arch/um/kernel/irq.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2000 - 2007 Jeff Dike (jdike@{addtoit,linux.intel}.com)
   3  * Licensed under the GPL
   4  * Derived (i.e. mostly copied) from arch/i386/kernel/irq.c:
   5  *      Copyright (C) 1992, 1998 Linus Torvalds, Ingo Molnar
   6  */
   7
   8 #include "linux/cpumask.h"
   9 #include "linux/hardirq.h"
  10 #include "linux/interrupt.h"
  11 #include "linux/kernel_stat.h"
  12 #include "linux/module.h"
  13 #include "linux/sched.h"
  14 #include "linux/seq_file.h"
  15 #include "linux/slab.h"
  16 #include "as-layout.h"
  17 #include "kern_util.h"
  18 #include "os.h"
  19
  20 /*
  21  * Generic, controller-independent functions:
  22  */
  23
  24 int show_interrupts(struct seq_file *p, void *v)
  25 {
  26         int i = *(loff_t *) v, j;
  27         struct irqaction * action;
  28         unsigned long flags;
  29
  30         if (i == 0) {
  31                 seq_printf(p, "           ");
  32                 for_each_online_cpu(j)
  33                         seq_printf(p, "CPU%d       ",j);
  34                 seq_putc(p, '\n');
  35         }
  36
  37         if (i < NR_IRQS) {
  38                 struct irq_desc *desc = irq_to_desc(i);
  39
  40                 raw_spin_lock_irqsave(&desc->lock, flags);
  41                 action = desc->action;
  42                 if (!action)
  43                         goto skip;
  44                 seq_printf(p, "%3d: ",i);
  45 #ifndef CONFIG_SMP
  46                 seq_printf(p, "%10u ", kstat_irqs(i));
  47 #else
  48                 for_each_online_cpu(j)
  49                         seq_printf(p, "%10u ", kstat_irqs_cpu(i, j));
  50 #endif
  51                 seq_printf(p, " %14s", get_irq_desc_chip(desc)->name);
  52                 seq_printf(p, "  %s", action->name);
  53
  54                 for (action=action->next; action; action = action->next)
  55                         seq_printf(p, ", %s", action->name);
  56
  57                 seq_putc(p, '\n');
  58 skip:
  59                 raw_spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
  60         } else if (i == NR_IRQS)
  61                 seq_putc(p, '\n');
  62
  63         return 0;
  64 }
  65
  66 /*
  67  * This list is accessed under irq_lock, except in sigio_handler,
  68  * where it is safe from being modified.  IRQ handlers won't change it -
  69  * if an IRQ source has vanished, it will be freed by free_irqs just
  70  * before returning from sigio_handler.  That will process a separate
  71  * list of irqs to free, with its own locking, coming back here to
  72  * remove list elements, taking the irq_lock to do so.
  73  */
  74 static struct irq_fd *active_fds = NULL;
  75 static struct irq_fd **last_irq_ptr = &active_fds;
  76
  77 extern void free_irqs(void);
  78
  79 void sigio_handler(int sig, struct uml_pt_regs *regs)
  80 {
  81         struct irq_fd *irq_fd;
  82         int n;
  83
  84         if (smp_sigio_handler())
  85                 return;
  86
  87         while (1) {
  88                 n = os_waiting_for_events(active_fds);
  89                 if (n <= 0) {
  90                         if (n == -EINTR)
  91                                 continue;
  92                         else break;
  93                 }
  94
  95                 for (irq_fd = active_fds; irq_fd != NULL;
  96                      irq_fd = irq_fd->next) {
  97                         if (irq_fd->current_events != 0) {
  98                                 irq_fd->current_events = 0;
  99                                 do_IRQ(irq_fd->irq, regs);
 100                         }
 101                 }
 102         }
 103
 104         free_irqs();
 105 }
 106
 107 static DEFINE_SPINLOCK(irq_lock);
 108
 109 static int activate_fd(int irq, int fd, int type, void *dev_id)
 110 {
 111         struct pollfd *tmp_pfd;
 112         struct irq_fd *new_fd, *irq_fd;
 113         unsigned long flags;
 114         int events, err, n;
 115
 116         err = os_set_fd_async(fd);
 117         if (err < 0)
 118                 goto out;
 119
 120         err = -ENOMEM;
 121         new_fd = kmalloc(sizeof(struct irq_fd), GFP_KERNEL);
 122         if (new_fd == NULL)
 123                 goto out;
 124
 125         if (type == IRQ_READ)
 126                 events = UM_POLLIN | UM_POLLPRI;
 127         else events = UM_POLLOUT;
 128         *new_fd = ((struct irq_fd) { .next              = NULL,
 129                                      .id                = dev_id,
 130                                      .fd                = fd,
 131                                      .type              = type,
 132                                      .irq               = irq,
 133                                      .events            = events,
 134                                      .current_events    = 0 } );
 135
 136         err = -EBUSY;
 137         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 138         for (irq_fd = active_fds; irq_fd != NULL; irq_fd = irq_fd->next) {
 139                 if ((irq_fd->fd == fd) && (irq_fd->type == type)) {
 140                         printk(KERN_ERR "Registering fd %d twice\n", fd);
 141                         printk(KERN_ERR "Irqs : %d, %d\n", irq_fd->irq, irq);
 142                         printk(KERN_ERR "Ids : 0x%p, 0x%p\n", irq_fd->id,
 143                                dev_id);
 144                         goto out_unlock;
 145                 }
 146         }
 147
 148         if (type == IRQ_WRITE)
 149                 fd = -1;
 150
 151         tmp_pfd = NULL;
 152         n = 0;
 153
 154         while (1) {
 155                 n = os_create_pollfd(fd, events, tmp_pfd, n);
 156                 if (n == 0)
 157                         break;
 158
 159                 /*
 160                  * n > 0
 161                  * It means we couldn't put new pollfd to current pollfds
 162                  * and tmp_fds is NULL or too small for new pollfds array.
 163                  * Needed size is equal to n as minimum.
 164                  *
 165                  * Here we have to drop the lock in order to call
 166                  * kmalloc, which might sleep.
 167                  * If something else came in and changed the pollfds array
 168                  * so we will not be able to put new pollfd struct to pollfds
 169                  * then we free the buffer tmp_fds and try again.
 170                  */
 171                 spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 172                 kfree(tmp_pfd);
 173
 174                 tmp_pfd = kmalloc(n, GFP_KERNEL);
 175                 if (tmp_pfd == NULL)
 176                         goto out_kfree;
 177
 178                 spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 179         }
 180
 181         *last_irq_ptr = new_fd;
 182         last_irq_ptr = &new_fd->next;
 183
 184         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 185
 186         /*
 187          * This calls activate_fd, so it has to be outside the critical
 188          * section.
 189          */
 190         maybe_sigio_broken(fd, (type == IRQ_READ));
 191
 192         return 0;
 193
 194  out_unlock:
 195         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 196  out_kfree:
 197         kfree(new_fd);
 198  out:
 199         return err;
 200 }
 201
 202 static void free_irq_by_cb(int (*test)(struct irq_fd *, void *), void *arg)
 203 {
 204         unsigned long flags;
 205
 206         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 207         os_free_irq_by_cb(test, arg, active_fds, &last_irq_ptr);
 208         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 209 }
 210
 211 struct irq_and_dev {
 212         int irq;
 213         void *dev;
 214 };
 215
 216 static int same_irq_and_dev(struct irq_fd *irq, void *d)
 217 {
 218         struct irq_and_dev *data = d;
 219
 220         return ((irq->irq == data->irq) && (irq->id == data->dev));
 221 }
 222
 223 static void free_irq_by_irq_and_dev(unsigned int irq, void *dev)
 224 {
 225         struct irq_and_dev data = ((struct irq_and_dev) { .irq  = irq,
 226                                                           .dev  = dev });
 227
 228         free_irq_by_cb(same_irq_and_dev, &data);
 229 }
 230
 231 static int same_fd(struct irq_fd *irq, void *fd)
 232 {
 233         return (irq->fd == *((int *)fd));
 234 }
 235
 236 void free_irq_by_fd(int fd)
 237 {
 238         free_irq_by_cb(same_fd, &fd);
 239 }
 240
 241 /* Must be called with irq_lock held */
 242 static struct irq_fd *find_irq_by_fd(int fd, int irqnum, int *index_out)
 243 {
 244         struct irq_fd *irq;
 245         int i = 0;
 246         int fdi;
 247
 248         for (irq = active_fds; irq != NULL; irq = irq->next) {
 249                 if ((irq->fd == fd) && (irq->irq == irqnum))
 250                         break;
 251                 i++;
 252         }
 253         if (irq == NULL) {
 254                 printk(KERN_ERR "find_irq_by_fd doesn't have descriptor %d\n",
 255                        fd);
 256                 goto out;
 257         }
 258         fdi = os_get_pollfd(i);
 259         if ((fdi != -1) && (fdi != fd)) {
 260                 printk(KERN_ERR "find_irq_by_fd - mismatch between active_fds "
 261                        "and pollfds, fd %d vs %d, need %d\n", irq->fd,
 262                        fdi, fd);
 263                 irq = NULL;
 264                 goto out;
 265         }
 266         *index_out = i;
 267  out:
 268         return irq;
 269 }
 270
 271 void reactivate_fd(int fd, int irqnum)
 272 {
 273         struct irq_fd *irq;
 274         unsigned long flags;
 275         int i;
 276
 277         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 278         irq = find_irq_by_fd(fd, irqnum, &i);
 279         if (irq == NULL) {
 280                 spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 281                 return;
 282         }
 283         os_set_pollfd(i, irq->fd);
 284         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 285
 286         add_sigio_fd(fd);
 287 }
 288
 289 void deactivate_fd(int fd, int irqnum)
 290 {
 291         struct irq_fd *irq;
 292         unsigned long flags;
 293         int i;
 294
 295         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 296         irq = find_irq_by_fd(fd, irqnum, &i);
 297         if (irq == NULL) {
 298                 spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 299                 return;
 300         }
 301
 302         os_set_pollfd(i, -1);
 303         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 304
 305         ignore_sigio_fd(fd);
 306 }
 307
 308 /*
 309  * Called just before shutdown in order to provide a clean exec
 310  * environment in case the system is rebooting.  No locking because
 311  * that would cause a pointless shutdown hang if something hadn't
 312  * released the lock.
 313  */
 314 int deactivate_all_fds(void)
 315 {
 316         struct irq_fd *irq;
 317         int err;
 318
 319         for (irq = active_fds; irq != NULL; irq = irq->next) {
 320                 err = os_clear_fd_async(irq->fd);
 321                 if (err)
 322                         return err;
 323         }
 324         /* If there is a signal already queued, after unblocking ignore it */
 325         os_set_ioignore();
 326
 327         return 0;
 328 }
 329
 330 /*
 331  * do_IRQ handles all normal device IRQs (the special
 332  * SMP cross-CPU interrupts have their own specific
 333  * handlers).
 334  */
 335 unsigned int do_IRQ(int irq, struct uml_pt_regs *regs)
 336 {
 337         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs((struct pt_regs *)regs);
 338         irq_enter();
 339         generic_handle_irq(irq);
 340         irq_exit();
 341         set_irq_regs(old_regs);
 342         return 1;
 343 }
 344
 345 int um_request_irq(unsigned int irq, int fd, int type,
 346                    irq_handler_t handler,
 347                    unsigned long irqflags, const char * devname,
 348                    void *dev_id)
 349 {
 350         int err;
 351
 352         if (fd != -1) {
 353                 err = activate_fd(irq, fd, type, dev_id);
 354                 if (err)
 355                         return err;
 356         }
 357
 358         return request_irq(irq, handler, irqflags, devname, dev_id);
 359 }
 360
 361 EXPORT_SYMBOL(um_request_irq);
 362 EXPORT_SYMBOL(reactivate_fd);
 363
 364 /*
 365  * irq_chip must define at least enable/disable and ack when
 366  * the edge handler is used.
 367  */
 368 static void dummy(struct irq_data *d)
 369 {
 370 }
 371
 372 /* This is used for everything else than the timer. */
 373 static struct irq_chip normal_irq_type = {
 374         .name = "SIGIO",
 375         .release = free_irq_by_irq_and_dev,
 376         .irq_disable = dummy,
 377         .irq_enable = dummy,
 378         .irq_ack = dummy,
 379 };
 380
 381 static struct irq_chip SIGVTALRM_irq_type = {
 382         .name = "SIGVTALRM",
 383         .release = free_irq_by_irq_and_dev,
 384         .irq_disable = dummy,
 385         .irq_enable = dummy,
 386         .irq_ack = dummy,
 387 };
 388
 389 void __init init_IRQ(void)
 390 {
 391         int i;
 392
 393         set_irq_chip_and_handler(TIMER_IRQ, &SIGVTALRM_irq_type, handle_edge_irq);
 394
 395         for (i = 1; i < NR_IRQS; i++) {
 396                 set_irq_chip_and_handler(i, &normal_irq_type, handle_edge_irq);
 397         }
 398 }
 399
 400 /*
 401  * IRQ stack entry and exit:
 402  *
 403  * Unlike i386, UML doesn't receive IRQs on the normal kernel stack
 404  * and switch over to the IRQ stack after some preparation.  We use
 405  * sigaltstack to receive signals on a separate stack from the start.
 406  * These two functions make sure the rest of the kernel won't be too
 407  * upset by being on a different stack.  The IRQ stack has a
 408  * thread_info structure at the bottom so that current et al continue
 409  * to work.
 410  *
 411  * to_irq_stack copies the current task's thread_info to the IRQ stack
 412  * thread_info and sets the tasks's stack to point to the IRQ stack.
 413  *
 414  * from_irq_stack copies the thread_info struct back (flags may have
 415  * been modified) and resets the task's stack pointer.
 416  *
 417  * Tricky bits -
 418  *
 419  * What happens when two signals race each other?  UML doesn't block
 420  * signals with sigprocmask, SA_DEFER, or sa_mask, so a second signal
 421  * could arrive while a previous one is still setting up the
 422  * thread_info.
 423  *
 424  * There are three cases -
 425  *     The first interrupt on the stack - sets up the thread_info and
 426  * handles the interrupt
 427  *     A nested interrupt interrupting the copying of the thread_info -
 428  * can't handle the interrupt, as the stack is in an unknown state
 429  *     A nested interrupt not interrupting the copying of the
 430  * thread_info - doesn't do any setup, just handles the interrupt
 431  *
 432  * The first job is to figure out whether we interrupted stack setup.
 433  * This is done by xchging the signal mask with thread_info->pending.
 434  * If the value that comes back is zero, then there is no setup in
 435  * progress, and the interrupt can be handled.  If the value is
 436  * non-zero, then there is stack setup in progress.  In order to have
 437  * the interrupt handled, we leave our signal in the mask, and it will
 438  * be handled by the upper handler after it has set up the stack.
 439  *
 440  * Next is to figure out whether we are the outer handler or a nested
 441  * one.  As part of setting up the stack, thread_info->real_thread is
 442  * set to non-NULL (and is reset to NULL on exit).  This is the
 443  * nesting indicator.  If it is non-NULL, then the stack is already
 444  * set up and the handler can run.
 445  */
 446
 447 static unsigned long pending_mask;
 448
 449 unsigned long to_irq_stack(unsigned long *mask_out)
 450 {
 451         struct thread_info *ti;
 452         unsigned long mask, old;
 453         int nested;
 454
 455         mask = xchg(&pending_mask, *mask_out);
 456         if (mask != 0) {
 457                 /*
 458                  * If any interrupts come in at this point, we want to
 459                  * make sure that their bits aren't lost by our
 460                  * putting our bit in.  So, this loop accumulates bits
 461                  * until xchg returns the same value that we put in.
 462                  * When that happens, there were no new interrupts,
 463                  * and pending_mask contains a bit for each interrupt
 464                  * that came in.
 465                  */
 466                 old = *mask_out;
 467                 do {
 468                         old |= mask;
 469                         mask = xchg(&pending_mask, old);
 470                 } while (mask != old);
 471                 return 1;
 472         }
 473
 474         ti = current_thread_info();
 475         nested = (ti->real_thread != NULL);
 476         if (!nested) {
 477                 struct task_struct *task;
 478                 struct thread_info *tti;
 479
 480                 task = cpu_tasks[ti->cpu].task;
 481                 tti = task_thread_info(task);
 482
 483                 *ti = *tti;
 484                 ti->real_thread = tti;
 485                 task->stack = ti;
 486         }
 487
 488         mask = xchg(&pending_mask, 0);
 489         *mask_out |= mask | nested;
 490         return 0;
 491 }
 492
 493 unsigned long from_irq_stack(int nested)
 494 {
 495         struct thread_info *ti, *to;
 496         unsigned long mask;
 497
 498         ti = current_thread_info();
 499
 500         pending_mask = 1;
 501
 502         to = ti->real_thread;
 503         current->stack = to;
 504         ti->real_thread = NULL;
 505         *to = *ti;
 506
 507         mask = xchg(&pending_mask, 0);
 508         return mask & ~1;
 509 }
 510