git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - arch/x86_64/kernel/i8259.c

   1 #include <linux/linkage.h>
   2 #include <linux/errno.h>
   3 #include <linux/signal.h>
   4 #include <linux/sched.h>
   5 #include <linux/ioport.h>
   6 #include <linux/interrupt.h>
   7 #include <linux/timex.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/random.h>
  10 #include <linux/smp_lock.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/kernel_stat.h>
  13 #include <linux/sysdev.h>
  14 #include <linux/bitops.h>
  15
  16 #include <asm/acpi.h>
  17 #include <asm/atomic.h>
  18 #include <asm/system.h>
  19 #include <asm/io.h>
  20 #include <asm/hw_irq.h>
  21 #include <asm/pgtable.h>
  22 #include <asm/delay.h>
  23 #include <asm/desc.h>
  24 #include <asm/apic.h>
  25
  26 /*
  27  * Common place to define all x86 IRQ vectors
  28  *
  29  * This builds up the IRQ handler stubs using some ugly macros in irq.h
  30  *
  31  * These macros create the low-level assembly IRQ routines that save
  32  * register context and call do_IRQ(). do_IRQ() then does all the
  33  * operations that are needed to keep the AT (or SMP IOAPIC)
  34  * interrupt-controller happy.
  35  */
  36
  37 #define BI(x,y) \
  38         BUILD_IRQ(x##y)
  39
  40 #define BUILD_16_IRQS(x) \
  41         BI(x,0) BI(x,1) BI(x,2) BI(x,3) \
  42         BI(x,4) BI(x,5) BI(x,6) BI(x,7) \
  43         BI(x,8) BI(x,9) BI(x,a) BI(x,b) \
  44         BI(x,c) BI(x,d) BI(x,e) BI(x,f)
  45
  46 /*
  47  * ISA PIC or low IO-APIC triggered (INTA-cycle or APIC) interrupts:
  48  * (these are usually mapped to vectors 0x20-0x2f)
  49  */
  50
  51 /*
  52  * The IO-APIC gives us many more interrupt sources. Most of these
  53  * are unused but an SMP system is supposed to have enough memory ...
  54  * sometimes (mostly wrt. hw bugs) we get corrupted vectors all
  55  * across the spectrum, so we really want to be prepared to get all
  56  * of these. Plus, more powerful systems might have more than 64
  57  * IO-APIC registers.
  58  *
  59  * (these are usually mapped into the 0x30-0xff vector range)
  60  */
  61                                       BUILD_16_IRQS(0x2) BUILD_16_IRQS(0x3)
  62 BUILD_16_IRQS(0x4) BUILD_16_IRQS(0x5) BUILD_16_IRQS(0x6) BUILD_16_IRQS(0x7)
  63 BUILD_16_IRQS(0x8) BUILD_16_IRQS(0x9) BUILD_16_IRQS(0xa) BUILD_16_IRQS(0xb)
  64 BUILD_16_IRQS(0xc) BUILD_16_IRQS(0xd) BUILD_16_IRQS(0xe) BUILD_16_IRQS(0xf)
  65
  66 #undef BUILD_16_IRQS
  67 #undef BI
  68
  69
  70 #define IRQ(x,y) \
  71         IRQ##x##y##_interrupt
  72
  73 #define IRQLIST_16(x) \
  74         IRQ(x,0), IRQ(x,1), IRQ(x,2), IRQ(x,3), \
  75         IRQ(x,4), IRQ(x,5), IRQ(x,6), IRQ(x,7), \
  76         IRQ(x,8), IRQ(x,9), IRQ(x,a), IRQ(x,b), \
  77         IRQ(x,c), IRQ(x,d), IRQ(x,e), IRQ(x,f)
  78
  79 /* for the irq vectors */
  80 static void (*interrupt[NR_VECTORS - FIRST_EXTERNAL_VECTOR])(void) = {
  81                                           IRQLIST_16(0x2), IRQLIST_16(0x3),
  82         IRQLIST_16(0x4), IRQLIST_16(0x5), IRQLIST_16(0x6), IRQLIST_16(0x7),
  83         IRQLIST_16(0x8), IRQLIST_16(0x9), IRQLIST_16(0xa), IRQLIST_16(0xb),
  84         IRQLIST_16(0xc), IRQLIST_16(0xd), IRQLIST_16(0xe), IRQLIST_16(0xf)
  85 };
  86
  87 #undef IRQ
  88 #undef IRQLIST_16
  89
  90 /*
  91  * This is the 'legacy' 8259A Programmable Interrupt Controller,
  92  * present in the majority of PC/AT boxes.
  93  * plus some generic x86 specific things if generic specifics makes
  94  * any sense at all.
  95  * this file should become arch/i386/kernel/irq.c when the old irq.c
  96  * moves to arch independent land
  97  */
  98
  99 static int i8259A_auto_eoi;
 100 DEFINE_SPINLOCK(i8259A_lock);
 101 static void mask_and_ack_8259A(unsigned int);
 102
 103 static struct irq_chip i8259A_chip = {
 104         .name           = "XT-PIC",
 105         .mask           = disable_8259A_irq,
 106         .unmask         = enable_8259A_irq,
 107         .mask_ack       = mask_and_ack_8259A,
 108 };
 109
 110 /*
 111  * 8259A PIC functions to handle ISA devices:
 112  */
 113
 114 /*
 115  * This contains the irq mask for both 8259A irq controllers,
 116  */
 117 static unsigned int cached_irq_mask = 0xffff;
 118
 119 #define __byte(x,y)     (((unsigned char *)&(y))[x])
 120 #define cached_21       (__byte(0,cached_irq_mask))
 121 #define cached_A1       (__byte(1,cached_irq_mask))
 122
 123 /*
 124  * Not all IRQs can be routed through the IO-APIC, eg. on certain (older)
 125  * boards the timer interrupt is not really connected to any IO-APIC pin,
 126  * it's fed to the master 8259A's IR0 line only.
 127  *
 128  * Any '1' bit in this mask means the IRQ is routed through the IO-APIC.
 129  * this 'mixed mode' IRQ handling costs nothing because it's only used
 130  * at IRQ setup time.
 131  */
 132 unsigned long io_apic_irqs;
 133
 134 void disable_8259A_irq(unsigned int irq)
 135 {
 136         unsigned int mask = 1 << irq;
 137         unsigned long flags;
 138
 139         spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
 140         cached_irq_mask |= mask;
 141         if (irq & 8)
 142                 outb(cached_A1,0xA1);
 143         else
 144                 outb(cached_21,0x21);
 145         spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
 146 }
 147
 148 void enable_8259A_irq(unsigned int irq)
 149 {
 150         unsigned int mask = ~(1 << irq);
 151         unsigned long flags;
 152
 153         spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
 154         cached_irq_mask &= mask;
 155         if (irq & 8)
 156                 outb(cached_A1,0xA1);
 157         else
 158                 outb(cached_21,0x21);
 159         spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
 160 }
 161
 162 int i8259A_irq_pending(unsigned int irq)
 163 {
 164         unsigned int mask = 1<<irq;
 165         unsigned long flags;
 166         int ret;
 167
 168         spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
 169         if (irq < 8)
 170                 ret = inb(0x20) & mask;
 171         else
 172                 ret = inb(0xA0) & (mask >> 8);
 173         spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
 174
 175         return ret;
 176 }
 177
 178 void make_8259A_irq(unsigned int irq)
 179 {
 180         disable_irq_nosync(irq);
 181         io_apic_irqs &= ~(1<<irq);
 182         set_irq_chip_and_handler_name(irq, &i8259A_chip, handle_level_irq,
 183                                       "XT");
 184         enable_irq(irq);
 185 }
 186
 187 /*
 188  * This function assumes to be called rarely. Switching between
 189  * 8259A registers is slow.
 190  * This has to be protected by the irq controller spinlock
 191  * before being called.
 192  */
 193 static inline int i8259A_irq_real(unsigned int irq)
 194 {
 195         int value;
 196         int irqmask = 1<<irq;
 197
 198         if (irq < 8) {
 199                 outb(0x0B,0x20);                /* ISR register */
 200                 value = inb(0x20) & irqmask;
 201                 outb(0x0A,0x20);                /* back to the IRR register */
 202                 return value;
 203         }
 204         outb(0x0B,0xA0);                /* ISR register */
 205         value = inb(0xA0) & (irqmask >> 8);
 206         outb(0x0A,0xA0);                /* back to the IRR register */
 207         return value;
 208 }
 209
 210 /*
 211  * Careful! The 8259A is a fragile beast, it pretty
 212  * much _has_ to be done exactly like this (mask it
 213  * first, _then_ send the EOI, and the order of EOI
 214  * to the two 8259s is important!
 215  */
 216 static void mask_and_ack_8259A(unsigned int irq)
 217 {
 218         unsigned int irqmask = 1 << irq;
 219         unsigned long flags;
 220
 221         spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
 222         /*
 223          * Lightweight spurious IRQ detection. We do not want
 224          * to overdo spurious IRQ handling - it's usually a sign
 225          * of hardware problems, so we only do the checks we can
 226          * do without slowing down good hardware unnecessarily.
 227          *
 228          * Note that IRQ7 and IRQ15 (the two spurious IRQs
 229          * usually resulting from the 8259A-1|2 PICs) occur
 230          * even if the IRQ is masked in the 8259A. Thus we
 231          * can check spurious 8259A IRQs without doing the
 232          * quite slow i8259A_irq_real() call for every IRQ.
 233          * This does not cover 100% of spurious interrupts,
 234          * but should be enough to warn the user that there
 235          * is something bad going on ...
 236          */
 237         if (cached_irq_mask & irqmask)
 238                 goto spurious_8259A_irq;
 239         cached_irq_mask |= irqmask;
 240
 241 handle_real_irq:
 242         if (irq & 8) {
 243                 inb(0xA1);              /* DUMMY - (do we need this?) */
 244                 outb(cached_A1,0xA1);
 245                 outb(0x60+(irq&7),0xA0);/* 'Specific EOI' to slave */
 246                 outb(0x62,0x20);        /* 'Specific EOI' to master-IRQ2 */
 247         } else {
 248                 inb(0x21);              /* DUMMY - (do we need this?) */
 249                 outb(cached_21,0x21);
 250                 outb(0x60+irq,0x20);    /* 'Specific EOI' to master */
 251         }
 252         spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
 253         return;
 254
 255 spurious_8259A_irq:
 256         /*
 257          * this is the slow path - should happen rarely.
 258          */
 259         if (i8259A_irq_real(irq))
 260                 /*
 261                  * oops, the IRQ _is_ in service according to the
 262                  * 8259A - not spurious, go handle it.
 263                  */
 264                 goto handle_real_irq;
 265
 266         {
 267                 static int spurious_irq_mask;
 268                 /*
 269                  * At this point we can be sure the IRQ is spurious,
 270                  * lets ACK and report it. [once per IRQ]
 271                  */
 272                 if (!(spurious_irq_mask & irqmask)) {
 273                         printk(KERN_DEBUG "spurious 8259A interrupt: IRQ%d.\n", irq);
 274                         spurious_irq_mask |= irqmask;
 275                 }
 276                 atomic_inc(&irq_err_count);
 277                 /*
 278                  * Theoretically we do not have to handle this IRQ,
 279                  * but in Linux this does not cause problems and is
 280                  * simpler for us.
 281                  */
 282                 goto handle_real_irq;
 283         }
 284 }
 285
 286 void init_8259A(int auto_eoi)
 287 {
 288         unsigned long flags;
 289
 290         i8259A_auto_eoi = auto_eoi;
 291
 292         spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
 293
 294         outb(0xff, 0x21);       /* mask all of 8259A-1 */
 295         outb(0xff, 0xA1);       /* mask all of 8259A-2 */
 296
 297         /*
 298          * outb_p - this has to work on a wide range of PC hardware.
 299          */
 300         outb_p(0x11, 0x20);     /* ICW1: select 8259A-1 init */
 301         outb_p(0x20 + 0, 0x21); /* ICW2: 8259A-1 IR0-7 mapped to 0x20-0x27 */
 302         outb_p(0x04, 0x21);     /* 8259A-1 (the master) has a slave on IR2 */
 303         if (auto_eoi)
 304                 outb_p(0x03, 0x21);     /* master does Auto EOI */
 305         else
 306                 outb_p(0x01, 0x21);     /* master expects normal EOI */
 307
 308         outb_p(0x11, 0xA0);     /* ICW1: select 8259A-2 init */
 309         outb_p(0x20 + 8, 0xA1); /* ICW2: 8259A-2 IR0-7 mapped to 0x28-0x2f */
 310         outb_p(0x02, 0xA1);     /* 8259A-2 is a slave on master's IR2 */
 311         outb_p(0x01, 0xA1);     /* (slave's support for AEOI in flat mode
 312                                     is to be investigated) */
 313
 314         if (auto_eoi)
 315                 /*
 316                  * in AEOI mode we just have to mask the interrupt
 317                  * when acking.
 318                  */
 319                 i8259A_chip.mask_ack = disable_8259A_irq;
 320         else
 321                 i8259A_chip.mask_ack = mask_and_ack_8259A;
 322
 323         udelay(100);            /* wait for 8259A to initialize */
 324
 325         outb(cached_21, 0x21);  /* restore master IRQ mask */
 326         outb(cached_A1, 0xA1);  /* restore slave IRQ mask */
 327
 328         spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
 329 }
 330
 331 static char irq_trigger[2];
 332 /**
 333  * ELCR registers (0x4d0, 0x4d1) control edge/level of IRQ
 334  */
 335 static void restore_ELCR(char *trigger)
 336 {
 337         outb(trigger[0], 0x4d0);
 338         outb(trigger[1], 0x4d1);
 339 }
 340
 341 static void save_ELCR(char *trigger)
 342 {
 343         /* IRQ 0,1,2,8,13 are marked as reserved */
 344         trigger[0] = inb(0x4d0) & 0xF8;
 345         trigger[1] = inb(0x4d1) & 0xDE;
 346 }
 347
 348 static int i8259A_resume(struct sys_device *dev)
 349 {
 350         init_8259A(i8259A_auto_eoi);
 351         restore_ELCR(irq_trigger);
 352         return 0;
 353 }
 354
 355 static int i8259A_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 356 {
 357         save_ELCR(irq_trigger);
 358         return 0;
 359 }
 360
 361 static int i8259A_shutdown(struct sys_device *dev)
 362 {
 363         /* Put the i8259A into a quiescent state that
 364          * the kernel initialization code can get it
 365          * out of.
 366          */
 367         outb(0xff, 0x21);       /* mask all of 8259A-1 */
 368         outb(0xff, 0xA1);       /* mask all of 8259A-1 */
 369         return 0;
 370 }
 371
 372 static struct sysdev_class i8259_sysdev_class = {
 373         set_kset_name("i8259"),
 374         .suspend = i8259A_suspend,
 375         .resume = i8259A_resume,
 376         .shutdown = i8259A_shutdown,
 377 };
 378
 379 static struct sys_device device_i8259A = {
 380         .id     = 0,
 381         .cls    = &i8259_sysdev_class,
 382 };
 383
 384 static int __init i8259A_init_sysfs(void)
 385 {
 386         int error = sysdev_class_register(&i8259_sysdev_class);
 387         if (!error)
 388                 error = sysdev_register(&device_i8259A);
 389         return error;
 390 }
 391
 392 device_initcall(i8259A_init_sysfs);
 393
 394 /*
 395  * IRQ2 is cascade interrupt to second interrupt controller
 396  */
 397
 398 static struct irqaction irq2 = { no_action, 0, CPU_MASK_NONE, "cascade", NULL, NULL};
 399 DEFINE_PER_CPU(vector_irq_t, vector_irq) = {
 400         [0 ... FIRST_EXTERNAL_VECTOR - 1] = -1,
 401         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 0] = 0,
 402         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 1] = 1,
 403         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 2] = 2,
 404         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 3] = 3,
 405         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 4] = 4,
 406         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 5] = 5,
 407         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 6] = 6,
 408         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 7] = 7,
 409         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 8] = 8,
 410         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 9] = 9,
 411         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 10] = 10,
 412         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 11] = 11,
 413         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 12] = 12,
 414         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 13] = 13,
 415         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 14] = 14,
 416         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 15] = 15,
 417         [FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 16 ... NR_VECTORS - 1] = -1
 418 };
 419
 420 void __init init_ISA_irqs (void)
 421 {
 422         int i;
 423
 424         init_bsp_APIC();
 425         init_8259A(0);
 426
 427         for (i = 0; i < NR_IRQS; i++) {
 428                 irq_desc[i].status = IRQ_DISABLED;
 429                 irq_desc[i].action = NULL;
 430                 irq_desc[i].depth = 1;
 431
 432                 if (i < 16) {
 433                         /*
 434                          * 16 old-style INTA-cycle interrupts:
 435                          */
 436                         set_irq_chip_and_handler_name(i, &i8259A_chip,
 437                                                       handle_level_irq, "XT");
 438                 } else {
 439                         /*
 440                          * 'high' PCI IRQs filled in on demand
 441                          */
 442                         irq_desc[i].chip = &no_irq_chip;
 443                 }
 444         }
 445 }
 446
 447 void apic_timer_interrupt(void);
 448 void spurious_interrupt(void);
 449 void error_interrupt(void);
 450 void reschedule_interrupt(void);
 451 void call_function_interrupt(void);
 452 void invalidate_interrupt0(void);
 453 void invalidate_interrupt1(void);
 454 void invalidate_interrupt2(void);
 455 void invalidate_interrupt3(void);
 456 void invalidate_interrupt4(void);
 457 void invalidate_interrupt5(void);
 458 void invalidate_interrupt6(void);
 459 void invalidate_interrupt7(void);
 460 void thermal_interrupt(void);
 461 void threshold_interrupt(void);
 462 void i8254_timer_resume(void);
 463
 464 static void setup_timer_hardware(void)
 465 {
 466         outb_p(0x34,0x43);              /* binary, mode 2, LSB/MSB, ch 0 */
 467         udelay(10);
 468         outb_p(LATCH & 0xff , 0x40);    /* LSB */
 469         udelay(10);
 470         outb(LATCH >> 8 , 0x40);        /* MSB */
 471 }
 472
 473 static int timer_resume(struct sys_device *dev)
 474 {
 475         setup_timer_hardware();
 476         return 0;
 477 }
 478
 479 void i8254_timer_resume(void)
 480 {
 481         setup_timer_hardware();
 482 }
 483
 484 static struct sysdev_class timer_sysclass = {
 485         set_kset_name("timer_pit"),
 486         .resume         = timer_resume,
 487 };
 488
 489 static struct sys_device device_timer = {
 490         .id             = 0,
 491         .cls            = &timer_sysclass,
 492 };
 493
 494 static int __init init_timer_sysfs(void)
 495 {
 496         int error = sysdev_class_register(&timer_sysclass);
 497         if (!error)
 498                 error = sysdev_register(&device_timer);
 499         return error;
 500 }
 501
 502 device_initcall(init_timer_sysfs);
 503
 504 void __init init_IRQ(void)
 505 {
 506         int i;
 507
 508         init_ISA_irqs();
 509         /*
 510          * Cover the whole vector space, no vector can escape
 511          * us. (some of these will be overridden and become
 512          * 'special' SMP interrupts)
 513          */
 514         for (i = 0; i < (NR_VECTORS - FIRST_EXTERNAL_VECTOR); i++) {
 515                 int vector = FIRST_EXTERNAL_VECTOR + i;
 516                 if (vector != IA32_SYSCALL_VECTOR)
 517                         set_intr_gate(vector, interrupt[i]);
 518         }
 519
 520 #ifdef CONFIG_SMP
 521         /*
 522          * IRQ0 must be given a fixed assignment and initialized,
 523          * because it's used before the IO-APIC is set up.
 524          */
 525         __get_cpu_var(vector_irq)[FIRST_DEVICE_VECTOR] = 0;
 526
 527         /*
 528          * The reschedule interrupt is a CPU-to-CPU reschedule-helper
 529          * IPI, driven by wakeup.
 530          */
 531         set_intr_gate(RESCHEDULE_VECTOR, reschedule_interrupt);
 532
 533         /* IPIs for invalidation */
 534         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR_START+0, invalidate_interrupt0);
 535         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR_START+1, invalidate_interrupt1);
 536         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR_START+2, invalidate_interrupt2);
 537         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR_START+3, invalidate_interrupt3);
 538         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR_START+4, invalidate_interrupt4);
 539         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR_START+5, invalidate_interrupt5);
 540         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR_START+6, invalidate_interrupt6);
 541         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR_START+7, invalidate_interrupt7);
 542
 543         /* IPI for generic function call */
 544         set_intr_gate(CALL_FUNCTION_VECTOR, call_function_interrupt);
 545 #endif
 546         set_intr_gate(THERMAL_APIC_VECTOR, thermal_interrupt);
 547         set_intr_gate(THRESHOLD_APIC_VECTOR, threshold_interrupt);
 548
 549         /* self generated IPI for local APIC timer */
 550         set_intr_gate(LOCAL_TIMER_VECTOR, apic_timer_interrupt);
 551
 552         /* IPI vectors for APIC spurious and error interrupts */
 553         set_intr_gate(SPURIOUS_APIC_VECTOR, spurious_interrupt);
 554         set_intr_gate(ERROR_APIC_VECTOR, error_interrupt);
 555
 556         /*
 557          * Set the clock to HZ Hz, we already have a valid
 558          * vector now:
 559          */
 560         setup_timer_hardware();
 561
 562         if (!acpi_ioapic)
 563                 setup_irq(2, &irq2);
 564 }