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/seq_file.h"
  14 #include "as-layout.h"
  15 #include "kern_util.h"
  16 #include "os.h"
  17
  18 /*
  19  * Generic, controller-independent functions:
  20  */
  21
  22 int show_interrupts(struct seq_file *p, void *v)
  23 {
  24         int i = *(loff_t *) v, j;
  25         struct irqaction * action;
  26         unsigned long flags;
  27
  28         if (i == 0) {
  29                 seq_printf(p, "           ");
  30                 for_each_online_cpu(j)
  31                         seq_printf(p, "CPU%d       ",j);
  32                 seq_putc(p, '\n');
  33         }
  34
  35         if (i < NR_IRQS) {
  36                 spin_lock_irqsave(&irq_desc[i].lock, flags);
  37                 action = irq_desc[i].action;
  38                 if (!action)
  39                         goto skip;
  40                 seq_printf(p, "%3d: ",i);
  41 #ifndef CONFIG_SMP
  42                 seq_printf(p, "%10u ", kstat_irqs(i));
  43 #else
  44                 for_each_online_cpu(j)
  45                         seq_printf(p, "%10u ", kstat_cpu(j).irqs[i]);
  46 #endif
  47                 seq_printf(p, " %14s", irq_desc[i].chip->typename);
  48                 seq_printf(p, "  %s", action->name);
  49
  50                 for (action=action->next; action; action = action->next)
  51                         seq_printf(p, ", %s", action->name);
  52
  53                 seq_putc(p, '\n');
  54 skip:
  55                 spin_unlock_irqrestore(&irq_desc[i].lock, flags);
  56         } else if (i == NR_IRQS)
  57                 seq_putc(p, '\n');
  58
  59         return 0;
  60 }
  61
  62 /*
  63  * This list is accessed under irq_lock, except in sigio_handler,
  64  * where it is safe from being modified.  IRQ handlers won't change it -
  65  * if an IRQ source has vanished, it will be freed by free_irqs just
  66  * before returning from sigio_handler.  That will process a separate
  67  * list of irqs to free, with its own locking, coming back here to
  68  * remove list elements, taking the irq_lock to do so.
  69  */
  70 static struct irq_fd *active_fds = NULL;
  71 static struct irq_fd **last_irq_ptr = &active_fds;
  72
  73 extern void free_irqs(void);
  74
  75 void sigio_handler(int sig, struct uml_pt_regs *regs)
  76 {
  77         struct irq_fd *irq_fd;
  78         int n;
  79
  80         if (smp_sigio_handler())
  81                 return;
  82
  83         while (1) {
  84                 n = os_waiting_for_events(active_fds);
  85                 if (n <= 0) {
  86                         if (n == -EINTR)
  87                                 continue;
  88                         else break;
  89                 }
  90
  91                 for (irq_fd = active_fds; irq_fd != NULL;
  92                      irq_fd = irq_fd->next) {
  93                         if (irq_fd->current_events != 0) {
  94                                 irq_fd->current_events = 0;
  95                                 do_IRQ(irq_fd->irq, regs);
  96                         }
  97                 }
  98         }
  99
 100         free_irqs();
 101 }
 102
 103 static DEFINE_SPINLOCK(irq_lock);
 104
 105 int activate_fd(int irq, int fd, int type, void *dev_id)
 106 {
 107         struct pollfd *tmp_pfd;
 108         struct irq_fd *new_fd, *irq_fd;
 109         unsigned long flags;
 110         int events, err, n;
 111
 112         err = os_set_fd_async(fd);
 113         if (err < 0)
 114                 goto out;
 115
 116         err = -ENOMEM;
 117         new_fd = kmalloc(sizeof(struct irq_fd), GFP_KERNEL);
 118         if (new_fd == NULL)
 119                 goto out;
 120
 121         if (type == IRQ_READ)
 122                 events = UM_POLLIN | UM_POLLPRI;
 123         else events = UM_POLLOUT;
 124         *new_fd = ((struct irq_fd) { .next              = NULL,
 125                                      .id                = dev_id,
 126                                      .fd                = fd,
 127                                      .type              = type,
 128                                      .irq               = irq,
 129                                      .events            = events,
 130                                      .current_events    = 0 } );
 131
 132         err = -EBUSY;
 133         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 134         for (irq_fd = active_fds; irq_fd != NULL; irq_fd = irq_fd->next) {
 135                 if ((irq_fd->fd == fd) && (irq_fd->type == type)) {
 136                         printk(KERN_ERR "Registering fd %d twice\n", fd);
 137                         printk(KERN_ERR "Irqs : %d, %d\n", irq_fd->irq, irq);
 138                         printk(KERN_ERR "Ids : 0x%p, 0x%p\n", irq_fd->id,
 139                                dev_id);
 140                         goto out_unlock;
 141                 }
 142         }
 143
 144         if (type == IRQ_WRITE)
 145                 fd = -1;
 146
 147         tmp_pfd = NULL;
 148         n = 0;
 149
 150         while (1) {
 151                 n = os_create_pollfd(fd, events, tmp_pfd, n);
 152                 if (n == 0)
 153                         break;
 154
 155                 /*
 156                  * n > 0
 157                  * It means we couldn't put new pollfd to current pollfds
 158                  * and tmp_fds is NULL or too small for new pollfds array.
 159                  * Needed size is equal to n as minimum.
 160                  *
 161                  * Here we have to drop the lock in order to call
 162                  * kmalloc, which might sleep.
 163                  * If something else came in and changed the pollfds array
 164                  * so we will not be able to put new pollfd struct to pollfds
 165                  * then we free the buffer tmp_fds and try again.
 166                  */
 167                 spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 168                 kfree(tmp_pfd);
 169
 170                 tmp_pfd = kmalloc(n, GFP_KERNEL);
 171                 if (tmp_pfd == NULL)
 172                         goto out_kfree;
 173
 174                 spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 175         }
 176
 177         *last_irq_ptr = new_fd;
 178         last_irq_ptr = &new_fd->next;
 179
 180         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 181
 182         /*
 183          * This calls activate_fd, so it has to be outside the critical
 184          * section.
 185          */
 186         maybe_sigio_broken(fd, (type == IRQ_READ));
 187
 188         return 0;
 189
 190  out_unlock:
 191         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 192  out_kfree:
 193         kfree(new_fd);
 194  out:
 195         return err;
 196 }
 197
 198 static void free_irq_by_cb(int (*test)(struct irq_fd *, void *), void *arg)
 199 {
 200         unsigned long flags;
 201
 202         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 203         os_free_irq_by_cb(test, arg, active_fds, &last_irq_ptr);
 204         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 205 }
 206
 207 struct irq_and_dev {
 208         int irq;
 209         void *dev;
 210 };
 211
 212 static int same_irq_and_dev(struct irq_fd *irq, void *d)
 213 {
 214         struct irq_and_dev *data = d;
 215
 216         return ((irq->irq == data->irq) && (irq->id == data->dev));
 217 }
 218
 219 void free_irq_by_irq_and_dev(unsigned int irq, void *dev)
 220 {
 221         struct irq_and_dev data = ((struct irq_and_dev) { .irq  = irq,
 222                                                           .dev  = dev });
 223
 224         free_irq_by_cb(same_irq_and_dev, &data);
 225 }
 226
 227 static int same_fd(struct irq_fd *irq, void *fd)
 228 {
 229         return (irq->fd == *((int *)fd));
 230 }
 231
 232 void free_irq_by_fd(int fd)
 233 {
 234         free_irq_by_cb(same_fd, &fd);
 235 }
 236
 237 /* Must be called with irq_lock held */
 238 static struct irq_fd *find_irq_by_fd(int fd, int irqnum, int *index_out)
 239 {
 240         struct irq_fd *irq;
 241         int i = 0;
 242         int fdi;
 243
 244         for (irq = active_fds; irq != NULL; irq = irq->next) {
 245                 if ((irq->fd == fd) && (irq->irq == irqnum))
 246                         break;
 247                 i++;
 248         }
 249         if (irq == NULL) {
 250                 printk(KERN_ERR "find_irq_by_fd doesn't have descriptor %d\n",
 251                        fd);
 252                 goto out;
 253         }
 254         fdi = os_get_pollfd(i);
 255         if ((fdi != -1) && (fdi != fd)) {
 256                 printk(KERN_ERR "find_irq_by_fd - mismatch between active_fds "
 257                        "and pollfds, fd %d vs %d, need %d\n", irq->fd,
 258                        fdi, fd);
 259                 irq = NULL;
 260                 goto out;
 261         }
 262         *index_out = i;
 263  out:
 264         return irq;
 265 }
 266
 267 void reactivate_fd(int fd, int irqnum)
 268 {
 269         struct irq_fd *irq;
 270         unsigned long flags;
 271         int i;
 272
 273         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 274         irq = find_irq_by_fd(fd, irqnum, &i);
 275         if (irq == NULL) {
 276                 spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 277                 return;
 278         }
 279         os_set_pollfd(i, irq->fd);
 280         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 281
 282         add_sigio_fd(fd);
 283 }
 284
 285 void deactivate_fd(int fd, int irqnum)
 286 {
 287         struct irq_fd *irq;
 288         unsigned long flags;
 289         int i;
 290
 291         spin_lock_irqsave(&irq_lock, flags);
 292         irq = find_irq_by_fd(fd, irqnum, &i);
 293         if (irq == NULL) {
 294                 spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 295                 return;
 296         }
 297
 298         os_set_pollfd(i, -1);
 299         spin_unlock_irqrestore(&irq_lock, flags);
 300
 301         ignore_sigio_fd(fd);
 302 }
 303
 304 /*
 305  * Called just before shutdown in order to provide a clean exec
 306  * environment in case the system is rebooting.  No locking because
 307  * that would cause a pointless shutdown hang if something hadn't
 308  * released the lock.
 309  */
 310 int deactivate_all_fds(void)
 311 {
 312         struct irq_fd *irq;
 313         int err;
 314
 315         for (irq = active_fds; irq != NULL; irq = irq->next) {
 316                 err = os_clear_fd_async(irq->fd);
 317                 if (err)
 318                         return err;
 319         }
 320         /* If there is a signal already queued, after unblocking ignore it */
 321         os_set_ioignore();
 322
 323         return 0;
 324 }
 325
 326 /*
 327  * do_IRQ handles all normal device IRQs (the special
 328  * SMP cross-CPU interrupts have their own specific
 329  * handlers).
 330  */
 331 unsigned int do_IRQ(int irq, struct uml_pt_regs *regs)
 332 {
 333         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs((struct pt_regs *)regs);
 334         irq_enter();
 335         __do_IRQ(irq);
 336         irq_exit();
 337         set_irq_regs(old_regs);
 338         return 1;
 339 }
 340
 341 int um_request_irq(unsigned int irq, int fd, int type,
 342                    irq_handler_t handler,
 343                    unsigned long irqflags, const char * devname,
 344                    void *dev_id)
 345 {
 346         int err;
 347
 348         if (fd != -1) {
 349                 err = activate_fd(irq, fd, type, dev_id);
 350                 if (err)
 351                         return err;
 352         }
 353
 354         return request_irq(irq, handler, irqflags, devname, dev_id);
 355 }
 356
 357 EXPORT_SYMBOL(um_request_irq);
 358 EXPORT_SYMBOL(reactivate_fd);
 359
 360 /*
 361  * hw_interrupt_type must define (startup || enable) &&
 362  * (shutdown || disable) && end
 363  */
 364 static void dummy(unsigned int irq)
 365 {
 366 }
 367
 368 /* This is used for everything else than the timer. */
 369 static struct hw_interrupt_type normal_irq_type = {
 370         .typename = "SIGIO",
 371         .release = free_irq_by_irq_and_dev,
 372         .disable = dummy,
 373         .enable = dummy,
 374         .ack = dummy,
 375         .end = dummy
 376 };
 377
 378 static struct hw_interrupt_type SIGVTALRM_irq_type = {
 379         .typename = "SIGVTALRM",
 380         .release = free_irq_by_irq_and_dev,
 381         .shutdown = dummy, /* never called */
 382         .disable = dummy,
 383         .enable = dummy,
 384         .ack = dummy,
 385         .end = dummy
 386 };
 387
 388 void __init init_IRQ(void)
 389 {
 390         int i;
 391
 392         irq_desc[TIMER_IRQ].status = IRQ_DISABLED;
 393         irq_desc[TIMER_IRQ].action = NULL;
 394         irq_desc[TIMER_IRQ].depth = 1;
 395         irq_desc[TIMER_IRQ].chip = &SIGVTALRM_irq_type;
 396         enable_irq(TIMER_IRQ);
 397         for (i = 1; i < NR_IRQS; i++) {
 398                 irq_desc[i].status = IRQ_DISABLED;
 399                 irq_desc[i].action = NULL;
 400                 irq_desc[i].depth = 1;
 401                 irq_desc[i].chip = &normal_irq_type;
 402                 enable_irq(i);
 403         }
 404 }
 405
 406 int init_aio_irq(int irq, char *name, irq_handler_t handler)
 407 {
 408         int fds[2], err;
 409
 410         err = os_pipe(fds, 1, 1);
 411         if (err) {
 412                 printk(KERN_ERR "init_aio_irq - os_pipe failed, err = %d\n",
 413                        -err);
 414                 goto out;
 415         }
 416
 417         err = um_request_irq(irq, fds[0], IRQ_READ, handler,
 418                              IRQF_DISABLED | IRQF_SAMPLE_RANDOM, name,
 419                              (void *) (long) fds[0]);
 420         if (err) {
 421                 printk(KERN_ERR "init_aio_irq - : um_request_irq failed, "
 422                        "err = %d\n",
 423                        err);
 424                 goto out_close;
 425         }
 426
 427         err = fds[1];
 428         goto out;
 429
 430  out_close:
 431         os_close_file(fds[0]);
 432         os_close_file(fds[1]);
 433  out:
 434         return err;
 435 }
 436
 437 /*
 438  * IRQ stack entry and exit:
 439  *
 440  * Unlike i386, UML doesn't receive IRQs on the normal kernel stack
 441  * and switch over to the IRQ stack after some preparation.  We use
 442  * sigaltstack to receive signals on a separate stack from the start.
 443  * These two functions make sure the rest of the kernel won't be too
 444  * upset by being on a different stack.  The IRQ stack has a
 445  * thread_info structure at the bottom so that current et al continue
 446  * to work.
 447  *
 448  * to_irq_stack copies the current task's thread_info to the IRQ stack
 449  * thread_info and sets the tasks's stack to point to the IRQ stack.
 450  *
 451  * from_irq_stack copies the thread_info struct back (flags may have
 452  * been modified) and resets the task's stack pointer.
 453  *
 454  * Tricky bits -
 455  *
 456  * What happens when two signals race each other?  UML doesn't block
 457  * signals with sigprocmask, SA_DEFER, or sa_mask, so a second signal
 458  * could arrive while a previous one is still setting up the
 459  * thread_info.
 460  *
 461  * There are three cases -
 462  *     The first interrupt on the stack - sets up the thread_info and
 463  * handles the interrupt
 464  *     A nested interrupt interrupting the copying of the thread_info -
 465  * can't handle the interrupt, as the stack is in an unknown state
 466  *     A nested interrupt not interrupting the copying of the
 467  * thread_info - doesn't do any setup, just handles the interrupt
 468  *
 469  * The first job is to figure out whether we interrupted stack setup.
 470  * This is done by xchging the signal mask with thread_info->pending.
 471  * If the value that comes back is zero, then there is no setup in
 472  * progress, and the interrupt can be handled.  If the value is
 473  * non-zero, then there is stack setup in progress.  In order to have
 474  * the interrupt handled, we leave our signal in the mask, and it will
 475  * be handled by the upper handler after it has set up the stack.
 476  *
 477  * Next is to figure out whether we are the outer handler or a nested
 478  * one.  As part of setting up the stack, thread_info->real_thread is
 479  * set to non-NULL (and is reset to NULL on exit).  This is the
 480  * nesting indicator.  If it is non-NULL, then the stack is already
 481  * set up and the handler can run.
 482  */
 483
 484 static unsigned long pending_mask;
 485
 486 unsigned long to_irq_stack(unsigned long *mask_out)
 487 {
 488         struct thread_info *ti;
 489         unsigned long mask, old;
 490         int nested;
 491
 492         mask = xchg(&pending_mask, *mask_out);
 493         if (mask != 0) {
 494                 /*
 495                  * If any interrupts come in at this point, we want to
 496                  * make sure that their bits aren't lost by our
 497                  * putting our bit in.  So, this loop accumulates bits
 498                  * until xchg returns the same value that we put in.
 499                  * When that happens, there were no new interrupts,
 500                  * and pending_mask contains a bit for each interrupt
 501                  * that came in.
 502                  */
 503                 old = *mask_out;
 504                 do {
 505                         old |= mask;
 506                         mask = xchg(&pending_mask, old);
 507                 } while (mask != old);
 508                 return 1;
 509         }
 510
 511         ti = current_thread_info();
 512         nested = (ti->real_thread != NULL);
 513         if (!nested) {
 514                 struct task_struct *task;
 515                 struct thread_info *tti;
 516
 517                 task = cpu_tasks[ti->cpu].task;
 518                 tti = task_thread_info(task);
 519
 520                 *ti = *tti;
 521                 ti->real_thread = tti;
 522                 task->stack = ti;
 523         }
 524
 525         mask = xchg(&pending_mask, 0);
 526         *mask_out |= mask | nested;
 527         return 0;
 528 }
 529
 530 unsigned long from_irq_stack(int nested)
 531 {
 532         struct thread_info *ti, *to;
 533         unsigned long mask;
 534
 535         ti = current_thread_info();
 536
 537         pending_mask = 1;
 538
 539         to = ti->real_thread;
 540         current->stack = to;
 541         ti->real_thread = NULL;
 542         *to = *ti;
 543
 544         mask = xchg(&pending_mask, 0);
 545         return mask & ~1;
 546 }
 547