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