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 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAG
 233         else {
 234                 /*
 235                  * We should already be hard disabled here. We had bugs
 236                  * where that wasn't the case so let's dbl check it and
 237                  * warn if we are wrong. Only do that when IRQ tracing
 238                  * is enabled as mfmsr() can be costly.
 239                  */
 240                 if (WARN_ON(mfmsr() & MSR_EE))
 241                         __hard_irq_disable();
 242         }
 243 #endif /* CONFIG_TRACE_IRQFLAG */
 244
 245         set_soft_enabled(0);
 246
 247         /*
 248          * Check if anything needs to be re-emitted. We haven't
 249          * soft-enabled yet to avoid warnings in decrementer_check_overflow
 250          * accessing per-cpu variables
 251          */
 252         replay = __check_irq_replay();
 253
 254         /* We can soft-enable now */
 255         set_soft_enabled(1);
 256
 257         /*
 258          * And replay if we have to. This will return with interrupts
 259          * hard-enabled.
 260          */
 261         if (replay) {
 262                 __replay_interrupt(replay);
 263                 return;
 264         }
 265
 266         /* Finally, let's ensure we are hard enabled */
 267         __hard_irq_enable();
 268 }
 269 EXPORT_SYMBOL(arch_local_irq_restore);
 270
 271 /*
 272  * This is specifically called by assembly code to re-enable interrupts
 273  * if they are currently disabled. This is typically called before
 274  * schedule() or do_signal() when returning to userspace. We do it
 275  * in C to avoid the burden of dealing with lockdep etc...
 276  *
 277  * NOTE: This is called with interrupts hard disabled but not marked
 278  * as such in paca->irq_happened, so we need to resync this.
 279  */
 280 void restore_interrupts(void)
 281 {
 282         if (irqs_disabled()) {
 283                 local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 284                 local_irq_enable();
 285         } else
 286                 __hard_irq_enable();
 287 }
 288
 289 #endif /* CONFIG_PPC64 */
 290
 291 int arch_show_interrupts(struct seq_file *p, int prec)
 292 {
 293         int j;
 294
 295 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_TAU_INT)
 296         if (tau_initialized) {
 297                 seq_printf(p, "%*s: ", prec, "TAU");
 298                 for_each_online_cpu(j)
 299                         seq_printf(p, "%10u ", tau_interrupts(j));
 300                 seq_puts(p, "  PowerPC             Thermal Assist (cpu temp)\n");
 301         }
 302 #endif /* CONFIG_PPC32 && CONFIG_TAU_INT */
 303
 304         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "LOC");
 305         for_each_online_cpu(j)
 306                 seq_printf(p, "%10u ", per_cpu(irq_stat, j).timer_irqs);
 307         seq_printf(p, "  Local timer interrupts\n");
 308
 309         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "SPU");
 310         for_each_online_cpu(j)
 311                 seq_printf(p, "%10u ", per_cpu(irq_stat, j).spurious_irqs);
 312         seq_printf(p, "  Spurious interrupts\n");
 313
 314         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "CNT");
 315         for_each_online_cpu(j)
 316                 seq_printf(p, "%10u ", per_cpu(irq_stat, j).pmu_irqs);
 317         seq_printf(p, "  Performance monitoring interrupts\n");
 318
 319         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "MCE");
 320         for_each_online_cpu(j)
 321                 seq_printf(p, "%10u ", per_cpu(irq_stat, j).mce_exceptions);
 322         seq_printf(p, "  Machine check exceptions\n");
 323
 324         return 0;
 325 }
 326
 327 /*
 328  * /proc/stat helpers
 329  */
 330 u64 arch_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 331 {
 332         u64 sum = per_cpu(irq_stat, cpu).timer_irqs;
 333
 334         sum += per_cpu(irq_stat, cpu).pmu_irqs;
 335         sum += per_cpu(irq_stat, cpu).mce_exceptions;
 336         sum += per_cpu(irq_stat, cpu).spurious_irqs;
 337
 338         return sum;
 339 }
 340
 341 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 342 void migrate_irqs(void)
 343 {
 344         struct irq_desc *desc;
 345         unsigned int irq;
 346         static int warned;
 347         cpumask_var_t mask;
 348         const struct cpumask *map = cpu_online_mask;
 349
 350         alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL);
 351
 352         for_each_irq_desc(irq, desc) {
 353                 struct irq_data *data;
 354                 struct irq_chip *chip;
 355
 356                 data = irq_desc_get_irq_data(desc);
 357                 if (irqd_is_per_cpu(data))
 358                         continue;
 359
 360                 chip = irq_data_get_irq_chip(data);
 361
 362                 cpumask_and(mask, data->affinity, map);
 363                 if (cpumask_any(mask) >= nr_cpu_ids) {
 364                         printk("Breaking affinity for irq %i\n", irq);
 365                         cpumask_copy(mask, map);
 366                 }
 367                 if (chip->irq_set_affinity)
 368                         chip->irq_set_affinity(data, mask, true);
 369                 else if (desc->action && !(warned++))
 370                         printk("Cannot set affinity for irq %i\n", irq);
 371         }
 372
 373         free_cpumask_var(mask);
 374
 375         local_irq_enable();
 376         mdelay(1);
 377         local_irq_disable();
 378 }
 379 #endif
 380
 381 static inline void handle_one_irq(unsigned int irq)
 382 {
 383         struct thread_info *curtp, *irqtp;
 384         unsigned long saved_sp_limit;
 385         struct irq_desc *desc;
 386
 387         desc = irq_to_desc(irq);
 388         if (!desc)
 389                 return;
 390
 391         /* Switch to the irq stack to handle this */
 392         curtp = current_thread_info();
 393         irqtp = hardirq_ctx[smp_processor_id()];
 394
 395         if (curtp == irqtp) {
 396                 /* We're already on the irq stack, just handle it */
 397                 desc->handle_irq(irq, desc);
 398                 return;
 399         }
 400
 401         saved_sp_limit = current->thread.ksp_limit;
 402
 403         irqtp->task = curtp->task;
 404         irqtp->flags = 0;
 405
 406         /* Copy the softirq bits in preempt_count so that the
 407          * softirq checks work in the hardirq context. */
 408         irqtp->preempt_count = (irqtp->preempt_count & ~SOFTIRQ_MASK) |
 409                                (curtp->preempt_count & SOFTIRQ_MASK);
 410
 411         current->thread.ksp_limit = (unsigned long)irqtp +
 412                 _ALIGN_UP(sizeof(struct thread_info), 16);
 413
 414         call_handle_irq(irq, desc, irqtp, desc->handle_irq);
 415         current->thread.ksp_limit = saved_sp_limit;
 416         irqtp->task = NULL;
 417
 418         /* Set any flag that may have been set on the
 419          * alternate stack
 420          */
 421         if (irqtp->flags)
 422                 set_bits(irqtp->flags, &curtp->flags);
 423 }
 424
 425 static inline void check_stack_overflow(void)
 426 {
 427 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACKOVERFLOW
 428         long sp;
 429
 430         sp = __get_SP() & (THREAD_SIZE-1);
 431
 432         /* check for stack overflow: is there less than 2KB free? */
 433         if (unlikely(sp < (sizeof(struct thread_info) + 2048))) {
 434                 printk("do_IRQ: stack overflow: %ld\n",
 435                         sp - sizeof(struct thread_info));
 436                 dump_stack();
 437         }
 438 #endif
 439 }
 440
 441 void do_IRQ(struct pt_regs *regs)
 442 {
 443         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 444         unsigned int irq;
 445
 446         trace_irq_entry(regs);
 447
 448         irq_enter();
 449
 450         check_stack_overflow();
 451
 452         /*
 453          * Query the platform PIC for the interrupt & ack it.
 454          *
 455          * This will typically lower the interrupt line to the CPU
 456          */
 457         irq = ppc_md.get_irq();
 458
 459         /* We can hard enable interrupts now */
 460         may_hard_irq_enable();
 461
 462         /* And finally process it */
 463         if (irq != NO_IRQ)
 464                 handle_one_irq(irq);
 465         else
 466                 __get_cpu_var(irq_stat).spurious_irqs++;
 467
 468         irq_exit();
 469         set_irq_regs(old_regs);
 470
 471         trace_irq_exit(regs);
 472 }
 473
 474 void __init init_IRQ(void)
 475 {
 476         if (ppc_md.init_IRQ)
 477                 ppc_md.init_IRQ();
 478
 479         exc_lvl_ctx_init();
 480
 481         irq_ctx_init();
 482 }
 483
 484 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 485 struct thread_info   *critirq_ctx[NR_CPUS] __read_mostly;
 486 struct thread_info    *dbgirq_ctx[NR_CPUS] __read_mostly;
 487 struct thread_info *mcheckirq_ctx[NR_CPUS] __read_mostly;
 488
 489 void exc_lvl_ctx_init(void)
 490 {
 491         struct thread_info *tp;
 492         int i, cpu_nr;
 493
 494         for_each_possible_cpu(i) {
 495 #ifdef CONFIG_PPC64
 496                 cpu_nr = i;
 497 #else
 498                 cpu_nr = get_hard_smp_processor_id(i);
 499 #endif
 500                 memset((void *)critirq_ctx[cpu_nr], 0, THREAD_SIZE);
 501                 tp = critirq_ctx[cpu_nr];
 502                 tp->cpu = cpu_nr;
 503                 tp->preempt_count = 0;
 504
 505 #ifdef CONFIG_BOOKE
 506                 memset((void *)dbgirq_ctx[cpu_nr], 0, THREAD_SIZE);
 507                 tp = dbgirq_ctx[cpu_nr];
 508                 tp->cpu = cpu_nr;
 509                 tp->preempt_count = 0;
 510
 511                 memset((void *)mcheckirq_ctx[cpu_nr], 0, THREAD_SIZE);
 512                 tp = mcheckirq_ctx[cpu_nr];
 513                 tp->cpu = cpu_nr;
 514                 tp->preempt_count = HARDIRQ_OFFSET;
 515 #endif
 516         }
 517 }
 518 #endif
 519
 520 struct thread_info *softirq_ctx[NR_CPUS] __read_mostly;
 521 struct thread_info *hardirq_ctx[NR_CPUS] __read_mostly;
 522
 523 void irq_ctx_init(void)
 524 {
 525         struct thread_info *tp;
 526         int i;
 527
 528         for_each_possible_cpu(i) {
 529                 memset((void *)softirq_ctx[i], 0, THREAD_SIZE);
 530                 tp = softirq_ctx[i];
 531                 tp->cpu = i;
 532                 tp->preempt_count = 0;
 533
 534                 memset((void *)hardirq_ctx[i], 0, THREAD_SIZE);
 535                 tp = hardirq_ctx[i];
 536                 tp->cpu = i;
 537                 tp->preempt_count = HARDIRQ_OFFSET;
 538         }
 539 }
 540
 541 static inline void do_softirq_onstack(void)
 542 {
 543         struct thread_info *curtp, *irqtp;
 544         unsigned long saved_sp_limit = current->thread.ksp_limit;
 545
 546         curtp = current_thread_info();
 547         irqtp = softirq_ctx[smp_processor_id()];
 548         irqtp->task = curtp->task;
 549         irqtp->flags = 0;
 550         current->thread.ksp_limit = (unsigned long)irqtp +
 551                                     _ALIGN_UP(sizeof(struct thread_info), 16);
 552         call_do_softirq(irqtp);
 553         current->thread.ksp_limit = saved_sp_limit;
 554         irqtp->task = NULL;
 555
 556         /* Set any flag that may have been set on the
 557          * alternate stack
 558          */
 559         if (irqtp->flags)
 560                 set_bits(irqtp->flags, &curtp->flags);
 561 }
 562
 563 void do_softirq(void)
 564 {
 565         unsigned long flags;
 566
 567         if (in_interrupt())
 568                 return;
 569
 570         local_irq_save(flags);
 571
 572         if (local_softirq_pending())
 573                 do_softirq_onstack();
 574
 575         local_irq_restore(flags);
 576 }
 577
 578 irq_hw_number_t virq_to_hw(unsigned int virq)
 579 {
 580         struct irq_data *irq_data = irq_get_irq_data(virq);
 581         return WARN_ON(!irq_data) ? 0 : irq_data->hwirq;
 582 }
 583 EXPORT_SYMBOL_GPL(virq_to_hw);
 584
 585 #ifdef CONFIG_SMP
 586 int irq_choose_cpu(const struct cpumask *mask)
 587 {
 588         int cpuid;
 589
 590         if (cpumask_equal(mask, cpu_all_mask)) {
 591                 static int irq_rover;
 592                 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(irq_rover_lock);
 593                 unsigned long flags;
 594
 595                 /* Round-robin distribution... */
 596 do_round_robin:
 597                 raw_spin_lock_irqsave(&irq_rover_lock, flags);
 598
 599                 irq_rover = cpumask_next(irq_rover, cpu_online_mask);
 600                 if (irq_rover >= nr_cpu_ids)
 601                         irq_rover = cpumask_first(cpu_online_mask);
 602
 603                 cpuid = irq_rover;
 604
 605                 raw_spin_unlock_irqrestore(&irq_rover_lock, flags);
 606         } else {
 607                 cpuid = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
 608                 if (cpuid >= nr_cpu_ids)
 609                         goto do_round_robin;
 610         }
 611
 612         return get_hard_smp_processor_id(cpuid);
 613 }
 614 #else
 615 int irq_choose_cpu(const struct cpumask *mask)
 616 {
 617         return hard_smp_processor_id();
 618 }
 619 #endif
 620
 621 int arch_early_irq_init(void)
 622 {
 623         return 0;
 624 }
 625
 626 #ifdef CONFIG_PPC64
 627 static int __init setup_noirqdistrib(char *str)
 628 {
 629         distribute_irqs = 0;
 630         return 1;
 631 }
 632
 633 __setup("noirqdistrib", setup_noirqdistrib);
 634 #endif /* CONFIG_PPC64 */