arch/x86/kernel/apic/vector.c

   1 /*
   2  * Local APIC related interfaces to support IOAPIC, MSI, etc.
   3  *
   4  * Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2009 Ingo Molnar, Hajnalka Szabo
   5  *      Moved from arch/x86/kernel/apic/io_apic.c.
   6  * Jiang Liu <jiang.liu@linux.intel.com>
   7  *      Enable support of hierarchical irqdomains
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  11  * published by the Free Software Foundation.
  12  */
  13 #include <linux/interrupt.h>
  14 #include <linux/seq_file.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/compiler.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <asm/irqdomain.h>
  19 #include <asm/hw_irq.h>
  20 #include <asm/apic.h>
  21 #include <asm/i8259.h>
  22 #include <asm/desc.h>
  23 #include <asm/irq_remapping.h>
  24
  25 #include <asm/trace/irq_vectors.h>
  26
  27 struct apic_chip_data {
  28         struct irq_cfg          hw_irq_cfg;
  29         unsigned int            vector;
  30         unsigned int            prev_vector;
  31         unsigned int            cpu;
  32         unsigned int            prev_cpu;
  33         unsigned int            irq;
  34         struct hlist_node       clist;
  35         unsigned int            move_in_progress        : 1,
  36                                 is_managed              : 1,
  37                                 can_reserve             : 1,
  38                                 has_reserved            : 1;
  39 };
  40
  41 struct irq_domain *x86_vector_domain;
  42 EXPORT_SYMBOL_GPL(x86_vector_domain);
  43 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(vector_lock);
  44 static cpumask_var_t vector_searchmask;
  45 static struct irq_chip lapic_controller;
  46 static struct irq_matrix *vector_matrix;
  47 #ifdef CONFIG_SMP
  48 static DEFINE_PER_CPU(struct hlist_head, cleanup_list);
  49 #endif
  50
  51 void lock_vector_lock(void)
  52 {
  53         /* Used to the online set of cpus does not change
  54          * during assign_irq_vector.
  55          */
  56         raw_spin_lock(&vector_lock);
  57 }
  58
  59 void unlock_vector_lock(void)
  60 {
  61         raw_spin_unlock(&vector_lock);
  62 }
  63
  64 void init_irq_alloc_info(struct irq_alloc_info *info,
  65                          const struct cpumask *mask)
  66 {
  67         memset(info, 0, sizeof(*info));
  68         info->mask = mask;
  69 }
  70
  71 void copy_irq_alloc_info(struct irq_alloc_info *dst, struct irq_alloc_info *src)
  72 {
  73         if (src)
  74                 *dst = *src;
  75         else
  76                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));
  77 }
  78
  79 static struct apic_chip_data *apic_chip_data(struct irq_data *irqd)
  80 {
  81         if (!irqd)
  82                 return NULL;
  83
  84         while (irqd->parent_data)
  85                 irqd = irqd->parent_data;
  86
  87         return irqd->chip_data;
  88 }
  89
  90 struct irq_cfg *irqd_cfg(struct irq_data *irqd)
  91 {
  92         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
  93
  94         return apicd ? &apicd->hw_irq_cfg : NULL;
  95 }
  96 EXPORT_SYMBOL_GPL(irqd_cfg);
  97
  98 struct irq_cfg *irq_cfg(unsigned int irq)
  99 {
 100         return irqd_cfg(irq_get_irq_data(irq));
 101 }
 102
 103 static struct apic_chip_data *alloc_apic_chip_data(int node)
 104 {
 105         struct apic_chip_data *apicd;
 106
 107         apicd = kzalloc_node(sizeof(*apicd), GFP_KERNEL, node);
 108         if (apicd)
 109                 INIT_HLIST_NODE(&apicd->clist);
 110         return apicd;
 111 }
 112
 113 static void free_apic_chip_data(struct apic_chip_data *apicd)
 114 {
 115         kfree(apicd);
 116 }
 117
 118 static void apic_update_irq_cfg(struct irq_data *irqd, unsigned int vector,
 119                                 unsigned int cpu)
 120 {
 121         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 122
 123         lockdep_assert_held(&vector_lock);
 124
 125         apicd->hw_irq_cfg.vector = vector;
 126         apicd->hw_irq_cfg.dest_apicid = apic->calc_dest_apicid(cpu);
 127         irq_data_update_effective_affinity(irqd, cpumask_of(cpu));
 128         trace_vector_config(irqd->irq, vector, cpu,
 129                             apicd->hw_irq_cfg.dest_apicid);
 130 }
 131
 132 static void apic_update_vector(struct irq_data *irqd, unsigned int newvec,
 133                                unsigned int newcpu)
 134 {
 135         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 136         struct irq_desc *desc = irq_data_to_desc(irqd);
 137         bool managed = irqd_affinity_is_managed(irqd);
 138
 139         lockdep_assert_held(&vector_lock);
 140
 141         trace_vector_update(irqd->irq, newvec, newcpu, apicd->vector,
 142                             apicd->cpu);
 143
 144         /*
 145          * If there is no vector associated or if the associated vector is
 146          * the shutdown vector, which is associated to make PCI/MSI
 147          * shutdown mode work, then there is nothing to release. Clear out
 148          * prev_vector for this and the offlined target case.
 149          */
 150         apicd->prev_vector = 0;
 151         if (!apicd->vector || apicd->vector == MANAGED_IRQ_SHUTDOWN_VECTOR)
 152                 goto setnew;
 153         /*
 154          * If the target CPU of the previous vector is online, then mark
 155          * the vector as move in progress and store it for cleanup when the
 156          * first interrupt on the new vector arrives. If the target CPU is
 157          * offline then the regular release mechanism via the cleanup
 158          * vector is not possible and the vector can be immediately freed
 159          * in the underlying matrix allocator.
 160          */
 161         if (cpu_online(apicd->cpu)) {
 162                 apicd->move_in_progress = true;
 163                 apicd->prev_vector = apicd->vector;
 164                 apicd->prev_cpu = apicd->cpu;
 165         } else {
 166                 irq_matrix_free(vector_matrix, apicd->cpu, apicd->vector,
 167                                 managed);
 168         }
 169
 170 setnew:
 171         apicd->vector = newvec;
 172         apicd->cpu = newcpu;
 173         BUG_ON(!IS_ERR_OR_NULL(per_cpu(vector_irq, newcpu)[newvec]));
 174         per_cpu(vector_irq, newcpu)[newvec] = desc;
 175 }
 176
 177 static void vector_assign_managed_shutdown(struct irq_data *irqd)
 178 {
 179         unsigned int cpu = cpumask_first(cpu_online_mask);
 180
 181         apic_update_irq_cfg(irqd, MANAGED_IRQ_SHUTDOWN_VECTOR, cpu);
 182 }
 183
 184 static int reserve_managed_vector(struct irq_data *irqd)
 185 {
 186         const struct cpumask *affmsk = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
 187         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 188         unsigned long flags;
 189         int ret;
 190
 191         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
 192         apicd->is_managed = true;
 193         ret = irq_matrix_reserve_managed(vector_matrix, affmsk);
 194         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
 195         trace_vector_reserve_managed(irqd->irq, ret);
 196         return ret;
 197 }
 198
 199 static void reserve_irq_vector_locked(struct irq_data *irqd)
 200 {
 201         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 202
 203         irq_matrix_reserve(vector_matrix);
 204         apicd->can_reserve = true;
 205         apicd->has_reserved = true;
 206         irqd_set_can_reserve(irqd);
 207         trace_vector_reserve(irqd->irq, 0);
 208         vector_assign_managed_shutdown(irqd);
 209 }
 210
 211 static int reserve_irq_vector(struct irq_data *irqd)
 212 {
 213         unsigned long flags;
 214
 215         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
 216         reserve_irq_vector_locked(irqd);
 217         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 static int allocate_vector(struct irq_data *irqd, const struct cpumask *dest)
 222 {
 223         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 224         bool resvd = apicd->has_reserved;
 225         unsigned int cpu = apicd->cpu;
 226         int vector = apicd->vector;
 227
 228         lockdep_assert_held(&vector_lock);
 229
 230         /*
 231          * If the current target CPU is online and in the new requested
 232          * affinity mask, there is no point in moving the interrupt from
 233          * one CPU to another.
 234          */
 235         if (vector && cpu_online(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, dest))
 236                 return 0;
 237
 238         /*
 239          * Careful here. @apicd might either have move_in_progress set or
 240          * be enqueued for cleanup. Assigning a new vector would either
 241          * leave a stale vector on some CPU around or in case of a pending
 242          * cleanup corrupt the hlist.
 243          */
 244         if (apicd->move_in_progress || !hlist_unhashed(&apicd->clist))
 245                 return -EBUSY;
 246
 247         vector = irq_matrix_alloc(vector_matrix, dest, resvd, &cpu);
 248         if (vector > 0)
 249                 apic_update_vector(irqd, vector, cpu);
 250         trace_vector_alloc(irqd->irq, vector, resvd, vector);
 251         return vector;
 252 }
 253
 254 static int assign_vector_locked(struct irq_data *irqd,
 255                                 const struct cpumask *dest)
 256 {
 257         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 258         int vector = allocate_vector(irqd, dest);
 259
 260         if (vector < 0)
 261                 return vector;
 262
 263         apic_update_irq_cfg(irqd, apicd->vector, apicd->cpu);
 264         return 0;
 265 }
 266
 267 static int assign_irq_vector(struct irq_data *irqd, const struct cpumask *dest)
 268 {
 269         unsigned long flags;
 270         int ret;
 271
 272         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
 273         cpumask_and(vector_searchmask, dest, cpu_online_mask);
 274         ret = assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask);
 275         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
 276         return ret;
 277 }
 278
 279 static int assign_irq_vector_any_locked(struct irq_data *irqd)
 280 {
 281         /* Get the affinity mask - either irq_default_affinity or (user) set */
 282         const struct cpumask *affmsk = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
 283         int node = irq_data_get_node(irqd);
 284
 285         if (node == NUMA_NO_NODE)
 286                 goto all;
 287         /* Try the intersection of @affmsk and node mask */
 288         cpumask_and(vector_searchmask, cpumask_of_node(node), affmsk);
 289         if (!assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask))
 290                 return 0;
 291         /* Try the node mask */
 292         if (!assign_vector_locked(irqd, cpumask_of_node(node)))
 293                 return 0;
 294 all:
 295         /* Try the full affinity mask */
 296         cpumask_and(vector_searchmask, affmsk, cpu_online_mask);
 297         if (!assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask))
 298                 return 0;
 299         /* Try the full online mask */
 300         return assign_vector_locked(irqd, cpu_online_mask);
 301 }
 302
 303 static int
 304 assign_irq_vector_policy(struct irq_data *irqd, struct irq_alloc_info *info)
 305 {
 306         if (irqd_affinity_is_managed(irqd))
 307                 return reserve_managed_vector(irqd);
 308         if (info->mask)
 309                 return assign_irq_vector(irqd, info->mask);
 310         /*
 311          * Make only a global reservation with no guarantee. A real vector
 312          * is associated at activation time.
 313          */
 314         return reserve_irq_vector(irqd);
 315 }
 316
 317 static int
 318 assign_managed_vector(struct irq_data *irqd, const struct cpumask *dest)
 319 {
 320         const struct cpumask *affmsk = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
 321         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 322         int vector, cpu;
 323
 324         cpumask_and(vector_searchmask, vector_searchmask, affmsk);
 325         cpu = cpumask_first(vector_searchmask);
 326         if (cpu >= nr_cpu_ids)
 327                 return -EINVAL;
 328         /* set_affinity might call here for nothing */
 329         if (apicd->vector && cpumask_test_cpu(apicd->cpu, vector_searchmask))
 330                 return 0;
 331         vector = irq_matrix_alloc_managed(vector_matrix, cpu);
 332         trace_vector_alloc_managed(irqd->irq, vector, vector);
 333         if (vector < 0)
 334                 return vector;
 335         apic_update_vector(irqd, vector, cpu);
 336         apic_update_irq_cfg(irqd, vector, cpu);
 337         return 0;
 338 }
 339
 340 static void clear_irq_vector(struct irq_data *irqd)
 341 {
 342         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 343         bool managed = irqd_affinity_is_managed(irqd);
 344         unsigned int vector = apicd->vector;
 345
 346         lockdep_assert_held(&vector_lock);
 347
 348         if (!vector)
 349                 return;
 350
 351         trace_vector_clear(irqd->irq, vector, apicd->cpu, apicd->prev_vector,
 352                            apicd->prev_cpu);
 353
 354         per_cpu(vector_irq, apicd->cpu)[vector] = VECTOR_UNUSED;
 355         irq_matrix_free(vector_matrix, apicd->cpu, vector, managed);
 356         apicd->vector = 0;
 357
 358         /* Clean up move in progress */
 359         vector = apicd->prev_vector;
 360         if (!vector)
 361                 return;
 362
 363         per_cpu(vector_irq, apicd->prev_cpu)[vector] = VECTOR_UNUSED;
 364         irq_matrix_free(vector_matrix, apicd->prev_cpu, vector, managed);
 365         apicd->prev_vector = 0;
 366         apicd->move_in_progress = 0;
 367         hlist_del_init(&apicd->clist);
 368 }
 369
 370 static void x86_vector_deactivate(struct irq_domain *dom, struct irq_data *irqd)
 371 {
 372         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 373         unsigned long flags;
 374
 375         trace_vector_deactivate(irqd->irq, apicd->is_managed,
 376                                 apicd->can_reserve, false);
 377
 378         /* Regular fixed assigned interrupt */
 379         if (!apicd->is_managed && !apicd->can_reserve)
 380                 return;
 381         /* If the interrupt has a global reservation, nothing to do */
 382         if (apicd->has_reserved)
 383                 return;
 384
 385         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
 386         clear_irq_vector(irqd);
 387         if (apicd->can_reserve)
 388                 reserve_irq_vector_locked(irqd);
 389         else
 390                 vector_assign_managed_shutdown(irqd);
 391         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
 392 }
 393
 394 static int activate_reserved(struct irq_data *irqd)
 395 {
 396         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 397         int ret;
 398
 399         ret = assign_irq_vector_any_locked(irqd);
 400         if (!ret) {
 401                 apicd->has_reserved = false;
 402                 /*
 403                  * Core might have disabled reservation mode after
 404                  * allocating the irq descriptor. Ideally this should
 405                  * happen before allocation time, but that would require
 406                  * completely convoluted ways of transporting that
 407                  * information.
 408                  */
 409                 if (!irqd_can_reserve(irqd))
 410                         apicd->can_reserve = false;
 411         }
 412         return ret;
 413 }
 414
 415 static int activate_managed(struct irq_data *irqd)
 416 {
 417         const struct cpumask *dest = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
 418         int ret;
 419
 420         cpumask_and(vector_searchmask, dest, cpu_online_mask);
 421         if (WARN_ON_ONCE(cpumask_empty(vector_searchmask))) {
 422                 /* Something in the core code broke! Survive gracefully */
 423                 pr_err("Managed startup for irq %u, but no CPU\n", irqd->irq);
 424                 return EINVAL;
 425         }
 426
 427         ret = assign_managed_vector(irqd, vector_searchmask);
 428         /*
 429          * This should not happen. The vector reservation got buggered.  Handle
 430          * it gracefully.
 431          */
 432         if (WARN_ON_ONCE(ret < 0)) {
 433                 pr_err("Managed startup irq %u, no vector available\n",
 434                        irqd->irq);
 435         }
 436        return ret;
 437 }
 438
 439 static int x86_vector_activate(struct irq_domain *dom, struct irq_data *irqd,
 440                                bool reserve)
 441 {
 442         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 443         unsigned long flags;
 444         int ret = 0;
 445
 446         trace_vector_activate(irqd->irq, apicd->is_managed,
 447                               apicd->can_reserve, reserve);
 448
 449         /* Nothing to do for fixed assigned vectors */
 450         if (!apicd->can_reserve && !apicd->is_managed)
 451                 return 0;
 452
 453         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
 454         if (reserve || irqd_is_managed_and_shutdown(irqd))
 455                 vector_assign_managed_shutdown(irqd);
 456         else if (apicd->is_managed)
 457                 ret = activate_managed(irqd);
 458         else if (apicd->has_reserved)
 459                 ret = activate_reserved(irqd);
 460         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
 461         return ret;
 462 }
 463
 464 static void vector_free_reserved_and_managed(struct irq_data *irqd)
 465 {
 466         const struct cpumask *dest = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
 467         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 468
 469         trace_vector_teardown(irqd->irq, apicd->is_managed,
 470                               apicd->has_reserved);
 471
 472         if (apicd->has_reserved)
 473                 irq_matrix_remove_reserved(vector_matrix);
 474         if (apicd->is_managed)
 475                 irq_matrix_remove_managed(vector_matrix, dest);
 476 }
 477
 478 static void x86_vector_free_irqs(struct irq_domain *domain,
 479                                  unsigned int virq, unsigned int nr_irqs)
 480 {
 481         struct apic_chip_data *apicd;
 482         struct irq_data *irqd;
 483         unsigned long flags;
 484         int i;
 485
 486         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
 487                 irqd = irq_domain_get_irq_data(x86_vector_domain, virq + i);
 488                 if (irqd && irqd->chip_data) {
 489                         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
 490                         clear_irq_vector(irqd);
 491                         vector_free_reserved_and_managed(irqd);
 492                         apicd = irqd->chip_data;
 493                         irq_domain_reset_irq_data(irqd);
 494                         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
 495                         free_apic_chip_data(apicd);
 496                 }
 497         }
 498 }
 499
 500 static bool vector_configure_legacy(unsigned int virq, struct irq_data *irqd,
 501                                     struct apic_chip_data *apicd)
 502 {
 503         unsigned long flags;
 504         bool realloc = false;
 505
 506         apicd->vector = ISA_IRQ_VECTOR(virq);
 507         apicd->cpu = 0;
 508
 509         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
 510         /*
 511          * If the interrupt is activated, then it must stay at this vector
 512          * position. That's usually the timer interrupt (0).
 513          */
 514         if (irqd_is_activated(irqd)) {
 515                 trace_vector_setup(virq, true, 0);
 516                 apic_update_irq_cfg(irqd, apicd->vector, apicd->cpu);
 517         } else {
 518                 /* Release the vector */
 519                 apicd->can_reserve = true;
 520                 irqd_set_can_reserve(irqd);
 521                 clear_irq_vector(irqd);
 522                 realloc = true;
 523         }
 524         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
 525         return realloc;
 526 }
 527
 528 static int x86_vector_alloc_irqs(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
 529                                  unsigned int nr_irqs, void *arg)
 530 {
 531         struct irq_alloc_info *info = arg;
 532         struct apic_chip_data *apicd;
 533         struct irq_data *irqd;
 534         int i, err, node;
 535
 536         if (disable_apic)
 537                 return -ENXIO;
 538
 539         /* Currently vector allocator can't guarantee contiguous allocations */
 540         if ((info->flags & X86_IRQ_ALLOC_CONTIGUOUS_VECTORS) && nr_irqs > 1)
 541                 return -ENOSYS;
 542
 543         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
 544                 irqd = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
 545                 BUG_ON(!irqd);
 546                 node = irq_data_get_node(irqd);
 547                 WARN_ON_ONCE(irqd->chip_data);
 548                 apicd = alloc_apic_chip_data(node);
 549                 if (!apicd) {
 550                         err = -ENOMEM;
 551                         goto error;
 552                 }
 553
 554                 apicd->irq = virq + i;
 555                 irqd->chip = &lapic_controller;
 556                 irqd->chip_data = apicd;
 557                 irqd->hwirq = virq + i;
 558                 irqd_set_single_target(irqd);
 559                 /*
 560                  * Legacy vectors are already assigned when the IOAPIC
 561                  * takes them over. They stay on the same vector. This is
 562                  * required for check_timer() to work correctly as it might
 563                  * switch back to legacy mode. Only update the hardware
 564                  * config.
 565                  */
 566                 if (info->flags & X86_IRQ_ALLOC_LEGACY) {
 567                         if (!vector_configure_legacy(virq + i, irqd, apicd))
 568                                 continue;
 569                 }
 570
 571                 err = assign_irq_vector_policy(irqd, info);
 572                 trace_vector_setup(virq + i, false, err);
 573                 if (err) {
 574                         irqd->chip_data = NULL;
 575                         free_apic_chip_data(apicd);
 576                         goto error;
 577                 }
 578         }
 579
 580         return 0;
 581
 582 error:
 583         x86_vector_free_irqs(domain, virq, i);
 584         return err;
 585 }
 586
 587 #ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_DEBUGFS
 588 static void x86_vector_debug_show(struct seq_file *m, struct irq_domain *d,
 589                                   struct irq_data *irqd, int ind)
 590 {
 591         unsigned int cpu, vector, prev_cpu, prev_vector;
 592         struct apic_chip_data *apicd;
 593         unsigned long flags;
 594         int irq;
 595
 596         if (!irqd) {
 597                 irq_matrix_debug_show(m, vector_matrix, ind);
 598                 return;
 599         }
 600
 601         irq = irqd->irq;
 602         if (irq < nr_legacy_irqs() && !test_bit(irq, &io_apic_irqs)) {
 603                 seq_printf(m, "%*sVector: %5d\n", ind, "", ISA_IRQ_VECTOR(irq));
 604                 seq_printf(m, "%*sTarget: Legacy PIC all CPUs\n", ind, "");
 605                 return;
 606         }
 607
 608         apicd = irqd->chip_data;
 609         if (!apicd) {
 610                 seq_printf(m, "%*sVector: Not assigned\n", ind, "");
 611                 return;
 612         }
 613
 614         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
 615         cpu = apicd->cpu;
 616         vector = apicd->vector;
 617         prev_cpu = apicd->prev_cpu;
 618         prev_vector = apicd->prev_vector;
 619         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
 620         seq_printf(m, "%*sVector: %5u\n", ind, "", vector);
 621         seq_printf(m, "%*sTarget: %5u\n", ind, "", cpu);
 622         if (prev_vector) {
 623                 seq_printf(m, "%*sPrevious vector: %5u\n", ind, "", prev_vector);
 624                 seq_printf(m, "%*sPrevious target: %5u\n", ind, "", prev_cpu);
 625         }
 626 }
 627 #endif
 628
 629 static const struct irq_domain_ops x86_vector_domain_ops = {
 630         .alloc          = x86_vector_alloc_irqs,
 631         .free           = x86_vector_free_irqs,
 632         .activate       = x86_vector_activate,
 633         .deactivate     = x86_vector_deactivate,
 634 #ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_DEBUGFS
 635         .debug_show     = x86_vector_debug_show,
 636 #endif
 637 };
 638
 639 int __init arch_probe_nr_irqs(void)
 640 {
 641         int nr;
 642
 643         if (nr_irqs > (NR_VECTORS * nr_cpu_ids))
 644                 nr_irqs = NR_VECTORS * nr_cpu_ids;
 645
 646         nr = (gsi_top + nr_legacy_irqs()) + 8 * nr_cpu_ids;
 647 #if defined(CONFIG_PCI_MSI)
 648         /*
 649          * for MSI and HT dyn irq
 650          */
 651         if (gsi_top <= NR_IRQS_LEGACY)
 652                 nr +=  8 * nr_cpu_ids;
 653         else
 654                 nr += gsi_top * 16;
 655 #endif
 656         if (nr < nr_irqs)
 657                 nr_irqs = nr;
 658
 659         /*
 660          * We don't know if PIC is present at this point so we need to do
 661          * probe() to get the right number of legacy IRQs.
 662          */
 663         return legacy_pic->probe();
 664 }
 665
 666 void lapic_assign_legacy_vector(unsigned int irq, bool replace)
 667 {
 668         /*
 669          * Use assign system here so it wont get accounted as allocated
 670          * and moveable in the cpu hotplug check and it prevents managed
 671          * irq reservation from touching it.
 672          */
 673         irq_matrix_assign_system(vector_matrix, ISA_IRQ_VECTOR(irq), replace);
 674 }
 675
 676 void __init lapic_assign_system_vectors(void)
 677 {
 678         unsigned int i, vector = 0;
 679
 680         for_each_set_bit_from(vector, system_vectors, NR_VECTORS)
 681                 irq_matrix_assign_system(vector_matrix, vector, false);
 682
 683         if (nr_legacy_irqs() > 1)
 684                 lapic_assign_legacy_vector(PIC_CASCADE_IR, false);
 685
 686         /* System vectors are reserved, online it */
 687         irq_matrix_online(vector_matrix);
 688
 689         /* Mark the preallocated legacy interrupts */
 690         for (i = 0; i < nr_legacy_irqs(); i++) {
 691                 if (i != PIC_CASCADE_IR)
 692                         irq_matrix_assign(vector_matrix, ISA_IRQ_VECTOR(i));
 693         }
 694 }
 695
 696 int __init arch_early_irq_init(void)
 697 {
 698         struct fwnode_handle *fn;
 699
 700         fn = irq_domain_alloc_named_fwnode("VECTOR");
 701         BUG_ON(!fn);
 702         x86_vector_domain = irq_domain_create_tree(fn, &x86_vector_domain_ops,
 703                                                    NULL);
 704         BUG_ON(x86_vector_domain == NULL);
 705         irq_domain_free_fwnode(fn);
 706         irq_set_default_host(x86_vector_domain);
 707
 708         arch_init_msi_domain(x86_vector_domain);
 709
 710         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&vector_searchmask, GFP_KERNEL));
 711
 712         /*
 713          * Allocate the vector matrix allocator data structure and limit the
 714          * search area.
 715          */
 716         vector_matrix = irq_alloc_matrix(NR_VECTORS, FIRST_EXTERNAL_VECTOR,
 717                                          FIRST_SYSTEM_VECTOR);
 718         BUG_ON(!vector_matrix);
 719
 720         return arch_early_ioapic_init();
 721 }
 722
 723 #ifdef CONFIG_SMP
 724
 725 static struct irq_desc *__setup_vector_irq(int vector)
 726 {
 727         int isairq = vector - ISA_IRQ_VECTOR(0);
 728
 729         /* Check whether the irq is in the legacy space */
 730         if (isairq < 0 || isairq >= nr_legacy_irqs())
 731                 return VECTOR_UNUSED;
 732         /* Check whether the irq is handled by the IOAPIC */
 733         if (test_bit(isairq, &io_apic_irqs))
 734                 return VECTOR_UNUSED;
 735         return irq_to_desc(isairq);
 736 }
 737
 738 /* Online the local APIC infrastructure and initialize the vectors */
 739 void lapic_online(void)
 740 {
 741         unsigned int vector;
 742
 743         lockdep_assert_held(&vector_lock);
 744
 745         /* Online the vector matrix array for this CPU */
 746         irq_matrix_online(vector_matrix);
 747
 748         /*
 749          * The interrupt affinity logic never targets interrupts to offline
 750          * CPUs. The exception are the legacy PIC interrupts. In general
 751          * they are only targeted to CPU0, but depending on the platform
 752          * they can be distributed to any online CPU in hardware. The
 753          * kernel has no influence on that. So all active legacy vectors
 754          * must be installed on all CPUs. All non legacy interrupts can be
 755          * cleared.
 756          */
 757         for (vector = 0; vector < NR_VECTORS; vector++)
 758                 this_cpu_write(vector_irq[vector], __setup_vector_irq(vector));
 759 }
 760
 761 void lapic_offline(void)
 762 {
 763         lock_vector_lock();
 764         irq_matrix_offline(vector_matrix);
 765         unlock_vector_lock();
 766 }
 767
 768 static int apic_set_affinity(struct irq_data *irqd,
 769                              const struct cpumask *dest, bool force)
 770 {
 771         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 772         int err;
 773
 774         /*
 775          * Core code can call here for inactive interrupts. For inactive
 776          * interrupts which use managed or reservation mode there is no
 777          * point in going through the vector assignment right now as the
 778          * activation will assign a vector which fits the destination
 779          * cpumask. Let the core code store the destination mask and be
 780          * done with it.
 781          */
 782         if (!irqd_is_activated(irqd) &&
 783             (apicd->is_managed || apicd->can_reserve))
 784                 return IRQ_SET_MASK_OK;
 785
 786         raw_spin_lock(&vector_lock);
 787         cpumask_and(vector_searchmask, dest, cpu_online_mask);
 788         if (irqd_affinity_is_managed(irqd))
 789                 err = assign_managed_vector(irqd, vector_searchmask);
 790         else
 791                 err = assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask);
 792         raw_spin_unlock(&vector_lock);
 793         return err ? err : IRQ_SET_MASK_OK;
 794 }
 795
 796 #else
 797 # define apic_set_affinity      NULL
 798 #endif
 799
 800 static int apic_retrigger_irq(struct irq_data *irqd)
 801 {
 802         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
 803         unsigned long flags;
 804
 805         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
 806         apic->send_IPI(apicd->cpu, apicd->vector);
 807         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
 808
 809         return 1;
 810 }
 811
 812 void apic_ack_irq(struct irq_data *irqd)
 813 {
 814         irq_move_irq(irqd);
 815         ack_APIC_irq();
 816 }
 817
 818 void apic_ack_edge(struct irq_data *irqd)
 819 {
 820         irq_complete_move(irqd_cfg(irqd));
 821         apic_ack_irq(irqd);
 822 }
 823
 824 static struct irq_chip lapic_controller = {
 825         .name                   = "APIC",
 826         .irq_ack                = apic_ack_edge,
 827         .irq_set_affinity       = apic_set_affinity,
 828         .irq_retrigger          = apic_retrigger_irq,
 829 };
 830
 831 #ifdef CONFIG_SMP
 832
 833 static void free_moved_vector(struct apic_chip_data *apicd)
 834 {
 835         unsigned int vector = apicd->prev_vector;
 836         unsigned int cpu = apicd->prev_cpu;
 837         bool managed = apicd->is_managed;
 838
 839         /*
 840          * This should never happen. Managed interrupts are not
 841          * migrated except on CPU down, which does not involve the
 842          * cleanup vector. But try to keep the accounting correct
 843          * nevertheless.
 844          */
 845         WARN_ON_ONCE(managed);
 846
 847         trace_vector_free_moved(apicd->irq, cpu, vector, managed);
 848         irq_matrix_free(vector_matrix, cpu, vector, managed);
 849         per_cpu(vector_irq, cpu)[vector] = VECTOR_UNUSED;
 850         hlist_del_init(&apicd->clist);
 851         apicd->prev_vector = 0;
 852         apicd->move_in_progress = 0;
 853 }
 854
 855 asmlinkage __visible void __irq_entry smp_irq_move_cleanup_interrupt(void)
 856 {
 857         struct hlist_head *clhead = this_cpu_ptr(&cleanup_list);
 858         struct apic_chip_data *apicd;
 859         struct hlist_node *tmp;
 860
 861         entering_ack_irq();
 862         /* Prevent vectors vanishing under us */
 863         raw_spin_lock(&vector_lock);
 864
 865         hlist_for_each_entry_safe(apicd, tmp, clhead, clist) {
 866                 unsigned int irr, vector = apicd->prev_vector;
 867
 868                 /*
 869                  * Paranoia: Check if the vector that needs to be cleaned
 870                  * up is registered at the APICs IRR. If so, then this is
 871                  * not the best time to clean it up. Clean it up in the
 872                  * next attempt by sending another IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR
 873                  * to this CPU. IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR is the lowest
 874                  * priority external vector, so on return from this
 875                  * interrupt the device interrupt will happen first.
 876                  */
 877                 irr = apic_read(APIC_IRR + (vector / 32 * 0x10));
 878                 if (irr & (1U << (vector % 32))) {
 879                         apic->send_IPI_self(IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR);
 880                         continue;
 881                 }
 882                 free_moved_vector(apicd);
 883         }
 884
 885         raw_spin_unlock(&vector_lock);
 886         exiting_irq();
 887 }
 888
 889 static void __send_cleanup_vector(struct apic_chip_data *apicd)
 890 {
 891         unsigned int cpu;
 892
 893         raw_spin_lock(&vector_lock);
 894         apicd->move_in_progress = 0;
 895         cpu = apicd->prev_cpu;
 896         if (cpu_online(cpu)) {
 897                 hlist_add_head(&apicd->clist, per_cpu_ptr(&cleanup_list, cpu));
 898                 apic->send_IPI(cpu, IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR);
 899         } else {
 900                 apicd->prev_vector = 0;
 901         }
 902         raw_spin_unlock(&vector_lock);
 903 }
 904
 905 void send_cleanup_vector(struct irq_cfg *cfg)
 906 {
 907         struct apic_chip_data *apicd;
 908
 909         apicd = container_of(cfg, struct apic_chip_data, hw_irq_cfg);
 910         if (apicd->move_in_progress)
 911                 __send_cleanup_vector(apicd);
 912 }
 913
 914 static void __irq_complete_move(struct irq_cfg *cfg, unsigned vector)
 915 {
 916         struct apic_chip_data *apicd;
 917
 918         apicd = container_of(cfg, struct apic_chip_data, hw_irq_cfg);
 919         if (likely(!apicd->move_in_progress))
 920                 return;
 921
 922         if (vector == apicd->vector && apicd->cpu == smp_processor_id())
 923                 __send_cleanup_vector(apicd);
 924 }
 925
 926 void irq_complete_move(struct irq_cfg *cfg)
 927 {
 928         __irq_complete_move(cfg, ~get_irq_regs()->orig_ax);
 929 }
 930
 931 /*
 932  * Called from fixup_irqs() with @desc->lock held and interrupts disabled.
 933  */
 934 void irq_force_complete_move(struct irq_desc *desc)
 935 {
 936         struct apic_chip_data *apicd;
 937         struct irq_data *irqd;
 938         unsigned int vector;
 939
 940         /*
 941          * The function is called for all descriptors regardless of which
 942          * irqdomain they belong to. For example if an IRQ is provided by
 943          * an irq_chip as part of a GPIO driver, the chip data for that
 944          * descriptor is specific to the irq_chip in question.
 945          *
 946          * Check first that the chip_data is what we expect
 947          * (apic_chip_data) before touching it any further.
 948          */
 949         irqd = irq_domain_get_irq_data(x86_vector_domain,
 950                                        irq_desc_get_irq(desc));
 951         if (!irqd)
 952                 return;
 953
 954         raw_spin_lock(&vector_lock);
 955         apicd = apic_chip_data(irqd);
 956         if (!apicd)
 957                 goto unlock;
 958
 959         /*
 960          * If prev_vector is empty, no action required.
 961          */
 962         vector = apicd->prev_vector;
 963         if (!vector)
 964                 goto unlock;
 965
 966         /*
 967          * This is tricky. If the cleanup of the old vector has not been
 968          * done yet, then the following setaffinity call will fail with
 969          * -EBUSY. This can leave the interrupt in a stale state.
 970          *
 971          * All CPUs are stuck in stop machine with interrupts disabled so
 972          * calling __irq_complete_move() would be completely pointless.
 973          *
 974          * 1) The interrupt is in move_in_progress state. That means that we
 975          *    have not seen an interrupt since the io_apic was reprogrammed to
 976          *    the new vector.
 977          *
 978          * 2) The interrupt has fired on the new vector, but the cleanup IPIs
 979          *    have not been processed yet.
 980          */
 981         if (apicd->move_in_progress) {
 982                 /*
 983                  * In theory there is a race:
 984                  *
 985                  * set_ioapic(new_vector) <-- Interrupt is raised before update
 986                  *                            is effective, i.e. it's raised on
 987                  *                            the old vector.
 988                  *
 989                  * So if the target cpu cannot handle that interrupt before
 990                  * the old vector is cleaned up, we get a spurious interrupt
 991                  * and in the worst case the ioapic irq line becomes stale.
 992                  *
 993                  * But in case of cpu hotplug this should be a non issue
 994                  * because if the affinity update happens right before all
 995                  * cpus rendevouz in stop machine, there is no way that the
 996                  * interrupt can be blocked on the target cpu because all cpus
 997                  * loops first with interrupts enabled in stop machine, so the
 998                  * old vector is not yet cleaned up when the interrupt fires.
 999                  *
1000                  * So the only way to run into this issue is if the delivery
1001                  * of the interrupt on the apic/system bus would be delayed
1002                  * beyond the point where the target cpu disables interrupts
1003                  * in stop machine. I doubt that it can happen, but at least
1004                  * there is a theroretical chance. Virtualization might be
1005                  * able to expose this, but AFAICT the IOAPIC emulation is not
1006                  * as stupid as the real hardware.
1007                  *
1008                  * Anyway, there is nothing we can do about that at this point
1009                  * w/o refactoring the whole fixup_irq() business completely.
1010                  * We print at least the irq number and the old vector number,
1011                  * so we have the necessary information when a problem in that
1012                  * area arises.
1013                  */
1014                 pr_warn("IRQ fixup: irq %d move in progress, old vector %d\n",
1015                         irqd->irq, vector);
1016         }
1017         free_moved_vector(apicd);
1018 unlock:
1019         raw_spin_unlock(&vector_lock);
1020 }
1021
1022 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1023 /*
1024  * Note, this is not accurate accounting, but at least good enough to
1025  * prevent that the actual interrupt move will run out of vectors.
1026  */
1027 int lapic_can_unplug_cpu(void)
1028 {
1029         unsigned int rsvd, avl, tomove, cpu = smp_processor_id();
1030         int ret = 0;
1031
1032         raw_spin_lock(&vector_lock);
1033         tomove = irq_matrix_allocated(vector_matrix);
1034         avl = irq_matrix_available(vector_matrix, true);
1035         if (avl < tomove) {
1036                 pr_warn("CPU %u has %u vectors, %u available. Cannot disable CPU\n",
1037                         cpu, tomove, avl);
1038                 ret = -ENOSPC;
1039                 goto out;
1040         }
1041         rsvd = irq_matrix_reserved(vector_matrix);
1042         if (avl < rsvd) {
1043                 pr_warn("Reserved vectors %u > available %u. IRQ request may fail\n",
1044                         rsvd, avl);
1045         }
1046 out:
1047         raw_spin_unlock(&vector_lock);
1048         return ret;
1049 }
1050 #endif /* HOTPLUG_CPU */
1051 #endif /* SMP */
1052
1053 static void __init print_APIC_field(int base)
1054 {
1055         int i;
1056
1057         printk(KERN_DEBUG);
1058
1059         for (i = 0; i < 8; i++)
1060                 pr_cont("%08x", apic_read(base + i*0x10));
1061
1062         pr_cont("\n");
1063 }
1064
1065 static void __init print_local_APIC(void *dummy)
1066 {
1067         unsigned int i, v, ver, maxlvt;
1068         u64 icr;
1069
1070         pr_debug("printing local APIC contents on CPU#%d/%d:\n",
1071                  smp_processor_id(), hard_smp_processor_id());
1072         v = apic_read(APIC_ID);
1073         pr_info("... APIC ID:      %08x (%01x)\n", v, read_apic_id());
1074         v = apic_read(APIC_LVR);
1075         pr_info("... APIC VERSION: %08x\n", v);
1076         ver = GET_APIC_VERSION(v);
1077         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
1078
1079         v = apic_read(APIC_TASKPRI);
1080         pr_debug("... APIC TASKPRI: %08x (%02x)\n", v, v & APIC_TPRI_MASK);
1081
1082         /* !82489DX */
1083         if (APIC_INTEGRATED(ver)) {
1084                 if (!APIC_XAPIC(ver)) {
1085                         v = apic_read(APIC_ARBPRI);
1086                         pr_debug("... APIC ARBPRI: %08x (%02x)\n",
1087                                  v, v & APIC_ARBPRI_MASK);
1088                 }
1089                 v = apic_read(APIC_PROCPRI);
1090                 pr_debug("... APIC PROCPRI: %08x\n", v);
1091         }
1092
1093         /*
1094          * Remote read supported only in the 82489DX and local APIC for
1095          * Pentium processors.
1096          */
1097         if (!APIC_INTEGRATED(ver) || maxlvt == 3) {
1098                 v = apic_read(APIC_RRR);
1099                 pr_debug("... APIC RRR: %08x\n", v);
1100         }
1101
1102         v = apic_read(APIC_LDR);
1103         pr_debug("... APIC LDR: %08x\n", v);
1104         if (!x2apic_enabled()) {
1105                 v = apic_read(APIC_DFR);
1106                 pr_debug("... APIC DFR: %08x\n", v);
1107         }
1108         v = apic_read(APIC_SPIV);
1109         pr_debug("... APIC SPIV: %08x\n", v);
1110
1111         pr_debug("... APIC ISR field:\n");
1112         print_APIC_field(APIC_ISR);
1113         pr_debug("... APIC TMR field:\n");
1114         print_APIC_field(APIC_TMR);
1115         pr_debug("... APIC IRR field:\n");
1116         print_APIC_field(APIC_IRR);
1117
1118         /* !82489DX */
1119         if (APIC_INTEGRATED(ver)) {
1120                 /* Due to the Pentium erratum 3AP. */
1121                 if (maxlvt > 3)
1122                         apic_write(APIC_ESR, 0);
1123
1124                 v = apic_read(APIC_ESR);
1125                 pr_debug("... APIC ESR: %08x\n", v);
1126         }
1127
1128         icr = apic_icr_read();
1129         pr_debug("... APIC ICR: %08x\n", (u32)icr);
1130         pr_debug("... APIC ICR2: %08x\n", (u32)(icr >> 32));
1131
1132         v = apic_read(APIC_LVTT);
1133         pr_debug("... APIC LVTT: %08x\n", v);
1134
1135         if (maxlvt > 3) {
1136                 /* PC is LVT#4. */
1137                 v = apic_read(APIC_LVTPC);
1138                 pr_debug("... APIC LVTPC: %08x\n", v);
1139         }
1140         v = apic_read(APIC_LVT0);
1141         pr_debug("... APIC LVT0: %08x\n", v);
1142         v = apic_read(APIC_LVT1);
1143         pr_debug("... APIC LVT1: %08x\n", v);
1144
1145         if (maxlvt > 2) {
1146                 /* ERR is LVT#3. */
1147                 v = apic_read(APIC_LVTERR);
1148                 pr_debug("... APIC LVTERR: %08x\n", v);
1149         }
1150
1151         v = apic_read(APIC_TMICT);
1152         pr_debug("... APIC TMICT: %08x\n", v);
1153         v = apic_read(APIC_TMCCT);
1154         pr_debug("... APIC TMCCT: %08x\n", v);
1155         v = apic_read(APIC_TDCR);
1156         pr_debug("... APIC TDCR: %08x\n", v);
1157
1158         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_EXTAPIC)) {
1159                 v = apic_read(APIC_EFEAT);
1160                 maxlvt = (v >> 16) & 0xff;
1161                 pr_debug("... APIC EFEAT: %08x\n", v);
1162                 v = apic_read(APIC_ECTRL);
1163                 pr_debug("... APIC ECTRL: %08x\n", v);
1164                 for (i = 0; i < maxlvt; i++) {
1165                         v = apic_read(APIC_EILVTn(i));
1166                         pr_debug("... APIC EILVT%d: %08x\n", i, v);
1167                 }
1168         }
1169         pr_cont("\n");
1170 }
1171
1172 static void __init print_local_APICs(int maxcpu)
1173 {
1174         int cpu;
1175
1176         if (!maxcpu)
1177                 return;
1178
1179         preempt_disable();
1180         for_each_online_cpu(cpu) {
1181                 if (cpu >= maxcpu)
1182                         break;
1183                 smp_call_function_single(cpu, print_local_APIC, NULL, 1);
1184         }
1185         preempt_enable();
1186 }
1187
1188 static void __init print_PIC(void)
1189 {
1190         unsigned int v;
1191         unsigned long flags;
1192
1193         if (!nr_legacy_irqs())
1194                 return;
1195
1196         pr_debug("\nprinting PIC contents\n");
1197
1198         raw_spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
1199
1200         v = inb(0xa1) << 8 | inb(0x21);
1201         pr_debug("... PIC  IMR: %04x\n", v);
1202
1203         v = inb(0xa0) << 8 | inb(0x20);
1204         pr_debug("... PIC  IRR: %04x\n", v);
1205
1206         outb(0x0b, 0xa0);
1207         outb(0x0b, 0x20);
1208         v = inb(0xa0) << 8 | inb(0x20);
1209         outb(0x0a, 0xa0);
1210         outb(0x0a, 0x20);
1211
1212         raw_spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
1213
1214         pr_debug("... PIC  ISR: %04x\n", v);
1215
1216         v = inb(0x4d1) << 8 | inb(0x4d0);
1217         pr_debug("... PIC ELCR: %04x\n", v);
1218 }
1219
1220 static int show_lapic __initdata = 1;
1221 static __init int setup_show_lapic(char *arg)
1222 {
1223         int num = -1;
1224
1225         if (strcmp(arg, "all") == 0) {
1226                 show_lapic = CONFIG_NR_CPUS;
1227         } else {
1228                 get_option(&arg, &num);
1229                 if (num >= 0)
1230                         show_lapic = num;
1231         }
1232
1233         return 1;
1234 }
1235 __setup("show_lapic=", setup_show_lapic);
1236
1237 static int __init print_ICs(void)
1238 {
1239         if (apic_verbosity == APIC_QUIET)
1240                 return 0;
1241
1242         print_PIC();
1243
1244         /* don't print out if apic is not there */
1245         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC) && !apic_from_smp_config())
1246                 return 0;
1247
1248         print_local_APICs(show_lapic);
1249         print_IO_APICs();
1250
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 late_initcall(print_ICs);