GNU Linux-libre 4.19.245-gnu1
[releases.git] / 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/irq.h>
15 #include <linux/seq_file.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/compiler.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <asm/irqdomain.h>
20 #include <asm/hw_irq.h>
21 #include <asm/apic.h>
22 #include <asm/i8259.h>
23 #include <asm/desc.h>
24 #include <asm/irq_remapping.h>
25
26 #include <asm/trace/irq_vectors.h>
27
28 struct apic_chip_data {
29         struct irq_cfg          hw_irq_cfg;
30         unsigned int            vector;
31         unsigned int            prev_vector;
32         unsigned int            cpu;
33         unsigned int            prev_cpu;
34         unsigned int            irq;
35         struct hlist_node       clist;
36         unsigned int            move_in_progress        : 1,
37                                 is_managed              : 1,
38                                 can_reserve             : 1,
39                                 has_reserved            : 1;
40 };
41
42 struct irq_domain *x86_vector_domain;
43 EXPORT_SYMBOL_GPL(x86_vector_domain);
44 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(vector_lock);
45 static cpumask_var_t vector_searchmask;
46 static struct irq_chip lapic_controller;
47 static struct irq_matrix *vector_matrix;
48 #ifdef CONFIG_SMP
49 static DEFINE_PER_CPU(struct hlist_head, cleanup_list);
50 #endif
51
52 void lock_vector_lock(void)
53 {
54         /* Used to the online set of cpus does not change
55          * during assign_irq_vector.
56          */
57         raw_spin_lock(&vector_lock);
58 }
59
60 void unlock_vector_lock(void)
61 {
62         raw_spin_unlock(&vector_lock);
63 }
64
65 void init_irq_alloc_info(struct irq_alloc_info *info,
66                          const struct cpumask *mask)
67 {
68         memset(info, 0, sizeof(*info));
69         info->mask = mask;
70 }
71
72 void copy_irq_alloc_info(struct irq_alloc_info *dst, struct irq_alloc_info *src)
73 {
74         if (src)
75                 *dst = *src;
76         else
77                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));
78 }
79
80 static struct apic_chip_data *apic_chip_data(struct irq_data *irqd)
81 {
82         if (!irqd)
83                 return NULL;
84
85         while (irqd->parent_data)
86                 irqd = irqd->parent_data;
87
88         return irqd->chip_data;
89 }
90
91 struct irq_cfg *irqd_cfg(struct irq_data *irqd)
92 {
93         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
94
95         return apicd ? &apicd->hw_irq_cfg : NULL;
96 }
97 EXPORT_SYMBOL_GPL(irqd_cfg);
98
99 struct irq_cfg *irq_cfg(unsigned int irq)
100 {
101         return irqd_cfg(irq_get_irq_data(irq));
102 }
103
104 static struct apic_chip_data *alloc_apic_chip_data(int node)
105 {
106         struct apic_chip_data *apicd;
107
108         apicd = kzalloc_node(sizeof(*apicd), GFP_KERNEL, node);
109         if (apicd)
110                 INIT_HLIST_NODE(&apicd->clist);
111         return apicd;
112 }
113
114 static void free_apic_chip_data(struct apic_chip_data *apicd)
115 {
116         kfree(apicd);
117 }
118
119 static void apic_update_irq_cfg(struct irq_data *irqd, unsigned int vector,
120                                 unsigned int cpu)
121 {
122         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
123
124         lockdep_assert_held(&vector_lock);
125
126         apicd->hw_irq_cfg.vector = vector;
127         apicd->hw_irq_cfg.dest_apicid = apic->calc_dest_apicid(cpu);
128         irq_data_update_effective_affinity(irqd, cpumask_of(cpu));
129         trace_vector_config(irqd->irq, vector, cpu,
130                             apicd->hw_irq_cfg.dest_apicid);
131 }
132
133 static void apic_update_vector(struct irq_data *irqd, unsigned int newvec,
134                                unsigned int newcpu)
135 {
136         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
137         struct irq_desc *desc = irq_data_to_desc(irqd);
138         bool managed = irqd_affinity_is_managed(irqd);
139
140         lockdep_assert_held(&vector_lock);
141
142         trace_vector_update(irqd->irq, newvec, newcpu, apicd->vector,
143                             apicd->cpu);
144
145         /*
146          * If there is no vector associated or if the associated vector is
147          * the shutdown vector, which is associated to make PCI/MSI
148          * shutdown mode work, then there is nothing to release. Clear out
149          * prev_vector for this and the offlined target case.
150          */
151         apicd->prev_vector = 0;
152         if (!apicd->vector || apicd->vector == MANAGED_IRQ_SHUTDOWN_VECTOR)
153                 goto setnew;
154         /*
155          * If the target CPU of the previous vector is online, then mark
156          * the vector as move in progress and store it for cleanup when the
157          * first interrupt on the new vector arrives. If the target CPU is
158          * offline then the regular release mechanism via the cleanup
159          * vector is not possible and the vector can be immediately freed
160          * in the underlying matrix allocator.
161          */
162         if (cpu_online(apicd->cpu)) {
163                 apicd->move_in_progress = true;
164                 apicd->prev_vector = apicd->vector;
165                 apicd->prev_cpu = apicd->cpu;
166         } else {
167                 irq_matrix_free(vector_matrix, apicd->cpu, apicd->vector,
168                                 managed);
169         }
170
171 setnew:
172         apicd->vector = newvec;
173         apicd->cpu = newcpu;
174         BUG_ON(!IS_ERR_OR_NULL(per_cpu(vector_irq, newcpu)[newvec]));
175         per_cpu(vector_irq, newcpu)[newvec] = desc;
176 }
177
178 static void vector_assign_managed_shutdown(struct irq_data *irqd)
179 {
180         unsigned int cpu = cpumask_first(cpu_online_mask);
181
182         apic_update_irq_cfg(irqd, MANAGED_IRQ_SHUTDOWN_VECTOR, cpu);
183 }
184
185 static int reserve_managed_vector(struct irq_data *irqd)
186 {
187         const struct cpumask *affmsk = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
188         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
189         unsigned long flags;
190         int ret;
191
192         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
193         apicd->is_managed = true;
194         ret = irq_matrix_reserve_managed(vector_matrix, affmsk);
195         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
196         trace_vector_reserve_managed(irqd->irq, ret);
197         return ret;
198 }
199
200 static void reserve_irq_vector_locked(struct irq_data *irqd)
201 {
202         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
203
204         irq_matrix_reserve(vector_matrix);
205         apicd->can_reserve = true;
206         apicd->has_reserved = true;
207         irqd_set_can_reserve(irqd);
208         trace_vector_reserve(irqd->irq, 0);
209         vector_assign_managed_shutdown(irqd);
210 }
211
212 static int reserve_irq_vector(struct irq_data *irqd)
213 {
214         unsigned long flags;
215
216         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
217         reserve_irq_vector_locked(irqd);
218         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
219         return 0;
220 }
221
222 static int
223 assign_vector_locked(struct irq_data *irqd, const struct cpumask *dest)
224 {
225         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
226         bool resvd = apicd->has_reserved;
227         unsigned int cpu = apicd->cpu;
228         int vector = apicd->vector;
229
230         lockdep_assert_held(&vector_lock);
231
232         /*
233          * If the current target CPU is online and in the new requested
234          * affinity mask, there is no point in moving the interrupt from
235          * one CPU to another.
236          */
237         if (vector && cpu_online(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, dest))
238                 return 0;
239
240         /*
241          * Careful here. @apicd might either have move_in_progress set or
242          * be enqueued for cleanup. Assigning a new vector would either
243          * leave a stale vector on some CPU around or in case of a pending
244          * cleanup corrupt the hlist.
245          */
246         if (apicd->move_in_progress || !hlist_unhashed(&apicd->clist))
247                 return -EBUSY;
248
249         vector = irq_matrix_alloc(vector_matrix, dest, resvd, &cpu);
250         trace_vector_alloc(irqd->irq, vector, resvd, vector);
251         if (vector < 0)
252                 return vector;
253         apic_update_vector(irqd, vector, cpu);
254         apic_update_irq_cfg(irqd, vector, cpu);
255
256         return 0;
257 }
258
259 static int assign_irq_vector(struct irq_data *irqd, const struct cpumask *dest)
260 {
261         unsigned long flags;
262         int ret;
263
264         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
265         cpumask_and(vector_searchmask, dest, cpu_online_mask);
266         ret = assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask);
267         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
268         return ret;
269 }
270
271 static int assign_irq_vector_any_locked(struct irq_data *irqd)
272 {
273         /* Get the affinity mask - either irq_default_affinity or (user) set */
274         const struct cpumask *affmsk = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
275         int node = irq_data_get_node(irqd);
276
277         if (node != NUMA_NO_NODE) {
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         }
283
284         /* Try the full affinity mask */
285         cpumask_and(vector_searchmask, affmsk, cpu_online_mask);
286         if (!assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask))
287                 return 0;
288
289         if (node != NUMA_NO_NODE) {
290                 /* Try the node mask */
291                 if (!assign_vector_locked(irqd, cpumask_of_node(node)))
292                         return 0;
293         }
294
295         /* Try the full online mask */
296         return assign_vector_locked(irqd, cpu_online_mask);
297 }
298
299 static int
300 assign_irq_vector_policy(struct irq_data *irqd, struct irq_alloc_info *info)
301 {
302         if (irqd_affinity_is_managed(irqd))
303                 return reserve_managed_vector(irqd);
304         if (info->mask)
305                 return assign_irq_vector(irqd, info->mask);
306         /*
307          * Make only a global reservation with no guarantee. A real vector
308          * is associated at activation time.
309          */
310         return reserve_irq_vector(irqd);
311 }
312
313 static int
314 assign_managed_vector(struct irq_data *irqd, const struct cpumask *dest)
315 {
316         const struct cpumask *affmsk = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
317         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
318         int vector, cpu;
319
320         cpumask_and(vector_searchmask, dest, affmsk);
321
322         /* set_affinity might call here for nothing */
323         if (apicd->vector && cpumask_test_cpu(apicd->cpu, vector_searchmask))
324                 return 0;
325         vector = irq_matrix_alloc_managed(vector_matrix, vector_searchmask,
326                                           &cpu);
327         trace_vector_alloc_managed(irqd->irq, vector, vector);
328         if (vector < 0)
329                 return vector;
330         apic_update_vector(irqd, vector, cpu);
331         apic_update_irq_cfg(irqd, vector, cpu);
332         return 0;
333 }
334
335 static void clear_irq_vector(struct irq_data *irqd)
336 {
337         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
338         bool managed = irqd_affinity_is_managed(irqd);
339         unsigned int vector = apicd->vector;
340
341         lockdep_assert_held(&vector_lock);
342
343         if (!vector)
344                 return;
345
346         trace_vector_clear(irqd->irq, vector, apicd->cpu, apicd->prev_vector,
347                            apicd->prev_cpu);
348
349         per_cpu(vector_irq, apicd->cpu)[vector] = VECTOR_SHUTDOWN;
350         irq_matrix_free(vector_matrix, apicd->cpu, vector, managed);
351         apicd->vector = 0;
352
353         /* Clean up move in progress */
354         vector = apicd->prev_vector;
355         if (!vector)
356                 return;
357
358         per_cpu(vector_irq, apicd->prev_cpu)[vector] = VECTOR_SHUTDOWN;
359         irq_matrix_free(vector_matrix, apicd->prev_cpu, vector, managed);
360         apicd->prev_vector = 0;
361         apicd->move_in_progress = 0;
362         hlist_del_init(&apicd->clist);
363 }
364
365 static void x86_vector_deactivate(struct irq_domain *dom, struct irq_data *irqd)
366 {
367         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
368         unsigned long flags;
369
370         trace_vector_deactivate(irqd->irq, apicd->is_managed,
371                                 apicd->can_reserve, false);
372
373         /* Regular fixed assigned interrupt */
374         if (!apicd->is_managed && !apicd->can_reserve)
375                 return;
376         /* If the interrupt has a global reservation, nothing to do */
377         if (apicd->has_reserved)
378                 return;
379
380         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
381         clear_irq_vector(irqd);
382         if (apicd->can_reserve)
383                 reserve_irq_vector_locked(irqd);
384         else
385                 vector_assign_managed_shutdown(irqd);
386         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
387 }
388
389 static int activate_reserved(struct irq_data *irqd)
390 {
391         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
392         int ret;
393
394         ret = assign_irq_vector_any_locked(irqd);
395         if (!ret) {
396                 apicd->has_reserved = false;
397                 /*
398                  * Core might have disabled reservation mode after
399                  * allocating the irq descriptor. Ideally this should
400                  * happen before allocation time, but that would require
401                  * completely convoluted ways of transporting that
402                  * information.
403                  */
404                 if (!irqd_can_reserve(irqd))
405                         apicd->can_reserve = false;
406         }
407
408         /*
409          * Check to ensure that the effective affinity mask is a subset
410          * the user supplied affinity mask, and warn the user if it is not
411          */
412         if (!cpumask_subset(irq_data_get_effective_affinity_mask(irqd),
413                             irq_data_get_affinity_mask(irqd))) {
414                 pr_warn("irq %u: Affinity broken due to vector space exhaustion.\n",
415                         irqd->irq);
416         }
417
418         return ret;
419 }
420
421 static int activate_managed(struct irq_data *irqd)
422 {
423         const struct cpumask *dest = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
424         int ret;
425
426         cpumask_and(vector_searchmask, dest, cpu_online_mask);
427         if (WARN_ON_ONCE(cpumask_empty(vector_searchmask))) {
428                 /* Something in the core code broke! Survive gracefully */
429                 pr_err("Managed startup for irq %u, but no CPU\n", irqd->irq);
430                 return -EINVAL;
431         }
432
433         ret = assign_managed_vector(irqd, vector_searchmask);
434         /*
435          * This should not happen. The vector reservation got buggered.  Handle
436          * it gracefully.
437          */
438         if (WARN_ON_ONCE(ret < 0)) {
439                 pr_err("Managed startup irq %u, no vector available\n",
440                        irqd->irq);
441         }
442         return ret;
443 }
444
445 static int x86_vector_activate(struct irq_domain *dom, struct irq_data *irqd,
446                                bool reserve)
447 {
448         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
449         unsigned long flags;
450         int ret = 0;
451
452         trace_vector_activate(irqd->irq, apicd->is_managed,
453                               apicd->can_reserve, reserve);
454
455         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
456         if (!apicd->can_reserve && !apicd->is_managed)
457                 assign_irq_vector_any_locked(irqd);
458         else if (reserve || irqd_is_managed_and_shutdown(irqd))
459                 vector_assign_managed_shutdown(irqd);
460         else if (apicd->is_managed)
461                 ret = activate_managed(irqd);
462         else if (apicd->has_reserved)
463                 ret = activate_reserved(irqd);
464         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
465         return ret;
466 }
467
468 static void vector_free_reserved_and_managed(struct irq_data *irqd)
469 {
470         const struct cpumask *dest = irq_data_get_affinity_mask(irqd);
471         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
472
473         trace_vector_teardown(irqd->irq, apicd->is_managed,
474                               apicd->has_reserved);
475
476         if (apicd->has_reserved)
477                 irq_matrix_remove_reserved(vector_matrix);
478         if (apicd->is_managed)
479                 irq_matrix_remove_managed(vector_matrix, dest);
480 }
481
482 static void x86_vector_free_irqs(struct irq_domain *domain,
483                                  unsigned int virq, unsigned int nr_irqs)
484 {
485         struct apic_chip_data *apicd;
486         struct irq_data *irqd;
487         unsigned long flags;
488         int i;
489
490         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
491                 irqd = irq_domain_get_irq_data(x86_vector_domain, virq + i);
492                 if (irqd && irqd->chip_data) {
493                         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
494                         clear_irq_vector(irqd);
495                         vector_free_reserved_and_managed(irqd);
496                         apicd = irqd->chip_data;
497                         irq_domain_reset_irq_data(irqd);
498                         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
499                         free_apic_chip_data(apicd);
500                 }
501         }
502 }
503
504 static bool vector_configure_legacy(unsigned int virq, struct irq_data *irqd,
505                                     struct apic_chip_data *apicd)
506 {
507         unsigned long flags;
508         bool realloc = false;
509
510         apicd->vector = ISA_IRQ_VECTOR(virq);
511         apicd->cpu = 0;
512
513         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
514         /*
515          * If the interrupt is activated, then it must stay at this vector
516          * position. That's usually the timer interrupt (0).
517          */
518         if (irqd_is_activated(irqd)) {
519                 trace_vector_setup(virq, true, 0);
520                 apic_update_irq_cfg(irqd, apicd->vector, apicd->cpu);
521         } else {
522                 /* Release the vector */
523                 apicd->can_reserve = true;
524                 irqd_set_can_reserve(irqd);
525                 clear_irq_vector(irqd);
526                 realloc = true;
527         }
528         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
529         return realloc;
530 }
531
532 static int x86_vector_alloc_irqs(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
533                                  unsigned int nr_irqs, void *arg)
534 {
535         struct irq_alloc_info *info = arg;
536         struct apic_chip_data *apicd;
537         struct irq_data *irqd;
538         int i, err, node;
539
540         if (disable_apic)
541                 return -ENXIO;
542
543         /* Currently vector allocator can't guarantee contiguous allocations */
544         if ((info->flags & X86_IRQ_ALLOC_CONTIGUOUS_VECTORS) && nr_irqs > 1)
545                 return -ENOSYS;
546
547         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
548                 irqd = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
549                 BUG_ON(!irqd);
550                 node = irq_data_get_node(irqd);
551                 WARN_ON_ONCE(irqd->chip_data);
552                 apicd = alloc_apic_chip_data(node);
553                 if (!apicd) {
554                         err = -ENOMEM;
555                         goto error;
556                 }
557
558                 apicd->irq = virq + i;
559                 irqd->chip = &lapic_controller;
560                 irqd->chip_data = apicd;
561                 irqd->hwirq = virq + i;
562                 irqd_set_single_target(irqd);
563
564                 /* Don't invoke affinity setter on deactivated interrupts */
565                 irqd_set_affinity_on_activate(irqd);
566
567                 /*
568                  * Legacy vectors are already assigned when the IOAPIC
569                  * takes them over. They stay on the same vector. This is
570                  * required for check_timer() to work correctly as it might
571                  * switch back to legacy mode. Only update the hardware
572                  * config.
573                  */
574                 if (info->flags & X86_IRQ_ALLOC_LEGACY) {
575                         if (!vector_configure_legacy(virq + i, irqd, apicd))
576                                 continue;
577                 }
578
579                 err = assign_irq_vector_policy(irqd, info);
580                 trace_vector_setup(virq + i, false, err);
581                 if (err) {
582                         irqd->chip_data = NULL;
583                         free_apic_chip_data(apicd);
584                         goto error;
585                 }
586         }
587
588         return 0;
589
590 error:
591         x86_vector_free_irqs(domain, virq, i);
592         return err;
593 }
594
595 #ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_DEBUGFS
596 static void x86_vector_debug_show(struct seq_file *m, struct irq_domain *d,
597                                   struct irq_data *irqd, int ind)
598 {
599         struct apic_chip_data apicd;
600         unsigned long flags;
601         int irq;
602
603         if (!irqd) {
604                 irq_matrix_debug_show(m, vector_matrix, ind);
605                 return;
606         }
607
608         irq = irqd->irq;
609         if (irq < nr_legacy_irqs() && !test_bit(irq, &io_apic_irqs)) {
610                 seq_printf(m, "%*sVector: %5d\n", ind, "", ISA_IRQ_VECTOR(irq));
611                 seq_printf(m, "%*sTarget: Legacy PIC all CPUs\n", ind, "");
612                 return;
613         }
614
615         if (!irqd->chip_data) {
616                 seq_printf(m, "%*sVector: Not assigned\n", ind, "");
617                 return;
618         }
619
620         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
621         memcpy(&apicd, irqd->chip_data, sizeof(apicd));
622         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
623
624         seq_printf(m, "%*sVector: %5u\n", ind, "", apicd.vector);
625         seq_printf(m, "%*sTarget: %5u\n", ind, "", apicd.cpu);
626         if (apicd.prev_vector) {
627                 seq_printf(m, "%*sPrevious vector: %5u\n", ind, "", apicd.prev_vector);
628                 seq_printf(m, "%*sPrevious target: %5u\n", ind, "", apicd.prev_cpu);
629         }
630         seq_printf(m, "%*smove_in_progress: %u\n", ind, "", apicd.move_in_progress ? 1 : 0);
631         seq_printf(m, "%*sis_managed:       %u\n", ind, "", apicd.is_managed ? 1 : 0);
632         seq_printf(m, "%*scan_reserve:      %u\n", ind, "", apicd.can_reserve ? 1 : 0);
633         seq_printf(m, "%*shas_reserved:     %u\n", ind, "", apicd.has_reserved ? 1 : 0);
634         seq_printf(m, "%*scleanup_pending:  %u\n", ind, "", !hlist_unhashed(&apicd.clist));
635 }
636 #endif
637
638 static const struct irq_domain_ops x86_vector_domain_ops = {
639         .alloc          = x86_vector_alloc_irqs,
640         .free           = x86_vector_free_irqs,
641         .activate       = x86_vector_activate,
642         .deactivate     = x86_vector_deactivate,
643 #ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_DEBUGFS
644         .debug_show     = x86_vector_debug_show,
645 #endif
646 };
647
648 int __init arch_probe_nr_irqs(void)
649 {
650         int nr;
651
652         if (nr_irqs > (NR_VECTORS * nr_cpu_ids))
653                 nr_irqs = NR_VECTORS * nr_cpu_ids;
654
655         nr = (gsi_top + nr_legacy_irqs()) + 8 * nr_cpu_ids;
656 #if defined(CONFIG_PCI_MSI)
657         /*
658          * for MSI and HT dyn irq
659          */
660         if (gsi_top <= NR_IRQS_LEGACY)
661                 nr +=  8 * nr_cpu_ids;
662         else
663                 nr += gsi_top * 16;
664 #endif
665         if (nr < nr_irqs)
666                 nr_irqs = nr;
667
668         /*
669          * We don't know if PIC is present at this point so we need to do
670          * probe() to get the right number of legacy IRQs.
671          */
672         return legacy_pic->probe();
673 }
674
675 void lapic_assign_legacy_vector(unsigned int irq, bool replace)
676 {
677         /*
678          * Use assign system here so it wont get accounted as allocated
679          * and moveable in the cpu hotplug check and it prevents managed
680          * irq reservation from touching it.
681          */
682         irq_matrix_assign_system(vector_matrix, ISA_IRQ_VECTOR(irq), replace);
683 }
684
685 void __init lapic_update_legacy_vectors(void)
686 {
687         unsigned int i;
688
689         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_IO_APIC) && nr_ioapics > 0)
690                 return;
691
692         /*
693          * If the IO/APIC is disabled via config, kernel command line or
694          * lack of enumeration then all legacy interrupts are routed
695          * through the PIC. Make sure that they are marked as legacy
696          * vectors. PIC_CASCADE_IRQ has already been marked in
697          * lapic_assign_system_vectors().
698          */
699         for (i = 0; i < nr_legacy_irqs(); i++) {
700                 if (i != PIC_CASCADE_IR)
701                         lapic_assign_legacy_vector(i, true);
702         }
703 }
704
705 void __init lapic_assign_system_vectors(void)
706 {
707         unsigned int i, vector = 0;
708
709         for_each_set_bit_from(vector, system_vectors, NR_VECTORS)
710                 irq_matrix_assign_system(vector_matrix, vector, false);
711
712         if (nr_legacy_irqs() > 1)
713                 lapic_assign_legacy_vector(PIC_CASCADE_IR, false);
714
715         /* System vectors are reserved, online it */
716         irq_matrix_online(vector_matrix);
717
718         /* Mark the preallocated legacy interrupts */
719         for (i = 0; i < nr_legacy_irqs(); i++) {
720                 if (i != PIC_CASCADE_IR)
721                         irq_matrix_assign(vector_matrix, ISA_IRQ_VECTOR(i));
722         }
723 }
724
725 int __init arch_early_irq_init(void)
726 {
727         struct fwnode_handle *fn;
728
729         fn = irq_domain_alloc_named_fwnode("VECTOR");
730         BUG_ON(!fn);
731         x86_vector_domain = irq_domain_create_tree(fn, &x86_vector_domain_ops,
732                                                    NULL);
733         BUG_ON(x86_vector_domain == NULL);
734         irq_set_default_host(x86_vector_domain);
735
736         arch_init_msi_domain(x86_vector_domain);
737
738         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&vector_searchmask, GFP_KERNEL));
739
740         /*
741          * Allocate the vector matrix allocator data structure and limit the
742          * search area.
743          */
744         vector_matrix = irq_alloc_matrix(NR_VECTORS, FIRST_EXTERNAL_VECTOR,
745                                          FIRST_SYSTEM_VECTOR);
746         BUG_ON(!vector_matrix);
747
748         return arch_early_ioapic_init();
749 }
750
751 #ifdef CONFIG_SMP
752
753 static struct irq_desc *__setup_vector_irq(int vector)
754 {
755         int isairq = vector - ISA_IRQ_VECTOR(0);
756
757         /* Check whether the irq is in the legacy space */
758         if (isairq < 0 || isairq >= nr_legacy_irqs())
759                 return VECTOR_UNUSED;
760         /* Check whether the irq is handled by the IOAPIC */
761         if (test_bit(isairq, &io_apic_irqs))
762                 return VECTOR_UNUSED;
763         return irq_to_desc(isairq);
764 }
765
766 /* Online the local APIC infrastructure and initialize the vectors */
767 void lapic_online(void)
768 {
769         unsigned int vector;
770
771         lockdep_assert_held(&vector_lock);
772
773         /* Online the vector matrix array for this CPU */
774         irq_matrix_online(vector_matrix);
775
776         /*
777          * The interrupt affinity logic never targets interrupts to offline
778          * CPUs. The exception are the legacy PIC interrupts. In general
779          * they are only targeted to CPU0, but depending on the platform
780          * they can be distributed to any online CPU in hardware. The
781          * kernel has no influence on that. So all active legacy vectors
782          * must be installed on all CPUs. All non legacy interrupts can be
783          * cleared.
784          */
785         for (vector = 0; vector < NR_VECTORS; vector++)
786                 this_cpu_write(vector_irq[vector], __setup_vector_irq(vector));
787 }
788
789 void lapic_offline(void)
790 {
791         lock_vector_lock();
792         irq_matrix_offline(vector_matrix);
793         unlock_vector_lock();
794 }
795
796 static int apic_set_affinity(struct irq_data *irqd,
797                              const struct cpumask *dest, bool force)
798 {
799         int err;
800
801         if (WARN_ON_ONCE(!irqd_is_activated(irqd)))
802                 return -EIO;
803
804         raw_spin_lock(&vector_lock);
805         cpumask_and(vector_searchmask, dest, cpu_online_mask);
806         if (irqd_affinity_is_managed(irqd))
807                 err = assign_managed_vector(irqd, vector_searchmask);
808         else
809                 err = assign_vector_locked(irqd, vector_searchmask);
810         raw_spin_unlock(&vector_lock);
811         return err ? err : IRQ_SET_MASK_OK;
812 }
813
814 #else
815 # define apic_set_affinity      NULL
816 #endif
817
818 static int apic_retrigger_irq(struct irq_data *irqd)
819 {
820         struct apic_chip_data *apicd = apic_chip_data(irqd);
821         unsigned long flags;
822
823         raw_spin_lock_irqsave(&vector_lock, flags);
824         apic->send_IPI(apicd->cpu, apicd->vector);
825         raw_spin_unlock_irqrestore(&vector_lock, flags);
826
827         return 1;
828 }
829
830 void apic_ack_irq(struct irq_data *irqd)
831 {
832         irq_move_irq(irqd);
833         ack_APIC_irq();
834 }
835
836 void apic_ack_edge(struct irq_data *irqd)
837 {
838         irq_complete_move(irqd_cfg(irqd));
839         apic_ack_irq(irqd);
840 }
841
842 static struct irq_chip lapic_controller = {
843         .name                   = "APIC",
844         .irq_ack                = apic_ack_edge,
845         .irq_set_affinity       = apic_set_affinity,
846         .irq_retrigger          = apic_retrigger_irq,
847 };
848
849 #ifdef CONFIG_SMP
850
851 static void free_moved_vector(struct apic_chip_data *apicd)
852 {
853         unsigned int vector = apicd->prev_vector;
854         unsigned int cpu = apicd->prev_cpu;
855         bool managed = apicd->is_managed;
856
857         /*
858          * This should never happen. Managed interrupts are not
859          * migrated except on CPU down, which does not involve the
860          * cleanup vector. But try to keep the accounting correct
861          * nevertheless.
862          */
863         WARN_ON_ONCE(managed);
864
865         trace_vector_free_moved(apicd->irq, cpu, vector, managed);
866         irq_matrix_free(vector_matrix, cpu, vector, managed);
867         per_cpu(vector_irq, cpu)[vector] = VECTOR_UNUSED;
868         hlist_del_init(&apicd->clist);
869         apicd->prev_vector = 0;
870         apicd->move_in_progress = 0;
871 }
872
873 asmlinkage __visible void __irq_entry smp_irq_move_cleanup_interrupt(void)
874 {
875         struct hlist_head *clhead = this_cpu_ptr(&cleanup_list);
876         struct apic_chip_data *apicd;
877         struct hlist_node *tmp;
878
879         entering_ack_irq();
880         /* Prevent vectors vanishing under us */
881         raw_spin_lock(&vector_lock);
882
883         hlist_for_each_entry_safe(apicd, tmp, clhead, clist) {
884                 unsigned int irr, vector = apicd->prev_vector;
885
886                 /*
887                  * Paranoia: Check if the vector that needs to be cleaned
888                  * up is registered at the APICs IRR. If so, then this is
889                  * not the best time to clean it up. Clean it up in the
890                  * next attempt by sending another IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR
891                  * to this CPU. IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR is the lowest
892                  * priority external vector, so on return from this
893                  * interrupt the device interrupt will happen first.
894                  */
895                 irr = apic_read(APIC_IRR + (vector / 32 * 0x10));
896                 if (irr & (1U << (vector % 32))) {
897                         apic->send_IPI_self(IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR);
898                         continue;
899                 }
900                 free_moved_vector(apicd);
901         }
902
903         raw_spin_unlock(&vector_lock);
904         exiting_irq();
905 }
906
907 static void __send_cleanup_vector(struct apic_chip_data *apicd)
908 {
909         unsigned int cpu;
910
911         raw_spin_lock(&vector_lock);
912         apicd->move_in_progress = 0;
913         cpu = apicd->prev_cpu;
914         if (cpu_online(cpu)) {
915                 hlist_add_head(&apicd->clist, per_cpu_ptr(&cleanup_list, cpu));
916                 apic->send_IPI(cpu, IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR);
917         } else {
918                 apicd->prev_vector = 0;
919         }
920         raw_spin_unlock(&vector_lock);
921 }
922
923 void send_cleanup_vector(struct irq_cfg *cfg)
924 {
925         struct apic_chip_data *apicd;
926
927         apicd = container_of(cfg, struct apic_chip_data, hw_irq_cfg);
928         if (apicd->move_in_progress)
929                 __send_cleanup_vector(apicd);
930 }
931
932 static void __irq_complete_move(struct irq_cfg *cfg, unsigned vector)
933 {
934         struct apic_chip_data *apicd;
935
936         apicd = container_of(cfg, struct apic_chip_data, hw_irq_cfg);
937         if (likely(!apicd->move_in_progress))
938                 return;
939
940         if (vector == apicd->vector && apicd->cpu == smp_processor_id())
941                 __send_cleanup_vector(apicd);
942 }
943
944 void irq_complete_move(struct irq_cfg *cfg)
945 {
946         __irq_complete_move(cfg, ~get_irq_regs()->orig_ax);
947 }
948
949 /*
950  * Called from fixup_irqs() with @desc->lock held and interrupts disabled.
951  */
952 void irq_force_complete_move(struct irq_desc *desc)
953 {
954         struct apic_chip_data *apicd;
955         struct irq_data *irqd;
956         unsigned int vector;
957
958         /*
959          * The function is called for all descriptors regardless of which
960          * irqdomain they belong to. For example if an IRQ is provided by
961          * an irq_chip as part of a GPIO driver, the chip data for that
962          * descriptor is specific to the irq_chip in question.
963          *
964          * Check first that the chip_data is what we expect
965          * (apic_chip_data) before touching it any further.
966          */
967         irqd = irq_domain_get_irq_data(x86_vector_domain,
968                                        irq_desc_get_irq(desc));
969         if (!irqd)
970                 return;
971
972         raw_spin_lock(&vector_lock);
973         apicd = apic_chip_data(irqd);
974         if (!apicd)
975                 goto unlock;
976
977         /*
978          * If prev_vector is empty, no action required.
979          */
980         vector = apicd->prev_vector;
981         if (!vector)
982                 goto unlock;
983
984         /*
985          * This is tricky. If the cleanup of the old vector has not been
986          * done yet, then the following setaffinity call will fail with
987          * -EBUSY. This can leave the interrupt in a stale state.
988          *
989          * All CPUs are stuck in stop machine with interrupts disabled so
990          * calling __irq_complete_move() would be completely pointless.
991          *
992          * 1) The interrupt is in move_in_progress state. That means that we
993          *    have not seen an interrupt since the io_apic was reprogrammed to
994          *    the new vector.
995          *
996          * 2) The interrupt has fired on the new vector, but the cleanup IPIs
997          *    have not been processed yet.
998          */
999         if (apicd->move_in_progress) {
1000                 /*
1001                  * In theory there is a race:
1002                  *
1003                  * set_ioapic(new_vector) <-- Interrupt is raised before update
1004                  *                            is effective, i.e. it's raised on
1005                  *                            the old vector.
1006                  *
1007                  * So if the target cpu cannot handle that interrupt before
1008                  * the old vector is cleaned up, we get a spurious interrupt
1009                  * and in the worst case the ioapic irq line becomes stale.
1010                  *
1011                  * But in case of cpu hotplug this should be a non issue
1012                  * because if the affinity update happens right before all
1013                  * cpus rendevouz in stop machine, there is no way that the
1014                  * interrupt can be blocked on the target cpu because all cpus
1015                  * loops first with interrupts enabled in stop machine, so the
1016                  * old vector is not yet cleaned up when the interrupt fires.
1017                  *
1018                  * So the only way to run into this issue is if the delivery
1019                  * of the interrupt on the apic/system bus would be delayed
1020                  * beyond the point where the target cpu disables interrupts
1021                  * in stop machine. I doubt that it can happen, but at least
1022                  * there is a theroretical chance. Virtualization might be
1023                  * able to expose this, but AFAICT the IOAPIC emulation is not
1024                  * as stupid as the real hardware.
1025                  *
1026                  * Anyway, there is nothing we can do about that at this point
1027                  * w/o refactoring the whole fixup_irq() business completely.
1028                  * We print at least the irq number and the old vector number,
1029                  * so we have the necessary information when a problem in that
1030                  * area arises.
1031                  */
1032                 pr_warn("IRQ fixup: irq %d move in progress, old vector %d\n",
1033                         irqd->irq, vector);
1034         }
1035         free_moved_vector(apicd);
1036 unlock:
1037         raw_spin_unlock(&vector_lock);
1038 }
1039
1040 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1041 /*
1042  * Note, this is not accurate accounting, but at least good enough to
1043  * prevent that the actual interrupt move will run out of vectors.
1044  */
1045 int lapic_can_unplug_cpu(void)
1046 {
1047         unsigned int rsvd, avl, tomove, cpu = smp_processor_id();
1048         int ret = 0;
1049
1050         raw_spin_lock(&vector_lock);
1051         tomove = irq_matrix_allocated(vector_matrix);
1052         avl = irq_matrix_available(vector_matrix, true);
1053         if (avl < tomove) {
1054                 pr_warn("CPU %u has %u vectors, %u available. Cannot disable CPU\n",
1055                         cpu, tomove, avl);
1056                 ret = -ENOSPC;
1057                 goto out;
1058         }
1059         rsvd = irq_matrix_reserved(vector_matrix);
1060         if (avl < rsvd) {
1061                 pr_warn("Reserved vectors %u > available %u. IRQ request may fail\n",
1062                         rsvd, avl);
1063         }
1064 out:
1065         raw_spin_unlock(&vector_lock);
1066         return ret;
1067 }
1068 #endif /* HOTPLUG_CPU */
1069 #endif /* SMP */
1070
1071 static void __init print_APIC_field(int base)
1072 {
1073         int i;
1074
1075         printk(KERN_DEBUG);
1076
1077         for (i = 0; i < 8; i++)
1078                 pr_cont("%08x", apic_read(base + i*0x10));
1079
1080         pr_cont("\n");
1081 }
1082
1083 static void __init print_local_APIC(void *dummy)
1084 {
1085         unsigned int i, v, ver, maxlvt;
1086         u64 icr;
1087
1088         pr_debug("printing local APIC contents on CPU#%d/%d:\n",
1089                  smp_processor_id(), hard_smp_processor_id());
1090         v = apic_read(APIC_ID);
1091         pr_info("... APIC ID:      %08x (%01x)\n", v, read_apic_id());
1092         v = apic_read(APIC_LVR);
1093         pr_info("... APIC VERSION: %08x\n", v);
1094         ver = GET_APIC_VERSION(v);
1095         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
1096
1097         v = apic_read(APIC_TASKPRI);
1098         pr_debug("... APIC TASKPRI: %08x (%02x)\n", v, v & APIC_TPRI_MASK);
1099
1100         /* !82489DX */
1101         if (APIC_INTEGRATED(ver)) {
1102                 if (!APIC_XAPIC(ver)) {
1103                         v = apic_read(APIC_ARBPRI);
1104                         pr_debug("... APIC ARBPRI: %08x (%02x)\n",
1105                                  v, v & APIC_ARBPRI_MASK);
1106                 }
1107                 v = apic_read(APIC_PROCPRI);
1108                 pr_debug("... APIC PROCPRI: %08x\n", v);
1109         }
1110
1111         /*
1112          * Remote read supported only in the 82489DX and local APIC for
1113          * Pentium processors.
1114          */
1115         if (!APIC_INTEGRATED(ver) || maxlvt == 3) {
1116                 v = apic_read(APIC_RRR);
1117                 pr_debug("... APIC RRR: %08x\n", v);
1118         }
1119
1120         v = apic_read(APIC_LDR);
1121         pr_debug("... APIC LDR: %08x\n", v);
1122         if (!x2apic_enabled()) {
1123                 v = apic_read(APIC_DFR);
1124                 pr_debug("... APIC DFR: %08x\n", v);
1125         }
1126         v = apic_read(APIC_SPIV);
1127         pr_debug("... APIC SPIV: %08x\n", v);
1128
1129         pr_debug("... APIC ISR field:\n");
1130         print_APIC_field(APIC_ISR);
1131         pr_debug("... APIC TMR field:\n");
1132         print_APIC_field(APIC_TMR);
1133         pr_debug("... APIC IRR field:\n");
1134         print_APIC_field(APIC_IRR);
1135
1136         /* !82489DX */
1137         if (APIC_INTEGRATED(ver)) {
1138                 /* Due to the Pentium erratum 3AP. */
1139                 if (maxlvt > 3)
1140                         apic_write(APIC_ESR, 0);
1141
1142                 v = apic_read(APIC_ESR);
1143                 pr_debug("... APIC ESR: %08x\n", v);
1144         }
1145
1146         icr = apic_icr_read();
1147         pr_debug("... APIC ICR: %08x\n", (u32)icr);
1148         pr_debug("... APIC ICR2: %08x\n", (u32)(icr >> 32));
1149
1150         v = apic_read(APIC_LVTT);
1151         pr_debug("... APIC LVTT: %08x\n", v);
1152
1153         if (maxlvt > 3) {
1154                 /* PC is LVT#4. */
1155                 v = apic_read(APIC_LVTPC);
1156                 pr_debug("... APIC LVTPC: %08x\n", v);
1157         }
1158         v = apic_read(APIC_LVT0);
1159         pr_debug("... APIC LVT0: %08x\n", v);
1160         v = apic_read(APIC_LVT1);
1161         pr_debug("... APIC LVT1: %08x\n", v);
1162
1163         if (maxlvt > 2) {
1164                 /* ERR is LVT#3. */
1165                 v = apic_read(APIC_LVTERR);
1166                 pr_debug("... APIC LVTERR: %08x\n", v);
1167         }
1168
1169         v = apic_read(APIC_TMICT);
1170         pr_debug("... APIC TMICT: %08x\n", v);
1171         v = apic_read(APIC_TMCCT);
1172         pr_debug("... APIC TMCCT: %08x\n", v);
1173         v = apic_read(APIC_TDCR);
1174         pr_debug("... APIC TDCR: %08x\n", v);
1175
1176         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_EXTAPIC)) {
1177                 v = apic_read(APIC_EFEAT);
1178                 maxlvt = (v >> 16) & 0xff;
1179                 pr_debug("... APIC EFEAT: %08x\n", v);
1180                 v = apic_read(APIC_ECTRL);
1181                 pr_debug("... APIC ECTRL: %08x\n", v);
1182                 for (i = 0; i < maxlvt; i++) {
1183                         v = apic_read(APIC_EILVTn(i));
1184                         pr_debug("... APIC EILVT%d: %08x\n", i, v);
1185                 }
1186         }
1187         pr_cont("\n");
1188 }
1189
1190 static void __init print_local_APICs(int maxcpu)
1191 {
1192         int cpu;
1193
1194         if (!maxcpu)
1195                 return;
1196
1197         preempt_disable();
1198         for_each_online_cpu(cpu) {
1199                 if (cpu >= maxcpu)
1200                         break;
1201                 smp_call_function_single(cpu, print_local_APIC, NULL, 1);
1202         }
1203         preempt_enable();
1204 }
1205
1206 static void __init print_PIC(void)
1207 {
1208         unsigned int v;
1209         unsigned long flags;
1210
1211         if (!nr_legacy_irqs())
1212                 return;
1213
1214         pr_debug("\nprinting PIC contents\n");
1215
1216         raw_spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
1217
1218         v = inb(0xa1) << 8 | inb(0x21);
1219         pr_debug("... PIC  IMR: %04x\n", v);
1220
1221         v = inb(0xa0) << 8 | inb(0x20);
1222         pr_debug("... PIC  IRR: %04x\n", v);
1223
1224         outb(0x0b, 0xa0);
1225         outb(0x0b, 0x20);
1226         v = inb(0xa0) << 8 | inb(0x20);
1227         outb(0x0a, 0xa0);
1228         outb(0x0a, 0x20);
1229
1230         raw_spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
1231
1232         pr_debug("... PIC  ISR: %04x\n", v);
1233
1234         v = inb(0x4d1) << 8 | inb(0x4d0);
1235         pr_debug("... PIC ELCR: %04x\n", v);
1236 }
1237
1238 static int show_lapic __initdata = 1;
1239 static __init int setup_show_lapic(char *arg)
1240 {
1241         int num = -1;
1242
1243         if (strcmp(arg, "all") == 0) {
1244                 show_lapic = CONFIG_NR_CPUS;
1245         } else {
1246                 get_option(&arg, &num);
1247                 if (num >= 0)
1248                         show_lapic = num;
1249         }
1250
1251         return 1;
1252 }
1253 __setup("show_lapic=", setup_show_lapic);
1254
1255 static int __init print_ICs(void)
1256 {
1257         if (apic_verbosity == APIC_QUIET)
1258                 return 0;
1259
1260         print_PIC();
1261
1262         /* don't print out if apic is not there */
1263         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC) && !apic_from_smp_config())
1264                 return 0;
1265
1266         print_local_APICs(show_lapic);
1267         print_IO_APICs();
1268
1269         return 0;
1270 }
1271
1272 late_initcall(print_ICs);