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