397   }
 398
 399   display_comp->layers().emplace_back();
 400   DrmHwcLayer &pre_comp_layer = display_comp->layers().back();
 401   pre_comp_layer.sf_handle = fb.buffer()->handle;
 402   pre_comp_layer.blending = DrmHwcBlending::kPreMult;
 403   pre_comp_layer.source_crop = DrmHwcRect<float>(0, 0, width, height);
 404   pre_comp_layer.display_frame = DrmHwcRect<int>(0, 0, width, height);
 405   ret = pre_comp_layer.buffer.ImportBuffer(fb.buffer()->handle,
 406                                            display_comp->importer());
 407   if (ret) {
 408     ALOGE("Failed to import framebuffer for display %d", ret);
 409     return ret;
 410   }
 411
 412   return ret;
 413 }
 414
 415 int DrmDisplayCompositor::ApplySquash(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 416   int ret = 0;
 417
 418   DrmFramebuffer &fb = squash_framebuffers_[squash_framebuffer_index_];
 419   ret = PrepareFramebuffer(fb, display_comp);
 420   if (ret) {
 421     ALOGE("Failed to prepare framebuffer for squash %d", ret);
 422     return ret;
 423   }
 424
 425   std::vector<DrmCompositionRegion> &regions = display_comp->squash_regions();
 426   ret = pre_compositor_->Composite(display_comp->layers().data(),
 427                                    regions.data(), regions.size(), fb.buffer());
 428   pre_compositor_->Finish();
 429
 430   if (ret) {
 431     ALOGE("Failed to squash layers");
 432     return ret;
 433   }
 434
 435   ret = display_comp->CreateNextTimelineFence();
 436   if (ret <= 0) {
 437     ALOGE("Failed to create squash framebuffer release fence %d", ret);
 438     return ret;
 439   }
 440
 441   fb.set_release_fence_fd(ret);
 442   display_comp->SignalSquashDone();
 443
 444   return 0;
 445 }
 446
 447 int DrmDisplayCompositor::ApplyPreComposite(
 448     DrmDisplayComposition *display_comp) {
 449   int ret = 0;
 450
 451   DrmFramebuffer &fb = framebuffers_[framebuffer_index_];
 452   ret = PrepareFramebuffer(fb, display_comp);
 453   if (ret) {
 454     ALOGE("Failed to prepare framebuffer for pre-composite %d", ret);
 455     return ret;
 456   }
 457
 458   std::vector<DrmCompositionRegion> &regions = display_comp->pre_comp_regions();
 459   ret = pre_compositor_->Composite(display_comp->layers().data(),
 460                                    regions.data(), regions.size(), fb.buffer());
 461   pre_compositor_->Finish();
 462
 463   if (ret) {
 464     ALOGE("Failed to pre-composite layers");
 465     return ret;
 466   }
 467
 468   ret = display_comp->CreateNextTimelineFence();
 469   if (ret <= 0) {
 470     ALOGE("Failed to create pre-composite framebuffer release fence %d", ret);
 471     return ret;
 472   }
 473
 474   fb.set_release_fence_fd(ret);
 475   display_comp->SignalPreCompDone();
 476
 477   return 0;
 478 }
 479
 480 int DrmDisplayCompositor::DisablePlanes(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 481   drmModeAtomicReqPtr pset = drmModeAtomicAlloc();
 482   if (!pset) {
 483     ALOGE("Failed to allocate property set");
 484     return -ENOMEM;
 485   }
 486
 487   int ret;
 488   std::vector<DrmCompositionPlane> &comp_planes =
 489       display_comp->composition_planes();
 490   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : comp_planes) {
 491     DrmPlane *plane = comp_plane.plane;
 492     ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 493                                    plane->crtc_property().id(), 0) < 0 ||
 494           drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(), plane->fb_property().id(),
 495                                    0) < 0;
 496     if (ret) {
 497       ALOGE("Failed to add plane %d disable to pset", plane->id());
 498       drmModeAtomicFree(pset);
 499       return ret;
 500     }
 501   }
 502
 503   ret = drmModeAtomicCommit(drm_->fd(), pset, 0, drm_);
 504   if (ret) {
 505     ALOGE("Failed to commit pset ret=%d\n", ret);
 506     drmModeAtomicFree(pset);
 507     return ret;
 508   }
 509
 510   drmModeAtomicFree(pset);
 511   return 0;
 512 }
 513
 514 int DrmDisplayCompositor::PrepareFrame(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 515   int ret = 0;
 516
 517   std::vector<DrmHwcLayer> &layers = display_comp->layers();
 518   std::vector<DrmCompositionPlane> &comp_planes =
 519       display_comp->composition_planes();
 520   std::vector<DrmCompositionRegion> &squash_regions =
 521       display_comp->squash_regions();
 522   std::vector<DrmCompositionRegion> &pre_comp_regions =
 523       display_comp->pre_comp_regions();
 524
 525   int squash_layer_index = -1;
 526   if (squash_regions.size() > 0) {
 527     squash_framebuffer_index_ = (squash_framebuffer_index_ + 1) % 2;
 528     ret = ApplySquash(display_comp);
 529     if (ret)
 530       return ret;
 531
 532     squash_layer_index = layers.size() - 1;
 533   } else {
 534     if (UsesSquash(comp_planes)) {
 535       DrmFramebuffer &fb = squash_framebuffers_[squash_framebuffer_index_];
 536       layers.emplace_back();
 537       squash_layer_index = layers.size() - 1;
 538       DrmHwcLayer &squash_layer = layers.back();
 539       ret = squash_layer.buffer.ImportBuffer(fb.buffer()->handle,
 540                                              display_comp->importer());
 541       if (ret) {
 542         ALOGE("Failed to import old squashed framebuffer %d", ret);
 543         return ret;
 544       }
 545       squash_layer.sf_handle = fb.buffer()->handle;
 546       squash_layer.blending = DrmHwcBlending::kPreMult;
 547       squash_layer.source_crop = DrmHwcRect<float>(
 548           0, 0, squash_layer.buffer->width, squash_layer.buffer->height);
 549       squash_layer.display_frame = DrmHwcRect<int>(
 550           0, 0, squash_layer.buffer->width, squash_layer.buffer->height);
 551       ret = display_comp->CreateNextTimelineFence();
 552
 553       if (ret <= 0) {
 554         ALOGE("Failed to create squash framebuffer release fence %d", ret);
 555         return ret;
 556       }
 557
 558       fb.set_release_fence_fd(ret);
 559       ret = 0;
 560     }
 561   }
 562
 563   bool do_pre_comp = pre_comp_regions.size() > 0;
 564   int pre_comp_layer_index = -1;
 565   if (do_pre_comp) {
 566     ret = ApplyPreComposite(display_comp);
 567     if (ret)
 568       return ret;
 569
 570     pre_comp_layer_index = layers.size() - 1;
 571     framebuffer_index_ = (framebuffer_index_ + 1) % DRM_DISPLAY_BUFFERS;
 572   }
 573
 574   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : comp_planes) {
 575     switch (comp_plane.type) {
 576       case DrmCompositionPlaneType::kSquash:
 577         comp_plane.source_layer = squash_layer_index;
 578         break;
 579       case DrmCompositionPlaneType::kPrecomp:
 580         if (!do_pre_comp) {
 581           ALOGE(
 582               "Can not use pre composite framebuffer with no pre composite "
 583               "regions");
 584           return -EINVAL;
 585         }
 586         comp_plane.source_layer = pre_comp_layer_index;
 587         break;
 588       default:
 589         break;
 590     }
 591   }
 592
 593   return ret;
 594 }
 595
 596 int DrmDisplayCompositor::CommitFrame(DrmDisplayComposition *display_comp,
 597                                       bool test_only) {
 598   ATRACE_CALL();
 599
 600   int ret = 0;
 601
 602   std::vector<DrmHwcLayer> &layers = display_comp->layers();
 603   std::vector<DrmCompositionPlane> &comp_planes =
 604       display_comp->composition_planes();
 605   std::vector<DrmCompositionRegion> &pre_comp_regions =
 606       display_comp->pre_comp_regions();
 607
 608   DrmConnector *connector = drm_->GetConnectorForDisplay(display_);
 609   if (!connector) {
 610     ALOGE("Could not locate connector for display %d", display_);
 611     return -ENODEV;
 612   }
 613   DrmCrtc *crtc = drm_->GetCrtcForDisplay(display_);
 614   if (!crtc) {
 615     ALOGE("Could not locate crtc for display %d", display_);
 616     return -ENODEV;
 617   }
 618
 619   drmModeAtomicReqPtr pset = drmModeAtomicAlloc();
 620   if (!pset) {
 621     ALOGE("Failed to allocate property set");
 622     return -ENOMEM;
 623   }
 624
 625   if (mode_.needs_modeset) {
 626     ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, crtc->id(), crtc->mode_property().id(),
 627                                    mode_.blob_id) < 0 ||
 628           drmModeAtomicAddProperty(pset, connector->id(),
 629                                    connector->crtc_id_property().id(),
 630                                    crtc->id()) < 0;
 631     if (ret) {
 632       ALOGE("Failed to add blob %d to pset", mode_.blob_id);
 633       drmModeAtomicFree(pset);
 634       return ret;
 635     }
 636   }
 637
 638   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : comp_planes) {
 639     DrmPlane *plane = comp_plane.plane;
 640     DrmCrtc *crtc = comp_plane.crtc;
 641
 642     int fb_id = -1;
 643     DrmHwcRect<int> display_frame;
 644     DrmHwcRect<float> source_crop;
 645     uint64_t rotation = 0;
 646     uint64_t alpha = 0xFF;
 647
 648     if (comp_plane.type != DrmCompositionPlaneType::kDisable) {
 649       if (comp_plane.source_layer < 0 ||
 650           static_cast<size_t>(comp_plane.source_layer) >= layers.size()) {
 651         ALOGE("Source layer index %d out of bounds %zu type=%d",
 652               comp_plane.source_layer, layers.size(), comp_plane.type);
 653         break;
 654       }
 655       DrmHwcLayer &layer = layers[comp_plane.source_layer];
 656       if (!test_only && layer.acquire_fence.get() >= 0) {
 657         int acquire_fence = layer.acquire_fence.get();
 658         int total_fence_timeout = 0;
 659         for (int i = 0; i < kAcquireWaitTries; ++i) {
 660           int fence_timeout = kAcquireWaitTimeoutMs * (1 << i);
 661           total_fence_timeout += fence_timeout;
 662           ret = sync_wait(acquire_fence, fence_timeout);
 663           if (ret)
 664             ALOGW("Acquire fence %d wait %d failed (%d). Total time %d",
 665                   acquire_fence, i, ret, total_fence_timeout);
 666         }
 667         if (ret) {
 668           ALOGE("Failed to wait for acquire %d/%d", acquire_fence, ret);
 669           break;
 670         }
 671         layer.acquire_fence.Close();
 672       }
 673       if (!layer.buffer) {
 674         ALOGE("Expected a valid framebuffer for pset");
 675         break;
 676       }
 677       fb_id = layer.buffer->fb_id;
 678       display_frame = layer.display_frame;
 679       source_crop = layer.source_crop;
 680       if (layer.blending == DrmHwcBlending::kPreMult)
 681         alpha = layer.alpha;
 682
 683       rotation = 0;
 684       if (layer.transform & DrmHwcTransform::kFlipH)
 685         rotation |= 1 << DRM_REFLECT_X;
 686       if (layer.transform & DrmHwcTransform::kFlipV)
 687         rotation |= 1 << DRM_REFLECT_Y;
 688       if (layer.transform & DrmHwcTransform::kRotate90)
 689         rotation |= 1 << DRM_ROTATE_90;
 690       else if (layer.transform & DrmHwcTransform::kRotate180)
 691         rotation |= 1 << DRM_ROTATE_180;
 692       else if (layer.transform & DrmHwcTransform::kRotate270)
 693         rotation |= 1 << DRM_ROTATE_270;
 694     }
 695     // Disable the plane if there's no framebuffer
 696     if (fb_id < 0) {
 697       ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 698                                      plane->crtc_property().id(), 0) < 0 ||
 699             drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 700                                      plane->fb_property().id(), 0) < 0;
 701       if (ret) {
 702         ALOGE("Failed to add plane %d disable to pset", plane->id());
 703         break;
 704       }
 705       continue;
 706     }
 707
 708     // TODO: Once we have atomic test, this should fall back to GL
 709     if (rotation && plane->rotation_property().id() == 0) {
 710       ALOGE("Rotation is not supported on plane %d", plane->id());
 711       ret = -EINVAL;
 712       break;
 713     }
 714
 715     // TODO: Once we have atomic test, this should fall back to GL
 716     if (alpha != 0xFF && plane->alpha_property().id() == 0) {
 717       ALOGE("Alpha is not supported on plane %d", plane->id());
 718       ret = -EINVAL;
 719       break;
 720     }
 721
 722     ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 723                                    plane->crtc_property().id(), crtc->id()) < 0;
 724     ret |= drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 725                                     plane->fb_property().id(), fb_id) < 0;
 726     ret |= drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 727                                     plane->crtc_x_property().id(),
 728                                     display_frame.left) < 0;
 729     ret |= drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 730                                     plane->crtc_y_property().id(),
 731                                     display_frame.top) < 0;
 732     ret |= drmModeAtomicAddProperty(
 733                pset, plane->id(), plane->crtc_w_property().id(),
 734                display_frame.right - display_frame.left) < 0;
 735     ret |= drmModeAtomicAddProperty(
 736                pset, plane->id(), plane->crtc_h_property().id(),
 737                display_frame.bottom - display_frame.top) < 0;
 738     ret |= drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 739                                     plane->src_x_property().id(),
 740                                     (int)(source_crop.left) << 16) < 0;
 741     ret |= drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 742                                     plane->src_y_property().id(),
 743                                     (int)(source_crop.top) << 16) < 0;
 744     ret |= drmModeAtomicAddProperty(
 745                pset, plane->id(), plane->src_w_property().id(),
 746                (int)(source_crop.right - source_crop.left) << 16) < 0;
 747     ret |= drmModeAtomicAddProperty(
 748                pset, plane->id(), plane->src_h_property().id(),
 749                (int)(source_crop.bottom - source_crop.top) << 16) < 0;
 750     if (ret) {
 751       ALOGE("Failed to add plane %d to set", plane->id());
 752       break;
 753     }
 754
 755     if (plane->rotation_property().id()) {
 756       ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 757                                      plane->rotation_property().id(),
 758                                      rotation) < 0;
 759       if (ret) {
 760         ALOGE("Failed to add rotation property %d to plane %d",
 761               plane->rotation_property().id(), plane->id());
 762         break;
 763       }
 764     }
 765
 766     if (plane->alpha_property().id()) {
 767       ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 768                                      plane->alpha_property().id(),
 769                                      alpha) < 0;
 770       if (ret) {
 771         ALOGE("Failed to add alpha property %d to plane %d",
 772               plane->alpha_property().id(), plane->id());
 773         break;
 774       }
 775     }
 776   }
 777
 778 out:
 779   if (!ret) {
 780     uint32_t flags = DRM_MODE_ATOMIC_ALLOW_MODESET;
 781     if (test_only)
 782       flags |= DRM_MODE_ATOMIC_TEST_ONLY;
 783
 784     ret = drmModeAtomicCommit(drm_->fd(), pset, flags, drm_);
 785     if (ret) {
 786       if (test_only)
 787         ALOGI("Commit test pset failed ret=%d\n", ret);
 788       else
 789         ALOGE("Failed to commit pset ret=%d\n", ret);
 790       drmModeAtomicFree(pset);
 791       return ret;
 792     }
 793   }
 794   if (pset)
 795     drmModeAtomicFree(pset);
 796
 797   if (!test_only && mode_.needs_modeset) {
 798     ret = drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.old_blob_id);
 799     if (ret) {
 800       ALOGE("Failed to destroy old mode property blob %" PRIu32 "/%d",
 801             mode_.old_blob_id, ret);
 802       return ret;
 803     }
 804
 805     /* TODO: Add dpms to the pset when the kernel supports it */
 806     ret = ApplyDpms(display_comp);
 807     if (ret) {
 808       ALOGE("Failed to apply DPMS after modeset %d\n", ret);
 809       return ret;
 810     }
 811
 812     connector->set_active_mode(mode_.mode);
 813     mode_.old_blob_id = mode_.blob_id;
 814     mode_.blob_id = 0;
 815     mode_.needs_modeset = false;
 816   }
 817
 818   return ret;
 819 }
 820
 821 int DrmDisplayCompositor::ApplyDpms(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 822   DrmConnector *conn = drm_->GetConnectorForDisplay(display_);
 823   if (!conn) {
 824     ALOGE("Failed to get DrmConnector for display %d", display_);
 825     return -ENODEV;
 826   }
 827
 828   const DrmProperty &prop = conn->dpms_property();
 829   int ret = drmModeConnectorSetProperty(drm_->fd(), conn->id(), prop.id(),
 830                                         display_comp->dpms_mode());
 831   if (ret) {
 832     ALOGE("Failed to set DPMS property for connector %d", conn->id());
 833     return ret;
 834   }
 835   return 0;
 836 }
 837
 838 std::tuple<int, uint32_t> DrmDisplayCompositor::CreateModeBlob(
 839     const DrmMode &mode) {
 840   struct drm_mode_modeinfo drm_mode;
 841   memset(&drm_mode, 0, sizeof(drm_mode));
 842   mode.ToDrmModeModeInfo(&drm_mode);
 843
 844   uint32_t id = 0;
 845   int ret = drm_->CreatePropertyBlob(&drm_mode,
 846                                      sizeof(struct drm_mode_modeinfo), &id);
 847   if (ret) {
 848     ALOGE("Failed to create mode property blob %d", ret);
 849     return std::make_tuple(ret, 0);
 850   }
 851   ALOGE("Create blob_id %" PRIu32 "\n", id);
 852   return std::make_tuple(ret, id);
 853 }
 854
 855 void DrmDisplayCompositor::ApplyFrame(
 856     std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition, int status) {
 857   int ret = status;
 858
 859   if (!ret)
 860     ret = CommitFrame(composition.get(), false);
 861
 862   if (ret) {
 863     ALOGE("Composite failed for display %d", display_);
 864
 865     // Disable the hw used by the last active composition. This allows us to
 866     // signal the release fences from that composition to avoid hanging.
 867     if (DisablePlanes(active_composition_.get()))
 868       return;
 869   }
 870   ++dump_frames_composited_;
 871
 872   if (active_composition_)
 873     active_composition_->SignalCompositionDone();
 874
 875   ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 876   if (ret)
 877     ALOGE("Failed to acquire lock for active_composition swap");
 878
 879   active_composition_.swap(composition);
 880
 881   if (!ret)
 882     ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 883   if (ret)
 884     ALOGE("Failed to release lock for active_composition swap");
 885 }
 886
 887 int DrmDisplayCompositor::Composite() {
 888   ATRACE_CALL();
 889
 890   if (!pre_compositor_) {
 891     pre_compositor_.reset(new GLWorkerCompositor());
 892     int ret = pre_compositor_->Init();
 893     if (ret) {
 894       ALOGE("Failed to initialize OpenGL compositor %d", ret);
 895       return ret;
 896     }
 897   }
 898
 899   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 900   if (ret) {
 901     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 902     return ret;
 903   }
 904   if (composite_queue_.empty()) {
 905     ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 906     if (ret)
 907       ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 908     return ret;
 909   }
 910
 911   std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition(
 912       std::move(composite_queue_.front()));
 913
 914   composite_queue_.pop();
 915
 916   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 917   if (ret) {
 918     ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 919     return ret;
 920   }
 921
 922   switch (composition->type()) {
 923     case DRM_COMPOSITION_TYPE_FRAME:
 924       ret = PrepareFrame(composition.get());
 925       if (ret) {
 926         ALOGE("Failed to prepare frame for display %d", display_);
 927         return ret;
 928       }
 929       if (composition->geometry_changed()) {
 930         // Send the composition to the kernel to ensure we can commit it. This
 931         // is just a test, it won't actually commit the frame. If rejected,
 932         // squash the frame into one layer and use the squashed composition
 933         ret = CommitFrame(composition.get(), true);
 934         if (ret)
 935           ALOGI("Commit test failed, squashing frame for display %d", display_);
 936         use_hw_overlays_ = !ret;
 937       }
 938
 939       // If use_hw_overlays_ is false, we can't use hardware to composite the
 940       // frame. So squash all layers into a single composition and queue that
 941       // instead.
 942       if (!use_hw_overlays_) {
 943         std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> squashed = CreateComposition();
 944         ret = SquashFrame(composition.get(), squashed.get());
 945         if (!ret) {
 946           composition = std::move(squashed);
 947         } else {
 948           ALOGE("Failed to squash frame for display %d", display_);
 949           return ret;
 950         }
 951       }
 952       frame_worker_.QueueFrame(std::move(composition), ret);
 953       break;
 954     case DRM_COMPOSITION_TYPE_DPMS:
 955       ret = ApplyDpms(composition.get());
 956       if (ret)
 957         ALOGE("Failed to apply dpms for display %d", display_);
 958       return ret;
 959     case DRM_COMPOSITION_TYPE_MODESET:
 960       mode_.mode = composition->display_mode();
 961       if (mode_.blob_id)
 962         drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.blob_id);
 963       std::tie(ret, mode_.blob_id) = CreateModeBlob(mode_.mode);
 964       if (ret) {
 965         ALOGE("Failed to create mode blob for display %d", display_);
 966         return ret;
 967       }
 968       mode_.needs_modeset = true;
 969       return 0;
 970     default:
 971       ALOGE("Unknown composition type %d", composition->type());
 972       return -EINVAL;
 973   }
 974
 975   return ret;
 976 }
 977
 978 bool DrmDisplayCompositor::HaveQueuedComposites() const {
 979   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 980   if (ret) {
 981     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 982     return false;
 983   }
 984
 985   bool empty_ret = !composite_queue_.empty();
 986
 987   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 988   if (ret) {
 989     ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 990     return false;
 991   }
 992
 993   return empty_ret;
 994 }
 995
 996 int DrmDisplayCompositor::SquashAll() {
 997   AutoLock lock(&lock_, "compositor");
 998   int ret = lock.Lock();
 999   if (ret)
1000     return ret;
1001
1002   if (!active_composition_)
1003     return 0;
1004
1005   std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> comp = CreateComposition();
1006   ret = SquashFrame(active_composition_.get(), comp.get());
1007
1008   // ApplyFrame needs the lock
1009   lock.Unlock();
1010
1011   if (!ret)
1012     ApplyFrame(std::move(comp), 0);
1013
1014   return ret;
1015 }
1016
1017 // Returns:
1018 //   - 0 if src is successfully squashed into dst
1019 //   - -EALREADY if the src is already squashed
1020 //   - Appropriate error if the squash fails
1021 int DrmDisplayCompositor::SquashFrame(DrmDisplayComposition *src,
1022                                       DrmDisplayComposition *dst) {
1023   if (src->type() != DRM_COMPOSITION_TYPE_FRAME)
1024     return -ENOTSUP;
1025
1026   std::vector<DrmCompositionPlane> &src_planes = src->composition_planes();
1027   std::vector<DrmHwcLayer> &src_layers = src->layers();
1028
1029   // Make sure there is more than one layer to squash.
1030   size_t src_planes_with_layer = std::count_if(
1031       src_planes.begin(), src_planes.end(), [](DrmCompositionPlane &p) {
1032         return p.type == DrmCompositionPlaneType::kLayer;
1033       });
1034   if (src_planes_with_layer <= 1)
1035     return -EALREADY;
1036
1037   int pre_comp_layer_index;
1038
1039   int ret = dst->Init(drm_, src->crtc(), src->importer(), src->frame_no());
1040   if (ret) {
1041     ALOGE("Failed to init squash all composition %d", ret);
1042     return ret;
1043   }
1044
1045   std::vector<DrmPlane *> primary_planes;
1046   std::vector<DrmPlane *> fake_overlay_planes;
1047   std::vector<DrmHwcLayer> dst_layers;
1048   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : src_planes) {
1049     // Composition planes without DRM planes should never happen
1050     if (comp_plane.plane == NULL) {
1051       ALOGE("Skipping squash all because of NULL plane");
1052       ret = -EINVAL;
1053       goto move_layers_back;
1054     }
1055
1056     if (comp_plane.type == DrmCompositionPlaneType::kDisable ||
1057         comp_plane.source_layer < 0)
1058       continue;
1059
1060     DrmHwcLayer &layer = src_layers[comp_plane.source_layer];
1061
1062     // Squashing protected layers is impossible.
1063     if (layer.protected_usage()) {
1064       ret = -ENOTSUP;
1065       goto move_layers_back;
1066     }
1067
1068     // The OutputFds point to freed memory after hwc_set returns. They are
1069     // returned to the default to prevent DrmDisplayComposition::Plan from
1070     // filling the OutputFds.
1071     layer.release_fence = OutputFd();
1072     dst_layers.emplace_back(std::move(layer));
1073
1074     if (comp_plane.plane->type() == DRM_PLANE_TYPE_PRIMARY &&
1075         primary_planes.size() == 0)
1076       primary_planes.push_back(comp_plane.plane);
1077     else
1078       dst->AddPlaneDisable(comp_plane.plane);
1079   }
1080
1081   ret = dst->SetLayers(dst_layers.data(), dst_layers.size(), false);
1082   if (ret) {
1083     ALOGE("Failed to set layers for squash all composition %d", ret);
1084     goto move_layers_back;
1085   }
1086
1087   ret =
1088       dst->Plan(NULL /* SquashState */, &primary_planes, &fake_overlay_planes);
1089   if (ret) {
1090     ALOGE("Failed to plan for squash all composition %d", ret);
1091     goto move_layers_back;
1092   }
1093
1094   ret = ApplyPreComposite(dst);
1095   if (ret) {
1096     ALOGE("Failed to pre-composite for squash all composition %d", ret);
1097     goto move_layers_back;
1098   }
1099
1100   pre_comp_layer_index = dst->layers().size() - 1;
1101   framebuffer_index_ = (framebuffer_index_ + 1) % DRM_DISPLAY_BUFFERS;
1102
1103   for (DrmCompositionPlane &plane : dst->composition_planes())
1104     if (plane.type == DrmCompositionPlaneType::kPrecomp)
1105       plane.source_layer = pre_comp_layer_index;
1106
1107   return 0;
1108
1109 // TODO(zachr): think of a better way to transfer ownership back to the active
1110 // composition.
1111 move_layers_back:
1112   for (size_t plane_index = 0;
1113        plane_index < src_planes.size() && plane_index < dst_layers.size();
1114        plane_index++) {
1115     size_t source_layer_index = src_planes[plane_index].source_layer;
1116     src_layers[source_layer_index] = std::move(dst_layers[plane_index]);
1117   }
1118
1119   return ret;
1120 }
1121
1122 void DrmDisplayCompositor::Dump(std::ostringstream *out) const {
1123   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
1124   if (ret)
1125     return;
1126
1127   uint64_t num_frames = dump_frames_composited_;
1128   dump_frames_composited_ = 0;
1129
1130   struct timespec ts;
1131   ret = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
1132   if (ret) {
1133     pthread_mutex_unlock(&lock_);
1134     return;
1135   }
1136
1137   uint64_t cur_ts = ts.tv_sec * 1000 * 1000 * 1000 + ts.tv_nsec;
1138   uint64_t num_ms = (cur_ts - dump_last_timestamp_ns_) / (1000 * 1000);
1139   float fps = num_ms ? (num_frames * 1000.0f) / (num_ms) : 0.0f;
1140
1141   *out << "--DrmDisplayCompositor[" << display_
1142        << "]: num_frames=" << num_frames << " num_ms=" << num_ms
1143        << " fps=" << fps << "\n";
1144
1145   dump_last_timestamp_ns_ = cur_ts;
1146
1147   if (active_composition_)
1148     active_composition_->Dump(out);
1149
1150   squash_state_.Dump(out);
1151
1152   pthread_mutex_unlock(&lock_);
1153 }
1154 }