treewide: remove redundant IS_ERR() before error code check
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / gpu / todo.rst
blobbc869b23fc39449ce36394cba846dd192fb39ba2
1 .. _todo:
3 =========
4 TODO list
5 =========
7 This section contains a list of smaller janitorial tasks in the kernel DRM
8 graphics subsystem useful as newbie projects. Or for slow rainy days.
10 Difficulty
11 ----------
13 To make it easier task are categorized into different levels:
15 Starter: Good tasks to get started with the DRM subsystem.
17 Intermediate: Tasks which need some experience with working in the DRM
18 subsystem, or some specific GPU/display graphics knowledge. For debugging issue
19 it's good to have the relevant hardware (or a virtual driver set up) available
20 for testing.
22 Advanced: Tricky tasks that need fairly good understanding of the DRM subsystem
23 and graphics topics. Generally need the relevant hardware for development and
24 testing.
26 Subsystem-wide refactorings
27 ===========================
29 Remove custom dumb_map_offset implementations
30 ---------------------------------------------
32 All GEM based drivers should be using drm_gem_create_mmap_offset() instead.
33 Audit each individual driver, make sure it'll work with the generic
34 implementation (there's lots of outdated locking leftovers in various
35 implementations), and then remove it.
37 Contact: Daniel Vetter, respective driver maintainers
39 Level: Intermediate
41 Convert existing KMS drivers to atomic modesetting
42 --------------------------------------------------
44 3.19 has the atomic modeset interfaces and helpers, so drivers can now be
45 converted over. Modern compositors like Wayland or Surfaceflinger on Android
46 really want an atomic modeset interface, so this is all about the bright
47 future.
49 There is a conversion guide for atomic and all you need is a GPU for a
50 non-converted driver (again virtual HW drivers for KVM are still all
51 suitable).
53 As part of this drivers also need to convert to universal plane (which means
54 exposing primary & cursor as proper plane objects). But that's much easier to
55 do by directly using the new atomic helper driver callbacks.
57 Contact: Daniel Vetter, respective driver maintainers
59 Level: Advanced
61 Clean up the clipped coordination confusion around planes
62 ---------------------------------------------------------
64 We have a helper to get this right with drm_plane_helper_check_update(), but
65 it's not consistently used. This should be fixed, preferrably in the atomic
66 helpers (and drivers then moved over to clipped coordinates). Probably the
67 helper should also be moved from drm_plane_helper.c to the atomic helpers, to
68 avoid confusion - the other helpers in that file are all deprecated legacy
69 helpers.
71 Contact: Ville Syrjälä, Daniel Vetter, driver maintainers
73 Level: Advanced
75 Convert early atomic drivers to async commit helpers
76 ----------------------------------------------------
78 For the first year the atomic modeset helpers didn't support asynchronous /
79 nonblocking commits, and every driver had to hand-roll them. This is fixed
80 now, but there's still a pile of existing drivers that easily could be
81 converted over to the new infrastructure.
83 One issue with the helpers is that they require that drivers handle completion
84 events for atomic commits correctly. But fixing these bugs is good anyway.
86 Contact: Daniel Vetter, respective driver maintainers
88 Level: Advanced
90 Fallout from atomic KMS
91 -----------------------
93 ``drm_atomic_helper.c`` provides a batch of functions which implement legacy
94 IOCTLs on top of the new atomic driver interface. Which is really nice for
95 gradual conversion of drivers, but unfortunately the semantic mismatches are
96 a bit too severe. So there's some follow-up work to adjust the function
97 interfaces to fix these issues:
99 * atomic needs the lock acquire context. At the moment that's passed around
100   implicitly with some horrible hacks, and it's also allocate with
101   ``GFP_NOFAIL`` behind the scenes. All legacy paths need to start allocating
102   the acquire context explicitly on stack and then also pass it down into
103   drivers explicitly so that the legacy-on-atomic functions can use them.
105   Except for some driver code this is done. This task should be finished by
106   adding WARN_ON(!drm_drv_uses_atomic_modeset) in drm_modeset_lock_all().
108 * A bunch of the vtable hooks are now in the wrong place: DRM has a split
109   between core vfunc tables (named ``drm_foo_funcs``), which are used to
110   implement the userspace ABI. And then there's the optional hooks for the
111   helper libraries (name ``drm_foo_helper_funcs``), which are purely for
112   internal use. Some of these hooks should be move from ``_funcs`` to
113   ``_helper_funcs`` since they are not part of the core ABI. There's a
114   ``FIXME`` comment in the kerneldoc for each such case in ``drm_crtc.h``.
116 Contact: Daniel Vetter
118 Level: Intermediate
120 Get rid of dev->struct_mutex from GEM drivers
121 ---------------------------------------------
123 ``dev->struct_mutex`` is the Big DRM Lock from legacy days and infested
124 everything. Nowadays in modern drivers the only bit where it's mandatory is
125 serializing GEM buffer object destruction. Which unfortunately means drivers
126 have to keep track of that lock and either call ``unreference`` or
127 ``unreference_locked`` depending upon context.
129 Core GEM doesn't have a need for ``struct_mutex`` any more since kernel 4.8,
130 and there's a ``gem_free_object_unlocked`` callback for any drivers which are
131 entirely ``struct_mutex`` free.
133 For drivers that need ``struct_mutex`` it should be replaced with a driver-
134 private lock. The tricky part is the BO free functions, since those can't
135 reliably take that lock any more. Instead state needs to be protected with
136 suitable subordinate locks or some cleanup work pushed to a worker thread. For
137 performance-critical drivers it might also be better to go with a more
138 fine-grained per-buffer object and per-context lockings scheme. Currently only the
139 ``msm`` driver still use ``struct_mutex``.
141 Contact: Daniel Vetter, respective driver maintainers
143 Level: Advanced
145 Convert logging to drm_* functions with drm_device paramater
146 ------------------------------------------------------------
148 For drivers which could have multiple instances, it is necessary to
149 differentiate between which is which in the logs. Since DRM_INFO/WARN/ERROR
150 don't do this, drivers used dev_info/warn/err to make this differentiation. We
151 now have drm_* variants of the drm print functions, so we can start to convert
152 those drivers back to using drm-formatted specific log messages.
154 Before you start this conversion please contact the relevant maintainers to make
155 sure your work will be merged - not everyone agrees that the DRM dmesg macros
156 are better.
158 Contact: Sean Paul, Maintainer of the driver you plan to convert
160 Level: Starter
162 Convert drivers to use simple modeset suspend/resume
163 ----------------------------------------------------
165 Most drivers (except i915 and nouveau) that use
166 drm_atomic_helper_suspend/resume() can probably be converted to use
167 drm_mode_config_helper_suspend/resume(). Also there's still open-coded version
168 of the atomic suspend/resume code in older atomic modeset drivers.
170 Contact: Maintainer of the driver you plan to convert
172 Level: Intermediate
174 Convert drivers to use drm_fbdev_generic_setup()
175 ------------------------------------------------
177 Most drivers can use drm_fbdev_generic_setup(). Driver have to implement
178 atomic modesetting and GEM vmap support. Current generic fbdev emulation
179 expects the framebuffer in system memory (or system-like memory).
181 Contact: Maintainer of the driver you plan to convert
183 Level: Intermediate
185 drm_framebuffer_funcs and drm_mode_config_funcs.fb_create cleanup
186 -----------------------------------------------------------------
188 A lot more drivers could be switched over to the drm_gem_framebuffer helpers.
189 Various hold-ups:
191 - Need to switch over to the generic dirty tracking code using
192   drm_atomic_helper_dirtyfb first (e.g. qxl).
194 - Need to switch to drm_fbdev_generic_setup(), otherwise a lot of the custom fb
195   setup code can't be deleted.
197 - Many drivers wrap drm_gem_fb_create() only to check for valid formats. For
198   atomic drivers we could check for valid formats by calling
199   drm_plane_check_pixel_format() against all planes, and pass if any plane
200   supports the format. For non-atomic that's not possible since like the format
201   list for the primary plane is fake and we'd therefor reject valid formats.
203 - Many drivers subclass drm_framebuffer, we'd need a embedding compatible
204   version of the varios drm_gem_fb_create functions. Maybe called
205   drm_gem_fb_create/_with_dirty/_with_funcs as needed.
207 Contact: Daniel Vetter
209 Level: Intermediate
211 Clean up mmap forwarding
212 ------------------------
214 A lot of drivers forward gem mmap calls to dma-buf mmap for imported buffers.
215 And also a lot of them forward dma-buf mmap to the gem mmap implementations.
216 There's drm_gem_prime_mmap() for this now, but still needs to be rolled out.
218 Contact: Daniel Vetter
220 Level: Intermediate
222 Generic fbdev defio support
223 ---------------------------
225 The defio support code in the fbdev core has some very specific requirements,
226 which means drivers need to have a special framebuffer for fbdev. The main
227 issue is that it uses some fields in struct page itself, which breaks shmem
228 gem objects (and other things). To support defio, affected drivers require
229 the use of a shadow buffer, which may add CPU and memory overhead.
231 Possible solution would be to write our own defio mmap code in the drm fbdev
232 emulation. It would need to fully wrap the existing mmap ops, forwarding
233 everything after it has done the write-protect/mkwrite trickery:
235 - In the drm_fbdev_fb_mmap helper, if we need defio, change the
236   default page prots to write-protected with something like this::
238       vma->vm_page_prot = pgprot_wrprotect(vma->vm_page_prot);
240 - Set the mkwrite and fsync callbacks with similar implementions to the core
241   fbdev defio stuff. These should all work on plain ptes, they don't actually
242   require a struct page.  uff. These should all work on plain ptes, they don't
243   actually require a struct page.
245 - Track the dirty pages in a separate structure (bitfield with one bit per page
246   should work) to avoid clobbering struct page.
248 Might be good to also have some igt testcases for this.
250 Contact: Daniel Vetter, Noralf Tronnes
252 Level: Advanced
254 idr_init_base()
255 ---------------
257 DRM core&drivers uses a lot of idr (integer lookup directories) for mapping
258 userspace IDs to internal objects, and in most places ID=0 means NULL and hence
259 is never used. Switching to idr_init_base() for these would make the idr more
260 efficient.
262 Contact: Daniel Vetter
264 Level: Starter
266 struct drm_gem_object_funcs
267 ---------------------------
269 GEM objects can now have a function table instead of having the callbacks on the
270 DRM driver struct. This is now the preferred way and drivers can be moved over.
272 We also need a 2nd version of the CMA define that doesn't require the
273 vmapping to be present (different hook for prime importing). Plus this needs to
274 be rolled out to all drivers using their own implementations, too.
276 Level: Intermediate
278 Use DRM_MODESET_LOCK_ALL_* helpers instead of boilerplate
279 ---------------------------------------------------------
281 For cases where drivers are attempting to grab the modeset locks with a local
282 acquire context. Replace the boilerplate code surrounding
283 drm_modeset_lock_all_ctx() with DRM_MODESET_LOCK_ALL_BEGIN() and
284 DRM_MODESET_LOCK_ALL_END() instead.
286 This should also be done for all places where drm_modest_lock_all() is still
287 used.
289 As a reference, take a look at the conversions already completed in drm core.
291 Contact: Sean Paul, respective driver maintainers
293 Level: Starter
295 Rename CMA helpers to DMA helpers
296 ---------------------------------
298 CMA (standing for contiguous memory allocator) is really a bit an accident of
299 what these were used for first, a much better name would be DMA helpers. In the
300 text these should even be called coherent DMA memory helpers (so maybe CDM, but
301 no one knows what that means) since underneath they just use dma_alloc_coherent.
303 Contact: Laurent Pinchart, Daniel Vetter
305 Level: Intermediate (mostly because it is a huge tasks without good partial
306 milestones, not technically itself that challenging)
308 Convert direct mode.vrefresh accesses to use drm_mode_vrefresh()
309 ----------------------------------------------------------------
311 drm_display_mode.vrefresh isn't guaranteed to be populated. As such, using it
312 is risky and has been known to cause div-by-zero bugs. Fortunately, drm core
313 has helper which will use mode.vrefresh if it's !0 and will calculate it from
314 the timings when it's 0.
316 Use simple search/replace, or (more fun) cocci to replace instances of direct
317 vrefresh access with a call to the helper. Check out
318 https://lists.freedesktop.org/archives/dri-devel/2019-January/205186.html for
319 inspiration.
321 Once all instances of vrefresh have been converted, remove vrefresh from
322 drm_display_mode to avoid future use.
324 Contact: Sean Paul
326 Level: Starter
328 Remove drm_display_mode.hsync
329 -----------------------------
331 We have drm_mode_hsync() to calculate this from hsync_start/end, since drivers
332 shouldn't/don't use this, remove this member to avoid any temptations to use it
333 in the future. If there is any debug code using drm_display_mode.hsync, convert
334 it to use drm_mode_hsync() instead.
336 Contact: Sean Paul
338 Level: Starter
340 drm_fb_helper tasks
341 -------------------
343 - drm_fb_helper_restore_fbdev_mode_unlocked() should call restore_fbdev_mode()
344   not the _force variant so it can bail out if there is a master. But first
345   these igt tests need to be fixed: kms_fbcon_fbt@psr and
346   kms_fbcon_fbt@psr-suspend.
348 - The max connector argument for drm_fb_helper_init() isn't used anymore and
349   can be removed.
351 - The helper doesn't keep an array of connectors anymore so these can be
352   removed: drm_fb_helper_single_add_all_connectors(),
353   drm_fb_helper_add_one_connector() and drm_fb_helper_remove_one_connector().
355 Level: Intermediate
357 connector register/unregister fixes
358 -----------------------------------
360 - For most connectors it's a no-op to call drm_connector_register/unregister
361   directly from driver code, drm_dev_register/unregister take care of this
362   already. We can remove all of them.
364 - For dp drivers it's a bit more a mess, since we need the connector to be
365   registered when calling drm_dp_aux_register. Fix this by instead calling
366   drm_dp_aux_init, and moving the actual registering into a late_register
367   callback as recommended in the kerneldoc.
369 Level: Intermediate
371 Remove load/unload callbacks from all non-DRIVER_LEGACY drivers
372 ---------------------------------------------------------------
374 The load/unload callbacks in struct &drm_driver are very much midlayers, plus
375 for historical reasons they get the ordering wrong (and we can't fix that)
376 between setting up the &drm_driver structure and calling drm_dev_register().
378 - Rework drivers to no longer use the load/unload callbacks, directly coding the
379   load/unload sequence into the driver's probe function.
381 - Once all non-DRIVER_LEGACY drivers are converted, disallow the load/unload
382   callbacks for all modern drivers.
384 Contact: Daniel Vetter
386 Level: Intermediate
388 Core refactorings
389 =================
391 Make panic handling work
392 ------------------------
394 This is a really varied tasks with lots of little bits and pieces:
396 * The panic path can't be tested currently, leading to constant breaking. The
397   main issue here is that panics can be triggered from hardirq contexts and
398   hence all panic related callback can run in hardirq context. It would be
399   awesome if we could test at least the fbdev helper code and driver code by
400   e.g. trigger calls through drm debugfs files. hardirq context could be
401   achieved by using an IPI to the local processor.
403 * There's a massive confusion of different panic handlers. DRM fbdev emulation
404   helpers have one, but on top of that the fbcon code itself also has one. We
405   need to make sure that they stop fighting over each another.
407 * ``drm_can_sleep()`` is a mess. It hides real bugs in normal operations and
408   isn't a full solution for panic paths. We need to make sure that it only
409   returns true if there's a panic going on for real, and fix up all the
410   fallout.
412 * The panic handler must never sleep, which also means it can't ever
413   ``mutex_lock()``. Also it can't grab any other lock unconditionally, not
414   even spinlocks (because NMI and hardirq can panic too). We need to either
415   make sure to not call such paths, or trylock everything. Really tricky.
417 * For the above locking troubles reasons it's pretty much impossible to
418   attempt a synchronous modeset from panic handlers. The only thing we could
419   try to achive is an atomic ``set_base`` of the primary plane, and hope that
420   it shows up. Everything else probably needs to be delayed to some worker or
421   something else which happens later on. Otherwise it just kills the box
422   harder, prevent the panic from going out on e.g. netconsole.
424 * There's also proposal for a simplied DRM console instead of the full-blown
425   fbcon and DRM fbdev emulation. Any kind of panic handling tricks should
426   obviously work for both console, in case we ever get kmslog merged.
428 Contact: Daniel Vetter
430 Level: Advanced
432 Clean up the debugfs support
433 ----------------------------
435 There's a bunch of issues with it:
437 - The drm_info_list ->show() function doesn't even bother to cast to the drm
438   structure for you. This is lazy.
440 - We probably want to have some support for debugfs files on crtc/connectors and
441   maybe other kms objects directly in core. There's even drm_print support in
442   the funcs for these objects to dump kms state, so it's all there. And then the
443   ->show() functions should obviously give you a pointer to the right object.
445 - The drm_info_list stuff is centered on drm_minor instead of drm_device. For
446   anything we want to print drm_device (or maybe drm_file) is the right thing.
448 - The drm_driver->debugfs_init hooks we have is just an artifact of the old
449   midlayered load sequence. DRM debugfs should work more like sysfs, where you
450   can create properties/files for an object anytime you want, and the core
451   takes care of publishing/unpuplishing all the files at register/unregister
452   time. Drivers shouldn't need to worry about these technicalities, and fixing
453   this (together with the drm_minor->drm_device move) would allow us to remove
454   debugfs_init.
456 - Drop the return code and error checking from all debugfs functions. Greg KH is
457   working on this already.
459 Contact: Daniel Vetter
461 Level: Intermediate
463 KMS cleanups
464 ------------
466 Some of these date from the very introduction of KMS in 2008 ...
468 - Make ->funcs and ->helper_private vtables optional. There's a bunch of empty
469   function tables in drivers, but before we can remove them we need to make sure
470   that all the users in helpers and drivers do correctly check for a NULL
471   vtable.
473 - Cleanup up the various ->destroy callbacks. A lot of them just wrapt the
474   drm_*_cleanup implementations and can be removed. Some tack a kfree() at the
475   end, for which we could add drm_*_cleanup_kfree(). And then there's the (for
476   historical reasons) misnamed drm_primary_helper_destroy() function.
478 Level: Intermediate
480 Better Testing
481 ==============
483 Enable trinity for DRM
484 ----------------------
486 And fix up the fallout. Should be really interesting ...
488 Level: Advanced
490 Make KMS tests in i-g-t generic
491 -------------------------------
493 The i915 driver team maintains an extensive testsuite for the i915 DRM driver,
494 including tons of testcases for corner-cases in the modesetting API. It would
495 be awesome if those tests (at least the ones not relying on Intel-specific GEM
496 features) could be made to run on any KMS driver.
498 Basic work to run i-g-t tests on non-i915 is done, what's now missing is mass-
499 converting things over. For modeset tests we also first need a bit of
500 infrastructure to use dumb buffers for untiled buffers, to be able to run all
501 the non-i915 specific modeset tests.
503 Level: Advanced
505 Extend virtual test driver (VKMS)
506 ---------------------------------
508 See the documentation of :ref:`VKMS <vkms>` for more details. This is an ideal
509 internship task, since it only requires a virtual machine and can be sized to
510 fit the available time.
512 Contact: Daniel Vetter
514 Level: See details
516 Backlight Refactoring
517 ---------------------
519 Backlight drivers have a triple enable/disable state, which is a bit overkill.
520 Plan to fix this:
522 1. Roll out backlight_enable() and backlight_disable() helpers everywhere. This
523    has started already.
524 2. In all, only look at one of the three status bits set by the above helpers.
525 3. Remove the other two status bits.
527 Contact: Daniel Vetter
529 Level: Intermediate
531 Driver Specific
532 ===============
534 AMD DC Display Driver
535 ---------------------
537 AMD DC is the display driver for AMD devices starting with Vega. There has been
538 a bunch of progress cleaning it up but there's still plenty of work to be done.
540 See drivers/gpu/drm/amd/display/TODO for tasks.
542 Contact: Harry Wentland, Alex Deucher
544 Bootsplash
545 ==========
547 There is support in place now for writing internal DRM clients making it
548 possible to pick up the bootsplash work that was rejected because it was written
549 for fbdev.
551 - [v6,8/8] drm/client: Hack: Add bootsplash example
552   https://patchwork.freedesktop.org/patch/306579/
554 - [RFC PATCH v2 00/13] Kernel based bootsplash
555   https://lkml.org/lkml/2017/12/13/764
557 Contact: Sam Ravnborg
559 Level: Advanced
561 Outside DRM
562 ===========
564 Convert fbdev drivers to DRM
565 ----------------------------
567 There are plenty of fbdev drivers for older hardware. Some hwardware has
568 become obsolete, but some still provides good(-enough) framebuffers. The
569 drivers that are still useful should be converted to DRM and afterwards
570 removed from fbdev.
572 Very simple fbdev drivers can best be converted by starting with a new
573 DRM driver. Simple KMS helpers and SHMEM should be able to handle any
574 existing hardware. The new driver's call-back functions are filled from
575 existing fbdev code.
577 More complex fbdev drivers can be refactored step-by-step into a DRM
578 driver with the help of the DRM fbconv helpers. [1] These helpers provide
579 the transition layer between the DRM core infrastructure and the fbdev
580 driver interface. Create a new DRM driver on top of the fbconv helpers,
581 copy over the fbdev driver, and hook it up to the DRM code. Examples for
582 several fbdev drivers are available at [1] and a tutorial of this process
583 available at [2]. The result is a primitive DRM driver that can run X11
584 and Weston.
586  - [1] https://gitlab.freedesktop.org/tzimmermann/linux/tree/fbconv
587  - [2] https://gitlab.freedesktop.org/tzimmermann/linux/blob/fbconv/drivers/gpu/drm/drm_fbconv_helper.c
589 Contact: Thomas Zimmermann <tzimmermann@suse.de>
591 Level: Advanced