xref: /linux/drivers/irqchip/irq-gic-v3-mbi.c (revision c39f2d9db0fd81ea20bb5cce9b3f082ca63753e2)
150528752SMarc Zyngier // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
250528752SMarc Zyngier /*
350528752SMarc Zyngier  * Copyright (C) 2018 ARM Limited, All Rights Reserved.
450528752SMarc Zyngier  * Author: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
550528752SMarc Zyngier  */
650528752SMarc Zyngier 
750528752SMarc Zyngier #define pr_fmt(fmt) "GICv3: " fmt
850528752SMarc Zyngier 
950528752SMarc Zyngier #include <linux/dma-iommu.h>
1050528752SMarc Zyngier #include <linux/irq.h>
1150528752SMarc Zyngier #include <linux/irqdomain.h>
1250528752SMarc Zyngier #include <linux/kernel.h>
1350528752SMarc Zyngier #include <linux/msi.h>
1450528752SMarc Zyngier #include <linux/of_address.h>
1538985351SMarc Zyngier #include <linux/of_pci.h>
1650528752SMarc Zyngier #include <linux/slab.h>
1750528752SMarc Zyngier #include <linux/spinlock.h>
1850528752SMarc Zyngier 
1950528752SMarc Zyngier #include <linux/irqchip/arm-gic-v3.h>
2050528752SMarc Zyngier 
2150528752SMarc Zyngier struct mbi_range {
2250528752SMarc Zyngier 	u32			spi_start;
2350528752SMarc Zyngier 	u32			nr_spis;
2450528752SMarc Zyngier 	unsigned long		*bm;
2550528752SMarc Zyngier };
2650528752SMarc Zyngier 
27c530bb8aSYang Yingliang static DEFINE_MUTEX(mbi_lock);
2850528752SMarc Zyngier static phys_addr_t		mbi_phys_base;
2950528752SMarc Zyngier static struct mbi_range		*mbi_ranges;
3050528752SMarc Zyngier static unsigned int		mbi_range_nr;
3150528752SMarc Zyngier 
3250528752SMarc Zyngier static struct irq_chip mbi_irq_chip = {
3350528752SMarc Zyngier 	.name			= "MBI",
3450528752SMarc Zyngier 	.irq_mask		= irq_chip_mask_parent,
3550528752SMarc Zyngier 	.irq_unmask		= irq_chip_unmask_parent,
3650528752SMarc Zyngier 	.irq_eoi		= irq_chip_eoi_parent,
3750528752SMarc Zyngier 	.irq_set_type		= irq_chip_set_type_parent,
3850528752SMarc Zyngier 	.irq_set_affinity	= irq_chip_set_affinity_parent,
3950528752SMarc Zyngier };
4050528752SMarc Zyngier 
4150528752SMarc Zyngier static int mbi_irq_gic_domain_alloc(struct irq_domain *domain,
4250528752SMarc Zyngier 				       unsigned int virq,
4350528752SMarc Zyngier 				       irq_hw_number_t hwirq)
4450528752SMarc Zyngier {
4550528752SMarc Zyngier 	struct irq_fwspec fwspec;
4650528752SMarc Zyngier 	struct irq_data *d;
4750528752SMarc Zyngier 	int err;
4850528752SMarc Zyngier 
4950528752SMarc Zyngier 	/*
5050528752SMarc Zyngier 	 * Using ACPI? There is no MBI support in the spec, you
5150528752SMarc Zyngier 	 * shouldn't even be here.
5250528752SMarc Zyngier 	 */
5350528752SMarc Zyngier 	if (!is_of_node(domain->parent->fwnode))
5450528752SMarc Zyngier 		return -EINVAL;
5550528752SMarc Zyngier 
5650528752SMarc Zyngier 	/*
5750528752SMarc Zyngier 	 * Let's default to edge. This is consistent with traditional
5850528752SMarc Zyngier 	 * MSIs, and systems requiring level signaling will just
5950528752SMarc Zyngier 	 * enforce the trigger on their own.
6050528752SMarc Zyngier 	 */
6150528752SMarc Zyngier 	fwspec.fwnode = domain->parent->fwnode;
6250528752SMarc Zyngier 	fwspec.param_count = 3;
6350528752SMarc Zyngier 	fwspec.param[0] = 0;
6450528752SMarc Zyngier 	fwspec.param[1] = hwirq - 32;
6550528752SMarc Zyngier 	fwspec.param[2] = IRQ_TYPE_EDGE_RISING;
6650528752SMarc Zyngier 
6750528752SMarc Zyngier 	err = irq_domain_alloc_irqs_parent(domain, virq, 1, &fwspec);
6850528752SMarc Zyngier 	if (err)
6950528752SMarc Zyngier 		return err;
7050528752SMarc Zyngier 
7150528752SMarc Zyngier 	d = irq_domain_get_irq_data(domain->parent, virq);
7250528752SMarc Zyngier 	return d->chip->irq_set_type(d, IRQ_TYPE_EDGE_RISING);
7350528752SMarc Zyngier }
7450528752SMarc Zyngier 
7550528752SMarc Zyngier static void mbi_free_msi(struct mbi_range *mbi, unsigned int hwirq,
7650528752SMarc Zyngier 			 int nr_irqs)
7750528752SMarc Zyngier {
7850528752SMarc Zyngier 	mutex_lock(&mbi_lock);
7950528752SMarc Zyngier 	bitmap_release_region(mbi->bm, hwirq - mbi->spi_start,
8050528752SMarc Zyngier 			      get_count_order(nr_irqs));
8150528752SMarc Zyngier 	mutex_unlock(&mbi_lock);
8250528752SMarc Zyngier }
8350528752SMarc Zyngier 
8450528752SMarc Zyngier static int mbi_irq_domain_alloc(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
8550528752SMarc Zyngier 				   unsigned int nr_irqs, void *args)
8650528752SMarc Zyngier {
87*73103975SJulien Grall 	msi_alloc_info_t *info = args;
8850528752SMarc Zyngier 	struct mbi_range *mbi = NULL;
8950528752SMarc Zyngier 	int hwirq, offset, i, err = 0;
9050528752SMarc Zyngier 
9150528752SMarc Zyngier 	mutex_lock(&mbi_lock);
9250528752SMarc Zyngier 	for (i = 0; i < mbi_range_nr; i++) {
9350528752SMarc Zyngier 		offset = bitmap_find_free_region(mbi_ranges[i].bm,
9450528752SMarc Zyngier 						 mbi_ranges[i].nr_spis,
9550528752SMarc Zyngier 						 get_count_order(nr_irqs));
9650528752SMarc Zyngier 		if (offset >= 0) {
9750528752SMarc Zyngier 			mbi = &mbi_ranges[i];
9850528752SMarc Zyngier 			break;
9950528752SMarc Zyngier 		}
10050528752SMarc Zyngier 	}
10150528752SMarc Zyngier 	mutex_unlock(&mbi_lock);
10250528752SMarc Zyngier 
10350528752SMarc Zyngier 	if (!mbi)
10450528752SMarc Zyngier 		return -ENOSPC;
10550528752SMarc Zyngier 
10650528752SMarc Zyngier 	hwirq = mbi->spi_start + offset;
10750528752SMarc Zyngier 
108*73103975SJulien Grall 	err = iommu_dma_prepare_msi(info->desc,
109*73103975SJulien Grall 				    mbi_phys_base + GICD_SETSPI_NSR);
110*73103975SJulien Grall 	if (err)
111*73103975SJulien Grall 		return err;
112*73103975SJulien Grall 
11350528752SMarc Zyngier 	for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
11450528752SMarc Zyngier 		err = mbi_irq_gic_domain_alloc(domain, virq + i, hwirq + i);
11550528752SMarc Zyngier 		if (err)
11650528752SMarc Zyngier 			goto fail;
11750528752SMarc Zyngier 
11850528752SMarc Zyngier 		irq_domain_set_hwirq_and_chip(domain, virq + i, hwirq + i,
11950528752SMarc Zyngier 					      &mbi_irq_chip, mbi);
12050528752SMarc Zyngier 	}
12150528752SMarc Zyngier 
12250528752SMarc Zyngier 	return 0;
12350528752SMarc Zyngier 
12450528752SMarc Zyngier fail:
12550528752SMarc Zyngier 	irq_domain_free_irqs_parent(domain, virq, nr_irqs);
12650528752SMarc Zyngier 	mbi_free_msi(mbi, hwirq, nr_irqs);
12750528752SMarc Zyngier 	return err;
12850528752SMarc Zyngier }
12950528752SMarc Zyngier 
13050528752SMarc Zyngier static void mbi_irq_domain_free(struct irq_domain *domain,
13150528752SMarc Zyngier 				unsigned int virq, unsigned int nr_irqs)
13250528752SMarc Zyngier {
13350528752SMarc Zyngier 	struct irq_data *d = irq_domain_get_irq_data(domain, virq);
13450528752SMarc Zyngier 	struct mbi_range *mbi = irq_data_get_irq_chip_data(d);
13550528752SMarc Zyngier 
13650528752SMarc Zyngier 	mbi_free_msi(mbi, d->hwirq, nr_irqs);
13750528752SMarc Zyngier 	irq_domain_free_irqs_parent(domain, virq, nr_irqs);
13850528752SMarc Zyngier }
13950528752SMarc Zyngier 
14050528752SMarc Zyngier static const struct irq_domain_ops mbi_domain_ops = {
14150528752SMarc Zyngier 	.alloc			= mbi_irq_domain_alloc,
14250528752SMarc Zyngier 	.free			= mbi_irq_domain_free,
14350528752SMarc Zyngier };
14450528752SMarc Zyngier 
14550528752SMarc Zyngier static void mbi_compose_msi_msg(struct irq_data *data, struct msi_msg *msg)
14650528752SMarc Zyngier {
14750528752SMarc Zyngier 	msg[0].address_hi = upper_32_bits(mbi_phys_base + GICD_SETSPI_NSR);
14850528752SMarc Zyngier 	msg[0].address_lo = lower_32_bits(mbi_phys_base + GICD_SETSPI_NSR);
14950528752SMarc Zyngier 	msg[0].data = data->parent_data->hwirq;
15050528752SMarc Zyngier 
151*73103975SJulien Grall 	iommu_dma_compose_msi_msg(irq_data_get_msi_desc(data), msg);
15250528752SMarc Zyngier }
15350528752SMarc Zyngier 
15438985351SMarc Zyngier #ifdef CONFIG_PCI_MSI
15538985351SMarc Zyngier /* PCI-specific irqchip */
15638985351SMarc Zyngier static void mbi_mask_msi_irq(struct irq_data *d)
15738985351SMarc Zyngier {
15838985351SMarc Zyngier 	pci_msi_mask_irq(d);
15938985351SMarc Zyngier 	irq_chip_mask_parent(d);
16038985351SMarc Zyngier }
16138985351SMarc Zyngier 
16238985351SMarc Zyngier static void mbi_unmask_msi_irq(struct irq_data *d)
16338985351SMarc Zyngier {
16438985351SMarc Zyngier 	pci_msi_unmask_irq(d);
16538985351SMarc Zyngier 	irq_chip_unmask_parent(d);
16638985351SMarc Zyngier }
16738985351SMarc Zyngier 
16838985351SMarc Zyngier static struct irq_chip mbi_msi_irq_chip = {
16938985351SMarc Zyngier 	.name			= "MSI",
17038985351SMarc Zyngier 	.irq_mask		= mbi_mask_msi_irq,
17138985351SMarc Zyngier 	.irq_unmask		= mbi_unmask_msi_irq,
17238985351SMarc Zyngier 	.irq_eoi		= irq_chip_eoi_parent,
17338985351SMarc Zyngier 	.irq_compose_msi_msg	= mbi_compose_msi_msg,
17438985351SMarc Zyngier 	.irq_write_msi_msg	= pci_msi_domain_write_msg,
17538985351SMarc Zyngier };
17638985351SMarc Zyngier 
17738985351SMarc Zyngier static struct msi_domain_info mbi_msi_domain_info = {
17838985351SMarc Zyngier 	.flags	= (MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS | MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS |
17938985351SMarc Zyngier 		   MSI_FLAG_PCI_MSIX | MSI_FLAG_MULTI_PCI_MSI),
18038985351SMarc Zyngier 	.chip	= &mbi_msi_irq_chip,
18138985351SMarc Zyngier };
18238985351SMarc Zyngier 
18338985351SMarc Zyngier static int mbi_allocate_pci_domain(struct irq_domain *nexus_domain,
18438985351SMarc Zyngier 				   struct irq_domain **pci_domain)
18538985351SMarc Zyngier {
18638985351SMarc Zyngier 	*pci_domain = pci_msi_create_irq_domain(nexus_domain->parent->fwnode,
18738985351SMarc Zyngier 						&mbi_msi_domain_info,
18838985351SMarc Zyngier 						nexus_domain);
18938985351SMarc Zyngier 	if (!*pci_domain)
19038985351SMarc Zyngier 		return -ENOMEM;
19138985351SMarc Zyngier 
19238985351SMarc Zyngier 	return 0;
19338985351SMarc Zyngier }
19438985351SMarc Zyngier #else
19538985351SMarc Zyngier static int mbi_allocate_pci_domain(struct irq_domain *nexus_domain,
19638985351SMarc Zyngier 				   struct irq_domain **pci_domain)
19738985351SMarc Zyngier {
19838985351SMarc Zyngier 	*pci_domain = NULL;
19938985351SMarc Zyngier 	return 0;
20038985351SMarc Zyngier }
20138985351SMarc Zyngier #endif
20238985351SMarc Zyngier 
20350528752SMarc Zyngier static void mbi_compose_mbi_msg(struct irq_data *data, struct msi_msg *msg)
20450528752SMarc Zyngier {
20550528752SMarc Zyngier 	mbi_compose_msi_msg(data, msg);
20650528752SMarc Zyngier 
20750528752SMarc Zyngier 	msg[1].address_hi = upper_32_bits(mbi_phys_base + GICD_CLRSPI_NSR);
20850528752SMarc Zyngier 	msg[1].address_lo = lower_32_bits(mbi_phys_base + GICD_CLRSPI_NSR);
20950528752SMarc Zyngier 	msg[1].data = data->parent_data->hwirq;
21050528752SMarc Zyngier 
211*73103975SJulien Grall 	iommu_dma_compose_msi_msg(irq_data_get_msi_desc(data), &msg[1]);
21250528752SMarc Zyngier }
21350528752SMarc Zyngier 
21450528752SMarc Zyngier /* Platform-MSI specific irqchip */
21550528752SMarc Zyngier static struct irq_chip mbi_pmsi_irq_chip = {
21650528752SMarc Zyngier 	.name			= "pMSI",
21750528752SMarc Zyngier 	.irq_set_type		= irq_chip_set_type_parent,
21850528752SMarc Zyngier 	.irq_compose_msi_msg	= mbi_compose_mbi_msg,
21950528752SMarc Zyngier 	.flags			= IRQCHIP_SUPPORTS_LEVEL_MSI,
22050528752SMarc Zyngier };
22150528752SMarc Zyngier 
22250528752SMarc Zyngier static struct msi_domain_ops mbi_pmsi_ops = {
22350528752SMarc Zyngier };
22450528752SMarc Zyngier 
22550528752SMarc Zyngier static struct msi_domain_info mbi_pmsi_domain_info = {
22650528752SMarc Zyngier 	.flags	= (MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS | MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS |
22750528752SMarc Zyngier 		   MSI_FLAG_LEVEL_CAPABLE),
22850528752SMarc Zyngier 	.ops	= &mbi_pmsi_ops,
22950528752SMarc Zyngier 	.chip	= &mbi_pmsi_irq_chip,
23050528752SMarc Zyngier };
23150528752SMarc Zyngier 
23250528752SMarc Zyngier static int mbi_allocate_domains(struct irq_domain *parent)
23350528752SMarc Zyngier {
23438985351SMarc Zyngier 	struct irq_domain *nexus_domain, *pci_domain, *plat_domain;
23538985351SMarc Zyngier 	int err;
23650528752SMarc Zyngier 
23750528752SMarc Zyngier 	nexus_domain = irq_domain_create_tree(parent->fwnode,
23850528752SMarc Zyngier 					      &mbi_domain_ops, NULL);
23950528752SMarc Zyngier 	if (!nexus_domain)
24050528752SMarc Zyngier 		return -ENOMEM;
24150528752SMarc Zyngier 
24250528752SMarc Zyngier 	irq_domain_update_bus_token(nexus_domain, DOMAIN_BUS_NEXUS);
24350528752SMarc Zyngier 	nexus_domain->parent = parent;
24450528752SMarc Zyngier 
24538985351SMarc Zyngier 	err = mbi_allocate_pci_domain(nexus_domain, &pci_domain);
24638985351SMarc Zyngier 
24750528752SMarc Zyngier 	plat_domain = platform_msi_create_irq_domain(parent->fwnode,
24850528752SMarc Zyngier 						     &mbi_pmsi_domain_info,
24950528752SMarc Zyngier 						     nexus_domain);
25050528752SMarc Zyngier 
25138985351SMarc Zyngier 	if (err || !plat_domain) {
25238985351SMarc Zyngier 		if (plat_domain)
25350528752SMarc Zyngier 			irq_domain_remove(plat_domain);
25438985351SMarc Zyngier 		if (pci_domain)
25538985351SMarc Zyngier 			irq_domain_remove(pci_domain);
25650528752SMarc Zyngier 		irq_domain_remove(nexus_domain);
25750528752SMarc Zyngier 		return -ENOMEM;
25850528752SMarc Zyngier 	}
25950528752SMarc Zyngier 
26050528752SMarc Zyngier 	return 0;
26150528752SMarc Zyngier }
26250528752SMarc Zyngier 
26350528752SMarc Zyngier int __init mbi_init(struct fwnode_handle *fwnode, struct irq_domain *parent)
26450528752SMarc Zyngier {
26550528752SMarc Zyngier 	struct device_node *np;
26650528752SMarc Zyngier 	const __be32 *reg;
26750528752SMarc Zyngier 	int ret, n;
26850528752SMarc Zyngier 
26950528752SMarc Zyngier 	np = to_of_node(fwnode);
27050528752SMarc Zyngier 
27150528752SMarc Zyngier 	if (!of_property_read_bool(np, "msi-controller"))
27250528752SMarc Zyngier 		return 0;
27350528752SMarc Zyngier 
27450528752SMarc Zyngier 	n = of_property_count_elems_of_size(np, "mbi-ranges", sizeof(u32));
27550528752SMarc Zyngier 	if (n <= 0 || n % 2)
27650528752SMarc Zyngier 		return -EINVAL;
27750528752SMarc Zyngier 
27850528752SMarc Zyngier 	mbi_range_nr = n / 2;
27950528752SMarc Zyngier 	mbi_ranges = kcalloc(mbi_range_nr, sizeof(*mbi_ranges), GFP_KERNEL);
28050528752SMarc Zyngier 	if (!mbi_ranges)
28150528752SMarc Zyngier 		return -ENOMEM;
28250528752SMarc Zyngier 
28350528752SMarc Zyngier 	for (n = 0; n < mbi_range_nr; n++) {
28450528752SMarc Zyngier 		ret = of_property_read_u32_index(np, "mbi-ranges", n * 2,
28550528752SMarc Zyngier 						 &mbi_ranges[n].spi_start);
28650528752SMarc Zyngier 		if (ret)
28750528752SMarc Zyngier 			goto err_free_mbi;
28850528752SMarc Zyngier 		ret = of_property_read_u32_index(np, "mbi-ranges", n * 2 + 1,
28950528752SMarc Zyngier 						 &mbi_ranges[n].nr_spis);
29050528752SMarc Zyngier 		if (ret)
29150528752SMarc Zyngier 			goto err_free_mbi;
29250528752SMarc Zyngier 
29350528752SMarc Zyngier 		mbi_ranges[n].bm = kcalloc(BITS_TO_LONGS(mbi_ranges[n].nr_spis),
29450528752SMarc Zyngier 					   sizeof(long), GFP_KERNEL);
29550528752SMarc Zyngier 		if (!mbi_ranges[n].bm) {
29650528752SMarc Zyngier 			ret = -ENOMEM;
29750528752SMarc Zyngier 			goto err_free_mbi;
29850528752SMarc Zyngier 		}
29950528752SMarc Zyngier 		pr_info("MBI range [%d:%d]\n", mbi_ranges[n].spi_start,
30050528752SMarc Zyngier 			mbi_ranges[n].spi_start + mbi_ranges[n].nr_spis - 1);
30150528752SMarc Zyngier 	}
30250528752SMarc Zyngier 
30350528752SMarc Zyngier 	reg = of_get_property(np, "mbi-alias", NULL);
30450528752SMarc Zyngier 	if (reg) {
30550528752SMarc Zyngier 		mbi_phys_base = of_translate_address(np, reg);
30650528752SMarc Zyngier 		if (mbi_phys_base == OF_BAD_ADDR) {
30750528752SMarc Zyngier 			ret = -ENXIO;
30850528752SMarc Zyngier 			goto err_free_mbi;
30950528752SMarc Zyngier 		}
31050528752SMarc Zyngier 	} else {
31150528752SMarc Zyngier 		struct resource res;
31250528752SMarc Zyngier 
31350528752SMarc Zyngier 		if (of_address_to_resource(np, 0, &res)) {
31450528752SMarc Zyngier 			ret = -ENXIO;
31550528752SMarc Zyngier 			goto err_free_mbi;
31650528752SMarc Zyngier 		}
31750528752SMarc Zyngier 
31850528752SMarc Zyngier 		mbi_phys_base = res.start;
31950528752SMarc Zyngier 	}
32050528752SMarc Zyngier 
32150528752SMarc Zyngier 	pr_info("Using MBI frame %pa\n", &mbi_phys_base);
32250528752SMarc Zyngier 
32350528752SMarc Zyngier 	ret = mbi_allocate_domains(parent);
32450528752SMarc Zyngier 	if (ret)
32550528752SMarc Zyngier 		goto err_free_mbi;
32650528752SMarc Zyngier 
32750528752SMarc Zyngier 	return 0;
32850528752SMarc Zyngier 
32950528752SMarc Zyngier err_free_mbi:
33050528752SMarc Zyngier 	if (mbi_ranges) {
33150528752SMarc Zyngier 		for (n = 0; n < mbi_range_nr; n++)
33250528752SMarc Zyngier 			kfree(mbi_ranges[n].bm);
33350528752SMarc Zyngier 		kfree(mbi_ranges);
33450528752SMarc Zyngier 	}
33550528752SMarc Zyngier 
33650528752SMarc Zyngier 	return ret;
33750528752SMarc Zyngier }
338