arch/um/kernel/irq.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2000 - 2007 Jeff Dike (jdike@{addtoit,linux.intel}.com)
   3  * Licensed under the GPL
   4  * Derived (i.e. mostly copied) from arch/i386/kernel/irq.c:
   5  *      Copyright (C) 1992, 1998 Linus Torvalds, Ingo Molnar
   6  */
   7
   8 #include "linux/cpumask.h"
   9 #include "linux/hardirq.h"
  10 #include "linux/interrupt.h"
  11 #include "linux/kernel_stat.h"
  12 #include "linux/module.h"
  13 #include "linux/sched.h"
  14 #include "linux/seq_file.h"
  15 #include "as-layout.h"
  16 #include "kern_util.h"
  17 #include "os.h"
  18
  19 /*
  20  * Generic, controller-independent functions:
  21  */
  22
  23 int show_interrupts(struct seq_file *p, void *v)
  24 {
  25         int i = *(loff_t *) v, j;
  26         struct irqaction * action;
  27         unsigned long flags;
  28
  29         if (i == 0) {
  30                 seq_printf(p, "           ");
  31                 for_each_online_cpu(j)
  32                         seq_printf(p, "CPU%d       ",j);
  33                 seq_putc(p, '\n');
  34         }
  35
  36         if (i < NR_IRQS) {
  37                 raw_spin_lock_irqsave(&irq_desc[i].lock, flags);
  38                 action = irq_desc[i].action;
  39                 if (!action)
  40                         goto skip;
  41                 seq_printf(p, "%3d: ",i);
  42 #ifndef CONFIG_SMP
  43                 seq_printf(p, "%10u ", kstat_irqs(i));
  44 #else
  45                 for_each_online_cpu(j)
  46                         seq_printf(p, "%10u ", kstat_irqs_cpu(i, j));
  47 #endif
  48                 seq_printf(p, " %14s", irq_desc[i].chip->typename);
  49                 seq_printf(p, "  %s", action->name);
  50
  51                 for (action=action->next; action; action = action->next)
  52                         seq_printf(p, ", %s", action->name);
  53
  54                 seq_putc(p, '\n');
  55 skip:
  56                 raw_spin_unlock_irqrestore(&irq_desc[i].lock, flags);
  57         } else if (i == NR_IRQS)
  58                 seq_putc(p, '\n');
  59
  60         return 0;
  61 }
  62
  63 /*
  64  * This list is accessed under irq_lock, except in sigio_handler,
  65  * where it is safe from being modified.  IRQ handlers won't change it -
  66  * if an IRQ source has vanished, it will be freed by free_irqs just
  67  * before returning from sigio_handler.  That will process a separate
  68  * list of irqs to free, with its own locking, coming back here to
  69  * remove list elements, taking the irq_lock to do so.
  70  */
  71 static struct irq_fd *active_fds = NULL;
  72 static struct irq_fd **last_irq_ptr = &active_fds;
  73
  74 extern void free_irqs(void);
  75
  76 void sigio_handler(int sig, struct uml_pt_regs *regs)
  77 {
  78         struct irq_fd *irq_fd;
  79         int n;
  80
  81         if (smp_sigio_handler())
  82                 return;
  83
  84         while (1) {
  85                 n = os_waiting_for_events(active_fds);
  86                 if (n <= 0) {
  87                         if (n == -EINTR)
  88                                 continue;
  89                         else break;
  90                 }
  91
  92                 for (irq_fd = active_fds; irq_fd != NULL;
  93                      irq_fd = irq_fd->next) {
  94                         if (irq_fd->current_events != 0) {
  95                                 irq_fd->current_events = 0;
  96                                 do_IRQ(irq_fd->irq, regs);
  97                         }
  98                 }
  99         }
 100
 101         free_irqs();
 102 }
 103
 104 static DEFINE_SPINLOCK(irq_lock);
 105
 106 static int activate_fd(int irq, int fd, int type, void *dev_id)
 107 {
 108         struct pollfd *tmp_pfd;
 109         struct irq_fd *new_fd, *irq_fd;
 110         unsigned long flags;
 111         int events, err, n;
 112
 113         err = os_set_fd_async(fd);
 114         if (err < 0)
 115                 goto out;
 116
 117         err = -ENOMEM;
 118         new_fd = kmalloc(sizeof(struct irq_fd), GFP_KERNEL);
 119         if (new_fd == NULL)
 120                 goto out;
 121
 122         if (type == IRQ_READ)
 123                 events = UM_POLLIN | UM_POLLPRI;
 124         else events = UM_POLLOUT;
 125         *new_fd = ((struct irq_fd) { .next              = NULL,
 126                                      .id                = dev_id,
 127                                      .fd                = fd,
 128                                      .type              = type,
 129                                      .irq               = irq,
 130                                      .events            = events,
 131                                      .current_events    = 0 } );
 132
 133         err = -EBUSY;
 134         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 135         for (irq_fd = active_fds; irq_fd != NULL; irq_fd = irq_fd->next) {
 136                 if ((irq_fd->fd == fd) && (irq_fd->type == type)) {
 137                         printk(KERN_ERR "Registering fd %d twice\n", fd);
 138                         printk(KERN_ERR "Irqs : %d, %d\n", irq_fd->irq, irq);
 139                         printk(KERN_ERR "Ids : 0x%p, 0x%p\n", irq_fd->id,
 140                                dev_id);
 141                         goto out_unlock;
 142                 }
 143         }
 144
 145         if (type == IRQ_WRITE)
 146                 fd = -1;
 147
 148         tmp_pfd = NULL;
 149         n = 0;
 150
 151         while (1) {
 152                 n = os_create_pollfd(fd, events, tmp_pfd, n);
 153                 if (n == 0)
 154                         break;
 155
 156                 /*
 157                  * n > 0
 158                  * It means we couldn't put new pollfd to current pollfds
 159                  * and tmp_fds is NULL or too small for new pollfds array.
 160                  * Needed size is equal to n as minimum.
 161                  *
 162                  * Here we have to drop the lock in order to call
 163                  * kmalloc, which might sleep.
 164                  * If something else came in and changed the pollfds array
 165                  * so we will not be able to put new pollfd struct to pollfds
 166                  * then we free the buffer tmp_fds and try again.
 167                  */
 168                 spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 169                 kfree(tmp_pfd);
 170
 171                 tmp_pfd = kmalloc(n, GFP_KERNEL);
 172                 if (tmp_pfd == NULL)
 173                         goto out_kfree;
 174
 175                 spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 176         }
 177
 178         *last_irq_ptr = new_fd;
 179         last_irq_ptr = &new_fd->next;
 180
 181         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 182
 183         /*
 184          * This calls activate_fd, so it has to be outside the critical
 185          * section.
 186          */
 187         maybe_sigio_broken(fd, (type == IRQ_READ));
 188
 189         return 0;
 190
 191  out_unlock:
 192         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 193  out_kfree:
 194         kfree(new_fd);
 195  out:
 196         return err;
 197 }
 198
 199 static void free_irq_by_cb(int (*test)(struct irq_fd *, void *), void *arg)
 200 {
 201         unsigned long flags;
 202
 203         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 204         os_free_irq_by_cb(test, arg, active_fds, &last_irq_ptr);
 205         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 206 }
 207
 208 struct irq_and_dev {
 209         int irq;
 210         void *dev;
 211 };
 212
 213 static int same_irq_and_dev(struct irq_fd *irq, void *d)
 214 {
 215         struct irq_and_dev *data = d;
 216
 217         return ((irq->irq == data->irq) && (irq->id == data->dev));
 218 }
 219
 220 static void free_irq_by_irq_and_dev(unsigned int irq, void *dev)
 221 {
 222         struct irq_and_dev data = ((struct irq_and_dev) { .irq  = irq,
 223                                                           .dev  = dev });
 224
 225         free_irq_by_cb(same_irq_and_dev, &data);
 226 }
 227
 228 static int same_fd(struct irq_fd *irq, void *fd)
 229 {
 230         return (irq->fd == *((int *)fd));
 231 }
 232
 233 void free_irq_by_fd(int fd)
 234 {
 235         free_irq_by_cb(same_fd, &fd);
 236 }
 237
 238 /* Must be called with irq_lock held */
 239 static struct irq_fd *find_irq_by_fd(int fd, int irqnum, int *index_out)
 240 {
 241         struct irq_fd *irq;
 242         int i = 0;
 243         int fdi;
 244
 245         for (irq = active_fds; irq != NULL; irq = irq->next) {
 246                 if ((irq->fd == fd) && (irq->irq == irqnum))
 247                         break;
 248                 i++;
 249         }
 250         if (irq == NULL) {
 251                 printk(KERN_ERR "find_irq_by_fd doesn't have descriptor %d\n",
 252                        fd);
 253                 goto out;
 254         }
 255         fdi = os_get_pollfd(i);
 256         if ((fdi != -1) && (fdi != fd)) {
 257                 printk(KERN_ERR "find_irq_by_fd - mismatch between active_fds "
 258                        "and pollfds, fd %d vs %d, need %d\n", irq->fd,
 259                        fdi, fd);
 260                 irq = NULL;
 261                 goto out;
 262         }
 263         *index_out = i;
 264  out:
 265         return irq;
 266 }
 267
 268 void reactivate_fd(int fd, int irqnum)
 269 {
 270         struct irq_fd *irq;
 271         unsigned long flags;
 272         int i;
 273
 274         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 275         irq = find_irq_by_fd(fd, irqnum, &i);
 276         if (irq == NULL) {
 277                 spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 278                 return;
 279         }
 280         os_set_pollfd(i, irq->fd);
 281         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 282
 283         add_sigio_fd(fd);
 284 }
 285
 286 void deactivate_fd(int fd, int irqnum)
 287 {
 288         struct irq_fd *irq;
 289         unsigned long flags;
 290         int i;
 291
 292         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 293         irq = find_irq_by_fd(fd, irqnum, &i);
 294         if (irq == NULL) {
 295                 spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 296                 return;
 297         }
 298
 299         os_set_pollfd(i, -1);
 300         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 301
 302         ignore_sigio_fd(fd);
 303 }
 304
 305 /*
 306  * Called just before shutdown in order to provide a clean exec
 307  * environment in case the system is rebooting.  No locking because
 308  * that would cause a pointless shutdown hang if something hadn't
 309  * released the lock.
 310  */
 311 int deactivate_all_fds(void)
 312 {
 313         struct irq_fd *irq;
 314         int err;
 315
 316         for (irq = active_fds; irq != NULL; irq = irq->next) {
 317                 err = os_clear_fd_async(irq->fd);
 318                 if (err)
 319                         return err;
 320         }
 321         /* If there is a signal already queued, after unblocking ignore it */
 322         os_set_ioignore();
 323
 324         return 0;
 325 }
 326
 327 /*
 328  * do_IRQ handles all normal device IRQs (the special
 329  * SMP cross-CPU interrupts have their own specific
 330  * handlers).
 331  */
 332 unsigned int do_IRQ(int irq, struct uml_pt_regs *regs)
 333 {
 334         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs((struct pt_regs *)regs);
 335         irq_enter();
 336         __do_IRQ(irq);
 337         irq_exit();
 338         set_irq_regs(old_regs);
 339         return 1;
 340 }
 341
 342 int um_request_irq(unsigned int irq, int fd, int type,
 343                    irq_handler_t handler,
 344                    unsigned long irqflags, const char * devname,
 345                    void *dev_id)
 346 {
 347         int err;
 348
 349         if (fd != -1) {
 350                 err = activate_fd(irq, fd, type, dev_id);
 351                 if (err)
 352                         return err;
 353         }
 354
 355         return request_irq(irq, handler, irqflags, devname, dev_id);
 356 }
 357
 358 EXPORT_SYMBOL(um_request_irq);
 359 EXPORT_SYMBOL(reactivate_fd);
 360
 361 /*
 362  * irq_chip must define (startup || enable) &&
 363  * (shutdown || disable) && end
 364  */
 365 static void dummy(unsigned int irq)
 366 {
 367 }
 368
 369 /* This is used for everything else than the timer. */
 370 static struct irq_chip normal_irq_type = {
 371         .typename = "SIGIO",
 372         .release = free_irq_by_irq_and_dev,
 373         .disable = dummy,
 374         .enable = dummy,
 375         .ack = dummy,
 376         .end = dummy
 377 };
 378
 379 static struct irq_chip SIGVTALRM_irq_type = {
 380         .typename = "SIGVTALRM",
 381         .release = free_irq_by_irq_and_dev,
 382         .shutdown = dummy, /* never called */
 383         .disable = dummy,
 384         .enable = dummy,
 385         .ack = dummy,
 386         .end = dummy
 387 };
 388
 389 void __init init_IRQ(void)
 390 {
 391         int i;
 392
 393         irq_desc[TIMER_IRQ].status = IRQ_DISABLED;
 394         irq_desc[TIMER_IRQ].action = NULL;
 395         irq_desc[TIMER_IRQ].depth = 1;
 396         irq_desc[TIMER_IRQ].chip = &SIGVTALRM_irq_type;
 397         enable_irq(TIMER_IRQ);
 398         for (i = 1; i < NR_IRQS; i++) {
 399                 irq_desc[i].status = IRQ_DISABLED;
 400                 irq_desc[i].action = NULL;
 401                 irq_desc[i].depth = 1;
 402                 irq_desc[i].chip = &normal_irq_type;
 403                 enable_irq(i);
 404         }
 405 }
 406
 407 /*
 408  * IRQ stack entry and exit:
 409  *
 410  * Unlike i386, UML doesn't receive IRQs on the normal kernel stack
 411  * and switch over to the IRQ stack after some preparation.  We use
 412  * sigaltstack to receive signals on a separate stack from the start.
 413  * These two functions make sure the rest of the kernel won't be too
 414  * upset by being on a different stack.  The IRQ stack has a
 415  * thread_info structure at the bottom so that current et al continue
 416  * to work.
 417  *
 418  * to_irq_stack copies the current task's thread_info to the IRQ stack
 419  * thread_info and sets the tasks's stack to point to the IRQ stack.
 420  *
 421  * from_irq_stack copies the thread_info struct back (flags may have
 422  * been modified) and resets the task's stack pointer.
 423  *
 424  * Tricky bits -
 425  *
 426  * What happens when two signals race each other?  UML doesn't block
 427  * signals with sigprocmask, SA_DEFER, or sa_mask, so a second signal
 428  * could arrive while a previous one is still setting up the
 429  * thread_info.
 430  *
 431  * There are three cases -
 432  *     The first interrupt on the stack - sets up the thread_info and
 433  * handles the interrupt
 434  *     A nested interrupt interrupting the copying of the thread_info -
 435  * can't handle the interrupt, as the stack is in an unknown state
 436  *     A nested interrupt not interrupting the copying of the
 437  * thread_info - doesn't do any setup, just handles the interrupt
 438  *
 439  * The first job is to figure out whether we interrupted stack setup.
 440  * This is done by xchging the signal mask with thread_info->pending.
 441  * If the value that comes back is zero, then there is no setup in
 442  * progress, and the interrupt can be handled.  If the value is
 443  * non-zero, then there is stack setup in progress.  In order to have
 444  * the interrupt handled, we leave our signal in the mask, and it will
 445  * be handled by the upper handler after it has set up the stack.
 446  *
 447  * Next is to figure out whether we are the outer handler or a nested
 448  * one.  As part of setting up the stack, thread_info->real_thread is
 449  * set to non-NULL (and is reset to NULL on exit).  This is the
 450  * nesting indicator.  If it is non-NULL, then the stack is already
 451  * set up and the handler can run.
 452  */
 453
 454 static unsigned long pending_mask;
 455
 456 unsigned long to_irq_stack(unsigned long *mask_out)
 457 {
 458         struct thread_info *ti;
 459         unsigned long mask, old;
 460         int nested;
 461
 462         mask = xchg(&pending_mask, *mask_out);
 463         if (mask != 0) {
 464                 /*
 465                  * If any interrupts come in at this point, we want to
 466                  * make sure that their bits aren't lost by our
 467                  * putting our bit in.  So, this loop accumulates bits
 468                  * until xchg returns the same value that we put in.
 469                  * When that happens, there were no new interrupts,
 470                  * and pending_mask contains a bit for each interrupt
 471                  * that came in.
 472                  */
 473                 old = *mask_out;
 474                 do {
 475                         old |= mask;
 476                         mask = xchg(&pending_mask, old);
 477                 } while (mask != old);
 478                 return 1;
 479         }
 480
 481         ti = current_thread_info();
 482         nested = (ti->real_thread != NULL);
 483         if (!nested) {
 484                 struct task_struct *task;
 485                 struct thread_info *tti;
 486
 487                 task = cpu_tasks[ti->cpu].task;
 488                 tti = task_thread_info(task);
 489
 490                 *ti = *tti;
 491                 ti->real_thread = tti;
 492                 task->stack = ti;
 493         }
 494
 495         mask = xchg(&pending_mask, 0);
 496         *mask_out |= mask | nested;
 497         return 0;
 498 }
 499
 500 unsigned long from_irq_stack(int nested)
 501 {
 502         struct thread_info *ti, *to;
 503         unsigned long mask;
 504
 505         ti = current_thread_info();
 506
 507         pending_mask = 1;
 508
 509         to = ti->real_thread;
 510         current->stack = to;
 511         ti->real_thread = NULL;
 512         *to = *ti;
 513
 514         mask = xchg(&pending_mask, 0);
 515         return mask & ~1;
 516 }
 517