Documentation/IRQ-domain.txt

   1 irq_domain interrupt number mapping library
   2
   3 The current design of the Linux kernel uses a single large number
   4 space where each separate IRQ source is assigned a different number.
   5 This is simple when there is only one interrupt controller, but in
   6 systems with multiple interrupt controllers the kernel must ensure
   7 that each one gets assigned non-overlapping allocations of Linux
   8 IRQ numbers.
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  10 The irq_alloc_desc*() and irq_free_desc*() APIs provide allocation of
  11 irq numbers, but they don't provide any support for reverse mapping of
  12 the controller-local IRQ (hwirq) number into the Linux IRQ number
  13 space.
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  15 The irq_domain library adds mapping between hwirq and IRQ numbers on
  16 top of the irq_alloc_desc*() API.  An irq_domain to manage mapping is
  17 preferred over interrupt controller drivers open coding their own
  18 reverse mapping scheme.
  19
  20 irq_domain also implements translation from Device Tree interrupt
  21 specifiers to hwirq numbers, and can be easily extended to support
  22 other IRQ topology data sources.
  23
  24 === irq_domain usage ===
  25 An interrupt controller driver creates and registers an irq_domain by
  26 calling one of the irq_domain_add_*() functions (each mapping method
  27 has a different allocator function, more on that later).  The function
  28 will return a pointer to the irq_domain on success.  The caller must
  29 provide the allocator function with an irq_domain_ops structure with
  30 the .map callback populated as a minimum.
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  32 In most cases, the irq_domain will begin empty without any mappings
  33 between hwirq and IRQ numbers.  Mappings are added to the irq_domain
  34 by calling irq_create_mapping() which accepts the irq_domain and a
  35 hwirq number as arguments.  If a mapping for the hwirq doesn't already
  36 exist then it will allocate a new Linux irq_desc, associate it with
  37 the hwirq, and call the .map() callback so the driver can perform any
  38 required hardware setup.
  39
  40 When an interrupt is received, irq_find_mapping() function should
  41 be used to find the Linux IRQ number from the hwirq number.
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  43 If the driver has the Linux IRQ number or the irq_data pointer, and
  44 needs to know the associated hwirq number (such as in the irq_chip
  45 callbacks) then it can be directly obtained from irq_data->hwirq.
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  47 === Types of irq_domain mappings ===
  48 There are several mechanisms available for reverse mapping from hwirq
  49 to Linux irq, and each mechanism uses a different allocation function.
  50 Which reverse map type should be used depends on the use case.  Each
  51 of the reverse map types are described below:
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  53 ==== Linear ====
  54 irq_domain_add_linear()
  55
  56 The linear reverse map maintains a fixed size table indexed by the
  57 hwirq number.  When a hwirq is mapped, an irq_desc is allocated for
  58 the hwirq, and the IRQ number is stored in the table.
  59
  60 The Linear map is a good choice when the maximum number of hwirqs is
  61 fixed and a relatively small number (~ < 256).  The advantages of this
  62 map are fixed time lookup for IRQ numbers, and irq_descs are only
  63 allocated for in-use IRQs.  The disadvantage is that the table must be
  64 as large as the largest possible hwirq number.
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  66 The majority of drivers should use the linear map.
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  68 ==== Tree ====
  69 irq_domain_add_tree()
  70
  71 The irq_domain maintains a radix tree map from hwirq numbers to Linux
  72 IRQs.  When an hwirq is mapped, an irq_desc is allocated and the
  73 hwirq is used as the lookup key for the radix tree.
  74
  75 The tree map is a good choice if the hwirq number can be very large
  76 since it doesn't need to allocate a table as large as the largest
  77 hwirq number.  The disadvantage is that hwirq to IRQ number lookup is
  78 dependent on how many entries are in the table.
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  80 Very few drivers should need this mapping.  At the moment, powerpc
  81 iseries is the only user.
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  83 ==== No Map ===-
  84 irq_domain_add_nomap()
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  86 The No Map mapping is to be used when the hwirq number is
  87 programmable in the hardware.  In this case it is best to program the
  88 Linux IRQ number into the hardware itself so that no mapping is
  89 required.  Calling irq_create_direct_mapping() will allocate a Linux
  90 IRQ number and call the .map() callback so that driver can program the
  91 Linux IRQ number into the hardware.
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  93 Most drivers cannot use this mapping.
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  95 ==== Legacy ====
  96 irq_domain_add_legacy()
  97 irq_domain_add_legacy_isa()
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  99 The Legacy mapping is a special case for drivers that already have a
 100 range of irq_descs allocated for the hwirqs.  It is used when the
 101 driver cannot be immediately converted to use the linear mapping.  For
 102 example, many embedded system board support files use a set of #defines
 103 for IRQ numbers that are passed to struct device registrations.  In that
 104 case the Linux IRQ numbers cannot be dynamically assigned and the legacy
 105 mapping should be used.
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 107 The legacy map assumes a contiguous range of IRQ numbers has already
 108 been allocated for the controller and that the IRQ number can be
 109 calculated by adding a fixed offset to the hwirq number, and
 110 visa-versa.  The disadvantage is that it requires the interrupt
 111 controller to manage IRQ allocations and it requires an irq_desc to be
 112 allocated for every hwirq, even if it is unused.
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 114 The legacy map should only be used if fixed IRQ mappings must be
 115 supported.  For example, ISA controllers would use the legacy map for
 116 mapping Linux IRQs 0-15 so that existing ISA drivers get the correct IRQ
 117 numbers.