kernel/kernel/irq/irqdesc.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1992, 1998-2006 Linus Torvalds, Ingo Molnar
   3  * Copyright (C) 2005-2006, Thomas Gleixner, Russell King
   4  *
   5  * This file contains the interrupt descriptor management code
   6  *
   7  * Detailed information is available in Documentation/DocBook/genericirq
   8  *
   9  */
  10 #include <linux/irq.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/export.h>
  13 #include <linux/interrupt.h>
  14 #include <linux/kernel_stat.h>
  15 #include <linux/radix-tree.h>
  16 #include <linux/bitmap.h>
  17 #include <linux/irqdomain.h>
  18
  19 #include "internals.h"
  20
  21 /*
  22  * lockdep: we want to handle all irq_desc locks as a single lock-class:
  23  */
  24 static struct lock_class_key irq_desc_lock_class;
  25
  26 #if defined(CONFIG_SMP)
  27 static int __init irq_affinity_setup(char *str)
  28 {
  29         zalloc_cpumask_var(&irq_default_affinity, GFP_NOWAIT);
  30         cpulist_parse(str, irq_default_affinity);
  31         /*
  32          * Set at least the boot cpu. We don't want to end up with
  33          * bugreports caused by random comandline masks
  34          */
  35         cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), irq_default_affinity);
  36         return 1;
  37 }
  38 __setup("irqaffinity=", irq_affinity_setup);
  39
  40 static void __init init_irq_default_affinity(void)
  41 {
  42 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
  43         if (!irq_default_affinity)
  44                 zalloc_cpumask_var(&irq_default_affinity, GFP_NOWAIT);
  45 #endif
  46         if (cpumask_empty(irq_default_affinity))
  47                 cpumask_setall(irq_default_affinity);
  48 }
  49 #else
  50 static void __init init_irq_default_affinity(void)
  51 {
  52 }
  53 #endif
  54
  55 #ifdef CONFIG_SMP
  56 static int alloc_masks(struct irq_desc *desc, gfp_t gfp, int node)
  57 {
  58         if (!zalloc_cpumask_var_node(&desc->irq_common_data.affinity,
  59                                      gfp, node))
  60                 return -ENOMEM;
  61
  62 #ifdef CONFIG_GENERIC_PENDING_IRQ
  63         if (!zalloc_cpumask_var_node(&desc->pending_mask, gfp, node)) {
  64                 free_cpumask_var(desc->irq_common_data.affinity);
  65                 return -ENOMEM;
  66         }
  67 #endif
  68         return 0;
  69 }
  70
  71 static void desc_smp_init(struct irq_desc *desc, int node)
  72 {
  73         cpumask_copy(desc->irq_common_data.affinity, irq_default_affinity);
  74 #ifdef CONFIG_GENERIC_PENDING_IRQ
  75         cpumask_clear(desc->pending_mask);
  76 #endif
  77 #ifdef CONFIG_NUMA
  78         desc->irq_common_data.node = node;
  79 #endif
  80 }
  81
  82 #else
  83 static inline int
  84 alloc_masks(struct irq_desc *desc, gfp_t gfp, int node) { return 0; }
  85 static inline void desc_smp_init(struct irq_desc *desc, int node) { }
  86 #endif
  87
  88 static void desc_set_defaults(unsigned int irq, struct irq_desc *desc, int node,
  89                 struct module *owner)
  90 {
  91         int cpu;
  92
  93         desc->irq_common_data.handler_data = NULL;
  94         desc->irq_common_data.msi_desc = NULL;
  95
  96         desc->irq_data.common = &desc->irq_common_data;
  97         desc->irq_data.irq = irq;
  98         desc->irq_data.chip = &no_irq_chip;
  99         desc->irq_data.chip_data = NULL;
 100         irq_settings_clr_and_set(desc, ~0, _IRQ_DEFAULT_INIT_FLAGS);
 101         irqd_set(&desc->irq_data, IRQD_IRQ_DISABLED);
 102         desc->handle_irq = handle_bad_irq;
 103         desc->depth = 1;
 104         desc->irq_count = 0;
 105         desc->irqs_unhandled = 0;
 106         desc->name = NULL;
 107         desc->owner = owner;
 108         for_each_possible_cpu(cpu)
 109                 *per_cpu_ptr(desc->kstat_irqs, cpu) = 0;
 110         desc_smp_init(desc, node);
 111 }
 112
 113 int nr_irqs = NR_IRQS;
 114 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_irqs);
 115
 116 static DEFINE_MUTEX(sparse_irq_lock);
 117 static DECLARE_BITMAP(allocated_irqs, IRQ_BITMAP_BITS);
 118
 119 #ifdef CONFIG_SPARSE_IRQ
 120
 121 static RADIX_TREE(irq_desc_tree, GFP_KERNEL);
 122
 123 static void irq_insert_desc(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
 124 {
 125         radix_tree_insert(&irq_desc_tree, irq, desc);
 126 }
 127
 128 struct irq_desc *irq_to_desc(unsigned int irq)
 129 {
 130         return radix_tree_lookup(&irq_desc_tree, irq);
 131 }
 132 EXPORT_SYMBOL(irq_to_desc);
 133
 134 static void delete_irq_desc(unsigned int irq)
 135 {
 136         radix_tree_delete(&irq_desc_tree, irq);
 137 }
 138
 139 #ifdef CONFIG_SMP
 140 static void free_masks(struct irq_desc *desc)
 141 {
 142 #ifdef CONFIG_GENERIC_PENDING_IRQ
 143         free_cpumask_var(desc->pending_mask);
 144 #endif
 145         free_cpumask_var(desc->irq_common_data.affinity);
 146 }
 147 #else
 148 static inline void free_masks(struct irq_desc *desc) { }
 149 #endif
 150
 151 void irq_lock_sparse(void)
 152 {
 153         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 154 }
 155
 156 void irq_unlock_sparse(void)
 157 {
 158         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 159 }
 160
 161 static struct irq_desc *alloc_desc(int irq, int node, struct module *owner)
 162 {
 163         struct irq_desc *desc;
 164         gfp_t gfp = GFP_KERNEL;
 165
 166         desc = kzalloc_node(sizeof(*desc), gfp, node);
 167         if (!desc)
 168                 return NULL;
 169         /* allocate based on nr_cpu_ids */
 170         desc->kstat_irqs = alloc_percpu(unsigned int);
 171         if (!desc->kstat_irqs)
 172                 goto err_desc;
 173
 174         if (alloc_masks(desc, gfp, node))
 175                 goto err_kstat;
 176
 177         raw_spin_lock_init(&desc->lock);
 178         lockdep_set_class(&desc->lock, &irq_desc_lock_class);
 179
 180         desc_set_defaults(irq, desc, node, owner);
 181
 182         return desc;
 183
 184 err_kstat:
 185         free_percpu(desc->kstat_irqs);
 186 err_desc:
 187         kfree(desc);
 188         return NULL;
 189 }
 190
 191 static void free_desc(unsigned int irq)
 192 {
 193         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 194
 195         unregister_irq_proc(irq, desc);
 196
 197         /*
 198          * sparse_irq_lock protects also show_interrupts() and
 199          * kstat_irq_usr(). Once we deleted the descriptor from the
 200          * sparse tree we can free it. Access in proc will fail to
 201          * lookup the descriptor.
 202          */
 203         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 204         delete_irq_desc(irq);
 205         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 206
 207         free_masks(desc);
 208         free_percpu(desc->kstat_irqs);
 209         kfree(desc);
 210 }
 211
 212 static int alloc_descs(unsigned int start, unsigned int cnt, int node,
 213                        struct module *owner)
 214 {
 215         struct irq_desc *desc;
 216         int i;
 217
 218         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 219                 desc = alloc_desc(start + i, node, owner);
 220                 if (!desc)
 221                         goto err;
 222                 mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 223                 irq_insert_desc(start + i, desc);
 224                 mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 225         }
 226         return start;
 227
 228 err:
 229         for (i--; i >= 0; i--)
 230                 free_desc(start + i);
 231
 232         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 233         bitmap_clear(allocated_irqs, start, cnt);
 234         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 235         return -ENOMEM;
 236 }
 237
 238 static int irq_expand_nr_irqs(unsigned int nr)
 239 {
 240         if (nr > IRQ_BITMAP_BITS)
 241                 return -ENOMEM;
 242         nr_irqs = nr;
 243         return 0;
 244 }
 245
 246 int __init early_irq_init(void)
 247 {
 248         int i, initcnt, node = first_online_node;
 249         struct irq_desc *desc;
 250
 251         init_irq_default_affinity();
 252
 253         /* Let arch update nr_irqs and return the nr of preallocated irqs */
 254         initcnt = arch_probe_nr_irqs();
 255         printk(KERN_INFO "NR_IRQS:%d nr_irqs:%d %d\n", NR_IRQS, nr_irqs, initcnt);
 256
 257         if (WARN_ON(nr_irqs > IRQ_BITMAP_BITS))
 258                 nr_irqs = IRQ_BITMAP_BITS;
 259
 260         if (WARN_ON(initcnt > IRQ_BITMAP_BITS))
 261                 initcnt = IRQ_BITMAP_BITS;
 262
 263         if (initcnt > nr_irqs)
 264                 nr_irqs = initcnt;
 265
 266         for (i = 0; i < initcnt; i++) {
 267                 desc = alloc_desc(i, node, NULL);
 268                 set_bit(i, allocated_irqs);
 269                 irq_insert_desc(i, desc);
 270         }
 271         return arch_early_irq_init();
 272 }
 273
 274 #else /* !CONFIG_SPARSE_IRQ */
 275
 276 struct irq_desc irq_desc[NR_IRQS] __cacheline_aligned_in_smp = {
 277         [0 ... NR_IRQS-1] = {
 278                 .handle_irq     = handle_bad_irq,
 279                 .depth          = 1,
 280                 .lock           = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(irq_desc->lock),
 281         }
 282 };
 283
 284 int __init early_irq_init(void)
 285 {
 286         int count, i, node = first_online_node;
 287         struct irq_desc *desc;
 288
 289         init_irq_default_affinity();
 290
 291         printk(KERN_INFO "NR_IRQS:%d\n", NR_IRQS);
 292
 293         desc = irq_desc;
 294         count = ARRAY_SIZE(irq_desc);
 295
 296         for (i = 0; i < count; i++) {
 297                 desc[i].kstat_irqs = alloc_percpu(unsigned int);
 298                 alloc_masks(&desc[i], GFP_KERNEL, node);
 299                 raw_spin_lock_init(&desc[i].lock);
 300                 lockdep_set_class(&desc[i].lock, &irq_desc_lock_class);
 301                 desc_set_defaults(i, &desc[i], node, NULL);
 302         }
 303         return arch_early_irq_init();
 304 }
 305
 306 struct irq_desc *irq_to_desc(unsigned int irq)
 307 {
 308         return (irq < NR_IRQS) ? irq_desc + irq : NULL;
 309 }
 310 EXPORT_SYMBOL(irq_to_desc);
 311
 312 static void free_desc(unsigned int irq)
 313 {
 314         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 315         unsigned long flags;
 316
 317         raw_spin_lock_irqsave(&desc->lock, flags);
 318         desc_set_defaults(irq, desc, irq_desc_get_node(desc), NULL);
 319         raw_spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
 320 }
 321
 322 static inline int alloc_descs(unsigned int start, unsigned int cnt, int node,
 323                               struct module *owner)
 324 {
 325         u32 i;
 326
 327         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 328                 struct irq_desc *desc = irq_to_desc(start + i);
 329
 330                 desc->owner = owner;
 331         }
 332         return start;
 333 }
 334
 335 static int irq_expand_nr_irqs(unsigned int nr)
 336 {
 337         return -ENOMEM;
 338 }
 339
 340 void irq_mark_irq(unsigned int irq)
 341 {
 342         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 343         bitmap_set(allocated_irqs, irq, 1);
 344         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 345 }
 346
 347 #ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_LEGACY
 348 void irq_init_desc(unsigned int irq)
 349 {
 350         free_desc(irq);
 351 }
 352 #endif
 353
 354 #endif /* !CONFIG_SPARSE_IRQ */
 355
 356 /**
 357  * generic_handle_irq - Invoke the handler for a particular irq
 358  * @irq:        The irq number to handle
 359  *
 360  */
 361 int generic_handle_irq(unsigned int irq)
 362 {
 363         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 364
 365         if (!desc)
 366                 return -EINVAL;
 367         generic_handle_irq_desc(desc);
 368         return 0;
 369 }
 370 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_handle_irq);
 371
 372 #ifdef CONFIG_HANDLE_DOMAIN_IRQ
 373 /**
 374  * __handle_domain_irq - Invoke the handler for a HW irq belonging to a domain
 375  * @domain:     The domain where to perform the lookup
 376  * @hwirq:      The HW irq number to convert to a logical one
 377  * @lookup:     Whether to perform the domain lookup or not
 378  * @regs:       Register file coming from the low-level handling code
 379  *
 380  * Returns:     0 on success, or -EINVAL if conversion has failed
 381  */
 382 int __handle_domain_irq(struct irq_domain *domain, unsigned int hwirq,
 383                         bool lookup, struct pt_regs *regs)
 384 {
 385         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 386         unsigned int irq = hwirq;
 387         int ret = 0;
 388
 389         irq_enter();
 390
 391 #ifdef CONFIG_IRQ_DOMAIN
 392         if (lookup)
 393                 irq = irq_find_mapping(domain, hwirq);
 394 #endif
 395
 396         /*
 397          * Some hardware gives randomly wrong interrupts.  Rather
 398          * than crashing, do something sensible.
 399          */
 400         if (unlikely(!irq || irq >= nr_irqs)) {
 401                 ack_bad_irq(irq);
 402                 ret = -EINVAL;
 403         } else {
 404                 generic_handle_irq(irq);
 405         }
 406
 407         irq_exit();
 408         set_irq_regs(old_regs);
 409         return ret;
 410 }
 411 #endif
 412
 413 /* Dynamic interrupt handling */
 414
 415 /**
 416  * irq_free_descs - free irq descriptors
 417  * @from:       Start of descriptor range
 418  * @cnt:        Number of consecutive irqs to free
 419  */
 420 void irq_free_descs(unsigned int from, unsigned int cnt)
 421 {
 422         int i;
 423
 424         if (from >= nr_irqs || (from + cnt) > nr_irqs)
 425                 return;
 426
 427         for (i = 0; i < cnt; i++)
 428                 free_desc(from + i);
 429
 430         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 431         bitmap_clear(allocated_irqs, from, cnt);
 432         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 433 }
 434 EXPORT_SYMBOL_GPL(irq_free_descs);
 435
 436 /**
 437  * irq_alloc_descs - allocate and initialize a range of irq descriptors
 438  * @irq:        Allocate for specific irq number if irq >= 0
 439  * @from:       Start the search from this irq number
 440  * @cnt:        Number of consecutive irqs to allocate.
 441  * @node:       Preferred node on which the irq descriptor should be allocated
 442  * @owner:      Owning module (can be NULL)
 443  *
 444  * Returns the first irq number or error code
 445  */
 446 int __ref
 447 __irq_alloc_descs(int irq, unsigned int from, unsigned int cnt, int node,
 448                   struct module *owner)
 449 {
 450         int start, ret;
 451
 452         if (!cnt)
 453                 return -EINVAL;
 454
 455         if (irq >= 0) {
 456                 if (from > irq)
 457                         return -EINVAL;
 458                 from = irq;
 459         } else {
 460                 /*
 461                  * For interrupts which are freely allocated the
 462                  * architecture can force a lower bound to the @from
 463                  * argument. x86 uses this to exclude the GSI space.
 464                  */
 465                 from = arch_dynirq_lower_bound(from);
 466         }
 467
 468         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 469
 470         start = bitmap_find_next_zero_area(allocated_irqs, IRQ_BITMAP_BITS,
 471                                            from, cnt, 0);
 472         ret = -EEXIST;
 473         if (irq >=0 && start != irq)
 474                 goto err;
 475
 476         if (start + cnt > nr_irqs) {
 477                 ret = irq_expand_nr_irqs(start + cnt);
 478                 if (ret)
 479                         goto err;
 480         }
 481
 482         bitmap_set(allocated_irqs, start, cnt);
 483         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 484         return alloc_descs(start, cnt, node, owner);
 485
 486 err:
 487         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 488         return ret;
 489 }
 490 EXPORT_SYMBOL_GPL(__irq_alloc_descs);
 491
 492 #ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_LEGACY_ALLOC_HWIRQ
 493 /**
 494  * irq_alloc_hwirqs - Allocate an irq descriptor and initialize the hardware
 495  * @cnt:        number of interrupts to allocate
 496  * @node:       node on which to allocate
 497  *
 498  * Returns an interrupt number > 0 or 0, if the allocation fails.
 499  */
 500 unsigned int irq_alloc_hwirqs(int cnt, int node)
 501 {
 502         int i, irq = __irq_alloc_descs(-1, 0, cnt, node, NULL);
 503
 504         if (irq < 0)
 505                 return 0;
 506
 507         for (i = irq; cnt > 0; i++, cnt--) {
 508                 if (arch_setup_hwirq(i, node))
 509                         goto err;
 510                 irq_clear_status_flags(i, _IRQ_NOREQUEST);
 511         }
 512         return irq;
 513
 514 err:
 515         for (i--; i >= irq; i--) {
 516                 irq_set_status_flags(i, _IRQ_NOREQUEST | _IRQ_NOPROBE);
 517                 arch_teardown_hwirq(i);
 518         }
 519         irq_free_descs(irq, cnt);
 520         return 0;
 521 }
 522 EXPORT_SYMBOL_GPL(irq_alloc_hwirqs);
 523
 524 /**
 525  * irq_free_hwirqs - Free irq descriptor and cleanup the hardware
 526  * @from:       Free from irq number
 527  * @cnt:        number of interrupts to free
 528  *
 529  */
 530 void irq_free_hwirqs(unsigned int from, int cnt)
 531 {
 532         int i, j;
 533
 534         for (i = from, j = cnt; j > 0; i++, j--) {
 535                 irq_set_status_flags(i, _IRQ_NOREQUEST | _IRQ_NOPROBE);
 536                 arch_teardown_hwirq(i);
 537         }
 538         irq_free_descs(from, cnt);
 539 }
 540 EXPORT_SYMBOL_GPL(irq_free_hwirqs);
 541 #endif
 542
 543 /**
 544  * irq_get_next_irq - get next allocated irq number
 545  * @offset:     where to start the search
 546  *
 547  * Returns next irq number after offset or nr_irqs if none is found.
 548  */
 549 unsigned int irq_get_next_irq(unsigned int offset)
 550 {
 551         return find_next_bit(allocated_irqs, nr_irqs, offset);
 552 }
 553
 554 struct irq_desc *
 555 __irq_get_desc_lock(unsigned int irq, unsigned long *flags, bool bus,
 556                     unsigned int check)
 557 {
 558         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 559
 560         if (desc) {
 561                 if (check & _IRQ_DESC_CHECK) {
 562                         if ((check & _IRQ_DESC_PERCPU) &&
 563                             !irq_settings_is_per_cpu_devid(desc))
 564                                 return NULL;
 565
 566                         if (!(check & _IRQ_DESC_PERCPU) &&
 567                             irq_settings_is_per_cpu_devid(desc))
 568                                 return NULL;
 569                 }
 570
 571                 if (bus)
 572                         chip_bus_lock(desc);
 573                 raw_spin_lock_irqsave(&desc->lock, *flags);
 574         }
 575         return desc;
 576 }
 577
 578 void __irq_put_desc_unlock(struct irq_desc *desc, unsigned long flags, bool bus)
 579 {
 580         raw_spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
 581         if (bus)
 582                 chip_bus_sync_unlock(desc);
 583 }
 584
 585 int irq_set_percpu_devid(unsigned int irq)
 586 {
 587         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 588
 589         if (!desc)
 590                 return -EINVAL;
 591
 592         if (desc->percpu_enabled)
 593                 return -EINVAL;
 594
 595         desc->percpu_enabled = kzalloc(sizeof(*desc->percpu_enabled), GFP_KERNEL);
 596
 597         if (!desc->percpu_enabled)
 598                 return -ENOMEM;
 599
 600         irq_set_percpu_devid_flags(irq);
 601         return 0;
 602 }
 603
 604 void kstat_incr_irq_this_cpu(unsigned int irq)
 605 {
 606         kstat_incr_irqs_this_cpu(irq_to_desc(irq));
 607 }
 608
 609 /**
 610  * kstat_irqs_cpu - Get the statistics for an interrupt on a cpu
 611  * @irq:        The interrupt number
 612  * @cpu:        The cpu number
 613  *
 614  * Returns the sum of interrupt counts on @cpu since boot for
 615  * @irq. The caller must ensure that the interrupt is not removed
 616  * concurrently.
 617  */
 618 unsigned int kstat_irqs_cpu(unsigned int irq, int cpu)
 619 {
 620         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 621
 622         return desc && desc->kstat_irqs ?
 623                         *per_cpu_ptr(desc->kstat_irqs, cpu) : 0;
 624 }
 625
 626 /**
 627  * kstat_irqs - Get the statistics for an interrupt
 628  * @irq:        The interrupt number
 629  *
 630  * Returns the sum of interrupt counts on all cpus since boot for
 631  * @irq. The caller must ensure that the interrupt is not removed
 632  * concurrently.
 633  */
 634 unsigned int kstat_irqs(unsigned int irq)
 635 {
 636         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 637         int cpu;
 638         unsigned int sum = 0;
 639
 640         if (!desc || !desc->kstat_irqs)
 641                 return 0;
 642         for_each_possible_cpu(cpu)
 643                 sum += *per_cpu_ptr(desc->kstat_irqs, cpu);
 644         return sum;
 645 }
 646
 647 /**
 648  * kstat_irqs_usr - Get the statistics for an interrupt
 649  * @irq:        The interrupt number
 650  *
 651  * Returns the sum of interrupt counts on all cpus since boot for
 652  * @irq. Contrary to kstat_irqs() this can be called from any
 653  * preemptible context. It's protected against concurrent removal of
 654  * an interrupt descriptor when sparse irqs are enabled.
 655  */
 656 unsigned int kstat_irqs_usr(unsigned int irq)
 657 {
 658         unsigned int sum;
 659
 660         irq_lock_sparse();
 661         sum = kstat_irqs(irq);
 662         irq_unlock_sparse();
 663         return sum;
 664 }