]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blobdiff - Documentation/gpio/driver.txt
Merge remote-tracking branch 'xfs/for-next'
[karo-tx-linux.git] / Documentation / gpio / driver.txt
index 9d7985171f079d4669cbd44c8fa4b312e45a6fb6..12a61948ec917ff2af9787a59f82336994acfde7 100644 (file)
@@ -62,6 +62,11 @@ Any debugfs dump method should normally ignore signals which haven't been
 requested as GPIOs. They can use gpiochip_is_requested(), which returns either
 NULL or the label associated with that GPIO when it was requested.
 
+RT_FULL: GPIO driver should not use spinlock_t or any sleepable APIs
+(like PM runtime) in its gpio_chip implementation (.get/.set and direction
+control callbacks) if it is expected to call GPIO APIs from atomic context
+on -RT (inside hard IRQ handlers and similar contexts). Normally this should
+not be required.
 
 GPIO drivers providing IRQs
 ---------------------------
@@ -73,6 +78,13 @@ The IRQ portions of the GPIO block are implemented using an irqchip, using
 the header <linux/irq.h>. So basically such a driver is utilizing two sub-
 systems simultaneously: gpio and irq.
 
+RT_FULL: GPIO driver should not use spinlock_t or any sleepable APIs
+(like PM runtime) as part of its irq_chip implementation on -RT.
+- spinlock_t should be replaced with raw_spinlock_t [1].
+- If sleepable APIs have to be used, these can be done from the .irq_bus_lock()
+  and .irq_bus_unlock() callbacks, as these are the only slowpath callbacks
+  on an irqchip. Create the callbacks if needed [2].
+
 GPIO irqchips usually fall in one of two categories:
 
 * CHAINED GPIO irqchips: these are usually the type that is embedded on
@@ -93,37 +105,54 @@ GPIO irqchips usually fall in one of two categories:
   Chained GPIO irqchips typically can NOT set the .can_sleep flag on
   struct gpio_chip, as everything happens directly in the callbacks.
 
-  NOTE: chained IRQ handlers are usually not good for real time. If you
-  are submitting a new driver or refactoring a driver for real time compliance,
-  consider using creating a nested/threaded irqchip instead, see below.
-
-* NESTED THREADED GPIO irqchips: these are traditionally off-chip GPIO
-  expanders and any other GPIO irqchip residing on the other side of a
-  sleeping bus. Of course such drivers that need slow bus traffic to read
-  out IRQ status and similar, traffic which may in turn incur other IRQs to
-  happen, cannot be handled in a quick IRQ handler with IRQs disabled.
-
-  With the introduction of real time support in the Linux kernel, also other
-  GPIO irqchips are encouraged to use a nested and threaded IRQ handler.
-  Doing so makes the interrupts naturally preemptible on a real time
-  setup, which means the system can easily be configured for real time with
-  a (usually negligable) performance loss.
-
-  These drivers spawn a thread and then mask the parent IRQ line until the
-  interrupt is handled by the driver. The hallmark of this driver is to call
-  something like this in its interrupt handler:
+  RT_FULL: Note, chained IRQ handlers will not be forced threaded on -RT.
+  As result, spinlock_t or any sleepable APIs (like PM runtime) can't be used
+  in chained IRQ handler.
+  if required (and if it can't be converted to the nested threaded GPIO irqchip)
+  - chained IRQ handler can be converted to generic irq handler and this way
+  it will be threaded IRQ handler on -RT and hard IRQ handler on non-RT
+  (for example, see [3]).
+  Know W/A: The generic_handle_irq() is expected to be called with IRQ disabled,
+  so IRQ core will complain if it will be called from IRQ handler wich is forced
+  thread. The "fake?" raw lock can be used to W/A this problem:
+
+       raw_spinlock_t wa_lock;
+       static irqreturn_t omap_gpio_irq_handler(int irq, void *gpiobank)
+               unsigned long wa_lock_flags;
+               raw_spin_lock_irqsave(&bank->wa_lock, wa_lock_flags);
+               generic_handle_irq(irq_find_mapping(bank->chip.irqdomain, bit));
+               raw_spin_unlock_irqrestore(&bank->wa_lock, wa_lock_flags);
+
+* GENERIC CHAINED GPIO irqchips: these are the same as "CHAINED GPIO irqchips",
+  but chained IRQ handlers are not used. Instead GPIO IRQs dispatching is
+  performed by generic IRQ handler which is configured using request_irq().
+  The GPIO irqchip will then end up calling something like this sequence in
+  its interrupt handler:
+
+  static irqreturn_t gpio_rcar_irq_handler(int irq, void *dev_id)
+       for each detected GPIO IRQ
+               generic_handle_irq(...);
+
+  RT_FULL: Such kind of handlers will be forced threaded on -RT, as result IRQ
+  core will complain that generic_handle_irq() is called with IRQ enabled and
+  the same W/A as for "CHAINED GPIO irqchips" can be applied.
+
+* NESTED THREADED GPIO irqchips: these are off-chip GPIO expanders and any
+  other GPIO irqchip residing on the other side of a sleeping bus. Of course
+  such drivers that need slow bus traffic to read out IRQ status and similar,
+  traffic which may in turn incur other IRQs to happen, cannot be handled
+  in a quick IRQ handler with IRQs disabled. Instead they need to spawn a
+  thread and then mask the parent IRQ line until the interrupt is handled
+  by the driver. The hallmark of this driver is to call something like
+  this in its interrupt handler:
 
   static irqreturn_t tc3589x_gpio_irq(int irq, void *data)
       ...
       handle_nested_irq(irq);
-      OR
-      generic_handle_irq(irq);
 
-  Threaded GPIO irqchips should set the .can_sleep flag on struct gpio_chip
-  to true if they are e.g. accessing the chip over I2C or SPI, indicating that
-  this chip may sleep when accessing the GPIOs. irqchips that are just made
-  threaded to be preemptible and thus real time compliant need not do this:
-  preemption is not sleeping.
+  The hallmark of threaded GPIO irqchips is that they set the .can_sleep
+  flag on struct gpio_chip to true, indicating that this chip may sleep
+  when accessing the GPIOs.
 
 To help out in handling the set-up and management of GPIO irqchips and the
 associated irqdomain and resource allocation callbacks, the gpiolib has
@@ -140,7 +169,7 @@ symbol:
   gpio_chip from a parent IRQ and passes the struct gpio_chip* as handler
   data. (Notice handler data, since the irqchip data is likely used by the
   parent irqchip!) This is for the chained type of chip. This is also used
-  to set up a threaded/nested irqchip if NULL is passed as handler.
+  to set up a nested irqchip if NULL is passed as handler.
 
 To use the helpers please keep the following in mind:
 
@@ -148,6 +177,13 @@ To use the helpers please keep the following in mind:
   the irqchip can initialize. E.g. .dev and .can_sleep shall be set up
   properly.
 
+- Nominally set all handlers to handle_bad_irq() in the setup call and pass
+  handle_bad_irq() as flow handler parameter in gpiochip_irqchip_add() if it is
+  expected for GPIO driver that irqchip .set_type() callback have to be called
+  before using/enabling GPIO IRQ. Then set the handler to handle_level_irq()
+  and/or handle_edge_irq() in the irqchip .set_type() callback depending on
+  what your controller supports.
+
 It is legal for any IRQ consumer to request an IRQ from any irqchip no matter
 if that is a combined GPIO+IRQ driver. The basic premise is that gpio_chip and
 irq_chip are orthogonal, and offering their services independent of each
@@ -184,37 +220,29 @@ When implementing an irqchip inside a GPIO driver, these two functions should
 typically be called in the .startup() and .shutdown() callbacks from the
 irqchip.
 
-
 Real-Time compliance for GPIO IRQ chips
 ---------------------------------------
 
 Any provider of irqchips needs to be carefully tailored to support Real Time
 preemption. It is desireable that all irqchips in the GPIO subsystem keep this
-in mind and does the proper testing to assure they are real time-enabled. The
-following is a checklist to follow when preparing a driver for real
+in mind and does the proper testing to assure they are real time-enabled.
+So, pay attention on above " RT_FULL:" notes, please.
+The following is a checklist to follow when preparing a driver for real
 time-compliance:
 
-- Nominally use raw_spinlock_t in the IRQ context path of the IRQ handler as
-  we do not want these sections to be preempted.
-
-- Do NOT use chained_irq_enter() or chained_irq_exit() in the IRQ handler,
-  as we want the hotpath to be preemptible.
-
-- Instead use nested IRQs and generic handlers such as handle_bad_irq(),
-  handle_level_irq() and handle_edge_irq(). Consequentally the handler
-  argument of gpiochip_set_chained_irqchip() should be NULL when using the
-  gpiolib irqchip helpers.
-
-- Nominally set all handlers to handle_bad_irq() in the setup call, then
-  set the handler to handle_level_irq() and/or handle_edge_irq() in the irqchip
-  .set_type() callback depending on what your controller supports.
-
-- If you need to use the pm_runtime_get*()/pm_runtime_put*() callbacks in some
-  of the irqchip callbacks, these should be moved to the .irq_bus_lock()
-  and .irq_bus_unlock() callbacks respectively, as these are the only
-  slowpath callbacks on an irqchip. Create the callbacks if need be.
-
-- Test your driver with the apropriate in-kernel real time test cases for both
+- ensure spinlock_t is not used as part irq_chip implementation;
+- ensure that sleepable APIs are not used as part irq_chip implementation.
+  If sleepable APIs have to be used, these can be done from the .irq_bus_lock()
+  and .irq_bus_unlock() callbacks;
+- Chained GPIO irqchips: ensure spinlock_t or any sleepable APIs are not used
+  from chained IRQ handler;
+- Generic chained GPIO irqchips: take care about generic_handle_irq() calls and
+  apply corresponding W/A;
+- Chained GPIO irqchips: get rid of chained IRQ handler and use generic irq
+  handler if possible :)
+- regmap_mmio: Sry, but you are in trouble :( if MMIO regmap is used as for
+  GPIO IRQ chip implementation;
+- Test your driver with the appropriate in-kernel real time test cases for both
   level and edge IRQs.
 
 
@@ -238,3 +266,7 @@ gpiochip_free_own_desc().
 These functions must be used with care since they do not affect module use
 count. Do not use the functions to request gpio descriptors not owned by the
 calling driver.
+
+[1] http://www.spinics.net/lists/linux-omap/msg120425.html
+[2] https://lkml.org/lkml/2015/9/25/494
+[3] https://lkml.org/lkml/2015/9/25/495