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         delete_irq_desc(irq);
 186
 187         free_masks(desc);
 188         free_percpu(desc->kstat_irqs);
 189         kfree(desc);
 190 }
 191
 192 static int alloc_descs(unsigned int start, unsigned int cnt, int node,
 193                        struct module *owner)
 194 {
 195         struct irq_desc *desc;
 196         int i;
 197
 198         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 199                 desc = alloc_desc(start + i, node, owner);
 200                 if (!desc)
 201                         goto err;
 202                 irq_insert_desc(start + i, desc);
 203         }
 204         bitmap_set(allocated_irqs, start, cnt);
 205         return start;
 206
 207 err:
 208         for (i--; i >= 0; i--)
 209                 free_desc(start + i);
 210         return -ENOMEM;
 211 }
 212
 213 static int irq_expand_nr_irqs(unsigned int nr)
 214 {
 215         if (nr > IRQ_BITMAP_BITS)
 216                 return -ENOMEM;
 217         nr_irqs = nr;
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 int __init early_irq_init(void)
 222 {
 223         int i, initcnt, node = first_online_node;
 224         struct irq_desc *desc;
 225
 226         init_irq_default_affinity();
 227
 228         /* Let arch update nr_irqs and return the nr of preallocated irqs */
 229         initcnt = arch_probe_nr_irqs();
 230         printk(KERN_INFO "NR_IRQS:%d nr_irqs:%d %d\n", NR_IRQS, nr_irqs, initcnt);
 231
 232         if (WARN_ON(nr_irqs > IRQ_BITMAP_BITS))
 233                 nr_irqs = IRQ_BITMAP_BITS;
 234
 235         if (WARN_ON(initcnt > IRQ_BITMAP_BITS))
 236                 initcnt = IRQ_BITMAP_BITS;
 237
 238         if (initcnt > nr_irqs)
 239                 nr_irqs = initcnt;
 240
 241         for (i = 0; i < initcnt; i++) {
 242                 desc = alloc_desc(i, node, NULL);
 243                 set_bit(i, allocated_irqs);
 244                 irq_insert_desc(i, desc);
 245         }
 246         return arch_early_irq_init();
 247 }
 248
 249 #else /* !CONFIG_SPARSE_IRQ */
 250
 251 struct irq_desc irq_desc[NR_IRQS] __cacheline_aligned_in_smp = {
 252         [0 ... NR_IRQS-1] = {
 253                 .handle_irq     = handle_bad_irq,
 254                 .depth          = 1,
 255                 .lock           = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(irq_desc->lock),
 256         }
 257 };
 258
 259 int __init early_irq_init(void)
 260 {
 261         int count, i, node = first_online_node;
 262         struct irq_desc *desc;
 263
 264         init_irq_default_affinity();
 265
 266         printk(KERN_INFO "NR_IRQS:%d\n", NR_IRQS);
 267
 268         desc = irq_desc;
 269         count = ARRAY_SIZE(irq_desc);
 270
 271         for (i = 0; i < count; i++) {
 272                 desc[i].kstat_irqs = alloc_percpu(unsigned int);
 273                 alloc_masks(&desc[i], GFP_KERNEL, node);
 274                 raw_spin_lock_init(&desc[i].lock);
 275                 lockdep_set_class(&desc[i].lock, &irq_desc_lock_class);
 276                 desc_set_defaults(i, &desc[i], node, NULL);
 277         }
 278         return arch_early_irq_init();
 279 }
 280
 281 struct irq_desc *irq_to_desc(unsigned int irq)
 282 {
 283         return (irq < NR_IRQS) ? irq_desc + irq : NULL;
 284 }
 285
 286 static void free_desc(unsigned int irq)
 287 {
 288         dynamic_irq_cleanup(irq);
 289 }
 290
 291 static inline int alloc_descs(unsigned int start, unsigned int cnt, int node,
 292                               struct module *owner)
 293 {
 294         u32 i;
 295
 296         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 297                 struct irq_desc *desc = irq_to_desc(start + i);
 298
 299                 desc->owner = owner;
 300         }
 301         bitmap_set(allocated_irqs, start, cnt);
 302         return start;
 303 }
 304
 305 static int irq_expand_nr_irqs(unsigned int nr)
 306 {
 307         return -ENOMEM;
 308 }
 309
 310 #endif /* !CONFIG_SPARSE_IRQ */
 311
 312 /**
 313  * generic_handle_irq - Invoke the handler for a particular irq
 314  * @irq:        The irq number to handle
 315  *
 316  */
 317 int generic_handle_irq(unsigned int irq)
 318 {
 319         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 320
 321         if (!desc)
 322                 return -EINVAL;
 323         generic_handle_irq_desc(irq, desc);
 324         return 0;
 325 }
 326 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_handle_irq);
 327
 328 /* Dynamic interrupt handling */
 329
 330 /**
 331  * irq_free_descs - free irq descriptors
 332  * @from:       Start of descriptor range
 333  * @cnt:        Number of consecutive irqs to free
 334  */
 335 void irq_free_descs(unsigned int from, unsigned int cnt)
 336 {
 337         int i;
 338
 339         if (from >= nr_irqs || (from + cnt) > nr_irqs)
 340                 return;
 341
 342         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 343         for (i = 0; i < cnt; i++)
 344                 free_desc(from + i);
 345
 346         bitmap_clear(allocated_irqs, from, cnt);
 347         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 348 }
 349 EXPORT_SYMBOL_GPL(irq_free_descs);
 350
 351 /**
 352  * irq_alloc_descs - allocate and initialize a range of irq descriptors
 353  * @irq:        Allocate for specific irq number if irq >= 0
 354  * @from:       Start the search from this irq number
 355  * @cnt:        Number of consecutive irqs to allocate.
 356  * @node:       Preferred node on which the irq descriptor should be allocated
 357  * @owner:      Owning module (can be NULL)
 358  *
 359  * Returns the first irq number or error code
 360  */
 361 int __ref
 362 __irq_alloc_descs(int irq, unsigned int from, unsigned int cnt, int node,
 363                   struct module *owner)
 364 {
 365         int start, ret;
 366
 367         if (!cnt)
 368                 return -EINVAL;
 369
 370         if (irq >= 0) {
 371                 if (from > irq)
 372                         return -EINVAL;
 373                 from = irq;
 374         }
 375
 376         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 377
 378         start = bitmap_find_next_zero_area(allocated_irqs, IRQ_BITMAP_BITS,
 379                                            from, cnt, 0);
 380         ret = -EEXIST;
 381         if (irq >=0 && start != irq)
 382                 goto unlock;
 383
 384         if (start + cnt > nr_irqs) {
 385                 ret = irq_expand_nr_irqs(start + cnt);
 386                 if (ret)
 387                         goto unlock;
 388         }
 389         ret = alloc_descs(start, cnt, node, owner);
 390 unlock:
 391         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 392         return ret;
 393 }
 394 EXPORT_SYMBOL_GPL(__irq_alloc_descs);
 395
 396 /**
 397  * irq_reserve_irqs - mark irqs allocated
 398  * @from:       mark from irq number
 399  * @cnt:        number of irqs to mark
 400  *
 401  * Returns 0 on success or an appropriate error code
 402  */
 403 int irq_reserve_irqs(unsigned int from, unsigned int cnt)
 404 {
 405         unsigned int start;
 406         int ret = 0;
 407
 408         if (!cnt || (from + cnt) > nr_irqs)
 409                 return -EINVAL;
 410
 411         mutex_lock(&sparse_irq_lock);
 412         start = bitmap_find_next_zero_area(allocated_irqs, nr_irqs, from, cnt, 0);
 413         if (start == from)
 414                 bitmap_set(allocated_irqs, start, cnt);
 415         else
 416                 ret = -EEXIST;
 417         mutex_unlock(&sparse_irq_lock);
 418         return ret;
 419 }
 420
 421 /**
 422  * irq_get_next_irq - get next allocated irq number
 423  * @offset:     where to start the search
 424  *
 425  * Returns next irq number after offset or nr_irqs if none is found.
 426  */
 427 unsigned int irq_get_next_irq(unsigned int offset)
 428 {
 429         return find_next_bit(allocated_irqs, nr_irqs, offset);
 430 }
 431
 432 struct irq_desc *
 433 __irq_get_desc_lock(unsigned int irq, unsigned long *flags, bool bus,
 434                     unsigned int check)
 435 {
 436         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 437
 438         if (desc) {
 439                 if (check & _IRQ_DESC_CHECK) {
 440                         if ((check & _IRQ_DESC_PERCPU) &&
 441                             !irq_settings_is_per_cpu_devid(desc))
 442                                 return NULL;
 443
 444                         if (!(check & _IRQ_DESC_PERCPU) &&
 445                             irq_settings_is_per_cpu_devid(desc))
 446                                 return NULL;
 447                 }
 448
 449                 if (bus)
 450                         chip_bus_lock(desc);
 451                 raw_spin_lock_irqsave(&desc->lock, *flags);
 452         }
 453         return desc;
 454 }
 455
 456 void __irq_put_desc_unlock(struct irq_desc *desc, unsigned long flags, bool bus)
 457 {
 458         raw_spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
 459         if (bus)
 460                 chip_bus_sync_unlock(desc);
 461 }
 462
 463 int irq_set_percpu_devid(unsigned int irq)
 464 {
 465         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 466
 467         if (!desc)
 468                 return -EINVAL;
 469
 470         if (desc->percpu_enabled)
 471                 return -EINVAL;
 472
 473         desc->percpu_enabled = kzalloc(sizeof(*desc->percpu_enabled), GFP_KERNEL);
 474
 475         if (!desc->percpu_enabled)
 476                 return -ENOMEM;
 477
 478         irq_set_percpu_devid_flags(irq);
 479         return 0;
 480 }
 481
 482 /**
 483  * dynamic_irq_cleanup - cleanup a dynamically allocated irq
 484  * @irq:        irq number to initialize
 485  */
 486 void dynamic_irq_cleanup(unsigned int irq)
 487 {
 488         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 489         unsigned long flags;
 490
 491         raw_spin_lock_irqsave(&desc->lock, flags);
 492         desc_set_defaults(irq, desc, desc_node(desc), NULL);
 493         raw_spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
 494 }
 495
 496 /**
 497  * kstat_irqs_cpu - Get the statistics for an interrupt on a cpu
 498  * @irq:        The interrupt number
 499  * @cpu:        The cpu number
 500  *
 501  * Returns the sum of interrupt counts on @cpu since boot for
 502  * @irq. The caller must ensure that the interrupt is not removed
 503  * concurrently.
 504  */
 505 unsigned int kstat_irqs_cpu(unsigned int irq, int cpu)
 506 {
 507         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 508
 509         return desc && desc->kstat_irqs ?
 510                         *per_cpu_ptr(desc->kstat_irqs, cpu) : 0;
 511 }
 512
 513 /**
 514  * kstat_irqs - Get the statistics for an interrupt
 515  * @irq:        The interrupt number
 516  *
 517  * Returns the sum of interrupt counts on all cpus since boot for
 518  * @irq. The caller must ensure that the interrupt is not removed
 519  * concurrently.
 520  */
 521 unsigned int kstat_irqs(unsigned int irq)
 522 {
 523         struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
 524         int cpu;
 525         int sum = 0;
 526
 527         if (!desc || !desc->kstat_irqs)
 528                 return 0;
 529         for_each_possible_cpu(cpu)
 530                 sum += *per_cpu_ptr(desc->kstat_irqs, cpu);
 531         return sum;
 532 }
 533
 534 /**
 535  * kstat_irqs_usr - Get the statistics for an interrupt
 536  * @irq:        The interrupt number
 537  *
 538  * Returns the sum of interrupt counts on all cpus since boot for
 539  * @irq. Contrary to kstat_irqs() this can be called from any
 540  * preemptible context. It's protected against concurrent removal of
 541  * an interrupt descriptor when sparse irqs are enabled.
 542  */
 543 unsigned int kstat_irqs_usr(unsigned int irq)
 544 {
 545         int sum;
 546
 547         irq_lock_sparse();
 548         sum = kstat_irqs(irq);
 549         irq_unlock_sparse();
 550         return sum;
 551 }