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() == DrmCompositionPlane::Type::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   Unlock();
 199   Signal();
 200 }
 201
 202 void DrmDisplayCompositor::FrameWorker::Routine() {
 203   int wait_ret = 0;
 204
 205   Lock();
 206   if (frame_queue_.empty()) {
 207     wait_ret = WaitForSignalOrExitLocked();
 208   }
 209
 210   FrameState frame;
 211   if (!frame_queue_.empty()) {
 212     frame = std::move(frame_queue_.front());
 213     frame_queue_.pop();
 214   }
 215   Unlock();
 216
 217   if (wait_ret == -EINTR) {
 218     return;
 219   } else if (wait_ret) {
 220     ALOGE("Failed to wait for signal, %d", wait_ret);
 221     return;
 222   }
 223   compositor_->ApplyFrame(std::move(frame.composition), frame.status);
 224 }
 225
 226 DrmDisplayCompositor::DrmDisplayCompositor()
 227     : drm_(NULL),
 228       display_(-1),
 229       worker_(this),
 230       frame_worker_(this),
 231       initialized_(false),
 232       active_(false),
 233       use_hw_overlays_(true),
 234       framebuffer_index_(0),
 235       squash_framebuffer_index_(0),
 236       dump_frames_composited_(0),
 237       dump_last_timestamp_ns_(0) {
 238   struct timespec ts;
 239   if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts))
 240     return;
 241   dump_last_timestamp_ns_ = ts.tv_sec * 1000 * 1000 * 1000 + ts.tv_nsec;
 242 }
 243
 244 DrmDisplayCompositor::~DrmDisplayCompositor() {
 245   if (!initialized_)
 246     return;
 247
 248   worker_.Exit();
 249   frame_worker_.Exit();
 250
 251   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 252   if (ret)
 253     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 254
 255   if (mode_.blob_id)
 256     drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.blob_id);
 257   if (mode_.old_blob_id)
 258     drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.old_blob_id);
 259
 260   while (!composite_queue_.empty()) {
 261     composite_queue_.front().reset();
 262     composite_queue_.pop();
 263   }
 264   active_composition_.reset();
 265
 266   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 267   if (ret)
 268     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 269
 270   pthread_mutex_destroy(&lock_);
 271 }
 272
 273 int DrmDisplayCompositor::Init(DrmResources *drm, int display) {
 274   drm_ = drm;
 275   display_ = display;
 276
 277   int ret = pthread_mutex_init(&lock_, NULL);
 278   if (ret) {
 279     ALOGE("Failed to initialize drm compositor lock %d\n", ret);
 280     return ret;
 281   }
 282   ret = worker_.Init();
 283   if (ret) {
 284     pthread_mutex_destroy(&lock_);
 285     ALOGE("Failed to initialize compositor worker %d\n", ret);
 286     return ret;
 287   }
 288   ret = frame_worker_.Init();
 289   if (ret) {
 290     pthread_mutex_destroy(&lock_);
 291     ALOGE("Failed to initialize frame worker %d\n", ret);
 292     return ret;
 293   }
 294
 295   initialized_ = true;
 296   return 0;
 297 }
 298
 299 std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> DrmDisplayCompositor::CreateComposition()
 300     const {
 301   return std::unique_ptr<DrmDisplayComposition>(new DrmDisplayComposition());
 302 }
 303
 304 int DrmDisplayCompositor::QueueComposition(
 305     std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition) {
 306   switch (composition->type()) {
 307     case DRM_COMPOSITION_TYPE_FRAME:
 308       if (!active_)
 309         return -ENODEV;
 310       break;
 311     case DRM_COMPOSITION_TYPE_DPMS:
 312       /*
 313        * Update the state as soon as we get it so we can start/stop queuing
 314        * frames asap.
 315        */
 316       active_ = (composition->dpms_mode() == DRM_MODE_DPMS_ON);
 317       break;
 318     case DRM_COMPOSITION_TYPE_MODESET:
 319       break;
 320     case DRM_COMPOSITION_TYPE_EMPTY:
 321       return 0;
 322     default:
 323       ALOGE("Unknown composition type %d/%d", composition->type(), display_);
 324       return -ENOENT;
 325   }
 326
 327   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 328   if (ret) {
 329     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 330     return ret;
 331   }
 332
 333   // Block the queue if it gets too large. Otherwise, SurfaceFlinger will start
 334   // to eat our buffer handles when we get about 1 second behind.
 335   while (composite_queue_.size() >= DRM_DISPLAY_COMPOSITOR_MAX_QUEUE_DEPTH) {
 336     pthread_mutex_unlock(&lock_);
 337     sched_yield();
 338     pthread_mutex_lock(&lock_);
 339   }
 340
 341   composite_queue_.push(std::move(composition));
 342
 343   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 344   if (ret) {
 345     ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 346     return ret;
 347   }
 348
 349   worker_.Signal();
 350   return 0;
 351 }
 352
 353 std::tuple<uint32_t, uint32_t, int>
 354 DrmDisplayCompositor::GetActiveModeResolution() {
 355   DrmConnector *connector = drm_->GetConnectorForDisplay(display_);
 356   if (connector == NULL) {
 357     ALOGE("Failed to determine display mode: no connector for display %d",
 358           display_);
 359     return std::make_tuple(0, 0, -ENODEV);
 360   }
 361
 362   const DrmMode &mode = connector->active_mode();
 363   return std::make_tuple(mode.h_display(), mode.v_display(), 0);
 364 }
 365
 366 int DrmDisplayCompositor::PrepareFramebuffer(
 367     DrmFramebuffer &fb, DrmDisplayComposition *display_comp) {
 368   int ret = fb.WaitReleased(-1);
 369   if (ret) {
 370     ALOGE("Failed to wait for framebuffer release %d", ret);
 371     return ret;
 372   }
 373   uint32_t width, height;
 374   std::tie(width, height, ret) = GetActiveModeResolution();
 375   if (ret) {
 376     ALOGE(
 377         "Failed to allocate framebuffer because the display resolution could "
 378         "not be determined %d",
 379         ret);
 380     return ret;
 381   }
 382
 383   fb.set_release_fence_fd(-1);
 384   if (!fb.Allocate(width, height)) {
 385     ALOGE("Failed to allocate framebuffer with size %dx%d", width, height);
 386     return -ENOMEM;
 387   }
 388
 389   display_comp->layers().emplace_back();
 390   DrmHwcLayer &pre_comp_layer = display_comp->layers().back();
 391   pre_comp_layer.sf_handle = fb.buffer()->handle;
 392   pre_comp_layer.blending = DrmHwcBlending::kPreMult;
 393   pre_comp_layer.source_crop = DrmHwcRect<float>(0, 0, width, height);
 394   pre_comp_layer.display_frame = DrmHwcRect<int>(0, 0, width, height);
 395   ret = pre_comp_layer.buffer.ImportBuffer(fb.buffer()->handle,
 396                                            display_comp->importer());
 397   if (ret) {
 398     ALOGE("Failed to import framebuffer for display %d", ret);
 399     return ret;
 400   }
 401
 402   return ret;
 403 }
 404
 405 int DrmDisplayCompositor::ApplySquash(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 406   int ret = 0;
 407
 408   DrmFramebuffer &fb = squash_framebuffers_[squash_framebuffer_index_];
 409   ret = PrepareFramebuffer(fb, display_comp);
 410   if (ret) {
 411     ALOGE("Failed to prepare framebuffer for squash %d", ret);
 412     return ret;
 413   }
 414
 415   std::vector<DrmCompositionRegion> &regions = display_comp->squash_regions();
 416   ret = pre_compositor_->Composite(display_comp->layers().data(),
 417                                    regions.data(), regions.size(), fb.buffer(),
 418                                    display_comp->importer());
 419   pre_compositor_->Finish();
 420
 421   if (ret) {
 422     ALOGE("Failed to squash layers");
 423     return ret;
 424   }
 425
 426   ret = display_comp->CreateNextTimelineFence();
 427   if (ret <= 0) {
 428     ALOGE("Failed to create squash framebuffer release fence %d", ret);
 429     return ret;
 430   }
 431
 432   fb.set_release_fence_fd(ret);
 433   display_comp->SignalSquashDone();
 434
 435   return 0;
 436 }
 437
 438 int DrmDisplayCompositor::ApplyPreComposite(
 439     DrmDisplayComposition *display_comp) {
 440   int ret = 0;
 441
 442   DrmFramebuffer &fb = framebuffers_[framebuffer_index_];
 443   ret = PrepareFramebuffer(fb, display_comp);
 444   if (ret) {
 445     ALOGE("Failed to prepare framebuffer for pre-composite %d", ret);
 446     return ret;
 447   }
 448
 449   std::vector<DrmCompositionRegion> &regions = display_comp->pre_comp_regions();
 450   ret = pre_compositor_->Composite(display_comp->layers().data(),
 451                                    regions.data(), regions.size(), fb.buffer(),
 452                                    display_comp->importer());
 453   pre_compositor_->Finish();
 454
 455   if (ret) {
 456     ALOGE("Failed to pre-composite layers");
 457     return ret;
 458   }
 459
 460   ret = display_comp->CreateNextTimelineFence();
 461   if (ret <= 0) {
 462     ALOGE("Failed to create pre-composite framebuffer release fence %d", ret);
 463     return ret;
 464   }
 465
 466   fb.set_release_fence_fd(ret);
 467   display_comp->SignalPreCompDone();
 468
 469   return 0;
 470 }
 471
 472 int DrmDisplayCompositor::DisablePlanes(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 473   drmModeAtomicReqPtr pset = drmModeAtomicAlloc();
 474   if (!pset) {
 475     ALOGE("Failed to allocate property set");
 476     return -ENOMEM;
 477   }
 478
 479   int ret;
 480   std::vector<DrmCompositionPlane> &comp_planes =
 481       display_comp->composition_planes();
 482   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : comp_planes) {
 483     DrmPlane *plane = comp_plane.plane();
 484     ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 485                                    plane->crtc_property().id(), 0) < 0 ||
 486           drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(), plane->fb_property().id(),
 487                                    0) < 0;
 488     if (ret) {
 489       ALOGE("Failed to add plane %d disable to pset", plane->id());
 490       drmModeAtomicFree(pset);
 491       return ret;
 492     }
 493   }
 494
 495   ret = drmModeAtomicCommit(drm_->fd(), pset, 0, drm_);
 496   if (ret) {
 497     ALOGE("Failed to commit pset ret=%d\n", ret);
 498     drmModeAtomicFree(pset);
 499     return ret;
 500   }
 501
 502   drmModeAtomicFree(pset);
 503   return 0;
 504 }
 505
 506 int DrmDisplayCompositor::PrepareFrame(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 507   int ret = 0;
 508
 509   std::vector<DrmHwcLayer> &layers = display_comp->layers();
 510   std::vector<DrmCompositionPlane> &comp_planes =
 511       display_comp->composition_planes();
 512   std::vector<DrmCompositionRegion> &squash_regions =
 513       display_comp->squash_regions();
 514   std::vector<DrmCompositionRegion> &pre_comp_regions =
 515       display_comp->pre_comp_regions();
 516
 517   int squash_layer_index = -1;
 518   if (squash_regions.size() > 0) {
 519     squash_framebuffer_index_ = (squash_framebuffer_index_ + 1) % 2;
 520     ret = ApplySquash(display_comp);
 521     if (ret)
 522       return ret;
 523
 524     squash_layer_index = layers.size() - 1;
 525   } else {
 526     if (UsesSquash(comp_planes)) {
 527       DrmFramebuffer &fb = squash_framebuffers_[squash_framebuffer_index_];
 528       layers.emplace_back();
 529       squash_layer_index = layers.size() - 1;
 530       DrmHwcLayer &squash_layer = layers.back();
 531       ret = squash_layer.buffer.ImportBuffer(fb.buffer()->handle,
 532                                              display_comp->importer());
 533       if (ret) {
 534         ALOGE("Failed to import old squashed framebuffer %d", ret);
 535         return ret;
 536       }
 537       squash_layer.sf_handle = fb.buffer()->handle;
 538       squash_layer.blending = DrmHwcBlending::kPreMult;
 539       squash_layer.source_crop = DrmHwcRect<float>(
 540           0, 0, squash_layer.buffer->width, squash_layer.buffer->height);
 541       squash_layer.display_frame = DrmHwcRect<int>(
 542           0, 0, squash_layer.buffer->width, squash_layer.buffer->height);
 543       ret = display_comp->CreateNextTimelineFence();
 544
 545       if (ret <= 0) {
 546         ALOGE("Failed to create squash framebuffer release fence %d", ret);
 547         return ret;
 548       }
 549
 550       fb.set_release_fence_fd(ret);
 551       ret = 0;
 552     }
 553   }
 554
 555   bool do_pre_comp = pre_comp_regions.size() > 0;
 556   int pre_comp_layer_index = -1;
 557   if (do_pre_comp) {
 558     ret = ApplyPreComposite(display_comp);
 559     if (ret)
 560       return ret;
 561
 562     pre_comp_layer_index = layers.size() - 1;
 563     framebuffer_index_ = (framebuffer_index_ + 1) % DRM_DISPLAY_BUFFERS;
 564   }
 565
 566   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : comp_planes) {
 567     std::vector<size_t> &source_layers = comp_plane.source_layers();
 568     switch (comp_plane.type()) {
 569       case DrmCompositionPlane::Type::kSquash:
 570         if (source_layers.size())
 571           ALOGE("Squash source_layers is expected to be empty (%zu/%d)",
 572                 source_layers[0], squash_layer_index);
 573         source_layers.push_back(squash_layer_index);
 574         break;
 575       case DrmCompositionPlane::Type::kPrecomp:
 576         if (!do_pre_comp) {
 577           ALOGE(
 578               "Can not use pre composite framebuffer with no pre composite "
 579               "regions");
 580           return -EINVAL;
 581         }
 582         // Replace source_layers with the output of the precomposite
 583         source_layers.clear();
 584         source_layers.push_back(pre_comp_layer_index);
 585         break;
 586       default:
 587         break;
 588     }
 589   }
 590
 591   return ret;
 592 }
 593
 594 int DrmDisplayCompositor::CommitFrame(DrmDisplayComposition *display_comp,
 595                                       bool test_only) {
 596   ATRACE_CALL();
 597
 598   int ret = 0;
 599
 600   std::vector<DrmHwcLayer> &layers = display_comp->layers();
 601   std::vector<DrmCompositionPlane> &comp_planes =
 602       display_comp->composition_planes();
 603   std::vector<DrmCompositionRegion> &pre_comp_regions =
 604       display_comp->pre_comp_regions();
 605   uint64_t out_fences[drm_->crtcs().size()];
 606
 607   DrmConnector *connector = drm_->GetConnectorForDisplay(display_);
 608   if (!connector) {
 609     ALOGE("Could not locate connector for display %d", display_);
 610     return -ENODEV;
 611   }
 612   DrmCrtc *crtc = drm_->GetCrtcForDisplay(display_);
 613   if (!crtc) {
 614     ALOGE("Could not locate crtc for display %d", display_);
 615     return -ENODEV;
 616   }
 617
 618   drmModeAtomicReqPtr pset = drmModeAtomicAlloc();
 619   if (!pset) {
 620     ALOGE("Failed to allocate property set");
 621     return -ENOMEM;
 622   }
 623
 624   if (crtc->out_fence_ptr_property().id() != 0) {
 625     ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, crtc->id(), crtc->out_fence_ptr_property().id(),
 626                                    (uint64_t) &out_fences[crtc->pipe()]);
 627     if (ret < 0) {
 628       ALOGE("Failed to add OUT_FENCE_PTR property to pset: %d", ret);
 629       drmModeAtomicFree(pset);
 630       return ret;
 631     }
 632   }
 633
 634   if (mode_.needs_modeset) {
 635     ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, crtc->id(), crtc->mode_property().id(),
 636                                    mode_.blob_id) < 0 ||
 637           drmModeAtomicAddProperty(pset, connector->id(),
 638                                    connector->crtc_id_property().id(),
 639                                    crtc->id()) < 0;
 640     if (ret) {
 641       ALOGE("Failed to add blob %d to pset", mode_.blob_id);
 642       drmModeAtomicFree(pset);
 643       return ret;
 644     }
 645   }
 646
 647   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : comp_planes) {
 648     DrmPlane *plane = comp_plane.plane();
 649     DrmCrtc *crtc = comp_plane.crtc();
 650     std::vector<size_t> &source_layers = comp_plane.source_layers();
 651
 652     int fb_id = -1;
 653     int fence_fd = -1;
 654     DrmHwcRect<int> display_frame;
 655     DrmHwcRect<float> source_crop;
 656     uint64_t rotation = 0;
 657     uint64_t alpha = 0xFF;
 658
 659     if (comp_plane.type() != DrmCompositionPlane::Type::kDisable) {
 660       if (source_layers.size() > 1) {
 661         ALOGE("Can't handle more than one source layer sz=%zu type=%d",
 662               source_layers.size(), comp_plane.type());
 663         continue;
 664       }
 665
 666       if (source_layers.empty() || source_layers.front() >= layers.size()) {
 667         ALOGE("Source layer index %zu out of bounds %zu type=%d",
 668               source_layers.front(), layers.size(), comp_plane.type());
 669         break;
 670       }
 671       DrmHwcLayer &layer = layers[source_layers.front()];
 672       if (!layer.buffer) {
 673         ALOGE("Expected a valid framebuffer for pset");
 674         break;
 675       }
 676       fb_id = layer.buffer->fb_id;
 677       fence_fd = layer.acquire_fence.get();
 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       if (fence_fd < 0) {
 696         int prop_id = plane->in_fence_fd_property().id();
 697         if (prop_id == 0) {
 698                 ALOGE("Failed to get IN_FENCE_FD property id");
 699                 break;
 700         }
 701         ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(), prop_id, fence_fd);
 702         if (ret < 0) {
 703           ALOGE("Failed to add IN_FENCE_FD property to pset: %d", ret);
 704           break;
 705         }
 706       }
 707     }
 708
 709     // Disable the plane if there's no framebuffer
 710     if (fb_id < 0) {
 711       ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 712                                      plane->crtc_property().id(), 0) < 0 ||
 713             drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 714                                      plane->fb_property().id(), 0) < 0;
 715       if (ret) {
 716         ALOGE("Failed to add plane %d disable to pset", plane->id());
 717         break;
 718       }
 719       continue;
 720     }
 721
 722     // TODO: Once we have atomic test, this should fall back to GL
 723     if (rotation && plane->rotation_property().id() == 0) {
 724       ALOGE("Rotation is not supported on plane %d", plane->id());
 725       ret = -EINVAL;
 726       break;
 727     }
 728
 729     // TODO: Once we have atomic test, this should fall back to GL
 730     if (alpha != 0xFF && plane->alpha_property().id() == 0) {
 731       ALOGE("Alpha is not supported on plane %d", plane->id());
 732       ret = -EINVAL;
 733       break;
 734     }
 735
 736     ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 737                                    plane->crtc_property().id(), crtc->id()) < 0;
 738     ret |= drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 739                                     plane->fb_property().id(), fb_id) < 0;
 740     ret |= drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 741                                     plane->crtc_x_property().id(),
 742                                     display_frame.left) < 0;
 743     ret |= drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 744                                     plane->crtc_y_property().id(),
 745                                     display_frame.top) < 0;
 746     ret |= drmModeAtomicAddProperty(
 747                pset, plane->id(), plane->crtc_w_property().id(),
 748                display_frame.right - display_frame.left) < 0;
 749     ret |= drmModeAtomicAddProperty(
 750                pset, plane->id(), plane->crtc_h_property().id(),
 751                display_frame.bottom - display_frame.top) < 0;
 752     ret |= drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 753                                     plane->src_x_property().id(),
 754                                     (int)(source_crop.left) << 16) < 0;
 755     ret |= drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 756                                     plane->src_y_property().id(),
 757                                     (int)(source_crop.top) << 16) < 0;
 758     ret |= drmModeAtomicAddProperty(
 759                pset, plane->id(), plane->src_w_property().id(),
 760                (int)(source_crop.right - source_crop.left) << 16) < 0;
 761     ret |= drmModeAtomicAddProperty(
 762                pset, plane->id(), plane->src_h_property().id(),
 763                (int)(source_crop.bottom - source_crop.top) << 16) < 0;
 764     if (ret) {
 765       ALOGE("Failed to add plane %d to set", plane->id());
 766       break;
 767     }
 768
 769     if (plane->rotation_property().id()) {
 770       ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 771                                      plane->rotation_property().id(),
 772                                      rotation) < 0;
 773       if (ret) {
 774         ALOGE("Failed to add rotation property %d to plane %d",
 775               plane->rotation_property().id(), plane->id());
 776         break;
 777       }
 778     }
 779
 780     if (plane->alpha_property().id()) {
 781       ret = drmModeAtomicAddProperty(pset, plane->id(),
 782                                      plane->alpha_property().id(),
 783                                      alpha) < 0;
 784       if (ret) {
 785         ALOGE("Failed to add alpha property %d to plane %d",
 786               plane->alpha_property().id(), plane->id());
 787         break;
 788       }
 789     }
 790   }
 791
 792 out:
 793   if (!ret) {
 794     uint32_t flags = DRM_MODE_ATOMIC_ALLOW_MODESET;
 795     if (test_only)
 796       flags |= DRM_MODE_ATOMIC_TEST_ONLY;
 797
 798     ret = drmModeAtomicCommit(drm_->fd(), pset, flags, drm_);
 799     if (ret) {
 800       if (test_only)
 801         ALOGI("Commit test pset failed ret=%d\n", ret);
 802       else
 803         ALOGE("Failed to commit pset ret=%d\n", ret);
 804       drmModeAtomicFree(pset);
 805       return ret;
 806     }
 807   }
 808   if (pset)
 809     drmModeAtomicFree(pset);
 810
 811   if (!test_only && mode_.needs_modeset) {
 812     ret = drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.old_blob_id);
 813     if (ret) {
 814       ALOGE("Failed to destroy old mode property blob %" PRIu32 "/%d",
 815             mode_.old_blob_id, ret);
 816       return ret;
 817     }
 818
 819     /* TODO: Add dpms to the pset when the kernel supports it */
 820     ret = ApplyDpms(display_comp);
 821     if (ret) {
 822       ALOGE("Failed to apply DPMS after modeset %d\n", ret);
 823       return ret;
 824     }
 825
 826     connector->set_active_mode(mode_.mode);
 827     mode_.old_blob_id = mode_.blob_id;
 828     mode_.blob_id = 0;
 829     mode_.needs_modeset = false;
 830   }
 831
 832   if (crtc->out_fence_ptr_property().id()) {
 833     display_comp->set_out_fence((int) out_fences[crtc->pipe()]);
 834   }
 835
 836   return ret;
 837 }
 838
 839 int DrmDisplayCompositor::ApplyDpms(DrmDisplayComposition *display_comp) {
 840   DrmConnector *conn = drm_->GetConnectorForDisplay(display_);
 841   if (!conn) {
 842     ALOGE("Failed to get DrmConnector for display %d", display_);
 843     return -ENODEV;
 844   }
 845
 846   const DrmProperty &prop = conn->dpms_property();
 847   int ret = drmModeConnectorSetProperty(drm_->fd(), conn->id(), prop.id(),
 848                                         display_comp->dpms_mode());
 849   if (ret) {
 850     ALOGE("Failed to set DPMS property for connector %d", conn->id());
 851     return ret;
 852   }
 853   return 0;
 854 }
 855
 856 std::tuple<int, uint32_t> DrmDisplayCompositor::CreateModeBlob(
 857     const DrmMode &mode) {
 858   struct drm_mode_modeinfo drm_mode;
 859   memset(&drm_mode, 0, sizeof(drm_mode));
 860   mode.ToDrmModeModeInfo(&drm_mode);
 861
 862   uint32_t id = 0;
 863   int ret = drm_->CreatePropertyBlob(&drm_mode,
 864                                      sizeof(struct drm_mode_modeinfo), &id);
 865   if (ret) {
 866     ALOGE("Failed to create mode property blob %d", ret);
 867     return std::make_tuple(ret, 0);
 868   }
 869   ALOGE("Create blob_id %" PRIu32 "\n", id);
 870   return std::make_tuple(ret, id);
 871 }
 872
 873 void DrmDisplayCompositor::ClearDisplay() {
 874   AutoLock lock(&lock_, "compositor");
 875   int ret = lock.Lock();
 876   if (ret)
 877     return;
 878
 879   if (!active_composition_)
 880     return;
 881
 882   if (DisablePlanes(active_composition_.get()))
 883     return;
 884
 885   active_composition_->SignalCompositionDone();
 886
 887   active_composition_.reset(NULL);
 888 }
 889
 890 void DrmDisplayCompositor::ApplyFrame(
 891     std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition, int status) {
 892   int ret = status;
 893
 894   if (!ret)
 895     ret = CommitFrame(composition.get(), false);
 896
 897   if (ret) {
 898     ALOGE("Composite failed for display %d", display_);
 899     // Disable the hw used by the last active composition. This allows us to
 900     // signal the release fences from that composition to avoid hanging.
 901     ClearDisplay();
 902     return;
 903   }
 904   ++dump_frames_composited_;
 905
 906   if (active_composition_)
 907     active_composition_->SignalCompositionDone();
 908
 909   ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 910   if (ret)
 911     ALOGE("Failed to acquire lock for active_composition swap");
 912
 913   active_composition_.swap(composition);
 914
 915   if (!ret)
 916     ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 917   if (ret)
 918     ALOGE("Failed to release lock for active_composition swap");
 919 }
 920
 921 int DrmDisplayCompositor::Composite() {
 922   ATRACE_CALL();
 923
 924   if (!pre_compositor_) {
 925     pre_compositor_.reset(new GLWorkerCompositor());
 926     int ret = pre_compositor_->Init();
 927     if (ret) {
 928       ALOGE("Failed to initialize OpenGL compositor %d", ret);
 929       return ret;
 930     }
 931   }
 932
 933   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
 934   if (ret) {
 935     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
 936     return ret;
 937   }
 938   if (composite_queue_.empty()) {
 939     ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 940     if (ret)
 941       ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 942     return ret;
 943   }
 944
 945   std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> composition(
 946       std::move(composite_queue_.front()));
 947
 948   composite_queue_.pop();
 949
 950   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
 951   if (ret) {
 952     ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
 953     return ret;
 954   }
 955
 956   switch (composition->type()) {
 957     case DRM_COMPOSITION_TYPE_FRAME:
 958       ret = PrepareFrame(composition.get());
 959       if (ret) {
 960         ALOGE("Failed to prepare frame for display %d", display_);
 961         return ret;
 962       }
 963       if (composition->geometry_changed()) {
 964         // Send the composition to the kernel to ensure we can commit it. This
 965         // is just a test, it won't actually commit the frame. If rejected,
 966         // squash the frame into one layer and use the squashed composition
 967         ret = CommitFrame(composition.get(), true);
 968         if (ret)
 969           ALOGI("Commit test failed, squashing frame for display %d", display_);
 970         use_hw_overlays_ = !ret;
 971       }
 972
 973       // If use_hw_overlays_ is false, we can't use hardware to composite the
 974       // frame. So squash all layers into a single composition and queue that
 975       // instead.
 976       if (!use_hw_overlays_) {
 977         std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> squashed = CreateComposition();
 978         ret = SquashFrame(composition.get(), squashed.get());
 979         if (!ret) {
 980           composition = std::move(squashed);
 981         } else {
 982           ALOGE("Failed to squash frame for display %d", display_);
 983           // Disable the hw used by the last active composition. This allows us
 984           // to signal the release fences from that composition to avoid
 985           // hanging.
 986           ClearDisplay();
 987           return ret;
 988         }
 989       }
 990       frame_worker_.QueueFrame(std::move(composition), ret);
 991       break;
 992     case DRM_COMPOSITION_TYPE_DPMS:
 993       ret = ApplyDpms(composition.get());
 994       if (ret)
 995         ALOGE("Failed to apply dpms for display %d", display_);
 996       return ret;
 997     case DRM_COMPOSITION_TYPE_MODESET:
 998       mode_.mode = composition->display_mode();
 999       if (mode_.blob_id)
1000         drm_->DestroyPropertyBlob(mode_.blob_id);
1001       std::tie(ret, mode_.blob_id) = CreateModeBlob(mode_.mode);
1002       if (ret) {
1003         ALOGE("Failed to create mode blob for display %d", display_);
1004         return ret;
1005       }
1006       mode_.needs_modeset = true;
1007       return 0;
1008     default:
1009       ALOGE("Unknown composition type %d", composition->type());
1010       return -EINVAL;
1011   }
1012
1013   return ret;
1014 }
1015
1016 bool DrmDisplayCompositor::HaveQueuedComposites() const {
1017   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
1018   if (ret) {
1019     ALOGE("Failed to acquire compositor lock %d", ret);
1020     return false;
1021   }
1022
1023   bool empty_ret = !composite_queue_.empty();
1024
1025   ret = pthread_mutex_unlock(&lock_);
1026   if (ret) {
1027     ALOGE("Failed to release compositor lock %d", ret);
1028     return false;
1029   }
1030
1031   return empty_ret;
1032 }
1033
1034 int DrmDisplayCompositor::SquashAll() {
1035   AutoLock lock(&lock_, "compositor");
1036   int ret = lock.Lock();
1037   if (ret)
1038     return ret;
1039
1040   if (!active_composition_)
1041     return 0;
1042
1043   std::unique_ptr<DrmDisplayComposition> comp = CreateComposition();
1044   ret = SquashFrame(active_composition_.get(), comp.get());
1045
1046   // ApplyFrame needs the lock
1047   lock.Unlock();
1048
1049   if (!ret)
1050     ApplyFrame(std::move(comp), 0);
1051
1052   return ret;
1053 }
1054
1055 // Returns:
1056 //   - 0 if src is successfully squashed into dst
1057 //   - -EALREADY if the src is already squashed
1058 //   - Appropriate error if the squash fails
1059 int DrmDisplayCompositor::SquashFrame(DrmDisplayComposition *src,
1060                                       DrmDisplayComposition *dst) {
1061   if (src->type() != DRM_COMPOSITION_TYPE_FRAME)
1062     return -ENOTSUP;
1063
1064   std::vector<DrmCompositionPlane> &src_planes = src->composition_planes();
1065   std::vector<DrmHwcLayer> &src_layers = src->layers();
1066
1067   // Make sure there is more than one layer to squash.
1068   size_t src_planes_with_layer = std::count_if(
1069       src_planes.begin(), src_planes.end(), [](DrmCompositionPlane &p) {
1070         return p.type() != DrmCompositionPlane::Type::kDisable;
1071       });
1072   if (src_planes_with_layer <= 1)
1073     return -EALREADY;
1074
1075   int pre_comp_layer_index;
1076
1077   int ret = dst->Init(drm_, src->crtc(), src->importer(), src->planner(),
1078                       src->frame_no());
1079   if (ret) {
1080     ALOGE("Failed to init squash all composition %d", ret);
1081     return ret;
1082   }
1083
1084   DrmCompositionPlane squashed_comp(DrmCompositionPlane::Type::kPrecomp, NULL,
1085                                     src->crtc());
1086   std::vector<DrmHwcLayer> dst_layers;
1087   for (DrmCompositionPlane &comp_plane : src_planes) {
1088     // Composition planes without DRM planes should never happen
1089     if (comp_plane.plane() == NULL) {
1090       ALOGE("Skipping squash all because of NULL plane");
1091       ret = -EINVAL;
1092       goto move_layers_back;
1093     }
1094
1095     if (comp_plane.type() == DrmCompositionPlane::Type::kDisable) {
1096       dst->AddPlaneDisable(comp_plane.plane());
1097       continue;
1098     }
1099
1100     for (auto i : comp_plane.source_layers()) {
1101       DrmHwcLayer &layer = src_layers[i];
1102
1103       // Squashing protected layers is impossible.
1104       if (layer.protected_usage()) {
1105         ret = -ENOTSUP;
1106         goto move_layers_back;
1107       }
1108
1109       // The OutputFds point to freed memory after hwc_set returns. They are
1110       // returned to the default to prevent DrmDisplayComposition::Plan from
1111       // filling the OutputFds.
1112       layer.release_fence = OutputFd();
1113       dst_layers.emplace_back(std::move(layer));
1114       squashed_comp.source_layers().push_back(
1115           squashed_comp.source_layers().size());
1116     }
1117
1118     if (comp_plane.plane()->type() == DRM_PLANE_TYPE_PRIMARY)
1119       squashed_comp.set_plane(comp_plane.plane());
1120     else
1121       dst->AddPlaneDisable(comp_plane.plane());
1122   }
1123
1124   ret = dst->SetLayers(dst_layers.data(), dst_layers.size(), false);
1125   if (ret) {
1126     ALOGE("Failed to set layers for squash all composition %d", ret);
1127     goto move_layers_back;
1128   }
1129
1130   ret = dst->AddPlaneComposition(std::move(squashed_comp));
1131   if (ret) {
1132     ALOGE("Failed to add squashed plane composition %d", ret);
1133     goto move_layers_back;
1134   }
1135
1136   ret = dst->FinalizeComposition();
1137   if (ret) {
1138     ALOGE("Failed to plan for squash all composition %d", ret);
1139     goto move_layers_back;
1140   }
1141
1142   ret = ApplyPreComposite(dst);
1143   if (ret) {
1144     ALOGE("Failed to pre-composite for squash all composition %d", ret);
1145     goto move_layers_back;
1146   }
1147
1148   pre_comp_layer_index = dst->layers().size() - 1;
1149   framebuffer_index_ = (framebuffer_index_ + 1) % DRM_DISPLAY_BUFFERS;
1150
1151   for (DrmCompositionPlane &plane : dst->composition_planes()) {
1152     if (plane.type() == DrmCompositionPlane::Type::kPrecomp) {
1153       // Replace source_layers with the output of the precomposite
1154       plane.source_layers().clear();
1155       plane.source_layers().push_back(pre_comp_layer_index);
1156       break;
1157     }
1158   }
1159
1160   return 0;
1161
1162 // TODO(zachr): think of a better way to transfer ownership back to the active
1163 // composition.
1164 move_layers_back:
1165   for (size_t plane_index = 0;
1166        plane_index < src_planes.size() && plane_index < dst_layers.size();) {
1167     if (src_planes[plane_index].source_layers().empty()) {
1168       plane_index++;
1169       continue;
1170     }
1171     for (auto i : src_planes[plane_index].source_layers())
1172       src_layers[i] = std::move(dst_layers[plane_index++]);
1173   }
1174
1175   return ret;
1176 }
1177
1178 void DrmDisplayCompositor::Dump(std::ostringstream *out) const {
1179   int ret = pthread_mutex_lock(&lock_);
1180   if (ret)
1181     return;
1182
1183   uint64_t num_frames = dump_frames_composited_;
1184   dump_frames_composited_ = 0;
1185
1186   struct timespec ts;
1187   ret = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
1188   if (ret) {
1189     pthread_mutex_unlock(&lock_);
1190     return;
1191   }
1192
1193   uint64_t cur_ts = ts.tv_sec * 1000 * 1000 * 1000 + ts.tv_nsec;
1194   uint64_t num_ms = (cur_ts - dump_last_timestamp_ns_) / (1000 * 1000);
1195   float fps = num_ms ? (num_frames * 1000.0f) / (num_ms) : 0.0f;
1196
1197   *out << "--DrmDisplayCompositor[" << display_
1198        << "]: num_frames=" << num_frames << " num_ms=" << num_ms
1199        << " fps=" << fps << "\n";
1200
1201   dump_last_timestamp_ns_ = cur_ts;
1202
1203   if (active_composition_)
1204     active_composition_->Dump(out);
1205
1206   squash_state_.Dump(out);
1207
1208   pthread_mutex_unlock(&lock_);
1209 }
1210 }