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
  18 #include "internals.h"
  19
  20 /*
  21  * lockdep: we want to handle all irq_desc locks as a single lock-class:
  22  */
  23 static struct lock_class_key irq_desc_lock_class;
  24
  25 #if defined(CONFIG_SMP)
  26 static void __init init_irq_default_affinity(void)
  27 {
  28         alloc_cpumask_var(&irq_default_affinity, GFP_NOWAIT);
  29         cpumask_setall(irq_default_affinity);
  30 }
  31 #else
  32 static void __init init_irq_default_affinity(void)
  33 {
  34 }
  35 #endif
  36
  37 #ifdef CONFIG_SMP
  38 static int alloc_masks(struct irq_desc *desc, gfp_t gfp, int node)
  39 {
  40         if (!zalloc_cpumask_var_node(&desc->irq_data.affinity, gfp, node))
  41                 return -ENOMEM;
  42
  43 #ifdef CONFIG_GENERIC_PENDING_IRQ
  44         if (!zalloc_cpumask_var_node(&desc->pending_mask, gfp, node)) {
  45                 free_cpumask_var(desc->irq_data.affinity);
  46                 return -ENOMEM;
  47         }
  48 #endif
  49         return 0;
  50 }
  51
  52 static void desc_smp_init(struct irq_desc *desc, int node)
  53 {
  54         desc->irq_data.node = node;
  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 }
  60
  61 static inline int desc_node(struct irq_desc *desc)
  62 {
  63         return desc->irq_data.node;
  64 }
  65
  66 #else
  67 static inline int
  68 alloc_masks(struct irq_desc *desc, gfp_t gfp, int node) { return 0; }
  69 static inline void desc_smp_init(struct irq_desc *desc, int node) { }
  70 static inline int desc_node(struct irq_desc *desc) { return 0; }
  71 #endif
  72
  73 static void desc_set_defaults(unsigned int irq, struct irq_desc *desc, int node,
  74                 struct module *owner)
  75 {
  76         int cpu;
  77
  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.handler_data = NULL;
  82         desc->irq_data.msi_desc = NULL;
  83         irq_settings_clr_and_set(desc, ~0, _IRQ_DEFAULT_INIT_FLAGS);
  84         irqd_set(&desc->irq_data, IRQD_IRQ_DISABLED);
  85         desc->handle_irq = handle_bad_irq;
  86         desc->depth = 1;
  87         desc->irq_count = 0;
  88         desc->irqs_unhandled = 0;
  89         desc->name = NULL;
  90         desc->owner = owner;
  91         for_each_possible_cpu(cpu)
  92                 *per_cpu_ptr(desc->kstat_irqs, cpu) = 0;
  93         desc_smp_init(desc, node);
  94 }
  95
  96 int nr_irqs = NR_IRQS;
  97 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_irqs);
  98
  99 static DEFINE_MUTEX(sparse_irq_lock);
 100 static DECLARE_BITMAP(allocated_irqs, IRQ_BITMAP_BITS);
 101
 102 #ifdef CONFIG_SPARSE_IRQ
 103
 104 static RADIX_TREE(irq_desc_tree, GFP_KERNEL);
 105
 106 static void irq_insert_desc(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
 107 {
 108         radix_tree_insert(&irq_desc_tree, irq, desc);
 109 }
 110
 111 struct irq_desc *irq_to_desc(unsigned int irq)
 112 {
 113         return radix_tree_lookup(&irq_desc_tree, irq);
 114 }
 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
 293 static void free_desc(unsigned int irq)
 294 {
 295         dynamic_irq_cleanup(irq);
 296 }
 297
 298 static inline int alloc_descs(unsigned int start, unsigned int cnt, int node,
 299                               struct module *owner)
 300 {
 301         u32 i;
 302
 303         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 304                 struct irq_desc *desc = irq_to_desc(start + i);
 305
 306                 desc->owner = owner;
 307         }
 308         return start;
 309 }
 310
 311 static int irq_expand_nr_irqs(unsigned int nr)
 312 {
 313         return -ENOMEM;
 314 }
 315
 316 #endif /* !CONFIG_SPARSE_IRQ */
 317
 318 /**
 319  * generic_handle_irq - Invoke the handler for a particular irq
 320  * @irq:        The irq number to handle
 321  *
 322  */
 323 int generic_handle_irq(unsigned int irq)
 324 {
 325         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 326
 327         if (!desc)
 328                 return -EINVAL;
 329         generic_handle_irq_desc(irq, desc);
 330         return 0;
 331 }
 332 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_handle_irq);
 333
 334 /* Dynamic interrupt handling */
 335
 336 /**
 337  * irq_free_descs - free irq descriptors
 338  * @from:       Start of descriptor range
 339  * @cnt:        Number of consecutive irqs to free
 340  */
 341 void irq_free_descs(unsigned int from, unsigned int cnt)
 342 {
 343         int i;
 344
 345         if (from >= nr_irqs || (from + cnt) > nr_irqs)
 346                 return;
 347
 348         for (i = 0; i < cnt; i++)
 349                 free_desc(from + i);
 350
 351         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 352         bitmap_clear(allocated_irqs, from, cnt);
 353         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 354 }
 355 EXPORT_SYMBOL_GPL(irq_free_descs);
 356
 357 /**
 358  * irq_alloc_descs - allocate and initialize a range of irq descriptors
 359  * @irq:        Allocate for specific irq number if irq >= 0
 360  * @from:       Start the search from this irq number
 361  * @cnt:        Number of consecutive irqs to allocate.
 362  * @node:       Preferred node on which the irq descriptor should be allocated
 363  * @owner:      Owning module (can be NULL)
 364  *
 365  * Returns the first irq number or error code
 366  */
 367 int __ref
 368 __irq_alloc_descs(int irq, unsigned int from, unsigned int cnt, int node,
 369                   struct module *owner)
 370 {
 371         int start, ret;
 372
 373         if (!cnt)
 374                 return -EINVAL;
 375
 376         if (irq >= 0) {
 377                 if (from > irq)
 378                         return -EINVAL;
 379                 from = irq;
 380         }
 381
 382         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 383
 384         start = bitmap_find_next_zero_area(allocated_irqs, IRQ_BITMAP_BITS,
 385                                            from, cnt, 0);
 386         ret = -EEXIST;
 387         if (irq >=0 && start != irq)
 388                 goto err;
 389
 390         if (start + cnt > nr_irqs) {
 391                 ret = irq_expand_nr_irqs(start + cnt);
 392                 if (ret)
 393                         goto err;
 394         }
 395
 396         bitmap_set(allocated_irqs, start, cnt);
 397         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 398         return alloc_descs(start, cnt, node, owner);
 399
 400 err:
 401         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 402         return ret;
 403 }
 404 EXPORT_SYMBOL_GPL(__irq_alloc_descs);
 405
 406 /**
 407  * irq_reserve_irqs - mark irqs allocated
 408  * @from:       mark from irq number
 409  * @cnt:        number of irqs to mark
 410  *
 411  * Returns 0 on success or an appropriate error code
 412  */
 413 int irq_reserve_irqs(unsigned int from, unsigned int cnt)
 414 {
 415         unsigned int start;
 416         int ret = 0;
 417
 418         if (!cnt || (from + cnt) > nr_irqs)
 419                 return -EINVAL;
 420
 421         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 422         start = bitmap_find_next_zero_area(allocated_irqs, nr_irqs, from, cnt, 0);
 423         if (start == from)
 424                 bitmap_set(allocated_irqs, start, cnt);
 425         else
 426                 ret = -EEXIST;
 427         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 428         return ret;
 429 }
 430
 431 /**
 432  * irq_get_next_irq - get next allocated irq number
 433  * @offset:     where to start the search
 434  *
 435  * Returns next irq number after offset or nr_irqs if none is found.
 436  */
 437 unsigned int irq_get_next_irq(unsigned int offset)
 438 {
 439         return find_next_bit(allocated_irqs, nr_irqs, offset);
 440 }
 441
 442 struct irq_desc *
 443 __irq_get_desc_lock(unsigned int irq, unsigned long *flags, bool bus,
 444                     unsigned int check)
 445 {
 446         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 447
 448         if (desc) {
 449                 if (check & _IRQ_DESC_CHECK) {
 450                         if ((check & _IRQ_DESC_PERCPU) &&
 451                             !irq_settings_is_per_cpu_devid(desc))
 452                                 return NULL;
 453
 454                         if (!(check & _IRQ_DESC_PERCPU) &&
 455                             irq_settings_is_per_cpu_devid(desc))
 456                                 return NULL;
 457                 }
 458
 459                 if (bus)
 460                         chip_bus_lock(desc);
 461                 raw_spin_lock_irqsave(&desc->lock, *flags);
 462         }
 463         return desc;
 464 }
 465
 466 void __irq_put_desc_unlock(struct irq_desc *desc, unsigned long flags, bool bus)
 467 {
 468         raw_spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
 469         if (bus)
 470                 chip_bus_sync_unlock(desc);
 471 }
 472
 473 int irq_set_percpu_devid(unsigned int irq)
 474 {
 475         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 476
 477         if (!desc)
 478                 return -EINVAL;
 479
 480         if (desc->percpu_enabled)
 481                 return -EINVAL;
 482
 483         desc->percpu_enabled = kzalloc(sizeof(*desc->percpu_enabled), GFP_KERNEL);
 484
 485         if (!desc->percpu_enabled)
 486                 return -ENOMEM;
 487
 488         irq_set_percpu_devid_flags(irq);
 489         return 0;
 490 }
 491
 492 /**
 493  * dynamic_irq_cleanup - cleanup a dynamically allocated irq
 494  * @irq:        irq number to initialize
 495  */
 496 void dynamic_irq_cleanup(unsigned int irq)
 497 {
 498         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 499         unsigned long flags;
 500
 501         raw_spin_lock_irqsave(&desc->lock, flags);
 502         desc_set_defaults(irq, desc, desc_node(desc), NULL);
 503         raw_spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
 504 }
 505
 506 /**
 507  * kstat_irqs_cpu - Get the statistics for an interrupt on a cpu
 508  * @irq:        The interrupt number
 509  * @cpu:        The cpu number
 510  *
 511  * Returns the sum of interrupt counts on @cpu since boot for
 512  * @irq. The caller must ensure that the interrupt is not removed
 513  * concurrently.
 514  */
 515 unsigned int kstat_irqs_cpu(unsigned int irq, int cpu)
 516 {
 517         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 518
 519         return desc && desc->kstat_irqs ?
 520                         *per_cpu_ptr(desc->kstat_irqs, cpu) : 0;
 521 }
 522
 523 /**
 524  * kstat_irqs - Get the statistics for an interrupt
 525  * @irq:        The interrupt number
 526  *
 527  * Returns the sum of interrupt counts on all cpus since boot for
 528  * @irq. The caller must ensure that the interrupt is not removed
 529  * concurrently.
 530  */
 531 unsigned int kstat_irqs(unsigned int irq)
 532 {
 533         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 534         int cpu;
 535         int sum = 0;
 536
 537         if (!desc || !desc->kstat_irqs)
 538                 return 0;
 539         for_each_possible_cpu(cpu)
 540                 sum += *per_cpu_ptr(desc->kstat_irqs, cpu);
 541         return sum;
 542 }
 543
 544 /**
 545  * kstat_irqs_usr - Get the statistics for an interrupt
 546  * @irq:        The interrupt number
 547  *
 548  * Returns the sum of interrupt counts on all cpus since boot for
 549  * @irq. Contrary to kstat_irqs() this can be called from any
 550  * preemptible context. It's protected against concurrent removal of
 551  * an interrupt descriptor when sparse irqs are enabled.
 552  */
 553 unsigned int kstat_irqs_usr(unsigned int irq)
 554 {
 555         int sum;
 556
 557         irq_lock_sparse();
 558         sum = kstat_irqs(irq);
 559         irq_unlock_sparse();
 560         return sum;
 561 }