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.source_layer ==
 176                               DrmCompositionPlane::kSourceSquash;
 177                      });
 178 }
 179
 180 DrmDisplayCompositor::FrameWorker::FrameWorker(DrmDisplayCompositor *compositor)
 181     : Worker("frame-worker", HAL_PRIORITY_URGENT_DISPLAY),
 182       compositor_(compositor) {
 183 }
 184
 185 DrmDisplayCompositor::FrameWorker::~FrameWorker() {
 186 }
 187
 188 int DrmDisplayCompositor::FrameWorker::Init() {
 189   return InitWorker();
 190 }
 191
 192 void DrmDisplayCompositor::FrameWorker::QueueFrame(
 193     std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition, int status) {
 194   Lock();
 195   FrameState frame;
 196   frame.composition = std::move(composition);
 197   frame.status = status;
 198   frame_queue_.push(std::move(frame));
 199   SignalLocked();
 200   Unlock();
 201 }
 202
 203 void DrmDisplayCompositor::FrameWorker::Routine() {
 204   int ret = Lock();
 205   if (ret) {
 206     ALOGE("Failed to lock worker, %d", ret);
 207     return;
 208   }
 209
 210   int wait_ret = 0;
 211   if (frame_queue_.empty()) {
 212     wait_ret = WaitForSignalOrExitLocked();
 213   }
 214
 215   FrameState frame;
 216   if (!frame_queue_.empty()) {
 217     frame = std::move(frame_queue_.front());
 218     frame_queue_.pop();
 219   }
 220
 221   ret = Unlock();
 222   if (ret) {
 223     ALOGE("Failed to unlock worker, %d", ret);
 224     return;
 225   }
 226
 227   if (wait_ret == -EINTR) {
 228     return;
 229   } else if (wait_ret) {
 230     ALOGE("Failed to wait for signal, %d", wait_ret);
 231     return;
 232   }
 233
 234   compositor_->ApplyFrame(std::move(frame.composition), frame.status);
 235 }
 236
 237 DrmDisplayCompositor::DrmDisplayCompositor()
 238     : drm_(NULL),
 239       display_(-1),
 240       worker_(this),
 241       frame_worker_(this),
 242       initialized_(false),
 243       active_(false),
 244       use_hw_overlays_(true),
 245       framebuffer_index_(0),
 246       squash_framebuffer_index_(0),
 247       dump_frames_composited_(0),
 248       dump_last_timestamp_ns_(0) {
 249   struct timespec ts;
 250   if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts))
 251     return;
 252   dump_last_timestamp_ns_ = ts.tv_sec * 1000 * 1000 * 1000 + ts.tv_nsec;
 253 }
 254
 255 DrmDisplayCompositor::~DrmDisplayCompositor() {
 256   if (!initialized_)
 257     return;
 258
 259   worker_.Exit();
 260   frame_worker_.Exit();
 261
 262   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 263   if (ret)
 264     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 265
 266   if (mode_.blob_id)
 267     drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.blob_id);
 268   if (mode_.old_blob_id)
 269     drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.old_blob_id);
 270
 271   while (!composite_queue_.empty()) {
 272     composite_queue_.front().reset();
 273     composite_queue_.pop();
 274   }
 275   active_composition_.reset();
 276
 277   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 278   if (ret)
 279     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 280
 281   pthread_mutex_destroy(&lock_);
 282 }
 283
 284 int DrmDisplayCompositor::Init(DrmResources *drm, int display) {
 285   drm_ = drm;
 286   display_ = display;
 287
 288   int ret = pthread_mutex_init(&lock_, NULL);
 289   if (ret) {
 290     ALOGE("Failed to initialize drm compositor lock %d\n", ret);
 291     return ret;
 292   }
 293   ret = worker_.Init();
 294   if (ret) {
 295     pthread_mutex_destroy(&lock_);
 296     ALOGE("Failed to initialize compositor worker %d\n", ret);
 297     return ret;
 298   }
 299   ret = frame_worker_.Init();
 300   if (ret) {
 301     pthread_mutex_destroy(&lock_);
 302     ALOGE("Failed to initialize frame worker %d\n", ret);
 303     return ret;
 304   }
 305
 306   initialized_ = true;
 307   return 0;
 308 }
 309
 310 std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> DrmDisplayCompositor::CreateComposition()
 311     const {
 312   return std::unique_ptr<DrmDisplayComposition>(new DrmDisplayComposition());
 313 }
 314
 315 int DrmDisplayCompositor::QueueComposition(
 316     std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition) {
 317   switch (composition->type()) {
 318     case DRM_COMPOSITION_TYPE_FRAME:
 319       if (!active_)
 320         return -ENODEV;
 321       break;
 322     case DRM_COMPOSITION_TYPE_DPMS:
 323       /*
 324        * Update the state as soon as we get it so we can start/stop queuing
 325        * frames asap.
 326        */
 327       active_ = (composition->dpms_mode() == DRM_MODE_DPMS_ON);
 328       break;
 329     case DRM_COMPOSITION_TYPE_MODESET:
 330       break;
 331     case DRM_COMPOSITION_TYPE_EMPTY:
 332       return 0;
 333     default:
 334       ALOGE("Unknown composition type %d/%d", composition->type(), display_);
 335       return -ENOENT;
 336   }
 337
 338   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 339   if (ret) {
 340     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 341     return ret;
 342   }
 343
 344   // Block the queue if it gets too large. Otherwise, SurfaceFlinger will start
 345   // to eat our buffer handles when we get about 1 second behind.
 346   while (composite_queue_.size() >= DRM_DISPLAY_COMPOSITOR_MAX_QUEUE_DEPTH) {
 347     pthread_mutex_unlock(&lock_);
 348     sched_yield();
 349     pthread_mutex_lock(&lock_);
 350   }
 351
 352   composite_queue_.push(std::move(composition));
 353
 354   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 355   if (ret) {
 356     ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 357     return ret;
 358   }
 359
 360   worker_.Signal();
 361   return 0;
 362 }
 363
 364 std::tuple<uint32_t, uint32_t, int>
 365 DrmDisplayCompositor::GetActiveModeResolution() {
 366   DrmConnector *connector = drm_->GetConnectorForDisplay(display_);
 367   if (connector == NULL) {
 368     ALOGE("Failed to determine display mode: no connector for display %d",
 369           display_);
 370     return std::make_tuple(0, 0, -ENODEV);
 371   }
 372
 373   const DrmMode &mode = connector->active_mode();
 374   return std::make_tuple(mode.h_display(), mode.v_display(), 0);
 375 }
 376
 377 int DrmDisplayCompositor::PrepareFramebuffer(
 378     DrmFramebuffer &fb, DrmDisplayComposition *display_comp) {
 379   int ret = fb.WaitReleased(-1);
 380   if (ret) {
 381     ALOGE("Failed to wait for framebuffer release %d", ret);
 382     return ret;
 383   }
 384   uint32_t width, height;
 385   std::tie(width, height, ret) = GetActiveModeResolution();
 386   if (ret) {
 387     ALOGE(
 388         "Failed to allocate framebuffer because the display resolution could "
 389         "not be determined %d",
 390         ret);
 391     return ret;
 392   }
 393
 394   fb.set_release_fence_fd(-1);
 395   if (!fb.Allocate(width, height)) {
 396     ALOGE("Failed to allocate framebuffer with size %dx%d", width, height);
 397     return -ENOMEM;
 398   }
 399
 400   display_comp->layers().emplace_back();
 401   DrmHwcLayer &pre_comp_layer = display_comp->layers().back();
 402   pre_comp_layer.sf_handle = fb.buffer()->handle;
 403   pre_comp_layer.blending = DrmHwcBlending::kPreMult;
 404   pre_comp_layer.source_crop = DrmHwcRect<float>(0, 0, width, height);
 405   pre_comp_layer.display_frame = DrmHwcRect<int>(0, 0, width, height);
 406   ret = pre_comp_layer.buffer.ImportBuffer(fb.buffer()->handle,
 407                                            display_comp->importer());
 408   if (ret) {
 409     ALOGE("Failed to import framebuffer for display %d", ret);
 410     return ret;
 411   }
 412
 413   return ret;
 414 }
 415
 416 int DrmDisplayCompositor::ApplySquash(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 417   int ret = 0;
 418
 419   DrmFramebuffer &fb = squash_framebuffers_[squash_framebuffer_index_];
 420   ret = PrepareFramebuffer(fb, display_comp);
 421   if (ret) {
 422     ALOGE("Failed to prepare framebuffer for squash %d", ret);
 423     return ret;
 424   }
 425
 426   std::vector<DrmCompositionRegion> &regions = display_comp->squash_regions();
 427   ret = pre_compositor_->Composite(display_comp->layers().data(),
 428                                    regions.data(), regions.size(), fb.buffer());
 429   pre_compositor_->Finish();
 430
 431   if (ret) {
 432     ALOGE("Failed to squash layers");
 433     return ret;
 434   }
 435
 436   ret = display_comp->CreateNextTimelineFence();
 437   if (ret <= 0) {
 438     ALOGE("Failed to create squash framebuffer release fence %d", ret);
 439     return ret;
 440   }
 441
 442   fb.set_release_fence_fd(ret);
 443   display_comp->SignalSquashDone();
 444
 445   return 0;
 446 }
 447
 448 int DrmDisplayCompositor::ApplyPreComposite(
 449     DrmDisplayComposition *display_comp) {
 450   int ret = 0;
 451
 452   DrmFramebuffer &fb = framebuffers_[framebuffer_index_];
 453   ret = PrepareFramebuffer(fb, display_comp);
 454   if (ret) {
 455     ALOGE("Failed to prepare framebuffer for pre-composite %d", ret);
 456     return ret;
 457   }
 458
 459   std::vector<DrmCompositionRegion> &regions = display_comp->pre_comp_regions();
 460   ret = pre_compositor_->Composite(display_comp->layers().data(),
 461                                    regions.data(), regions.size(), fb.buffer());
 462   pre_compositor_->Finish();
 463
 464   if (ret) {
 465     ALOGE("Failed to pre-composite layers");
 466     return ret;
 467   }
 468
 469   ret = display_comp->CreateNextTimelineFence();
 470   if (ret <= 0) {
 471     ALOGE("Failed to create pre-composite framebuffer release fence %d", ret);
 472     return ret;
 473   }
 474
 475   fb.set_release_fence_fd(ret);
 476   display_comp->SignalPreCompDone();
 477
 478   return 0;
 479 }
 480
 481 int DrmDisplayCompositor::DisablePlanes(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 482   drmModePropertySetPtr pset = drmModePropertySetAlloc();
 483   if (!pset) {
 484     ALOGE("Failed to allocate property set");
 485     return -ENOMEM;
 486   }
 487
 488   int ret;
 489   std::vector<DrmCompositionPlane> &comp_planes =
 490       display_comp->composition_planes();
 491   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : comp_planes) {
 492     DrmPlane *plane = comp_plane.plane;
 493     ret =
 494         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->crtc_property().id(),
 495                               0) ||
 496         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->fb_property().id(), 0);
 497     if (ret) {
 498       ALOGE("Failed to add plane %d disable to pset", plane->id());
 499       drmModePropertySetFree(pset);
 500       return ret;
 501     }
 502   }
 503
 504   ret = drmModePropertySetCommit(drm_->fd(), 0, drm_, pset);
 505   if (ret) {
 506     ALOGE("Failed to commit pset ret=%d\n", ret);
 507     drmModePropertySetFree(pset);
 508     return ret;
 509   }
 510
 511   drmModePropertySetFree(pset);
 512   return 0;
 513 }
 514
 515 int DrmDisplayCompositor::PrepareFrame(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 516   int ret = 0;
 517
 518   std::vector<DrmHwcLayer> &layers = display_comp->layers();
 519   std::vector<DrmCompositionPlane> &comp_planes =
 520       display_comp->composition_planes();
 521   std::vector<DrmCompositionRegion> &squash_regions =
 522       display_comp->squash_regions();
 523   std::vector<DrmCompositionRegion> &pre_comp_regions =
 524       display_comp->pre_comp_regions();
 525
 526   int squash_layer_index = -1;
 527   if (squash_regions.size() > 0) {
 528     squash_framebuffer_index_ = (squash_framebuffer_index_ + 1) % 2;
 529     ret = ApplySquash(display_comp);
 530     if (ret)
 531       return ret;
 532
 533     squash_layer_index = layers.size() - 1;
 534   } else {
 535     if (UsesSquash(comp_planes)) {
 536       DrmFramebuffer &fb = squash_framebuffers_[squash_framebuffer_index_];
 537       layers.emplace_back();
 538       squash_layer_index = layers.size() - 1;
 539       DrmHwcLayer &squash_layer = layers.back();
 540       ret = squash_layer.buffer.ImportBuffer(fb.buffer()->handle,
 541                                              display_comp->importer());
 542       if (ret) {
 543         ALOGE("Failed to import old squashed framebuffer %d", ret);
 544         return ret;
 545       }
 546       squash_layer.sf_handle = fb.buffer()->handle;
 547       squash_layer.blending = DrmHwcBlending::kPreMult;
 548       squash_layer.source_crop = DrmHwcRect<float>(
 549           0, 0, squash_layer.buffer->width, squash_layer.buffer->height);
 550       squash_layer.display_frame = DrmHwcRect<int>(
 551           0, 0, squash_layer.buffer->width, squash_layer.buffer->height);
 552       ret = display_comp->CreateNextTimelineFence();
 553
 554       if (ret <= 0) {
 555         ALOGE("Failed to create squash framebuffer release fence %d", ret);
 556         return ret;
 557       }
 558
 559       fb.set_release_fence_fd(ret);
 560       ret = 0;
 561     }
 562   }
 563
 564   bool do_pre_comp = pre_comp_regions.size() > 0;
 565   int pre_comp_layer_index = -1;
 566   if (do_pre_comp) {
 567     ret = ApplyPreComposite(display_comp);
 568     if (ret)
 569       return ret;
 570
 571     pre_comp_layer_index = layers.size() - 1;
 572     framebuffer_index_ = (framebuffer_index_ + 1) % DRM_DISPLAY_BUFFERS;
 573   }
 574
 575   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : comp_planes) {
 576     switch (comp_plane.source_layer) {
 577       case DrmCompositionPlane::kSourceSquash:
 578         comp_plane.source_layer = squash_layer_index;
 579         break;
 580       case DrmCompositionPlane::kSourcePreComp:
 581         if (!do_pre_comp) {
 582           ALOGE(
 583               "Can not use pre composite framebuffer with no pre composite "
 584               "regions");
 585           return -EINVAL;
 586         }
 587         comp_plane.source_layer = pre_comp_layer_index;
 588         break;
 589       default:
 590         break;
 591     }
 592   }
 593
 594   return ret;
 595 }
 596
 597 int DrmDisplayCompositor::CommitFrame(DrmDisplayComposition *display_comp,
 598                                       bool test_only) {
 599   ATRACE_CALL();
 600
 601   int ret = 0;
 602
 603   std::vector<DrmHwcLayer> &layers = display_comp->layers();
 604   std::vector<DrmCompositionPlane> &comp_planes =
 605       display_comp->composition_planes();
 606   std::vector<DrmCompositionRegion> &pre_comp_regions =
 607       display_comp->pre_comp_regions();
 608
 609   DrmFramebuffer *pre_comp_fb;
 610
 611   DrmConnector *connector = drm_->GetConnectorForDisplay(display_);
 612   if (!connector) {
 613     ALOGE("Could not locate connector for display %d", display_);
 614     return -ENODEV;
 615   }
 616   DrmCrtc *crtc = drm_->GetCrtcForDisplay(display_);
 617   if (!crtc) {
 618     ALOGE("Could not locate crtc for display %d", display_);
 619     return -ENODEV;
 620   }
 621
 622   drmModePropertySetPtr pset = drmModePropertySetAlloc();
 623   if (!pset) {
 624     ALOGE("Failed to allocate property set");
 625     return -ENOMEM;
 626   }
 627
 628   if (mode_.needs_modeset) {
 629     ret = drmModePropertySetAdd(pset, crtc->id(), crtc->mode_property().id(),
 630                                 mode_.blob_id) ||
 631           drmModePropertySetAdd(pset, connector->id(),
 632                                 connector->crtc_id_property().id(), crtc->id());
 633     if (ret) {
 634       ALOGE("Failed to add blob %d to pset", mode_.blob_id);
 635       drmModePropertySetFree(pset);
 636       return ret;
 637     }
 638   }
 639
 640   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : comp_planes) {
 641     DrmPlane *plane = comp_plane.plane;
 642     DrmCrtc *crtc = comp_plane.crtc;
 643
 644     int fb_id = -1;
 645     DrmHwcRect<int> display_frame;
 646     DrmHwcRect<float> source_crop;
 647     uint64_t rotation = 0;
 648     uint64_t alpha = 0xFF;
 649     switch (comp_plane.source_layer) {
 650       case DrmCompositionPlane::kSourceNone:
 651         break;
 652       case DrmCompositionPlane::kSourceSquash:
 653         ALOGE("Actual source layer index expected for squash layer");
 654         break;
 655       case DrmCompositionPlane::kSourcePreComp:
 656         ALOGE("Actual source layer index expected for pre-comp layer");
 657         break;
 658       default: {
 659         if (comp_plane.source_layer >= layers.size()) {
 660           ALOGE("Source layer index %zu out of bounds %zu",
 661                 comp_plane.source_layer, layers.size());
 662           break;
 663         }
 664         DrmHwcLayer &layer = layers[comp_plane.source_layer];
 665         if (!test_only && layer.acquire_fence.get() >= 0) {
 666           int acquire_fence = layer.acquire_fence.get();
 667           int total_fence_timeout = 0;
 668           for (int i = 0; i < kAcquireWaitTries; ++i) {
 669             int fence_timeout = kAcquireWaitTimeoutMs * (1 << i);
 670             total_fence_timeout += fence_timeout;
 671             ret = sync_wait(acquire_fence, fence_timeout);
 672             if (ret)
 673               ALOGW("Acquire fence %d wait %d failed (%d). Total time %d",
 674                     acquire_fence, i, ret, total_fence_timeout);
 675           }
 676           if (ret) {
 677             ALOGE("Failed to wait for acquire %d/%d", acquire_fence, ret);
 678             break;
 679           }
 680           layer.acquire_fence.Close();
 681         }
 682         if (!layer.buffer) {
 683           ALOGE("Expected a valid framebuffer for pset");
 684           break;
 685         }
 686         fb_id = layer.buffer->fb_id;
 687         display_frame = layer.display_frame;
 688         source_crop = layer.source_crop;
 689         if (layer.blending == DrmHwcBlending::kPreMult)
 690           alpha = layer.alpha;
 691
 692         rotation = 0;
 693         if (layer.transform & DrmHwcTransform::kFlipH)
 694           rotation |= 1 << DRM_REFLECT_X;
 695         if (layer.transform & DrmHwcTransform::kFlipV)
 696           rotation |= 1 << DRM_REFLECT_Y;
 697         if (layer.transform & DrmHwcTransform::kRotate90)
 698           rotation |= 1 << DRM_ROTATE_90;
 699         else if (layer.transform & DrmHwcTransform::kRotate180)
 700           rotation |= 1 << DRM_ROTATE_180;
 701         else if (layer.transform & DrmHwcTransform::kRotate270)
 702           rotation |= 1 << DRM_ROTATE_270;
 703       }
 704     }
 705
 706     // Disable the plane if there's no framebuffer
 707     if (fb_id < 0) {
 708       ret = drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(),
 709                                   plane->crtc_property().id(), 0) ||
 710             drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->fb_property().id(),
 711                                   0);
 712       if (ret) {
 713         ALOGE("Failed to add plane %d disable to pset", plane->id());
 714         break;
 715       }
 716       continue;
 717     }
 718
 719     // TODO: Once we have atomic test, this should fall back to GL
 720     if (rotation && plane->rotation_property().id() == 0) {
 721       ALOGE("Rotation is not supported on plane %d", plane->id());
 722       ret = -EINVAL;
 723       break;
 724     }
 725
 726     // TODO: Once we have atomic test, this should fall back to GL
 727     if (alpha != 0xFF && plane->alpha_property().id() == 0) {
 728       ALOGE("Alpha is not supported on plane %d", plane->id());
 729       ret = -EINVAL;
 730       break;
 731     }
 732
 733     ret =
 734         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->crtc_property().id(),
 735                               crtc->id()) ||
 736         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->fb_property().id(),
 737                               fb_id) ||
 738         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->crtc_x_property().id(),
 739                               display_frame.left) ||
 740         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->crtc_y_property().id(),
 741                               display_frame.top) ||
 742         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->crtc_w_property().id(),
 743                               display_frame.right - display_frame.left) ||
 744         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->crtc_h_property().id(),
 745                               display_frame.bottom - display_frame.top) ||
 746         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->src_x_property().id(),
 747                               (int)(source_crop.left) << 16) ||
 748         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->src_y_property().id(),
 749                               (int)(source_crop.top) << 16) ||
 750         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->src_w_property().id(),
 751                               (int)(source_crop.right - source_crop.left)
 752                                   << 16) ||
 753         drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(), plane->src_h_property().id(),
 754                               (int)(source_crop.bottom - source_crop.top)
 755                                   << 16);
 756     if (ret) {
 757       ALOGE("Failed to add plane %d to set", plane->id());
 758       break;
 759     }
 760
 761     if (plane->rotation_property().id()) {
 762       ret = drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(),
 763                                   plane->rotation_property().id(), rotation);
 764       if (ret) {
 765         ALOGE("Failed to add rotation property %d to plane %d",
 766               plane->rotation_property().id(), plane->id());
 767         break;
 768       }
 769     }
 770
 771     if (plane->alpha_property().id()) {
 772       ret = drmModePropertySetAdd(pset, plane->id(),
 773                                   plane->alpha_property().id(), alpha);
 774       if (ret) {
 775         ALOGE("Failed to add alpha property %d to plane %d",
 776               plane->alpha_property().id(), plane->id());
 777         break;
 778       }
 779     }
 780   }
 781
 782 out:
 783   if (!ret) {
 784     uint32_t flags = DRM_MODE_ATOMIC_ALLOW_MODESET;
 785     if (test_only)
 786       flags |= DRM_MODE_ATOMIC_TEST_ONLY;
 787
 788     ret = drmModePropertySetCommit(drm_->fd(), flags, drm_, pset);
 789     if (ret) {
 790       if (test_only)
 791         ALOGI("Commit test pset failed ret=%d\n", ret);
 792       else
 793         ALOGE("Failed to commit pset ret=%d\n", ret);
 794       drmModePropertySetFree(pset);
 795       return ret;
 796     }
 797   }
 798   if (pset)
 799     drmModePropertySetFree(pset);
 800
 801   if (!test_only && mode_.needs_modeset) {
 802     ret = drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.old_blob_id);
 803     if (ret) {
 804       ALOGE("Failed to destroy old mode property blob %lld/%d",
 805             mode_.old_blob_id, ret);
 806       return ret;
 807     }
 808
 809     /* TODO: Add dpms to the pset when the kernel supports it */
 810     ret = ApplyDpms(display_comp);
 811     if (ret) {
 812       ALOGE("Failed to apply DPMS after modeset %d\n", ret);
 813       return ret;
 814     }
 815
 816     connector->set_active_mode(mode_.mode);
 817     mode_.old_blob_id = mode_.blob_id;
 818     mode_.blob_id = 0;
 819     mode_.needs_modeset = false;
 820   }
 821
 822   return ret;
 823 }
 824
 825 int DrmDisplayCompositor::ApplyDpms(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 826   DrmConnector *conn = drm_->GetConnectorForDisplay(display_);
 827   if (!conn) {
 828     ALOGE("Failed to get DrmConnector for display %d", display_);
 829     return -ENODEV;
 830   }
 831
 832   const DrmProperty &prop = conn->dpms_property();
 833   int ret = drmModeConnectorSetProperty(drm_->fd(), conn->id(), prop.id(),
 834                                         display_comp->dpms_mode());
 835   if (ret) {
 836     ALOGE("Failed to set DPMS property for connector %d", conn->id());
 837     return ret;
 838   }
 839   return 0;
 840 }
 841
 842 std::tuple<int, uint32_t> DrmDisplayCompositor::CreateModeBlob(
 843     const DrmMode &mode) {
 844   struct drm_mode_modeinfo drm_mode;
 845   memset(&drm_mode, 0, sizeof(drm_mode));
 846   mode.ToDrmModeModeInfo(&drm_mode);
 847
 848   uint32_t id = 0;
 849   int ret = drm_->CreatePropertyBlob(&drm_mode,
 850                                      sizeof(struct drm_mode_modeinfo), &id);
 851   if (ret) {
 852     ALOGE("Failed to create mode property blob %d", ret);
 853     return std::make_tuple(ret, 0);
 854   }
 855   ALOGE("Create blob_id %ld\n", id);
 856   return std::make_tuple(ret, id);
 857 }
 858
 859 void DrmDisplayCompositor::ApplyFrame(
 860     std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition, int status) {
 861   int ret = status;
 862
 863   if (!ret)
 864     ret = CommitFrame(composition.get(), false);
 865
 866   if (ret) {
 867     ALOGE("Composite failed for display %d", display_);
 868
 869     // Disable the hw used by the last active composition. This allows us to
 870     // signal the release fences from that composition to avoid hanging.
 871     if (DisablePlanes(active_composition_.get()))
 872       return;
 873   }
 874   ++dump_frames_composited_;
 875
 876   if (active_composition_)
 877     active_composition_->SignalCompositionDone();
 878
 879   ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 880   if (ret)
 881     ALOGE("Failed to acquire lock for active_composition swap");
 882
 883   active_composition_.swap(composition);
 884
 885   if (!ret)
 886     ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 887   if (ret)
 888     ALOGE("Failed to release lock for active_composition swap");
 889 }
 890
 891 int DrmDisplayCompositor::Composite() {
 892   ATRACE_CALL();
 893
 894   if (!pre_compositor_) {
 895     pre_compositor_.reset(new GLWorkerCompositor());
 896     int ret = pre_compositor_->Init();
 897     if (ret) {
 898       ALOGE("Failed to initialize OpenGL compositor %d", ret);
 899       return ret;
 900     }
 901   }
 902
 903   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 904   if (ret) {
 905     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 906     return ret;
 907   }
 908   if (composite_queue_.empty()) {
 909     ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 910     if (ret)
 911       ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 912     return ret;
 913   }
 914
 915   std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition(
 916       std::move(composite_queue_.front()));
 917
 918   composite_queue_.pop();
 919
 920   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 921   if (ret) {
 922     ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 923     return ret;
 924   }
 925
 926   switch (composition->type()) {
 927     case DRM_COMPOSITION_TYPE_FRAME:
 928       ret = PrepareFrame(composition.get());
 929       if (ret) {
 930         ALOGE("Failed to prepare frame for display %d", display_);
 931         return ret;
 932       }
 933       if (composition->geometry_changed()) {
 934         // Send the composition to the kernel to ensure we can commit it. This
 935         // is just a test, it won't actually commit the frame. If rejected,
 936         // squash the frame into one layer and use the squashed composition
 937         ret = CommitFrame(composition.get(), true);
 938         if (ret)
 939           ALOGI("Commit test failed, squashing frame for display %d", display_);
 940         use_hw_overlays_ = !ret;
 941       }
 942
 943       // If use_hw_overlays_ is false, we can't use hardware to composite the
 944       // frame. So squash all layers into a single composition and queue that
 945       // instead.
 946       if (!use_hw_overlays_) {
 947         std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> squashed = CreateComposition();
 948         ret = SquashFrame(composition.get(), squashed.get());
 949         if (!ret) {
 950           composition = std::move(squashed);
 951         } else {
 952           ALOGE("Failed to squash frame for display %d", display_);
 953           return ret;
 954         }
 955       }
 956       frame_worker_.QueueFrame(std::move(composition), ret);
 957       break;
 958     case DRM_COMPOSITION_TYPE_DPMS:
 959       ret = ApplyDpms(composition.get());
 960       if (ret)
 961         ALOGE("Failed to apply dpms for display %d", display_);
 962       return ret;
 963     case DRM_COMPOSITION_TYPE_MODESET:
 964       mode_.mode = composition->display_mode();
 965       if (mode_.blob_id)
 966         drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.blob_id);
 967       std::tie(ret, mode_.blob_id) = CreateModeBlob(mode_.mode);
 968       if (ret) {
 969         ALOGE("Failed to create mode blob for display %d", display_);
 970         return ret;
 971       }
 972       mode_.needs_modeset = true;
 973       return 0;
 974     default:
 975       ALOGE("Unknown composition type %d", composition->type());
 976       return -EINVAL;
 977   }
 978
 979   return ret;
 980 }
 981
 982 bool DrmDisplayCompositor::HaveQueuedComposites() const {
 983   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 984   if (ret) {
 985     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 986     return false;
 987   }
 988
 989   bool empty_ret = !composite_queue_.empty();
 990
 991   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 992   if (ret) {
 993     ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 994     return false;
 995   }
 996
 997   return empty_ret;
 998 }
 999
1000 int DrmDisplayCompositor::SquashAll() {
1001   AutoLock lock(&lock_, "compositor");
1002   int ret = lock.Lock();
1003   if (ret)
1004     return ret;
1005
1006   if (!active_composition_)
1007     return 0;
1008
1009   std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> comp = CreateComposition();
1010   ret = SquashFrame(active_composition_.get(), comp.get());
1011
1012   // ApplyFrame needs the lock
1013   lock.Unlock();
1014
1015   if (!ret)
1016     ApplyFrame(std::move(comp), 0);
1017
1018   return ret;
1019 }
1020
1021 // Returns:
1022 //   - 0 if src is successfully squashed into dst
1023 //   - -EALREADY if the src is already squashed
1024 //   - Appropriate error if the squash fails
1025 int DrmDisplayCompositor::SquashFrame(DrmDisplayComposition *src,
1026                                       DrmDisplayComposition *dst) {
1027   if (src->type() != DRM_COMPOSITION_TYPE_FRAME)
1028     return -ENOTSUP;
1029
1030   std::vector<DrmCompositionPlane> &src_planes = src->composition_planes();
1031   std::vector<DrmHwcLayer> &src_layers = src->layers();
1032
1033   // Make sure there is more than one layer to squash.
1034   size_t src_planes_with_layer = std::count_if(
1035       src_planes.begin(), src_planes.end(), [](DrmCompositionPlane &p) {
1036         return p.source_layer <= DrmCompositionPlane::kSourceLayerMax;
1037       });
1038   if (src_planes_with_layer <= 1)
1039     return -EALREADY;
1040
1041   int pre_comp_layer_index;
1042
1043   int ret = dst->Init(drm_, src->crtc(), src->importer(), src->frame_no());
1044   if (ret) {
1045     ALOGE("Failed to init squash all composition %d", ret);
1046     return ret;
1047   }
1048
1049   std::vector<DrmPlane *> primary_planes;
1050   std::vector<DrmPlane *> fake_overlay_planes;
1051   std::vector<DrmHwcLayer> dst_layers;
1052   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : src_planes) {
1053     // Composition planes without DRM planes should never happen
1054     if (comp_plane.plane == NULL) {
1055       ALOGE("Skipping squash all because of NULL plane");
1056       ret = -EINVAL;
1057       goto move_layers_back;
1058     }
1059
1060     if (comp_plane.source_layer == DrmCompositionPlane::kSourceNone)
1061       continue;
1062
1063     // Out of range layers should never happen. If they do, somebody probably
1064     // forgot to replace the symbolic names (kSourceSquash, kSourcePreComp) with
1065     // real ones.
1066     if (comp_plane.source_layer >= src_layers.size()) {
1067       ALOGE("Skipping squash all because of out of range source layer %zu",
1068             comp_plane.source_layer);
1069       ret = -EINVAL;
1070       goto move_layers_back;
1071     }
1072
1073     DrmHwcLayer &layer = src_layers[comp_plane.source_layer];
1074
1075     // Squashing protected layers is impossible.
1076     if (layer.protected_usage()) {
1077       ret = -ENOTSUP;
1078       goto move_layers_back;
1079     }
1080
1081     // The OutputFds point to freed memory after hwc_set returns. They are
1082     // returned to the default to prevent DrmDisplayComposition::Plan from
1083     // filling the OutputFds.
1084     layer.release_fence = OutputFd();
1085     dst_layers.emplace_back(std::move(layer));
1086
1087     if (comp_plane.plane->type() == DRM_PLANE_TYPE_PRIMARY &&
1088         primary_planes.size() == 0)
1089       primary_planes.push_back(comp_plane.plane);
1090     else
1091       dst->AddPlaneDisable(comp_plane.plane);
1092   }
1093
1094   ret = dst->SetLayers(dst_layers.data(), dst_layers.size(), false);
1095   if (ret) {
1096     ALOGE("Failed to set layers for squash all composition %d", ret);
1097     goto move_layers_back;
1098   }
1099
1100   ret =
1101       dst->Plan(NULL /* SquashState */, &primary_planes, &fake_overlay_planes);
1102   if (ret) {
1103     ALOGE("Failed to plan for squash all composition %d", ret);
1104     goto move_layers_back;
1105   }
1106
1107   ret = ApplyPreComposite(dst);
1108   if (ret) {
1109     ALOGE("Failed to pre-composite for squash all composition %d", ret);
1110     goto move_layers_back;
1111   }
1112
1113   pre_comp_layer_index = dst->layers().size() - 1;
1114   framebuffer_index_ = (framebuffer_index_ + 1) % DRM_DISPLAY_BUFFERS;
1115
1116   for (DrmCompositionPlane &plane : dst->composition_planes())
1117     if (plane.source_layer == DrmCompositionPlane::kSourcePreComp)
1118       plane.source_layer = pre_comp_layer_index;
1119
1120   return 0;
1121
1122 // TODO(zachr): think of a better way to transfer ownership back to the active
1123 // composition.
1124 move_layers_back:
1125   for (size_t plane_index = 0;
1126        plane_index < src_planes.size() && plane_index < dst_layers.size();
1127        plane_index++) {
1128     size_t source_layer_index = src_planes[plane_index].source_layer;
1129     src_layers[source_layer_index] = std::move(dst_layers[plane_index]);
1130   }
1131
1132   return ret;
1133 }
1134
1135 void DrmDisplayCompositor::Dump(std::ostringstream *out) const {
1136   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
1137   if (ret)
1138     return;
1139
1140   uint64_t num_frames = dump_frames_composited_;
1141   dump_frames_composited_ = 0;
1142
1143   struct timespec ts;
1144   ret = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
1145   if (ret) {
1146     pthread_mutex_unlock(&lock_);
1147     return;
1148   }
1149
1150   uint64_t cur_ts = ts.tv_sec * 1000 * 1000 * 1000 + ts.tv_nsec;
1151   uint64_t num_ms = (cur_ts - dump_last_timestamp_ns_) / (1000 * 1000);
1152   float fps = num_ms ? (num_frames * 1000.0f) / (num_ms) : 0.0f;
1153
1154   *out << "--DrmDisplayCompositor[" << display_
1155        << "]: num_frames=" << num_frames << " num_ms=" << num_ms
1156        << " fps=" << fps << "\n";
1157
1158   dump_last_timestamp_ns_ = cur_ts;
1159
1160   if (active_composition_)
1161     active_composition_->Dump(out);
1162
1163   squash_state_.Dump(out);
1164
1165   pthread_mutex_unlock(&lock_);
1166 }
1167 }