GNU Linux-libre 5.4.274-gnu1
[releases.git] / arch / x86 / kernel / apic / vector.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Local APIC related interfaces to support IOAPIC, MSI, etc.
4  *
5  * Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2009 Ingo Molnar, Hajnalka Szabo
6  *      Moved from arch/x86/kernel/apic/io_apic.c.
7  * Jiang Liu <jiang.liu@linux.intel.com>
8  *      Enable support of hierarchical irqdomains
9  */
10 #include <linux/interrupt.h>
11 #include <linux/irq.h>
12 #include <linux/seq_file.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <asm/irqdomain.h>
17 #include <asm/hw_irq.h>
18 #include <asm/traps.h>
19 #include <asm/apic.h>
20 #include <asm/i8259.h>
21 #include <asm/desc.h>
22 #include <asm/irq_remapping.h>
23
24 #include <asm/trace/irq_vectors.h>
25
26 struct apic_chip_data {
27         struct irq_cfg          hw_irq_cfg;
28         unsigned int            vector;
29         unsigned int            prev_vector;
30         unsigned int            cpu;
31         unsigned int            prev_cpu;
32         unsigned int            irq;
33         struct hlist_node       clist;
34         unsigned int            move_in_progress        : 1,
35                                 is_managed              : 1,
36                                 can_reserve             : 1,
37                                 has_reserved            : 1;
38 };
39
40 struct irq_domain *x86_vector_domain;
41 EXPORT_SYMBOL_GPL(x86_vector_domain);
42 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(vector_lock);
43 static cpumask_var_t vector_searchmask;
44 static struct irq_chip lapic_controller;
45 static struct irq_matrix *vector_matrix;
46 #ifdef CONFIG_SMP
47 static DEFINE_PER_CPU(struct hlist_head, cleanup_list);
48 #endif
49
50 void lock_vector_lock(void)
51 {
52         /* Used to the online set of cpus does not change
53          * during assign_irq_vector.
54          */
55         raw_spin_lock(&vector_lock);
56 }
57
58 void unlock_vector_lock(void)
59 {
60         raw_spin_unlock(&vector_lock);
61 }
62
63 void init_irq_alloc_info(struct irq_alloc_info *info,
64                          const struct cpumask *mask)
65 {
66         memset(info, 0, sizeof(*info));
67         info->mask = mask;
68 }
69
70 void copy_irq_alloc_info(struct irq_alloc_info *dst, struct irq_alloc_info *src)
71 {
72         if (src)
73                 *dst = *src;
74         else
75                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));
76 }
77
78 static struct apic_chip_data *apic_chip_data(struct irq_data *irqd)
79 {
80         if (!irqd)
81                 return NULL;
82
83         while (irqd->parent_data)
84                 irqd = irqd->parent_data;
85
86         return irqd->chip_data;
87 }
88
89 struct irq_cfg *irqd_cfg(struct irq_data *irqd)
90 {
91         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
92
93         return apicd ? &apicd->hw_irq_cfg : NULL;
94 }
95 EXPORT_SYMBOL_GPL(irqd_cfg);
96
97 struct irq_cfg *irq_cfg(unsigned int irq)
98 {
99         return irqd_cfg(irq_get_irq_data(irq));
100 }
101
102 static struct apic_chip_data *alloc_apic_chip_data(int node)
103 {
104         struct apic_chip_data *apicd;
105
106         apicd = kzalloc_node(sizeof(*apicd), GFP_KERNEL, node);
107         if (apicd)
108                 INIT_HLIST_NODE(&apicd->clist);
109         return apicd;
110 }
111
112 static void free_apic_chip_data(struct apic_chip_data *apicd)
113 {
114         kfree(apicd);
115 }
116
117 static void apic_update_irq_cfg(struct irq_data *irqd, unsigned int vector,
118                                 unsigned int cpu)
119 {
120         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
121
122         lockdep_assert_held(&vector_lock);
123
124         apicd->hw_irq_cfg.vector = vector;
125         apicd->hw_irq_cfg.dest_apicid = apic->calc_dest_apicid(cpu);
126         irq_data_update_effective_affinity(irqd, cpumask_of(cpu));
127         trace_vector_config(irqd->irq, vector, cpu,
128                             apicd->hw_irq_cfg.dest_apicid);
129 }
130
131 static void apic_update_vector(struct irq_data *irqd, unsigned int newvec,
132                                unsigned int newcpu)
133 {
134         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
135         struct irq_desc *desc = irq_data_to_desc(irqd);
136         bool managed = irqd_affinity_is_managed(irqd);
137
138         lockdep_assert_held(&vector_lock);
139
140         trace_vector_update(irqd->irq, newvec, newcpu, apicd->vector,
141                             apicd->cpu);
142
143         /*
144          * If there is no vector associated or if the associated vector is
145          * the shutdown vector, which is associated to make PCI/MSI
146          * shutdown mode work, then there is nothing to release. Clear out
147          * prev_vector for this and the offlined target case.
148          */
149         apicd->prev_vector = 0;
150         if (!apicd->vector || apicd->vector == MANAGED_IRQ_SHUTDOWN_VECTOR)
151                 goto setnew;
152         /*
153          * If the target CPU of the previous vector is online, then mark
154          * the vector as move in progress and store it for cleanup when the
155          * first interrupt on the new vector arrives. If the target CPU is
156          * offline then the regular release mechanism via the cleanup
157          * vector is not possible and the vector can be immediately freed
158          * in the underlying matrix allocator.
159          */
160         if (cpu_online(apicd->cpu)) {
161                 apicd->move_in_progress = true;
162                 apicd->prev_vector = apicd->vector;
163                 apicd->prev_cpu = apicd->cpu;
164         } else {
165                 irq_matrix_free(vector_matrix, apicd->cpu, apicd->vector,
166                                 managed);
167         }
168
169 setnew:
170         apicd->vector = newvec;
171         apicd->cpu = newcpu;
172         BUG_ON(!IS_ERR_OR_NULL(per_cpu(vector_irq, newcpu)[newvec]));
173         per_cpu(vector_irq, newcpu)[newvec] = desc;
174 }
175
176 static void vector_assign_managed_shutdown(struct irq_data *irqd)
177 {
178         unsigned int cpu = cpumask_first(cpu_online_mask);
179
180         apic_update_irq_cfg(irqd, MANAGED_IRQ_SHUTDOWN_VECTOR, cpu);
181 }
182
183 static int reserve_managed_vector(struct irq_data *irqd)
184 {
185         const struct cpumask *affmsk = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
186         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
187         unsigned long flags;
188         int ret;
189
190         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
191         apicd->is_managed = true;
192         ret = irq_matrix_reserve_managed(vector_matrix, affmsk);
193         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
194         trace_vector_reserve_managed(irqd->irq, ret);
195         return ret;
196 }
197
198 static void reserve_irq_vector_locked(struct irq_data *irqd)
199 {
200         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
201
202         irq_matrix_reserve(vector_matrix);
203         apicd->can_reserve = true;
204         apicd->has_reserved = true;
205         irqd_set_can_reserve(irqd);
206         trace_vector_reserve(irqd->irq, 0);
207         vector_assign_managed_shutdown(irqd);
208 }
209
210 static int reserve_irq_vector(struct irq_data *irqd)
211 {
212         unsigned long flags;
213
214         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
215         reserve_irq_vector_locked(irqd);
216         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
217         return 0;
218 }
219
220 static int
221 assign_vector_locked(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         trace_vector_alloc(irqd->irq, vector, resvd, vector);
249         if (vector < 0)
250                 return vector;
251         apic_update_vector(irqd, vector, cpu);
252         apic_update_irq_cfg(irqd, vector, cpu);
253
254         return 0;
255 }
256
257 static int assign_irq_vector(struct irq_data *irqd, const struct cpumask *dest)
258 {
259         unsigned long flags;
260         int ret;
261
262         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
263         cpumask_and(vector_searchmask, dest, cpu_online_mask);
264         ret = assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask);
265         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
266         return ret;
267 }
268
269 static int assign_irq_vector_any_locked(struct irq_data *irqd)
270 {
271         /* Get the affinity mask - either irq_default_affinity or (user) set */
272         const struct cpumask *affmsk = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
273         int node = irq_data_get_node(irqd);
274
275         if (node != NUMA_NO_NODE) {
276                 /* Try the intersection of @affmsk and node mask */
277                 cpumask_and(vector_searchmask, cpumask_of_node(node), affmsk);
278                 if (!assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask))
279                         return 0;
280         }
281
282         /* Try the full affinity mask */
283         cpumask_and(vector_searchmask, affmsk, cpu_online_mask);
284         if (!assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask))
285                 return 0;
286
287         if (node != NUMA_NO_NODE) {
288                 /* Try the node mask */
289                 if (!assign_vector_locked(irqd, cpumask_of_node(node)))
290                         return 0;
291         }
292
293         /* Try the full online mask */
294         return assign_vector_locked(irqd, cpu_online_mask);
295 }
296
297 static int
298 assign_irq_vector_policy(struct irq_data *irqd, struct irq_alloc_info *info)
299 {
300         if (irqd_affinity_is_managed(irqd))
301                 return reserve_managed_vector(irqd);
302         if (info->mask)
303                 return assign_irq_vector(irqd, info->mask);
304         /*
305          * Make only a global reservation with no guarantee. A real vector
306          * is associated at activation time.
307          */
308         return reserve_irq_vector(irqd);
309 }
310
311 static int
312 assign_managed_vector(struct irq_data *irqd, const struct cpumask *dest)
313 {
314         const struct cpumask *affmsk = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
315         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
316         int vector, cpu;
317
318         cpumask_and(vector_searchmask, dest, affmsk);
319
320         /* set_affinity might call here for nothing */
321         if (apicd->vector && cpumask_test_cpu(apicd->cpu, vector_searchmask))
322                 return 0;
323         vector = irq_matrix_alloc_managed(vector_matrix, vector_searchmask,
324                                           &cpu);
325         trace_vector_alloc_managed(irqd->irq, vector, vector);
326         if (vector < 0)
327                 return vector;
328         apic_update_vector(irqd, vector, cpu);
329         apic_update_irq_cfg(irqd, vector, cpu);
330         return 0;
331 }
332
333 static void clear_irq_vector(struct irq_data *irqd)
334 {
335         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
336         bool managed = irqd_affinity_is_managed(irqd);
337         unsigned int vector = apicd->vector;
338
339         lockdep_assert_held(&vector_lock);
340
341         if (!vector)
342                 return;
343
344         trace_vector_clear(irqd->irq, vector, apicd->cpu, apicd->prev_vector,
345                            apicd->prev_cpu);
346
347         per_cpu(vector_irq, apicd->cpu)[vector] = VECTOR_SHUTDOWN;
348         irq_matrix_free(vector_matrix, apicd->cpu, vector, managed);
349         apicd->vector = 0;
350
351         /* Clean up move in progress */
352         vector = apicd->prev_vector;
353         if (!vector)
354                 return;
355
356         per_cpu(vector_irq, apicd->prev_cpu)[vector] = VECTOR_SHUTDOWN;
357         irq_matrix_free(vector_matrix, apicd->prev_cpu, vector, managed);
358         apicd->prev_vector = 0;
359         apicd->move_in_progress = 0;
360         hlist_del_init(&apicd->clist);
361 }
362
363 static void x86_vector_deactivate(struct irq_domain *dom, struct irq_data *irqd)
364 {
365         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
366         unsigned long flags;
367
368         trace_vector_deactivate(irqd->irq, apicd->is_managed,
369                                 apicd->can_reserve, false);
370
371         /* Regular fixed assigned interrupt */
372         if (!apicd->is_managed && !apicd->can_reserve)
373                 return;
374         /* If the interrupt has a global reservation, nothing to do */
375         if (apicd->has_reserved)
376                 return;
377
378         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
379         clear_irq_vector(irqd);
380         if (apicd->can_reserve)
381                 reserve_irq_vector_locked(irqd);
382         else
383                 vector_assign_managed_shutdown(irqd);
384         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
385 }
386
387 static int activate_reserved(struct irq_data *irqd)
388 {
389         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
390         int ret;
391
392         ret = assign_irq_vector_any_locked(irqd);
393         if (!ret) {
394                 apicd->has_reserved = false;
395                 /*
396                  * Core might have disabled reservation mode after
397                  * allocating the irq descriptor. Ideally this should
398                  * happen before allocation time, but that would require
399                  * completely convoluted ways of transporting that
400                  * information.
401                  */
402                 if (!irqd_can_reserve(irqd))
403                         apicd->can_reserve = false;
404         }
405
406         /*
407          * Check to ensure that the effective affinity mask is a subset
408          * the user supplied affinity mask, and warn the user if it is not
409          */
410         if (!cpumask_subset(irq_data_get_effective_affinity_mask(irqd),
411                             irq_data_get_affinity_mask(irqd))) {
412                 pr_warn("irq %u: Affinity broken due to vector space exhaustion.\n",
413                         irqd->irq);
414         }
415
416         return ret;
417 }
418
419 static int activate_managed(struct irq_data *irqd)
420 {
421         const struct cpumask *dest = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
422         int ret;
423
424         cpumask_and(vector_searchmask, dest, cpu_online_mask);
425         if (WARN_ON_ONCE(cpumask_empty(vector_searchmask))) {
426                 /* Something in the core code broke! Survive gracefully */
427                 pr_err("Managed startup for irq %u, but no CPU\n", irqd->irq);
428                 return -EINVAL;
429         }
430
431         ret = assign_managed_vector(irqd, vector_searchmask);
432         /*
433          * This should not happen. The vector reservation got buggered.  Handle
434          * it gracefully.
435          */
436         if (WARN_ON_ONCE(ret < 0)) {
437                 pr_err("Managed startup irq %u, no vector available\n",
438                        irqd->irq);
439         }
440         return ret;
441 }
442
443 static int x86_vector_activate(struct irq_domain *dom, struct irq_data *irqd,
444                                bool reserve)
445 {
446         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
447         unsigned long flags;
448         int ret = 0;
449
450         trace_vector_activate(irqd->irq, apicd->is_managed,
451                               apicd->can_reserve, reserve);
452
453         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
454         if (!apicd->can_reserve && !apicd->is_managed)
455                 assign_irq_vector_any_locked(irqd);
456         else if (reserve || irqd_is_managed_and_shutdown(irqd))
457                 vector_assign_managed_shutdown(irqd);
458         else if (apicd->is_managed)
459                 ret = activate_managed(irqd);
460         else if (apicd->has_reserved)
461                 ret = activate_reserved(irqd);
462         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
463         return ret;
464 }
465
466 static void vector_free_reserved_and_managed(struct irq_data *irqd)
467 {
468         const struct cpumask *dest = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
469         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
470
471         trace_vector_teardown(irqd->irq, apicd->is_managed,
472                               apicd->has_reserved);
473
474         if (apicd->has_reserved)
475                 irq_matrix_remove_reserved(vector_matrix);
476         if (apicd->is_managed)
477                 irq_matrix_remove_managed(vector_matrix, dest);
478 }
479
480 static void x86_vector_free_irqs(struct irq_domain *domain,
481                                  unsigned int virq, unsigned int nr_irqs)
482 {
483         struct apic_chip_data *apicd;
484         struct irq_data *irqd;
485         unsigned long flags;
486         int i;
487
488         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
489                 irqd = irq_domain_get_irq_data(x86_vector_domain, virq + i);
490                 if (irqd && irqd->chip_data) {
491                         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
492                         clear_irq_vector(irqd);
493                         vector_free_reserved_and_managed(irqd);
494                         apicd = irqd->chip_data;
495                         irq_domain_reset_irq_data(irqd);
496                         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
497                         free_apic_chip_data(apicd);
498                 }
499         }
500 }
501
502 static bool vector_configure_legacy(unsigned int virq, struct irq_data *irqd,
503                                     struct apic_chip_data *apicd)
504 {
505         unsigned long flags;
506         bool realloc = false;
507
508         apicd->vector = ISA_IRQ_VECTOR(virq);
509         apicd->cpu = 0;
510
511         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
512         /*
513          * If the interrupt is activated, then it must stay at this vector
514          * position. That's usually the timer interrupt (0).
515          */
516         if (irqd_is_activated(irqd)) {
517                 trace_vector_setup(virq, true, 0);
518                 apic_update_irq_cfg(irqd, apicd->vector, apicd->cpu);
519         } else {
520                 /* Release the vector */
521                 apicd->can_reserve = true;
522                 irqd_set_can_reserve(irqd);
523                 clear_irq_vector(irqd);
524                 realloc = true;
525         }
526         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
527         return realloc;
528 }
529
530 static int x86_vector_alloc_irqs(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
531                                  unsigned int nr_irqs, void *arg)
532 {
533         struct irq_alloc_info *info = arg;
534         struct apic_chip_data *apicd;
535         struct irq_data *irqd;
536         int i, err, node;
537
538         if (disable_apic)
539                 return -ENXIO;
540
541         /* Currently vector allocator can't guarantee contiguous allocations */
542         if ((info->flags & X86_IRQ_ALLOC_CONTIGUOUS_VECTORS) && nr_irqs > 1)
543                 return -ENOSYS;
544
545         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
546                 irqd = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
547                 BUG_ON(!irqd);
548                 node = irq_data_get_node(irqd);
549                 WARN_ON_ONCE(irqd->chip_data);
550                 apicd = alloc_apic_chip_data(node);
551                 if (!apicd) {
552                         err = -ENOMEM;
553                         goto error;
554                 }
555
556                 apicd->irq = virq + i;
557                 irqd->chip = &lapic_controller;
558                 irqd->chip_data = apicd;
559                 irqd->hwirq = virq + i;
560                 irqd_set_single_target(irqd);
561
562                 /* Don't invoke affinity setter on deactivated interrupts */
563                 irqd_set_affinity_on_activate(irqd);
564
565                 /*
566                  * Legacy vectors are already assigned when the IOAPIC
567                  * takes them over. They stay on the same vector. This is
568                  * required for check_timer() to work correctly as it might
569                  * switch back to legacy mode. Only update the hardware
570                  * config.
571                  */
572                 if (info->flags & X86_IRQ_ALLOC_LEGACY) {
573                         if (!vector_configure_legacy(virq + i, irqd, apicd))
574                                 continue;
575                 }
576
577                 err = assign_irq_vector_policy(irqd, info);
578                 trace_vector_setup(virq + i, false, err);
579                 if (err) {
580                         irqd->chip_data = NULL;
581                         free_apic_chip_data(apicd);
582                         goto error;
583                 }
584         }
585
586         return 0;
587
588 error:
589         x86_vector_free_irqs(domain, virq, i);
590         return err;
591 }
592
593 #ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_DEBUGFS
594 static void x86_vector_debug_show(struct seq_file *m, struct irq_domain *d,
595                                   struct irq_data *irqd, int ind)
596 {
597         struct apic_chip_data apicd;
598         unsigned long flags;
599         int irq;
600
601         if (!irqd) {
602                 irq_matrix_debug_show(m, vector_matrix, ind);
603                 return;
604         }
605
606         irq = irqd->irq;
607         if (irq < nr_legacy_irqs() && !test_bit(irq, &io_apic_irqs)) {
608                 seq_printf(m, "%*sVector: %5d\n", ind, "", ISA_IRQ_VECTOR(irq));
609                 seq_printf(m, "%*sTarget: Legacy PIC all CPUs\n", ind, "");
610                 return;
611         }
612
613         if (!irqd->chip_data) {
614                 seq_printf(m, "%*sVector: Not assigned\n", ind, "");
615                 return;
616         }
617
618         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
619         memcpy(&apicd, irqd->chip_data, sizeof(apicd));
620         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
621
622         seq_printf(m, "%*sVector: %5u\n", ind, "", apicd.vector);
623         seq_printf(m, "%*sTarget: %5u\n", ind, "", apicd.cpu);
624         if (apicd.prev_vector) {
625                 seq_printf(m, "%*sPrevious vector: %5u\n", ind, "", apicd.prev_vector);
626                 seq_printf(m, "%*sPrevious target: %5u\n", ind, "", apicd.prev_cpu);
627         }
628         seq_printf(m, "%*smove_in_progress: %u\n", ind, "", apicd.move_in_progress ? 1 : 0);
629         seq_printf(m, "%*sis_managed:       %u\n", ind, "", apicd.is_managed ? 1 : 0);
630         seq_printf(m, "%*scan_reserve:      %u\n", ind, "", apicd.can_reserve ? 1 : 0);
631         seq_printf(m, "%*shas_reserved:     %u\n", ind, "", apicd.has_reserved ? 1 : 0);
632         seq_printf(m, "%*scleanup_pending:  %u\n", ind, "", !hlist_unhashed(&apicd.clist));
633 }
634 #endif
635
636 static const struct irq_domain_ops x86_vector_domain_ops = {
637         .alloc          = x86_vector_alloc_irqs,
638         .free           = x86_vector_free_irqs,
639         .activate       = x86_vector_activate,
640         .deactivate     = x86_vector_deactivate,
641 #ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_DEBUGFS
642         .debug_show     = x86_vector_debug_show,
643 #endif
644 };
645
646 int __init arch_probe_nr_irqs(void)
647 {
648         int nr;
649
650         if (nr_irqs > (NR_VECTORS * nr_cpu_ids))
651                 nr_irqs = NR_VECTORS * nr_cpu_ids;
652
653         nr = (gsi_top + nr_legacy_irqs()) + 8 * nr_cpu_ids;
654 #if defined(CONFIG_PCI_MSI)
655         /*
656          * for MSI and HT dyn irq
657          */
658         if (gsi_top <= NR_IRQS_LEGACY)
659                 nr +=  8 * nr_cpu_ids;
660         else
661                 nr += gsi_top * 16;
662 #endif
663         if (nr < nr_irqs)
664                 nr_irqs = nr;
665
666         /*
667          * We don't know if PIC is present at this point so we need to do
668          * probe() to get the right number of legacy IRQs.
669          */
670         return legacy_pic->probe();
671 }
672
673 void lapic_assign_legacy_vector(unsigned int irq, bool replace)
674 {
675         /*
676          * Use assign system here so it wont get accounted as allocated
677          * and moveable in the cpu hotplug check and it prevents managed
678          * irq reservation from touching it.
679          */
680         irq_matrix_assign_system(vector_matrix, ISA_IRQ_VECTOR(irq), replace);
681 }
682
683 void __init lapic_update_legacy_vectors(void)
684 {
685         unsigned int i;
686
687         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_IO_APIC) && nr_ioapics > 0)
688                 return;
689
690         /*
691          * If the IO/APIC is disabled via config, kernel command line or
692          * lack of enumeration then all legacy interrupts are routed
693          * through the PIC. Make sure that they are marked as legacy
694          * vectors. PIC_CASCADE_IRQ has already been marked in
695          * lapic_assign_system_vectors().
696          */
697         for (i = 0; i < nr_legacy_irqs(); i++) {
698                 if (i != PIC_CASCADE_IR)
699                         lapic_assign_legacy_vector(i, true);
700         }
701 }
702
703 void __init lapic_assign_system_vectors(void)
704 {
705         unsigned int i, vector = 0;
706
707         for_each_set_bit_from(vector, system_vectors, NR_VECTORS)
708                 irq_matrix_assign_system(vector_matrix, vector, false);
709
710         if (nr_legacy_irqs() > 1)
711                 lapic_assign_legacy_vector(PIC_CASCADE_IR, false);
712
713         /* System vectors are reserved, online it */
714         irq_matrix_online(vector_matrix);
715
716         /* Mark the preallocated legacy interrupts */
717         for (i = 0; i < nr_legacy_irqs(); i++) {
718                 if (i != PIC_CASCADE_IR)
719                         irq_matrix_assign(vector_matrix, ISA_IRQ_VECTOR(i));
720         }
721 }
722
723 int __init arch_early_irq_init(void)
724 {
725         struct fwnode_handle *fn;
726
727         fn = irq_domain_alloc_named_fwnode("VECTOR");
728         BUG_ON(!fn);
729         x86_vector_domain = irq_domain_create_tree(fn, &x86_vector_domain_ops,
730                                                    NULL);
731         BUG_ON(x86_vector_domain == NULL);
732         irq_set_default_host(x86_vector_domain);
733
734         arch_init_msi_domain(x86_vector_domain);
735
736         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&vector_searchmask, GFP_KERNEL));
737
738         /*
739          * Allocate the vector matrix allocator data structure and limit the
740          * search area.
741          */
742         vector_matrix = irq_alloc_matrix(NR_VECTORS, FIRST_EXTERNAL_VECTOR,
743                                          FIRST_SYSTEM_VECTOR);
744         BUG_ON(!vector_matrix);
745
746         return arch_early_ioapic_init();
747 }
748
749 #ifdef CONFIG_SMP
750
751 static struct irq_desc *__setup_vector_irq(int vector)
752 {
753         int isairq = vector - ISA_IRQ_VECTOR(0);
754
755         /* Check whether the irq is in the legacy space */
756         if (isairq < 0 || isairq >= nr_legacy_irqs())
757                 return VECTOR_UNUSED;
758         /* Check whether the irq is handled by the IOAPIC */
759         if (test_bit(isairq, &io_apic_irqs))
760                 return VECTOR_UNUSED;
761         return irq_to_desc(isairq);
762 }
763
764 /* Online the local APIC infrastructure and initialize the vectors */
765 void lapic_online(void)
766 {
767         unsigned int vector;
768
769         lockdep_assert_held(&vector_lock);
770
771         /* Online the vector matrix array for this CPU */
772         irq_matrix_online(vector_matrix);
773
774         /*
775          * The interrupt affinity logic never targets interrupts to offline
776          * CPUs. The exception are the legacy PIC interrupts. In general
777          * they are only targeted to CPU0, but depending on the platform
778          * they can be distributed to any online CPU in hardware. The
779          * kernel has no influence on that. So all active legacy vectors
780          * must be installed on all CPUs. All non legacy interrupts can be
781          * cleared.
782          */
783         for (vector = 0; vector < NR_VECTORS; vector++)
784                 this_cpu_write(vector_irq[vector], __setup_vector_irq(vector));
785 }
786
787 void lapic_offline(void)
788 {
789         lock_vector_lock();
790         irq_matrix_offline(vector_matrix);
791         unlock_vector_lock();
792 }
793
794 static int apic_set_affinity(struct irq_data *irqd,
795                              const struct cpumask *dest, bool force)
796 {
797         int err;
798
799         if (WARN_ON_ONCE(!irqd_is_activated(irqd)))
800                 return -EIO;
801
802         raw_spin_lock(&vector_lock);
803         cpumask_and(vector_searchmask, dest, cpu_online_mask);
804         if (irqd_affinity_is_managed(irqd))
805                 err = assign_managed_vector(irqd, vector_searchmask);
806         else
807                 err = assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask);
808         raw_spin_unlock(&vector_lock);
809         return err ? err : IRQ_SET_MASK_OK;
810 }
811
812 #else
813 # define apic_set_affinity      NULL
814 #endif
815
816 static int apic_retrigger_irq(struct irq_data *irqd)
817 {
818         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
819         unsigned long flags;
820
821         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
822         apic->send_IPI(apicd->cpu, apicd->vector);
823         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
824
825         return 1;
826 }
827
828 void apic_ack_irq(struct irq_data *irqd)
829 {
830         irq_move_irq(irqd);
831         ack_APIC_irq();
832 }
833
834 void apic_ack_edge(struct irq_data *irqd)
835 {
836         irq_complete_move(irqd_cfg(irqd));
837         apic_ack_irq(irqd);
838 }
839
840 static struct irq_chip lapic_controller = {
841         .name                   = "APIC",
842         .irq_ack                = apic_ack_edge,
843         .irq_set_affinity       = apic_set_affinity,
844         .irq_retrigger          = apic_retrigger_irq,
845 };
846
847 #ifdef CONFIG_SMP
848
849 static void free_moved_vector(struct apic_chip_data *apicd)
850 {
851         unsigned int vector = apicd->prev_vector;
852         unsigned int cpu = apicd->prev_cpu;
853         bool managed = apicd->is_managed;
854
855         /*
856          * This should never happen. Managed interrupts are not
857          * migrated except on CPU down, which does not involve the
858          * cleanup vector. But try to keep the accounting correct
859          * nevertheless.
860          */
861         WARN_ON_ONCE(managed);
862
863         trace_vector_free_moved(apicd->irq, cpu, vector, managed);
864         irq_matrix_free(vector_matrix, cpu, vector, managed);
865         per_cpu(vector_irq, cpu)[vector] = VECTOR_UNUSED;
866         hlist_del_init(&apicd->clist);
867         apicd->prev_vector = 0;
868         apicd->move_in_progress = 0;
869 }
870
871 asmlinkage __visible void __irq_entry smp_irq_move_cleanup_interrupt(void)
872 {
873         struct hlist_head *clhead = this_cpu_ptr(&cleanup_list);
874         struct apic_chip_data *apicd;
875         struct hlist_node *tmp;
876
877         entering_ack_irq();
878         /* Prevent vectors vanishing under us */
879         raw_spin_lock(&vector_lock);
880
881         hlist_for_each_entry_safe(apicd, tmp, clhead, clist) {
882                 unsigned int irr, vector = apicd->prev_vector;
883
884                 /*
885                  * Paranoia: Check if the vector that needs to be cleaned
886                  * up is registered at the APICs IRR. If so, then this is
887                  * not the best time to clean it up. Clean it up in the
888                  * next attempt by sending another IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR
889                  * to this CPU. IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR is the lowest
890                  * priority external vector, so on return from this
891                  * interrupt the device interrupt will happen first.
892                  */
893                 irr = apic_read(APIC_IRR + (vector / 32 * 0x10));
894                 if (irr & (1U << (vector % 32))) {
895                         apic->send_IPI_self(IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR);
896                         continue;
897                 }
898                 free_moved_vector(apicd);
899         }
900
901         raw_spin_unlock(&vector_lock);
902         exiting_irq();
903 }
904
905 static void __send_cleanup_vector(struct apic_chip_data *apicd)
906 {
907         unsigned int cpu;
908
909         raw_spin_lock(&vector_lock);
910         apicd->move_in_progress = 0;
911         cpu = apicd->prev_cpu;
912         if (cpu_online(cpu)) {
913                 hlist_add_head(&apicd->clist, per_cpu_ptr(&cleanup_list, cpu));
914                 apic->send_IPI(cpu, IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR);
915         } else {
916                 apicd->prev_vector = 0;
917         }
918         raw_spin_unlock(&vector_lock);
919 }
920
921 void send_cleanup_vector(struct irq_cfg *cfg)
922 {
923         struct apic_chip_data *apicd;
924
925         apicd = container_of(cfg, struct apic_chip_data, hw_irq_cfg);
926         if (apicd->move_in_progress)
927                 __send_cleanup_vector(apicd);
928 }
929
930 static void __irq_complete_move(struct irq_cfg *cfg, unsigned vector)
931 {
932         struct apic_chip_data *apicd;
933
934         apicd = container_of(cfg, struct apic_chip_data, hw_irq_cfg);
935         if (likely(!apicd->move_in_progress))
936                 return;
937
938         if (vector == apicd->vector && apicd->cpu == smp_processor_id())
939                 __send_cleanup_vector(apicd);
940 }
941
942 void irq_complete_move(struct irq_cfg *cfg)
943 {
944         __irq_complete_move(cfg, ~get_irq_regs()->orig_ax);
945 }
946
947 /*
948  * Called from fixup_irqs() with @desc->lock held and interrupts disabled.
949  */
950 void irq_force_complete_move(struct irq_desc *desc)
951 {
952         struct apic_chip_data *apicd;
953         struct irq_data *irqd;
954         unsigned int vector;
955
956         /*
957          * The function is called for all descriptors regardless of which
958          * irqdomain they belong to. For example if an IRQ is provided by
959          * an irq_chip as part of a GPIO driver, the chip data for that
960          * descriptor is specific to the irq_chip in question.
961          *
962          * Check first that the chip_data is what we expect
963          * (apic_chip_data) before touching it any further.
964          */
965         irqd = irq_domain_get_irq_data(x86_vector_domain,
966                                        irq_desc_get_irq(desc));
967         if (!irqd)
968                 return;
969
970         raw_spin_lock(&vector_lock);
971         apicd = apic_chip_data(irqd);
972         if (!apicd)
973                 goto unlock;
974
975         /*
976          * If prev_vector is empty, no action required.
977          */
978         vector = apicd->prev_vector;
979         if (!vector)
980                 goto unlock;
981
982         /*
983          * This is tricky. If the cleanup of the old vector has not been
984          * done yet, then the following setaffinity call will fail with
985          * -EBUSY. This can leave the interrupt in a stale state.
986          *
987          * All CPUs are stuck in stop machine with interrupts disabled so
988          * calling __irq_complete_move() would be completely pointless.
989          *
990          * 1) The interrupt is in move_in_progress state. That means that we
991          *    have not seen an interrupt since the io_apic was reprogrammed to
992          *    the new vector.
993          *
994          * 2) The interrupt has fired on the new vector, but the cleanup IPIs
995          *    have not been processed yet.
996          */
997         if (apicd->move_in_progress) {
998                 /*
999                  * In theory there is a race:
1000                  *
1001                  * set_ioapic(new_vector) <-- Interrupt is raised before update
1002                  *                            is effective, i.e. it's raised on
1003                  *                            the old vector.
1004                  *
1005                  * So if the target cpu cannot handle that interrupt before
1006                  * the old vector is cleaned up, we get a spurious interrupt
1007                  * and in the worst case the ioapic irq line becomes stale.
1008                  *
1009                  * But in case of cpu hotplug this should be a non issue
1010                  * because if the affinity update happens right before all
1011                  * cpus rendevouz in stop machine, there is no way that the
1012                  * interrupt can be blocked on the target cpu because all cpus
1013                  * loops first with interrupts enabled in stop machine, so the
1014                  * old vector is not yet cleaned up when the interrupt fires.
1015                  *
1016                  * So the only way to run into this issue is if the delivery
1017                  * of the interrupt on the apic/system bus would be delayed
1018                  * beyond the point where the target cpu disables interrupts
1019                  * in stop machine. I doubt that it can happen, but at least
1020                  * there is a theroretical chance. Virtualization might be
1021                  * able to expose this, but AFAICT the IOAPIC emulation is not
1022                  * as stupid as the real hardware.
1023                  *
1024                  * Anyway, there is nothing we can do about that at this point
1025                  * w/o refactoring the whole fixup_irq() business completely.
1026                  * We print at least the irq number and the old vector number,
1027                  * so we have the necessary information when a problem in that
1028                  * area arises.
1029                  */
1030                 pr_warn("IRQ fixup: irq %d move in progress, old vector %d\n",
1031                         irqd->irq, vector);
1032         }
1033         free_moved_vector(apicd);
1034 unlock:
1035         raw_spin_unlock(&vector_lock);
1036 }
1037
1038 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1039 /*
1040  * Note, this is not accurate accounting, but at least good enough to
1041  * prevent that the actual interrupt move will run out of vectors.
1042  */
1043 int lapic_can_unplug_cpu(void)
1044 {
1045         unsigned int rsvd, avl, tomove, cpu = smp_processor_id();
1046         int ret = 0;
1047
1048         raw_spin_lock(&vector_lock);
1049         tomove = irq_matrix_allocated(vector_matrix);
1050         avl = irq_matrix_available(vector_matrix, true);
1051         if (avl < tomove) {
1052                 pr_warn("CPU %u has %u vectors, %u available. Cannot disable CPU\n",
1053                         cpu, tomove, avl);
1054                 ret = -ENOSPC;
1055                 goto out;
1056         }
1057         rsvd = irq_matrix_reserved(vector_matrix);
1058         if (avl < rsvd) {
1059                 pr_warn("Reserved vectors %u > available %u. IRQ request may fail\n",
1060                         rsvd, avl);
1061         }
1062 out:
1063         raw_spin_unlock(&vector_lock);
1064         return ret;
1065 }
1066 #endif /* HOTPLUG_CPU */
1067 #endif /* SMP */
1068
1069 static void __init print_APIC_field(int base)
1070 {
1071         int i;
1072
1073         printk(KERN_DEBUG);
1074
1075         for (i = 0; i < 8; i++)
1076                 pr_cont("%08x", apic_read(base + i*0x10));
1077
1078         pr_cont("\n");
1079 }
1080
1081 static void __init print_local_APIC(void *dummy)
1082 {
1083         unsigned int i, v, ver, maxlvt;
1084         u64 icr;
1085
1086         pr_debug("printing local APIC contents on CPU#%d/%d:\n",
1087                  smp_processor_id(), hard_smp_processor_id());
1088         v = apic_read(APIC_ID);
1089         pr_info("... APIC ID:      %08x (%01x)\n", v, read_apic_id());
1090         v = apic_read(APIC_LVR);
1091         pr_info("... APIC VERSION: %08x\n", v);
1092         ver = GET_APIC_VERSION(v);
1093         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
1094
1095         v = apic_read(APIC_TASKPRI);
1096         pr_debug("... APIC TASKPRI: %08x (%02x)\n", v, v & APIC_TPRI_MASK);
1097
1098         /* !82489DX */
1099         if (APIC_INTEGRATED(ver)) {
1100                 if (!APIC_XAPIC(ver)) {
1101                         v = apic_read(APIC_ARBPRI);
1102                         pr_debug("... APIC ARBPRI: %08x (%02x)\n",
1103                                  v, v & APIC_ARBPRI_MASK);
1104                 }
1105                 v = apic_read(APIC_PROCPRI);
1106                 pr_debug("... APIC PROCPRI: %08x\n", v);
1107         }
1108
1109         /*
1110          * Remote read supported only in the 82489DX and local APIC for
1111          * Pentium processors.
1112          */
1113         if (!APIC_INTEGRATED(ver) || maxlvt == 3) {
1114                 v = apic_read(APIC_RRR);
1115                 pr_debug("... APIC RRR: %08x\n", v);
1116         }
1117
1118         v = apic_read(APIC_LDR);
1119         pr_debug("... APIC LDR: %08x\n", v);
1120         if (!x2apic_enabled()) {
1121                 v = apic_read(APIC_DFR);
1122                 pr_debug("... APIC DFR: %08x\n", v);
1123         }
1124         v = apic_read(APIC_SPIV);
1125         pr_debug("... APIC SPIV: %08x\n", v);
1126
1127         pr_debug("... APIC ISR field:\n");
1128         print_APIC_field(APIC_ISR);
1129         pr_debug("... APIC TMR field:\n");
1130         print_APIC_field(APIC_TMR);
1131         pr_debug("... APIC IRR field:\n");
1132         print_APIC_field(APIC_IRR);
1133
1134         /* !82489DX */
1135         if (APIC_INTEGRATED(ver)) {
1136                 /* Due to the Pentium erratum 3AP. */
1137                 if (maxlvt > 3)
1138                         apic_write(APIC_ESR, 0);
1139
1140                 v = apic_read(APIC_ESR);
1141                 pr_debug("... APIC ESR: %08x\n", v);
1142         }
1143
1144         icr = apic_icr_read();
1145         pr_debug("... APIC ICR: %08x\n", (u32)icr);
1146         pr_debug("... APIC ICR2: %08x\n", (u32)(icr >> 32));
1147
1148         v = apic_read(APIC_LVTT);
1149         pr_debug("... APIC LVTT: %08x\n", v);
1150
1151         if (maxlvt > 3) {
1152                 /* PC is LVT#4. */
1153                 v = apic_read(APIC_LVTPC);
1154                 pr_debug("... APIC LVTPC: %08x\n", v);
1155         }
1156         v = apic_read(APIC_LVT0);
1157         pr_debug("... APIC LVT0: %08x\n", v);
1158         v = apic_read(APIC_LVT1);
1159         pr_debug("... APIC LVT1: %08x\n", v);
1160
1161         if (maxlvt > 2) {
1162                 /* ERR is LVT#3. */
1163                 v = apic_read(APIC_LVTERR);
1164                 pr_debug("... APIC LVTERR: %08x\n", v);
1165         }
1166
1167         v = apic_read(APIC_TMICT);
1168         pr_debug("... APIC TMICT: %08x\n", v);
1169         v = apic_read(APIC_TMCCT);
1170         pr_debug("... APIC TMCCT: %08x\n", v);
1171         v = apic_read(APIC_TDCR);
1172         pr_debug("... APIC TDCR: %08x\n", v);
1173
1174         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_EXTAPIC)) {
1175                 v = apic_read(APIC_EFEAT);
1176                 maxlvt = (v >> 16) & 0xff;
1177                 pr_debug("... APIC EFEAT: %08x\n", v);
1178                 v = apic_read(APIC_ECTRL);
1179                 pr_debug("... APIC ECTRL: %08x\n", v);
1180                 for (i = 0; i < maxlvt; i++) {
1181                         v = apic_read(APIC_EILVTn(i));
1182                         pr_debug("... APIC EILVT%d: %08x\n", i, v);
1183                 }
1184         }
1185         pr_cont("\n");
1186 }
1187
1188 static void __init print_local_APICs(int maxcpu)
1189 {
1190         int cpu;
1191
1192         if (!maxcpu)
1193                 return;
1194
1195         preempt_disable();
1196         for_each_online_cpu(cpu) {
1197                 if (cpu >= maxcpu)
1198                         break;
1199                 smp_call_function_single(cpu, print_local_APIC, NULL, 1);
1200         }
1201         preempt_enable();
1202 }
1203
1204 static void __init print_PIC(void)
1205 {
1206         unsigned int v;
1207         unsigned long flags;
1208
1209         if (!nr_legacy_irqs())
1210                 return;
1211
1212         pr_debug("\nprinting PIC contents\n");
1213
1214         raw_spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
1215
1216         v = inb(0xa1) << 8 | inb(0x21);
1217         pr_debug("... PIC  IMR: %04x\n", v);
1218
1219         v = inb(0xa0) << 8 | inb(0x20);
1220         pr_debug("... PIC  IRR: %04x\n", v);
1221
1222         outb(0x0b, 0xa0);
1223         outb(0x0b, 0x20);
1224         v = inb(0xa0) << 8 | inb(0x20);
1225         outb(0x0a, 0xa0);
1226         outb(0x0a, 0x20);
1227
1228         raw_spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
1229
1230         pr_debug("... PIC  ISR: %04x\n", v);
1231
1232         v = inb(0x4d1) << 8 | inb(0x4d0);
1233         pr_debug("... PIC ELCR: %04x\n", v);
1234 }
1235
1236 static int show_lapic __initdata = 1;
1237 static __init int setup_show_lapic(char *arg)
1238 {
1239         int num = -1;
1240
1241         if (strcmp(arg, "all") == 0) {
1242                 show_lapic = CONFIG_NR_CPUS;
1243         } else {
1244                 get_option(&arg, &num);
1245                 if (num >= 0)
1246                         show_lapic = num;
1247         }
1248
1249         return 1;
1250 }
1251 __setup("show_lapic=", setup_show_lapic);
1252
1253 static int __init print_ICs(void)
1254 {
1255         if (apic_verbosity == APIC_QUIET)
1256                 return 0;
1257
1258         print_PIC();
1259
1260         /* don't print out if apic is not there */
1261         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC) && !apic_from_smp_config())
1262                 return 0;
1263
1264         print_local_APICs(show_lapic);
1265         print_IO_APICs();
1266
1267         return 0;
1268 }
1269
1270 late_initcall(print_ICs);