Documentation/x86/i386/IO-APIC.rst

   1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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   4 IO-APIC
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   7 :Author: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
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   9 Most (all) Intel-MP compliant SMP boards have the so-called 'IO-APIC',
  10 which is an enhanced interrupt controller. It enables us to route
  11 hardware interrupts to multiple CPUs, or to CPU groups. Without an
  12 IO-APIC, interrupts from hardware will be delivered only to the
  13 CPU which boots the operating system (usually CPU#0).
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  15 Linux supports all variants of compliant SMP boards, including ones with
  16 multiple IO-APICs. Multiple IO-APICs are used in high-end servers to
  17 distribute IRQ load further.
  18
  19 There are (a few) known breakages in certain older boards, such bugs are
  20 usually worked around by the kernel. If your MP-compliant SMP board does
  21 not boot Linux, then consult the linux-smp mailing list archives first.
  22
  23 If your box boots fine with enabled IO-APIC IRQs, then your
  24 /proc/interrupts will look like this one::
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  26   hell:~> cat /proc/interrupts
  27              CPU0
  28     0:    1360293    IO-APIC-edge  timer
  29     1:          4    IO-APIC-edge  keyboard
  30     2:          0          XT-PIC  cascade
  31    13:          1          XT-PIC  fpu
  32    14:       1448    IO-APIC-edge  ide0
  33    16:      28232   IO-APIC-level  Intel EtherExpress Pro 10/100 Ethernet
  34    17:      51304   IO-APIC-level  eth0
  35   NMI:          0
  36   ERR:          0
  37   hell:~>
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  39 Some interrupts are still listed as 'XT PIC', but this is not a problem;
  40 none of those IRQ sources is performance-critical.
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  42
  43 In the unlikely case that your board does not create a working mp-table,
  44 you can use the pirq= boot parameter to 'hand-construct' IRQ entries. This
  45 is non-trivial though and cannot be automated. One sample /etc/lilo.conf
  46 entry::
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  48         append="pirq=15,11,10"
  49
  50 The actual numbers depend on your system, on your PCI cards and on their
  51 PCI slot position. Usually PCI slots are 'daisy chained' before they are
  52 connected to the PCI chipset IRQ routing facility (the incoming PIRQ1-4
  53 lines)::
  54
  55                ,-.        ,-.        ,-.        ,-.        ,-.
  56      PIRQ4 ----| |-.    ,-| |-.    ,-| |-.    ,-| |--------| |
  57                |S|  \  /  |S|  \  /  |S|  \  /  |S|        |S|
  58      PIRQ3 ----|l|-. `/---|l|-. `/---|l|-. `/---|l|--------|l|
  59                |o|  \/    |o|  \/    |o|  \/    |o|        |o|
  60      PIRQ2 ----|t|-./`----|t|-./`----|t|-./`----|t|--------|t|
  61                |1| /\     |2| /\     |3| /\     |4|        |5|
  62      PIRQ1 ----| |-  `----| |-  `----| |-  `----| |--------| |
  63                `-'        `-'        `-'        `-'        `-'
  64
  65 Every PCI card emits a PCI IRQ, which can be INTA, INTB, INTC or INTD::
  66
  67                                ,-.
  68                          INTD--| |
  69                                |S|
  70                          INTC--|l|
  71                                |o|
  72                          INTB--|t|
  73                                |x|
  74                          INTA--| |
  75                                `-'
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  77 These INTA-D PCI IRQs are always 'local to the card', their real meaning
  78 depends on which slot they are in. If you look at the daisy chaining diagram,
  79 a card in slot4, issuing INTA IRQ, it will end up as a signal on PIRQ4 of
  80 the PCI chipset. Most cards issue INTA, this creates optimal distribution
  81 between the PIRQ lines. (distributing IRQ sources properly is not a
  82 necessity, PCI IRQs can be shared at will, but it's a good for performance
  83 to have non shared interrupts). Slot5 should be used for videocards, they
  84 do not use interrupts normally, thus they are not daisy chained either.
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  86 so if you have your SCSI card (IRQ11) in Slot1, Tulip card (IRQ9) in
  87 Slot2, then you'll have to specify this pirq= line::
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  89         append="pirq=11,9"
  90
  91 the following script tries to figure out such a default pirq= line from
  92 your PCI configuration::
  93
  94         echo -n pirq=; echo `scanpci | grep T_L | cut -c56-` | sed 's/ /,/g'
  95
  96 note that this script won't work if you have skipped a few slots or if your
  97 board does not do default daisy-chaining. (or the IO-APIC has the PIRQ pins
  98 connected in some strange way). E.g. if in the above case you have your SCSI
  99 card (IRQ11) in Slot3, and have Slot1 empty::
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 101         append="pirq=0,9,11"
 102
 103 [value '0' is a generic 'placeholder', reserved for empty (or non-IRQ emitting)
 104 slots.]
 105
 106 Generally, it's always possible to find out the correct pirq= settings, just
 107 permute all IRQ numbers properly ... it will take some time though. An
 108 'incorrect' pirq line will cause the booting process to hang, or a device
 109 won't function properly (e.g. if it's inserted as a module).
 110
 111 If you have 2 PCI buses, then you can use up to 8 pirq values, although such
 112 boards tend to have a good configuration.
 113
 114 Be prepared that it might happen that you need some strange pirq line::
 115
 116         append="pirq=0,0,0,0,0,0,9,11"
 117
 118 Use smart trial-and-error techniques to find out the correct pirq line ...
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 120 Good luck and mail to linux-smp@vger.kernel.org or
 121 linux-kernel@vger.kernel.org if you have any problems that are not covered
 122 by this document.
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