irqchip: gic-v3: Refactor gic_enable_redist to support both enabling and disabling
[cascardo/linux.git] / drivers / irqchip / irq-gic-v3.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2013, 2014 ARM Limited, All Rights Reserved.
3  * Author: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
7  * published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16  */
17
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/delay.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/of.h>
22 #include <linux/of_address.h>
23 #include <linux/of_irq.h>
24 #include <linux/percpu.h>
25 #include <linux/slab.h>
26
27 #include <linux/irqchip/arm-gic-v3.h>
28
29 #include <asm/cputype.h>
30 #include <asm/exception.h>
31 #include <asm/smp_plat.h>
32
33 #include "irq-gic-common.h"
34 #include "irqchip.h"
35
36 struct gic_chip_data {
37         void __iomem            *dist_base;
38         void __iomem            **redist_base;
39         void __percpu __iomem   **rdist;
40         struct irq_domain       *domain;
41         u64                     redist_stride;
42         u32                     redist_regions;
43         unsigned int            irq_nr;
44 };
45
46 static struct gic_chip_data gic_data __read_mostly;
47
48 #define gic_data_rdist()                (this_cpu_ptr(gic_data.rdist))
49 #define gic_data_rdist_rd_base()        (*gic_data_rdist())
50 #define gic_data_rdist_sgi_base()       (gic_data_rdist_rd_base() + SZ_64K)
51
52 /* Our default, arbitrary priority value. Linux only uses one anyway. */
53 #define DEFAULT_PMR_VALUE       0xf0
54
55 static inline unsigned int gic_irq(struct irq_data *d)
56 {
57         return d->hwirq;
58 }
59
60 static inline int gic_irq_in_rdist(struct irq_data *d)
61 {
62         return gic_irq(d) < 32;
63 }
64
65 static inline void __iomem *gic_dist_base(struct irq_data *d)
66 {
67         if (gic_irq_in_rdist(d))        /* SGI+PPI -> SGI_base for this CPU */
68                 return gic_data_rdist_sgi_base();
69
70         if (d->hwirq <= 1023)           /* SPI -> dist_base */
71                 return gic_data.dist_base;
72
73         if (d->hwirq >= 8192)
74                 BUG();          /* LPI Detected!!! */
75
76         return NULL;
77 }
78
79 static void gic_do_wait_for_rwp(void __iomem *base)
80 {
81         u32 count = 1000000;    /* 1s! */
82
83         while (readl_relaxed(base + GICD_CTLR) & GICD_CTLR_RWP) {
84                 count--;
85                 if (!count) {
86                         pr_err_ratelimited("RWP timeout, gone fishing\n");
87                         return;
88                 }
89                 cpu_relax();
90                 udelay(1);
91         };
92 }
93
94 /* Wait for completion of a distributor change */
95 static void gic_dist_wait_for_rwp(void)
96 {
97         gic_do_wait_for_rwp(gic_data.dist_base);
98 }
99
100 /* Wait for completion of a redistributor change */
101 static void gic_redist_wait_for_rwp(void)
102 {
103         gic_do_wait_for_rwp(gic_data_rdist_rd_base());
104 }
105
106 /* Low level accessors */
107 static u64 gic_read_iar(void)
108 {
109         u64 irqstat;
110
111         asm volatile("mrs_s %0, " __stringify(ICC_IAR1_EL1) : "=r" (irqstat));
112         return irqstat;
113 }
114
115 static void gic_write_pmr(u64 val)
116 {
117         asm volatile("msr_s " __stringify(ICC_PMR_EL1) ", %0" : : "r" (val));
118 }
119
120 static void gic_write_ctlr(u64 val)
121 {
122         asm volatile("msr_s " __stringify(ICC_CTLR_EL1) ", %0" : : "r" (val));
123         isb();
124 }
125
126 static void gic_write_grpen1(u64 val)
127 {
128         asm volatile("msr_s " __stringify(ICC_GRPEN1_EL1) ", %0" : : "r" (val));
129         isb();
130 }
131
132 static void gic_write_sgi1r(u64 val)
133 {
134         asm volatile("msr_s " __stringify(ICC_SGI1R_EL1) ", %0" : : "r" (val));
135 }
136
137 static void gic_enable_sre(void)
138 {
139         u64 val;
140
141         asm volatile("mrs_s %0, " __stringify(ICC_SRE_EL1) : "=r" (val));
142         val |= ICC_SRE_EL1_SRE;
143         asm volatile("msr_s " __stringify(ICC_SRE_EL1) ", %0" : : "r" (val));
144         isb();
145
146         /*
147          * Need to check that the SRE bit has actually been set. If
148          * not, it means that SRE is disabled at EL2. We're going to
149          * die painfully, and there is nothing we can do about it.
150          *
151          * Kindly inform the luser.
152          */
153         asm volatile("mrs_s %0, " __stringify(ICC_SRE_EL1) : "=r" (val));
154         if (!(val & ICC_SRE_EL1_SRE))
155                 pr_err("GIC: unable to set SRE (disabled at EL2), panic ahead\n");
156 }
157
158 static void gic_enable_redist(bool enable)
159 {
160         void __iomem *rbase;
161         u32 count = 1000000;    /* 1s! */
162         u32 val;
163
164         rbase = gic_data_rdist_rd_base();
165
166         val = readl_relaxed(rbase + GICR_WAKER);
167         if (enable)
168                 /* Wake up this CPU redistributor */
169                 val &= ~GICR_WAKER_ProcessorSleep;
170         else
171                 val |= GICR_WAKER_ProcessorSleep;
172         writel_relaxed(val, rbase + GICR_WAKER);
173
174         if (!enable) {          /* Check that GICR_WAKER is writeable */
175                 val = readl_relaxed(rbase + GICR_WAKER);
176                 if (!(val & GICR_WAKER_ProcessorSleep))
177                         return; /* No PM support in this redistributor */
178         }
179
180         while (count--) {
181                 val = readl_relaxed(rbase + GICR_WAKER);
182                 if (enable ^ (val & GICR_WAKER_ChildrenAsleep))
183                         break;
184                 cpu_relax();
185                 udelay(1);
186         };
187         if (!count)
188                 pr_err_ratelimited("redistributor failed to %s...\n",
189                                    enable ? "wakeup" : "sleep");
190 }
191
192 /*
193  * Routines to disable, enable, EOI and route interrupts
194  */
195 static void gic_poke_irq(struct irq_data *d, u32 offset)
196 {
197         u32 mask = 1 << (gic_irq(d) % 32);
198         void (*rwp_wait)(void);
199         void __iomem *base;
200
201         if (gic_irq_in_rdist(d)) {
202                 base = gic_data_rdist_sgi_base();
203                 rwp_wait = gic_redist_wait_for_rwp;
204         } else {
205                 base = gic_data.dist_base;
206                 rwp_wait = gic_dist_wait_for_rwp;
207         }
208
209         writel_relaxed(mask, base + offset + (gic_irq(d) / 32) * 4);
210         rwp_wait();
211 }
212
213 static int gic_peek_irq(struct irq_data *d, u32 offset)
214 {
215         u32 mask = 1 << (gic_irq(d) % 32);
216         void __iomem *base;
217
218         if (gic_irq_in_rdist(d))
219                 base = gic_data_rdist_sgi_base();
220         else
221                 base = gic_data.dist_base;
222
223         return !!(readl_relaxed(base + offset + (gic_irq(d) / 32) * 4) & mask);
224 }
225
226 static void gic_mask_irq(struct irq_data *d)
227 {
228         gic_poke_irq(d, GICD_ICENABLER);
229 }
230
231 static void gic_unmask_irq(struct irq_data *d)
232 {
233         gic_poke_irq(d, GICD_ISENABLER);
234 }
235
236 static void gic_eoi_irq(struct irq_data *d)
237 {
238         gic_write_eoir(gic_irq(d));
239 }
240
241 static int gic_set_type(struct irq_data *d, unsigned int type)
242 {
243         unsigned int irq = gic_irq(d);
244         void (*rwp_wait)(void);
245         void __iomem *base;
246
247         /* Interrupt configuration for SGIs can't be changed */
248         if (irq < 16)
249                 return -EINVAL;
250
251         if (type != IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH && type != IRQ_TYPE_EDGE_RISING)
252                 return -EINVAL;
253
254         if (gic_irq_in_rdist(d)) {
255                 base = gic_data_rdist_sgi_base();
256                 rwp_wait = gic_redist_wait_for_rwp;
257         } else {
258                 base = gic_data.dist_base;
259                 rwp_wait = gic_dist_wait_for_rwp;
260         }
261
262         gic_configure_irq(irq, type, base, rwp_wait);
263
264         return 0;
265 }
266
267 static u64 gic_mpidr_to_affinity(u64 mpidr)
268 {
269         u64 aff;
270
271         aff = (MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 3) << 32 |
272                MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 2) << 16 |
273                MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 1) << 8  |
274                MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 0));
275
276         return aff;
277 }
278
279 static asmlinkage void __exception_irq_entry gic_handle_irq(struct pt_regs *regs)
280 {
281         u64 irqnr;
282
283         do {
284                 irqnr = gic_read_iar();
285
286                 if (likely(irqnr > 15 && irqnr < 1020)) {
287                         u64 irq = irq_find_mapping(gic_data.domain, irqnr);
288                         if (likely(irq)) {
289                                 handle_IRQ(irq, regs);
290                                 continue;
291                         }
292
293                         WARN_ONCE(true, "Unexpected SPI received!\n");
294                         gic_write_eoir(irqnr);
295                 }
296                 if (irqnr < 16) {
297                         gic_write_eoir(irqnr);
298 #ifdef CONFIG_SMP
299                         handle_IPI(irqnr, regs);
300 #else
301                         WARN_ONCE(true, "Unexpected SGI received!\n");
302 #endif
303                         continue;
304                 }
305         } while (irqnr != ICC_IAR1_EL1_SPURIOUS);
306 }
307
308 static void __init gic_dist_init(void)
309 {
310         unsigned int i;
311         u64 affinity;
312         void __iomem *base = gic_data.dist_base;
313
314         /* Disable the distributor */
315         writel_relaxed(0, base + GICD_CTLR);
316         gic_dist_wait_for_rwp();
317
318         gic_dist_config(base, gic_data.irq_nr, gic_dist_wait_for_rwp);
319
320         /* Enable distributor with ARE, Group1 */
321         writel_relaxed(GICD_CTLR_ARE_NS | GICD_CTLR_ENABLE_G1A | GICD_CTLR_ENABLE_G1,
322                        base + GICD_CTLR);
323
324         /*
325          * Set all global interrupts to the boot CPU only. ARE must be
326          * enabled.
327          */
328         affinity = gic_mpidr_to_affinity(cpu_logical_map(smp_processor_id()));
329         for (i = 32; i < gic_data.irq_nr; i++)
330                 writeq_relaxed(affinity, base + GICD_IROUTER + i * 8);
331 }
332
333 static int gic_populate_rdist(void)
334 {
335         u64 mpidr = cpu_logical_map(smp_processor_id());
336         u64 typer;
337         u32 aff;
338         int i;
339
340         /*
341          * Convert affinity to a 32bit value that can be matched to
342          * GICR_TYPER bits [63:32].
343          */
344         aff = (MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 3) << 24 |
345                MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 2) << 16 |
346                MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 1) << 8 |
347                MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 0));
348
349         for (i = 0; i < gic_data.redist_regions; i++) {
350                 void __iomem *ptr = gic_data.redist_base[i];
351                 u32 reg;
352
353                 reg = readl_relaxed(ptr + GICR_PIDR2) & GIC_PIDR2_ARCH_MASK;
354                 if (reg != GIC_PIDR2_ARCH_GICv3 &&
355                     reg != GIC_PIDR2_ARCH_GICv4) { /* We're in trouble... */
356                         pr_warn("No redistributor present @%p\n", ptr);
357                         break;
358                 }
359
360                 do {
361                         typer = readq_relaxed(ptr + GICR_TYPER);
362                         if ((typer >> 32) == aff) {
363                                 gic_data_rdist_rd_base() = ptr;
364                                 pr_info("CPU%d: found redistributor %llx @%p\n",
365                                         smp_processor_id(),
366                                         (unsigned long long)mpidr, ptr);
367                                 return 0;
368                         }
369
370                         if (gic_data.redist_stride) {
371                                 ptr += gic_data.redist_stride;
372                         } else {
373                                 ptr += SZ_64K * 2; /* Skip RD_base + SGI_base */
374                                 if (typer & GICR_TYPER_VLPIS)
375                                         ptr += SZ_64K * 2; /* Skip VLPI_base + reserved page */
376                         }
377                 } while (!(typer & GICR_TYPER_LAST));
378         }
379
380         /* We couldn't even deal with ourselves... */
381         WARN(true, "CPU%d: mpidr %llx has no re-distributor!\n",
382              smp_processor_id(), (unsigned long long)mpidr);
383         return -ENODEV;
384 }
385
386 static void gic_cpu_init(void)
387 {
388         void __iomem *rbase;
389
390         /* Register ourselves with the rest of the world */
391         if (gic_populate_rdist())
392                 return;
393
394         gic_enable_redist(true);
395
396         rbase = gic_data_rdist_sgi_base();
397
398         gic_cpu_config(rbase, gic_redist_wait_for_rwp);
399
400         /* Enable system registers */
401         gic_enable_sre();
402
403         /* Set priority mask register */
404         gic_write_pmr(DEFAULT_PMR_VALUE);
405
406         /* EOI deactivates interrupt too (mode 0) */
407         gic_write_ctlr(ICC_CTLR_EL1_EOImode_drop_dir);
408
409         /* ... and let's hit the road... */
410         gic_write_grpen1(1);
411 }
412
413 #ifdef CONFIG_SMP
414 static int gic_secondary_init(struct notifier_block *nfb,
415                               unsigned long action, void *hcpu)
416 {
417         if (action == CPU_STARTING || action == CPU_STARTING_FROZEN)
418                 gic_cpu_init();
419         return NOTIFY_OK;
420 }
421
422 /*
423  * Notifier for enabling the GIC CPU interface. Set an arbitrarily high
424  * priority because the GIC needs to be up before the ARM generic timers.
425  */
426 static struct notifier_block gic_cpu_notifier = {
427         .notifier_call = gic_secondary_init,
428         .priority = 100,
429 };
430
431 static u16 gic_compute_target_list(int *base_cpu, const struct cpumask *mask,
432                                    u64 cluster_id)
433 {
434         int cpu = *base_cpu;
435         u64 mpidr = cpu_logical_map(cpu);
436         u16 tlist = 0;
437
438         while (cpu < nr_cpu_ids) {
439                 /*
440                  * If we ever get a cluster of more than 16 CPUs, just
441                  * scream and skip that CPU.
442                  */
443                 if (WARN_ON((mpidr & 0xff) >= 16))
444                         goto out;
445
446                 tlist |= 1 << (mpidr & 0xf);
447
448                 cpu = cpumask_next(cpu, mask);
449                 if (cpu == nr_cpu_ids)
450                         goto out;
451
452                 mpidr = cpu_logical_map(cpu);
453
454                 if (cluster_id != (mpidr & ~0xffUL)) {
455                         cpu--;
456                         goto out;
457                 }
458         }
459 out:
460         *base_cpu = cpu;
461         return tlist;
462 }
463
464 static void gic_send_sgi(u64 cluster_id, u16 tlist, unsigned int irq)
465 {
466         u64 val;
467
468         val = (MPIDR_AFFINITY_LEVEL(cluster_id, 3) << 48        |
469                MPIDR_AFFINITY_LEVEL(cluster_id, 2) << 32        |
470                irq << 24                                        |
471                MPIDR_AFFINITY_LEVEL(cluster_id, 1) << 16        |
472                tlist);
473
474         pr_debug("CPU%d: ICC_SGI1R_EL1 %llx\n", smp_processor_id(), val);
475         gic_write_sgi1r(val);
476 }
477
478 static void gic_raise_softirq(const struct cpumask *mask, unsigned int irq)
479 {
480         int cpu;
481
482         if (WARN_ON(irq >= 16))
483                 return;
484
485         /*
486          * Ensure that stores to Normal memory are visible to the
487          * other CPUs before issuing the IPI.
488          */
489         smp_wmb();
490
491         for_each_cpu_mask(cpu, *mask) {
492                 u64 cluster_id = cpu_logical_map(cpu) & ~0xffUL;
493                 u16 tlist;
494
495                 tlist = gic_compute_target_list(&cpu, mask, cluster_id);
496                 gic_send_sgi(cluster_id, tlist, irq);
497         }
498
499         /* Force the above writes to ICC_SGI1R_EL1 to be executed */
500         isb();
501 }
502
503 static void gic_smp_init(void)
504 {
505         set_smp_cross_call(gic_raise_softirq);
506         register_cpu_notifier(&gic_cpu_notifier);
507 }
508
509 static int gic_set_affinity(struct irq_data *d, const struct cpumask *mask_val,
510                             bool force)
511 {
512         unsigned int cpu = cpumask_any_and(mask_val, cpu_online_mask);
513         void __iomem *reg;
514         int enabled;
515         u64 val;
516
517         if (gic_irq_in_rdist(d))
518                 return -EINVAL;
519
520         /* If interrupt was enabled, disable it first */
521         enabled = gic_peek_irq(d, GICD_ISENABLER);
522         if (enabled)
523                 gic_mask_irq(d);
524
525         reg = gic_dist_base(d) + GICD_IROUTER + (gic_irq(d) * 8);
526         val = gic_mpidr_to_affinity(cpu_logical_map(cpu));
527
528         writeq_relaxed(val, reg);
529
530         /*
531          * If the interrupt was enabled, enabled it again. Otherwise,
532          * just wait for the distributor to have digested our changes.
533          */
534         if (enabled)
535                 gic_unmask_irq(d);
536         else
537                 gic_dist_wait_for_rwp();
538
539         return IRQ_SET_MASK_OK;
540 }
541 #else
542 #define gic_set_affinity        NULL
543 #define gic_smp_init()          do { } while(0)
544 #endif
545
546 static struct irq_chip gic_chip = {
547         .name                   = "GICv3",
548         .irq_mask               = gic_mask_irq,
549         .irq_unmask             = gic_unmask_irq,
550         .irq_eoi                = gic_eoi_irq,
551         .irq_set_type           = gic_set_type,
552         .irq_set_affinity       = gic_set_affinity,
553 };
554
555 static int gic_irq_domain_map(struct irq_domain *d, unsigned int irq,
556                               irq_hw_number_t hw)
557 {
558         /* SGIs are private to the core kernel */
559         if (hw < 16)
560                 return -EPERM;
561         /* PPIs */
562         if (hw < 32) {
563                 irq_set_percpu_devid(irq);
564                 irq_set_chip_and_handler(irq, &gic_chip,
565                                          handle_percpu_devid_irq);
566                 set_irq_flags(irq, IRQF_VALID | IRQF_NOAUTOEN);
567         }
568         /* SPIs */
569         if (hw >= 32 && hw < gic_data.irq_nr) {
570                 irq_set_chip_and_handler(irq, &gic_chip,
571                                          handle_fasteoi_irq);
572                 set_irq_flags(irq, IRQF_VALID | IRQF_PROBE);
573         }
574         irq_set_chip_data(irq, d->host_data);
575         return 0;
576 }
577
578 static int gic_irq_domain_xlate(struct irq_domain *d,
579                                 struct device_node *controller,
580                                 const u32 *intspec, unsigned int intsize,
581                                 unsigned long *out_hwirq, unsigned int *out_type)
582 {
583         if (d->of_node != controller)
584                 return -EINVAL;
585         if (intsize < 3)
586                 return -EINVAL;
587
588         switch(intspec[0]) {
589         case 0:                 /* SPI */
590                 *out_hwirq = intspec[1] + 32;
591                 break;
592         case 1:                 /* PPI */
593                 *out_hwirq = intspec[1] + 16;
594                 break;
595         default:
596                 return -EINVAL;
597         }
598
599         *out_type = intspec[2] & IRQ_TYPE_SENSE_MASK;
600         return 0;
601 }
602
603 static const struct irq_domain_ops gic_irq_domain_ops = {
604         .map = gic_irq_domain_map,
605         .xlate = gic_irq_domain_xlate,
606 };
607
608 static int __init gic_of_init(struct device_node *node, struct device_node *parent)
609 {
610         void __iomem *dist_base;
611         void __iomem **redist_base;
612         u64 redist_stride;
613         u32 redist_regions;
614         u32 reg;
615         int gic_irqs;
616         int err;
617         int i;
618
619         dist_base = of_iomap(node, 0);
620         if (!dist_base) {
621                 pr_err("%s: unable to map gic dist registers\n",
622                         node->full_name);
623                 return -ENXIO;
624         }
625
626         reg = readl_relaxed(dist_base + GICD_PIDR2) & GIC_PIDR2_ARCH_MASK;
627         if (reg != GIC_PIDR2_ARCH_GICv3 && reg != GIC_PIDR2_ARCH_GICv4) {
628                 pr_err("%s: no distributor detected, giving up\n",
629                         node->full_name);
630                 err = -ENODEV;
631                 goto out_unmap_dist;
632         }
633
634         if (of_property_read_u32(node, "#redistributor-regions", &redist_regions))
635                 redist_regions = 1;
636
637         redist_base = kzalloc(sizeof(*redist_base) * redist_regions, GFP_KERNEL);
638         if (!redist_base) {
639                 err = -ENOMEM;
640                 goto out_unmap_dist;
641         }
642
643         for (i = 0; i < redist_regions; i++) {
644                 redist_base[i] = of_iomap(node, 1 + i);
645                 if (!redist_base[i]) {
646                         pr_err("%s: couldn't map region %d\n",
647                                node->full_name, i);
648                         err = -ENODEV;
649                         goto out_unmap_rdist;
650                 }
651         }
652
653         if (of_property_read_u64(node, "redistributor-stride", &redist_stride))
654                 redist_stride = 0;
655
656         gic_data.dist_base = dist_base;
657         gic_data.redist_base = redist_base;
658         gic_data.redist_regions = redist_regions;
659         gic_data.redist_stride = redist_stride;
660
661         /*
662          * Find out how many interrupts are supported.
663          * The GIC only supports up to 1020 interrupt sources (SGI+PPI+SPI)
664          */
665         gic_irqs = readl_relaxed(gic_data.dist_base + GICD_TYPER) & 0x1f;
666         gic_irqs = (gic_irqs + 1) * 32;
667         if (gic_irqs > 1020)
668                 gic_irqs = 1020;
669         gic_data.irq_nr = gic_irqs;
670
671         gic_data.domain = irq_domain_add_tree(node, &gic_irq_domain_ops,
672                                               &gic_data);
673         gic_data.rdist = alloc_percpu(typeof(*gic_data.rdist));
674
675         if (WARN_ON(!gic_data.domain) || WARN_ON(!gic_data.rdist)) {
676                 err = -ENOMEM;
677                 goto out_free;
678         }
679
680         set_handle_irq(gic_handle_irq);
681
682         gic_smp_init();
683         gic_dist_init();
684         gic_cpu_init();
685
686         return 0;
687
688 out_free:
689         if (gic_data.domain)
690                 irq_domain_remove(gic_data.domain);
691         free_percpu(gic_data.rdist);
692 out_unmap_rdist:
693         for (i = 0; i < redist_regions; i++)
694                 if (redist_base[i])
695                         iounmap(redist_base[i]);
696         kfree(redist_base);
697 out_unmap_dist:
698         iounmap(dist_base);
699         return err;
700 }
701
702 IRQCHIP_DECLARE(gic_v3, "arm,gic-v3", gic_of_init);