arch/powerpc/kernel/irq.c

   1 /*
   2  *  Derived from arch/i386/kernel/irq.c
   3  *    Copyright (C) 1992 Linus Torvalds
   4  *  Adapted from arch/i386 by Gary Thomas
   5  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   6  *  Updated and modified by Cort Dougan <cort@fsmlabs.com>
   7  *    Copyright (C) 1996-2001 Cort Dougan
   8  *  Adapted for Power Macintosh by Paul Mackerras
   9  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras (paulus@cs.anu.edu.au)
  10  *
  11  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version
  14  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * This file contains the code used by various IRQ handling routines:
  17  * asking for different IRQ's should be done through these routines
  18  * instead of just grabbing them. Thus setups with different IRQ numbers
  19  * shouldn't result in any weird surprises, and installing new handlers
  20  * should be easier.
  21  *
  22  * The MPC8xx has an interrupt mask in the SIU.  If a bit is set, the
  23  * interrupt is _enabled_.  As expected, IRQ0 is bit 0 in the 32-bit
  24  * mask register (of which only 16 are defined), hence the weird shifting
  25  * and complement of the cached_irq_mask.  I want to be able to stuff
  26  * this right into the SIU SMASK register.
  27  * Many of the prep/chrp functions are conditional compiled on CONFIG_8xx
  28  * to reduce code space and undefined function references.
  29  */
  30
  31 #undef DEBUG
  32
  33 #include <linux/export.h>
  34 #include <linux/threads.h>
  35 #include <linux/kernel_stat.h>
  36 #include <linux/signal.h>
  37 #include <linux/sched.h>
  38 #include <linux/ptrace.h>
  39 #include <linux/ioport.h>
  40 #include <linux/interrupt.h>
  41 #include <linux/timex.h>
  42 #include <linux/init.h>
  43 #include <linux/slab.h>
  44 #include <linux/delay.h>
  45 #include <linux/irq.h>
  46 #include <linux/seq_file.h>
  47 #include <linux/cpumask.h>
  48 #include <linux/profile.h>
  49 #include <linux/bitops.h>
  50 #include <linux/list.h>
  51 #include <linux/radix-tree.h>
  52 #include <linux/mutex.h>
  53 #include <linux/bootmem.h>
  54 #include <linux/pci.h>
  55 #include <linux/debugfs.h>
  56 #include <linux/of.h>
  57 #include <linux/of_irq.h>
  58
  59 #include <asm/uaccess.h>
  60 #include <asm/io.h>
  61 #include <asm/pgtable.h>
  62 #include <asm/irq.h>
  63 #include <asm/cache.h>
  64 #include <asm/prom.h>
  65 #include <asm/ptrace.h>
  66 #include <asm/machdep.h>
  67 #include <asm/udbg.h>
  68 #include <asm/smp.h>
  69 #include <asm/debug.h>
  70
  71 #ifdef CONFIG_PPC64
  72 #include <asm/paca.h>
  73 #include <asm/firmware.h>
  74 #include <asm/lv1call.h>
  75 #endif
  76 #define CREATE_TRACE_POINTS
  77 #include <asm/trace.h>
  78
  79 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(irq_cpustat_t, irq_stat);
  80 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(irq_stat);
  81
  82 int __irq_offset_value;
  83
  84 #ifdef CONFIG_PPC32
  85 EXPORT_SYMBOL(__irq_offset_value);
  86 atomic_t ppc_n_lost_interrupts;
  87
  88 #ifdef CONFIG_TAU_INT
  89 extern int tau_initialized;
  90 extern int tau_interrupts(int);
  91 #endif
  92 #endif /* CONFIG_PPC32 */
  93
  94 #ifdef CONFIG_PPC64
  95
  96 int distribute_irqs = 1;
  97
  98 static inline notrace unsigned long get_irq_happened(void)
  99 {
 100         unsigned long happened;
 101
 102         __asm__ __volatile__("lbz %0,%1(13)"
 103         : "=r" (happened) : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_happened)));
 104
 105         return happened;
 106 }
 107
 108 static inline notrace void set_soft_enabled(unsigned long enable)
 109 {
 110         __asm__ __volatile__("stb %0,%1(13)"
 111         : : "r" (enable), "i" (offsetof(struct paca_struct, soft_enabled)));
 112 }
 113
 114 static inline notrace int decrementer_check_overflow(void)
 115 {
 116         u64 now = get_tb_or_rtc();
 117         u64 *next_tb = &__get_cpu_var(decrementers_next_tb);
 118
 119         if (now >= *next_tb)
 120                 set_dec(1);
 121         return now >= *next_tb;
 122 }
 123
 124 /* This is called whenever we are re-enabling interrupts
 125  * and returns either 0 (nothing to do) or 500/900 if there's
 126  * either an EE or a DEC to generate.
 127  *
 128  * This is called in two contexts: From arch_local_irq_restore()
 129  * before soft-enabling interrupts, and from the exception exit
 130  * path when returning from an interrupt from a soft-disabled to
 131  * a soft enabled context. In both case we have interrupts hard
 132  * disabled.
 133  *
 134  * We take care of only clearing the bits we handled in the
 135  * PACA irq_happened field since we can only re-emit one at a
 136  * time and we don't want to "lose" one.
 137  */
 138 notrace unsigned int __check_irq_replay(void)
 139 {
 140         /*
 141          * We use local_paca rather than get_paca() to avoid all
 142          * the debug_smp_processor_id() business in this low level
 143          * function
 144          */
 145         unsigned char happened = local_paca->irq_happened;
 146
 147         /* Clear bit 0 which we wouldn't clear otherwise */
 148         local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_HARD_DIS;
 149
 150         /*
 151          * Force the delivery of pending soft-disabled interrupts on PS3.
 152          * Any HV call will have this side effect.
 153          */
 154         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1)) {
 155                 u64 tmp, tmp2;
 156                 lv1_get_version_info(&tmp, &tmp2);
 157         }
 158
 159         /*
 160          * We may have missed a decrementer interrupt. We check the
 161          * decrementer itself rather than the paca irq_happened field
 162          * in case we also had a rollover while hard disabled
 163          */
 164         local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_DEC;
 165         if (decrementer_check_overflow())
 166                 return 0x900;
 167
 168         /* Finally check if an external interrupt happened */
 169         local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_EE;
 170         if (happened & PACA_IRQ_EE)
 171                 return 0x500;
 172
 173 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
 174         /* Finally check if an EPR external interrupt happened
 175          * this bit is typically set if we need to handle another
 176          * "edge" interrupt from within the MPIC "EPR" handler
 177          */
 178         local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_EE_EDGE;
 179         if (happened & PACA_IRQ_EE_EDGE)
 180                 return 0x500;
 181
 182         local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_DBELL;
 183         if (happened & PACA_IRQ_DBELL)
 184                 return 0x280;
 185 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3E */
 186
 187         /* There should be nothing left ! */
 188         BUG_ON(local_paca->irq_happened != 0);
 189
 190         return 0;
 191 }
 192
 193 notrace void arch_local_irq_restore(unsigned long en)
 194 {
 195         unsigned char irq_happened;
 196         unsigned int replay;
 197
 198         /* Write the new soft-enabled value */
 199         set_soft_enabled(en);
 200         if (!en)
 201                 return;
 202         /*
 203          * From this point onward, we can take interrupts, preempt,
 204          * etc... unless we got hard-disabled. We check if an event
 205          * happened. If none happened, we know we can just return.
 206          *
 207          * We may have preempted before the check below, in which case
 208          * we are checking the "new" CPU instead of the old one. This
 209          * is only a problem if an event happened on the "old" CPU.
 210          *
 211          * External interrupt events will have caused interrupts to
 212          * be hard-disabled, so there is no problem, we
 213          * cannot have preempted.
 214          */
 215         irq_happened = get_irq_happened();
 216         if (!irq_happened)
 217                 return;
 218
 219         /*
 220          * We need to hard disable to get a trusted value from
 221          * __check_irq_replay(). We also need to soft-disable
 222          * again to avoid warnings in there due to the use of
 223          * per-cpu variables.
 224          *
 225          * We know that if the value in irq_happened is exactly 0x01
 226          * then we are already hard disabled (there are other less
 227          * common cases that we'll ignore for now), so we skip the
 228          * (expensive) mtmsrd.
 229          */
 230         if (unlikely(irq_happened != PACA_IRQ_HARD_DIS))
 231                 __hard_irq_disable();
 232         set_soft_enabled(0);
 233
 234         /*
 235          * Check if anything needs to be re-emitted. We haven't
 236          * soft-enabled yet to avoid warnings in decrementer_check_overflow
 237          * accessing per-cpu variables
 238          */
 239         replay = __check_irq_replay();
 240
 241         /* We can soft-enable now */
 242         set_soft_enabled(1);
 243
 244         /*
 245          * And replay if we have to. This will return with interrupts
 246          * hard-enabled.
 247          */
 248         if (replay) {
 249                 __replay_interrupt(replay);
 250                 return;
 251         }
 252
 253         /* Finally, let's ensure we are hard enabled */
 254         __hard_irq_enable();
 255 }
 256 EXPORT_SYMBOL(arch_local_irq_restore);
 257
 258 /*
 259  * This is specifically called by assembly code to re-enable interrupts
 260  * if they are currently disabled. This is typically called before
 261  * schedule() or do_signal() when returning to userspace. We do it
 262  * in C to avoid the burden of dealing with lockdep etc...
 263  *
 264  * NOTE: This is called with interrupts hard disabled but not marked
 265  * as such in paca->irq_happened, so we need to resync this.
 266  */
 267 void restore_interrupts(void)
 268 {
 269         if (irqs_disabled()) {
 270                 local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 271                 local_irq_enable();
 272         } else
 273                 __hard_irq_enable();
 274 }
 275
 276 #endif /* CONFIG_PPC64 */
 277
 278 int arch_show_interrupts(struct seq_file *p, int prec)
 279 {
 280         int j;
 281
 282 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_TAU_INT)
 283         if (tau_initialized) {
 284                 seq_printf(p, "%*s: ", prec, "TAU");
 285                 for_each_online_cpu(j)
 286                         seq_printf(p, "%10u ", tau_interrupts(j));
 287                 seq_puts(p, "  PowerPC             Thermal Assist (cpu temp)\n");
 288         }
 289 #endif /* CONFIG_PPC32 && CONFIG_TAU_INT */
 290
 291         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "LOC");
 292         for_each_online_cpu(j)
 293                 seq_printf(p, "%10u ", per_cpu(irq_stat, j).timer_irqs);
 294         seq_printf(p, "  Local timer interrupts\n");
 295
 296         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "SPU");
 297         for_each_online_cpu(j)
 298                 seq_printf(p, "%10u ", per_cpu(irq_stat, j).spurious_irqs);
 299         seq_printf(p, "  Spurious interrupts\n");
 300
 301         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "CNT");
 302         for_each_online_cpu(j)
 303                 seq_printf(p, "%10u ", per_cpu(irq_stat, j).pmu_irqs);
 304         seq_printf(p, "  Performance monitoring interrupts\n");
 305
 306         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "MCE");
 307         for_each_online_cpu(j)
 308                 seq_printf(p, "%10u ", per_cpu(irq_stat, j).mce_exceptions);
 309         seq_printf(p, "  Machine check exceptions\n");
 310
 311         return 0;
 312 }
 313
 314 /*
 315  * /proc/stat helpers
 316  */
 317 u64 arch_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 318 {
 319         u64 sum = per_cpu(irq_stat, cpu).timer_irqs;
 320
 321         sum += per_cpu(irq_stat, cpu).pmu_irqs;
 322         sum += per_cpu(irq_stat, cpu).mce_exceptions;
 323         sum += per_cpu(irq_stat, cpu).spurious_irqs;
 324
 325         return sum;
 326 }
 327
 328 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 329 void migrate_irqs(void)
 330 {
 331         struct irq_desc *desc;
 332         unsigned int irq;
 333         static int warned;
 334         cpumask_var_t mask;
 335         const struct cpumask *map = cpu_online_mask;
 336
 337         alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL);
 338
 339         for_each_irq_desc(irq, desc) {
 340                 struct irq_data *data;
 341                 struct irq_chip *chip;
 342
 343                 data = irq_desc_get_irq_data(desc);
 344                 if (irqd_is_per_cpu(data))
 345                         continue;
 346
 347                 chip = irq_data_get_irq_chip(data);
 348
 349                 cpumask_and(mask, data->affinity, map);
 350                 if (cpumask_any(mask) >= nr_cpu_ids) {
 351                         printk("Breaking affinity for irq %i\n", irq);
 352                         cpumask_copy(mask, map);
 353                 }
 354                 if (chip->irq_set_affinity)
 355                         chip->irq_set_affinity(data, mask, true);
 356                 else if (desc->action && !(warned++))
 357                         printk("Cannot set affinity for irq %i\n", irq);
 358         }
 359
 360         free_cpumask_var(mask);
 361
 362         local_irq_enable();
 363         mdelay(1);
 364         local_irq_disable();
 365 }
 366 #endif
 367
 368 static inline void handle_one_irq(unsigned int irq)
 369 {
 370         struct thread_info *curtp, *irqtp;
 371         unsigned long saved_sp_limit;
 372         struct irq_desc *desc;
 373
 374         desc = irq_to_desc(irq);
 375         if (!desc)
 376                 return;
 377
 378         /* Switch to the irq stack to handle this */
 379         curtp = current_thread_info();
 380         irqtp = hardirq_ctx[smp_processor_id()];
 381
 382         if (curtp == irqtp) {
 383                 /* We're already on the irq stack, just handle it */
 384                 desc->handle_irq(irq, desc);
 385                 return;
 386         }
 387
 388         saved_sp_limit = current->thread.ksp_limit;
 389
 390         irqtp->task = curtp->task;
 391         irqtp->flags = 0;
 392
 393         /* Copy the softirq bits in preempt_count so that the
 394          * softirq checks work in the hardirq context. */
 395         irqtp->preempt_count = (irqtp->preempt_count & ~SOFTIRQ_MASK) |
 396                                (curtp->preempt_count & SOFTIRQ_MASK);
 397
 398         current->thread.ksp_limit = (unsigned long)irqtp +
 399                 _ALIGN_UP(sizeof(struct thread_info), 16);
 400
 401         call_handle_irq(irq, desc, irqtp, desc->handle_irq);
 402         current->thread.ksp_limit = saved_sp_limit;
 403         irqtp->task = NULL;
 404
 405         /* Set any flag that may have been set on the
 406          * alternate stack
 407          */
 408         if (irqtp->flags)
 409                 set_bits(irqtp->flags, &curtp->flags);
 410 }
 411
 412 static inline void check_stack_overflow(void)
 413 {
 414 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACKOVERFLOW
 415         long sp;
 416
 417         sp = __get_SP() & (THREAD_SIZE-1);
 418
 419         /* check for stack overflow: is there less than 2KB free? */
 420         if (unlikely(sp < (sizeof(struct thread_info) + 2048))) {
 421                 printk("do_IRQ: stack overflow: %ld\n",
 422                         sp - sizeof(struct thread_info));
 423                 dump_stack();
 424         }
 425 #endif
 426 }
 427
 428 void do_IRQ(struct pt_regs *regs)
 429 {
 430         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 431         unsigned int irq;
 432
 433         trace_irq_entry(regs);
 434
 435         irq_enter();
 436
 437         check_stack_overflow();
 438
 439         /*
 440          * Query the platform PIC for the interrupt & ack it.
 441          *
 442          * This will typically lower the interrupt line to the CPU
 443          */
 444         irq = ppc_md.get_irq();
 445
 446         /* We can hard enable interrupts now */
 447         may_hard_irq_enable();
 448
 449         /* And finally process it */
 450         if (irq != NO_IRQ)
 451                 handle_one_irq(irq);
 452         else
 453                 __get_cpu_var(irq_stat).spurious_irqs++;
 454
 455         irq_exit();
 456         set_irq_regs(old_regs);
 457
 458         trace_irq_exit(regs);
 459 }
 460
 461 void __init init_IRQ(void)
 462 {
 463         if (ppc_md.init_IRQ)
 464                 ppc_md.init_IRQ();
 465
 466         exc_lvl_ctx_init();
 467
 468         irq_ctx_init();
 469 }
 470
 471 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 472 struct thread_info   *critirq_ctx[NR_CPUS] __read_mostly;
 473 struct thread_info    *dbgirq_ctx[NR_CPUS] __read_mostly;
 474 struct thread_info *mcheckirq_ctx[NR_CPUS] __read_mostly;
 475
 476 void exc_lvl_ctx_init(void)
 477 {
 478         struct thread_info *tp;
 479         int i, cpu_nr;
 480
 481         for_each_possible_cpu(i) {
 482 #ifdef CONFIG_PPC64
 483                 cpu_nr = i;
 484 #else
 485                 cpu_nr = get_hard_smp_processor_id(i);
 486 #endif
 487                 memset((void *)critirq_ctx[cpu_nr], 0, THREAD_SIZE);
 488                 tp = critirq_ctx[cpu_nr];
 489                 tp->cpu = cpu_nr;
 490                 tp->preempt_count = 0;
 491
 492 #ifdef CONFIG_BOOKE
 493                 memset((void *)dbgirq_ctx[cpu_nr], 0, THREAD_SIZE);
 494                 tp = dbgirq_ctx[cpu_nr];
 495                 tp->cpu = cpu_nr;
 496                 tp->preempt_count = 0;
 497
 498                 memset((void *)mcheckirq_ctx[cpu_nr], 0, THREAD_SIZE);
 499                 tp = mcheckirq_ctx[cpu_nr];
 500                 tp->cpu = cpu_nr;
 501                 tp->preempt_count = HARDIRQ_OFFSET;
 502 #endif
 503         }
 504 }
 505 #endif
 506
 507 struct thread_info *softirq_ctx[NR_CPUS] __read_mostly;
 508 struct thread_info *hardirq_ctx[NR_CPUS] __read_mostly;
 509
 510 void irq_ctx_init(void)
 511 {
 512         struct thread_info *tp;
 513         int i;
 514
 515         for_each_possible_cpu(i) {
 516                 memset((void *)softirq_ctx[i], 0, THREAD_SIZE);
 517                 tp = softirq_ctx[i];
 518                 tp->cpu = i;
 519                 tp->preempt_count = 0;
 520
 521                 memset((void *)hardirq_ctx[i], 0, THREAD_SIZE);
 522                 tp = hardirq_ctx[i];
 523                 tp->cpu = i;
 524                 tp->preempt_count = HARDIRQ_OFFSET;
 525         }
 526 }
 527
 528 static inline void do_softirq_onstack(void)
 529 {
 530         struct thread_info *curtp, *irqtp;
 531         unsigned long saved_sp_limit = current->thread.ksp_limit;
 532
 533         curtp = current_thread_info();
 534         irqtp = softirq_ctx[smp_processor_id()];
 535         irqtp->task = curtp->task;
 536         irqtp->flags = 0;
 537         current->thread.ksp_limit = (unsigned long)irqtp +
 538                                     _ALIGN_UP(sizeof(struct thread_info), 16);
 539         call_do_softirq(irqtp);
 540         current->thread.ksp_limit = saved_sp_limit;
 541         irqtp->task = NULL;
 542
 543         /* Set any flag that may have been set on the
 544          * alternate stack
 545          */
 546         if (irqtp->flags)
 547                 set_bits(irqtp->flags, &curtp->flags);
 548 }
 549
 550 void do_softirq(void)
 551 {
 552         unsigned long flags;
 553
 554         if (in_interrupt())
 555                 return;
 556
 557         local_irq_save(flags);
 558
 559         if (local_softirq_pending())
 560                 do_softirq_onstack();
 561
 562         local_irq_restore(flags);
 563 }
 564
 565 irq_hw_number_t virq_to_hw(unsigned int virq)
 566 {
 567         struct irq_data *irq_data = irq_get_irq_data(virq);
 568         return WARN_ON(!irq_data) ? 0 : irq_data->hwirq;
 569 }
 570 EXPORT_SYMBOL_GPL(virq_to_hw);
 571
 572 #ifdef CONFIG_SMP
 573 int irq_choose_cpu(const struct cpumask *mask)
 574 {
 575         int cpuid;
 576
 577         if (cpumask_equal(mask, cpu_all_mask)) {
 578                 static int irq_rover;
 579                 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(irq_rover_lock);
 580                 unsigned long flags;
 581
 582                 /* Round-robin distribution... */
 583 do_round_robin:
 584                 raw_spin_lock_irqsave(&irq_rover_lock, flags);
 585
 586                 irq_rover = cpumask_next(irq_rover, cpu_online_mask);
 587                 if (irq_rover >= nr_cpu_ids)
 588                         irq_rover = cpumask_first(cpu_online_mask);
 589
 590                 cpuid = irq_rover;
 591
 592                 raw_spin_unlock_irqrestore(&irq_rover_lock, flags);
 593         } else {
 594                 cpuid = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
 595                 if (cpuid >= nr_cpu_ids)
 596                         goto do_round_robin;
 597         }
 598
 599         return get_hard_smp_processor_id(cpuid);
 600 }
 601 #else
 602 int irq_choose_cpu(const struct cpumask *mask)
 603 {
 604         return hard_smp_processor_id();
 605 }
 606 #endif
 607
 608 int arch_early_irq_init(void)
 609 {
 610         return 0;
 611 }
 612
 613 #ifdef CONFIG_PPC64
 614 static int __init setup_noirqdistrib(char *str)
 615 {
 616         distribute_irqs = 0;
 617         return 1;
 618 }
 619
 620 __setup("noirqdistrib", setup_noirqdistrib);
 621 #endif /* CONFIG_PPC64 */