sys/kern/kern_intr.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003 Matthew Dillon <dillon@backplane.com> All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 1997, Stefan Esser <se@freebsd.org> All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  10  *    disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_intr.c,v 1.24.2.1 2001/10/14 20:05:50 luigi Exp $
  27  * $DragonFly: src/sys/kern/kern_intr.c,v 1.48 2007/04/30 16:45:53 dillon Exp $
  28  *
  29  */
  30
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/malloc.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/sysctl.h>
  36 #include <sys/thread.h>
  37 #include <sys/proc.h>
  38 #include <sys/thread2.h>
  39 #include <sys/random.h>
  40 #include <sys/serialize.h>
  41 #include <sys/interrupt.h>
  42 #include <sys/bus.h>
  43 #include <sys/machintr.h>
  44
  45 #include <machine/frame.h>
  46
  47 #include <sys/interrupt.h>
  48
  49 struct info_info;
  50
  51 typedef struct intrec {
  52     struct intrec *next;
  53     struct intr_info *info;
  54     inthand2_t  *handler;
  55     void        *argument;
  56     char        *name;
  57     int         intr;
  58     int         intr_flags;
  59     struct lwkt_serialize *serializer;
  60 } *intrec_t;
  61
  62 struct intr_info {
  63         intrec_t        i_reclist;
  64         struct thread   i_thread;
  65         struct random_softc i_random;
  66         int             i_running;
  67         long            i_count;        /* interrupts dispatched */
  68         int             i_mplock_required;
  69         int             i_fast;
  70         int             i_slow;
  71         int             i_state;
  72 } intr_info_ary[MAX_INTS];
  73
  74 int max_installed_hard_intr;
  75 int max_installed_soft_intr;
  76
  77 #define EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX 20000
  78
  79 static int sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  80 static int sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  81 static void emergency_intr_timer_callback(systimer_t, struct intrframe *);
  82 static void ithread_handler(void *arg);
  83 static void ithread_emergency(void *arg);
  84
  85 int intr_info_size = sizeof(intr_info_ary) / sizeof(intr_info_ary[0]);
  86
  87 static struct systimer emergency_intr_timer;
  88 static struct thread emergency_intr_thread;
  89
  90 #define ISTATE_NOTHREAD         0
  91 #define ISTATE_NORMAL           1
  92 #define ISTATE_LIVELOCKED       2
  93
  94 #ifdef SMP
  95 static int intr_mpsafe = 0;
  96 TUNABLE_INT("kern.intr_mpsafe", &intr_mpsafe);
  97 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, intr_mpsafe,
  98         CTLFLAG_RW, &intr_mpsafe, 0, "Run INTR_MPSAFE handlers without the BGL");
  99 #endif
 100 static int livelock_limit = 50000;
 101 static int livelock_lowater = 20000;
 102 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_limit,
 103         CTLFLAG_RW, &livelock_limit, 0, "Livelock interrupt rate limit");
 104 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_lowater,
 105         CTLFLAG_RW, &livelock_lowater, 0, "Livelock low-water mark restore");
 106
 107 static int emergency_intr_enable = 0;   /* emergency interrupt polling */
 108 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_enable", &emergency_intr_enable);
 109 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_enable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 110         0, 0, sysctl_emergency_enable, "I", "Emergency Interrupt Poll Enable");
 111
 112 static int emergency_intr_freq = 10;    /* emergency polling frequency */
 113 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_freq", &emergency_intr_freq);
 114 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_freq, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 115         0, 0, sysctl_emergency_freq, "I", "Emergency Interrupt Poll Frequency");
 116
 117 /*
 118  * Sysctl support routines
 119  */
 120 static int
 121 sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 122 {
 123         int error, enabled;
 124
 125         enabled = emergency_intr_enable;
 126         error = sysctl_handle_int(oidp, &enabled, 0, req);
 127         if (error || req->newptr == NULL)
 128                 return error;
 129         emergency_intr_enable = enabled;
 130         if (emergency_intr_enable) {
 131                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer,
 132                                          emergency_intr_freq);
 133         } else {
 134                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer, 1);
 135         }
 136         return 0;
 137 }
 138
 139 static int
 140 sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 141 {
 142         int error, phz;
 143
 144         phz = emergency_intr_freq;
 145         error = sysctl_handle_int(oidp, &phz, 0, req);
 146         if (error || req->newptr == NULL)
 147                 return error;
 148         if (phz <= 0)
 149                 return EINVAL;
 150         else if (phz > EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX)
 151                 phz = EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX;
 152
 153         emergency_intr_freq = phz;
 154         if (emergency_intr_enable) {
 155                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer,
 156                                          emergency_intr_freq);
 157         } else {
 158                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer, 1);
 159         }
 160         return 0;
 161 }
 162
 163 /*
 164  * Register an SWI or INTerrupt handler.
 165  */
 166 void *
 167 register_swi(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 168                 struct lwkt_serialize *serializer)
 169 {
 170     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 171         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 172     return(register_int(intr, handler, arg, name, serializer, 0));
 173 }
 174
 175 void *
 176 register_int(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 177                 struct lwkt_serialize *serializer, int intr_flags)
 178 {
 179     struct intr_info *info;
 180     struct intrec **list;
 181     intrec_t rec;
 182
 183     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 184         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 185     if (name == NULL)
 186         name = "???";
 187     info = &intr_info_ary[intr];
 188
 189     /*
 190      * Construct an interrupt handler record
 191      */
 192     rec = kmalloc(sizeof(struct intrec), M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 193     rec->name = kmalloc(strlen(name) + 1, M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 194     strcpy(rec->name, name);
 195
 196     rec->info = info;
 197     rec->handler = handler;
 198     rec->argument = arg;
 199     rec->intr = intr;
 200     rec->intr_flags = intr_flags;
 201     rec->next = NULL;
 202     rec->serializer = serializer;
 203
 204     /*
 205      * Create an emergency polling thread and set up a systimer to wake
 206      * it up.
 207      */
 208     if (emergency_intr_thread.td_kstack == NULL) {
 209         lwkt_create(ithread_emergency, NULL, NULL,
 210                     &emergency_intr_thread, TDF_STOPREQ|TDF_INTTHREAD, -1,
 211                     "ithread emerg");
 212         systimer_init_periodic_nq(&emergency_intr_timer,
 213                     emergency_intr_timer_callback, &emergency_intr_thread,
 214                     (emergency_intr_enable ? emergency_intr_freq : 1));
 215     }
 216
 217     /*
 218      * Create an interrupt thread if necessary, leave it in an unscheduled
 219      * state.
 220      */
 221     if (info->i_state == ISTATE_NOTHREAD) {
 222         info->i_state = ISTATE_NORMAL;
 223         lwkt_create((void *)ithread_handler, (void *)intr, NULL,
 224             &info->i_thread, TDF_STOPREQ|TDF_INTTHREAD|TDF_MPSAFE, -1,
 225             "ithread %d", intr);
 226         if (intr >= FIRST_SOFTINT)
 227             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_SOFT_NORM);
 228         else
 229             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_INT_MED);
 230         info->i_thread.td_preemptable = lwkt_preempt;
 231     }
 232
 233     list = &info->i_reclist;
 234
 235     /*
 236      * Keep track of how many fast and slow interrupts we have.
 237      * Set i_mplock_required if any handler in the chain requires
 238      * the MP lock to operate.
 239      */
 240     if ((intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0)
 241         info->i_mplock_required = 1;
 242     if (intr_flags & INTR_FAST)
 243         ++info->i_fast;
 244     else
 245         ++info->i_slow;
 246
 247     /*
 248      * Enable random number generation keying off of this interrupt.
 249      */
 250     if ((intr_flags & INTR_NOENTROPY) == 0 && info->i_random.sc_enabled == 0) {
 251         info->i_random.sc_enabled = 1;
 252         info->i_random.sc_intr = intr;
 253     }
 254
 255     /*
 256      * Add the record to the interrupt list.
 257      */
 258     crit_enter();
 259     while (*list != NULL)
 260         list = &(*list)->next;
 261     *list = rec;
 262     crit_exit();
 263
 264     /*
 265      * Update max_installed_hard_intr to make the emergency intr poll
 266      * a bit more efficient.
 267      */
 268     if (intr < FIRST_SOFTINT) {
 269         if (max_installed_hard_intr <= intr)
 270             max_installed_hard_intr = intr + 1;
 271     } else {
 272         if (max_installed_soft_intr <= intr)
 273             max_installed_soft_intr = intr + 1;
 274     }
 275
 276     /*
 277      * Setup the machine level interrupt vector
 278      *
 279      * XXX temporary workaround for some ACPI brokedness.  ACPI installs
 280      * its interrupt too early, before the IOAPICs have been configured,
 281      * which means the IOAPIC is not enabled by the registration of the
 282      * ACPI interrupt.  Anything else sharing that IRQ will wind up not
 283      * being enabled.  Temporarily work around the problem by always
 284      * installing and enabling on every new interrupt handler, even
 285      * if one has already been setup on that irq.
 286      */
 287     if (intr < FIRST_SOFTINT /* && info->i_slow + info->i_fast == 1*/) {
 288         if (machintr_vector_setup(intr, intr_flags))
 289             kprintf("machintr_vector_setup: failed on irq %d\n", intr);
 290     }
 291
 292     return(rec);
 293 }
 294
 295 void
 296 unregister_swi(void *id)
 297 {
 298     unregister_int(id);
 299 }
 300
 301 void
 302 unregister_int(void *id)
 303 {
 304     struct intr_info *info;
 305     struct intrec **list;
 306     intrec_t rec;
 307     int intr;
 308
 309     intr = ((intrec_t)id)->intr;
 310
 311     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 312         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 313
 314     info = &intr_info_ary[intr];
 315
 316     /*
 317      * Remove the interrupt descriptor, adjust the descriptor count,
 318      * and teardown the machine level vector if this was the last interrupt.
 319      */
 320     crit_enter();
 321     list = &info->i_reclist;
 322     while ((rec = *list) != NULL) {
 323         if (rec == id)
 324             break;
 325         list = &rec->next;
 326     }
 327     if (rec) {
 328         intrec_t rec0;
 329
 330         *list = rec->next;
 331         if (rec->intr_flags & INTR_FAST)
 332             --info->i_fast;
 333         else
 334             --info->i_slow;
 335         if (intr < FIRST_SOFTINT && info->i_fast + info->i_slow == 0)
 336             machintr_vector_teardown(intr);
 337
 338         /*
 339          * Clear i_mplock_required if no handlers in the chain require the
 340          * MP lock.
 341          */
 342         for (rec0 = info->i_reclist; rec0; rec0 = rec0->next) {
 343             if ((rec0->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0)
 344                 break;
 345         }
 346         if (rec0 == NULL)
 347             info->i_mplock_required = 0;
 348     }
 349
 350     crit_exit();
 351
 352     /*
 353      * Free the record.
 354      */
 355     if (rec != NULL) {
 356         kfree(rec->name, M_DEVBUF);
 357         kfree(rec, M_DEVBUF);
 358     } else {
 359         kprintf("warning: unregister_int: int %d handler for %s not found\n",
 360                 intr, ((intrec_t)id)->name);
 361     }
 362 }
 363
 364 const char *
 365 get_registered_name(int intr)
 366 {
 367     intrec_t rec;
 368
 369     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 370         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 371
 372     if ((rec = intr_info_ary[intr].i_reclist) == NULL)
 373         return(NULL);
 374     else if (rec->next)
 375         return("mux");
 376     else
 377         return(rec->name);
 378 }
 379
 380 int
 381 count_registered_ints(int intr)
 382 {
 383     struct intr_info *info;
 384
 385     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 386         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 387     info = &intr_info_ary[intr];
 388     return(info->i_fast + info->i_slow);
 389 }
 390
 391 long
 392 get_interrupt_counter(int intr)
 393 {
 394     struct intr_info *info;
 395
 396     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 397         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 398     info = &intr_info_ary[intr];
 399     return(info->i_count);
 400 }
 401
 402
 403 void
 404 swi_setpriority(int intr, int pri)
 405 {
 406     struct intr_info *info;
 407
 408     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 409         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 410     info = &intr_info_ary[intr];
 411     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
 412         lwkt_setpri(&info->i_thread, pri);
 413 }
 414
 415 void
 416 register_randintr(int intr)
 417 {
 418     struct intr_info *info;
 419
 420     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 421         panic("register_randintr: bad intr %d", intr);
 422     info = &intr_info_ary[intr];
 423     info->i_random.sc_intr = intr;
 424     info->i_random.sc_enabled = 1;
 425 }
 426
 427 void
 428 unregister_randintr(int intr)
 429 {
 430     struct intr_info *info;
 431
 432     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 433         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 434     info = &intr_info_ary[intr];
 435     info->i_random.sc_enabled = -1;
 436 }
 437
 438 int
 439 next_registered_randintr(int intr)
 440 {
 441     struct intr_info *info;
 442
 443     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 444         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 445     while (intr < MAX_INTS) {
 446         info = &intr_info_ary[intr];
 447         if (info->i_random.sc_enabled > 0)
 448             break;
 449         ++intr;
 450     }
 451     return(intr);
 452 }
 453
 454 /*
 455  * Dispatch an interrupt.  If there's nothing to do we have a stray
 456  * interrupt and can just return, leaving the interrupt masked.
 457  *
 458  * We need to schedule the interrupt and set its i_running bit.  If
 459  * we are not on the interrupt thread's cpu we have to send a message
 460  * to the correct cpu that will issue the desired action (interlocking
 461  * with the interrupt thread's critical section).  We do NOT attempt to
 462  * reschedule interrupts whos i_running bit is already set because
 463  * this would prematurely wakeup a livelock-limited interrupt thread.
 464  *
 465  * i_running is only tested/set on the same cpu as the interrupt thread.
 466  *
 467  * We are NOT in a critical section, which will allow the scheduled
 468  * interrupt to preempt us.  The MP lock might *NOT* be held here.
 469  */
 470 #ifdef SMP
 471
 472 static void
 473 sched_ithd_remote(void *arg)
 474 {
 475     sched_ithd((int)arg);
 476 }
 477
 478 #endif
 479
 480 void
 481 sched_ithd(int intr)
 482 {
 483     struct intr_info *info;
 484
 485     info = &intr_info_ary[intr];
 486
 487     ++info->i_count;
 488     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD) {
 489         if (info->i_reclist == NULL) {
 490             kprintf("sched_ithd: stray interrupt %d on cpu %d\n",
 491                     intr, mycpuid);
 492         } else {
 493 #ifdef SMP
 494             if (info->i_thread.td_gd == mycpu) {
 495                 if (info->i_running == 0) {
 496                     info->i_running = 1;
 497                     if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
 498                         lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
 499                 }
 500             } else {
 501                 lwkt_send_ipiq(info->i_thread.td_gd,
 502                                 sched_ithd_remote, (void *)intr);
 503             }
 504 #else
 505             if (info->i_running == 0) {
 506                 info->i_running = 1;
 507                 if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
 508                     lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
 509             }
 510 #endif
 511         }
 512     } else {
 513         kprintf("sched_ithd: stray interrupt %d on cpu %d\n",
 514                 intr, mycpuid);
 515     }
 516 }
 517
 518 /*
 519  * This is run from a periodic SYSTIMER (and thus must be MP safe, the BGL
 520  * might not be held).
 521  */
 522 static void
 523 ithread_livelock_wakeup(systimer_t st)
 524 {
 525     struct intr_info *info;
 526
 527     info = &intr_info_ary[(int)st->data];
 528     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
 529         lwkt_schedule(&info->i_thread);
 530 }
 531
 532 /*
 533  * This function is called drectly from the ICU or APIC vector code assembly
 534  * to process an interrupt.  The critical section and interrupt deferral
 535  * checks have already been done but the function is entered WITHOUT
 536  * a critical section held.  The BGL may or may not be held.
 537  *
 538  * Must return non-zero if we do not want the vector code to re-enable
 539  * the interrupt (which we don't if we have to schedule the interrupt)
 540  */
 541 int ithread_fast_handler(struct intrframe *frame);
 542
 543 int
 544 ithread_fast_handler(struct intrframe *frame)
 545 {
 546     int intr;
 547     struct intr_info *info;
 548     struct intrec **list;
 549     int must_schedule;
 550 #ifdef SMP
 551     int got_mplock;
 552 #endif
 553     intrec_t rec, next_rec;
 554     globaldata_t gd;
 555
 556     intr = frame->if_vec;
 557     gd = mycpu;
 558
 559     info = &intr_info_ary[intr];
 560
 561     /*
 562      * If we are not processing any FAST interrupts, just schedule the thing.
 563      * (since we aren't in a critical section, this can result in a
 564      * preemption)
 565      */
 566     if (info->i_fast == 0) {
 567         sched_ithd(intr);
 568         return(1);
 569     }
 570
 571     /*
 572      * This should not normally occur since interrupts ought to be
 573      * masked if the ithread has been scheduled or is running.
 574      */
 575     if (info->i_running)
 576         return(1);
 577
 578     /*
 579      * Bump the interrupt nesting level to process any FAST interrupts.
 580      * Obtain the MP lock as necessary.  If the MP lock cannot be obtained,
 581      * schedule the interrupt thread to deal with the issue instead.
 582      *
 583      * To reduce overhead, just leave the MP lock held once it has been
 584      * obtained.
 585      */
 586     crit_enter_gd(gd);
 587     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 588     ++gd->gd_cnt.v_intr;
 589     must_schedule = info->i_slow;
 590 #ifdef SMP
 591     got_mplock = 0;
 592 #endif
 593
 594     list = &info->i_reclist;
 595     for (rec = *list; rec; rec = next_rec) {
 596         next_rec = rec->next;   /* rec may be invalid after call */
 597
 598         if (rec->intr_flags & INTR_FAST) {
 599 #ifdef SMP
 600             if ((rec->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0 && got_mplock == 0) {
 601                 if (try_mplock() == 0) {
 602                     int owner;
 603
 604                     /*
 605                      * If we couldn't get the MP lock try to forward it
 606                      * to the cpu holding the MP lock, setting must_schedule
 607                      * to -1 so we do not schedule and also do not unmask
 608                      * the interrupt.  Otherwise just schedule it.
 609                      */
 610                     owner = owner_mplock();
 611                     if (owner >= 0 && owner != gd->gd_cpuid) {
 612                         lwkt_send_ipiq_bycpu(owner, forward_fastint_remote,
 613                                                 (void *)intr);
 614                         must_schedule = -1;
 615                         ++gd->gd_cnt.v_forwarded_ints;
 616                     } else {
 617                         must_schedule = 1;
 618                     }
 619                     break;
 620                 }
 621                 got_mplock = 1;
 622             }
 623 #endif
 624             if (rec->serializer) {
 625                 must_schedule += lwkt_serialize_handler_try(
 626                                         rec->serializer, rec->handler,
 627                                         rec->argument, frame);
 628             } else {
 629                 rec->handler(rec->argument, frame);
 630             }
 631         }
 632     }
 633
 634     /*
 635      * Cleanup
 636      */
 637     --gd->gd_intr_nesting_level;
 638 #ifdef SMP
 639     if (got_mplock)
 640         rel_mplock();
 641 #endif
 642     crit_exit_gd(gd);
 643
 644     /*
 645      * If we had a problem, schedule the thread to catch the missed
 646      * records (it will just re-run all of them).  A return value of 0
 647      * indicates that all handlers have been run and the interrupt can
 648      * be re-enabled, and a non-zero return indicates that the interrupt
 649      * thread controls re-enablement.
 650      */
 651     if (must_schedule > 0)
 652         sched_ithd(intr);
 653     else if (must_schedule == 0)
 654         ++info->i_count;
 655     return(must_schedule);
 656 }
 657
 658 #if 0
 659
 660 6: ;                                                                    \
 661         /* could not get the MP lock, forward the interrupt */          \
 662         movl    mp_lock, %eax ;          /* check race */               \
 663         cmpl    $MP_FREE_LOCK,%eax ;                                    \
 664         je      2b ;                                                    \
 665         incl    PCPU(cnt)+V_FORWARDED_INTS ;                            \
 666         subl    $12,%esp ;                                              \
 667         movl    $irq_num,8(%esp) ;                                      \
 668         movl    $forward_fastint_remote,4(%esp) ;                       \
 669         movl    %eax,(%esp) ;                                           \
 670         call    lwkt_send_ipiq_bycpu ;                                  \
 671         addl    $12,%esp ;                                              \
 672         jmp     5f ;
 673
 674 #endif
 675
 676
 677 /*
 678  * Interrupt threads run this as their main loop.
 679  *
 680  * The handler begins execution outside a critical section and with the BGL
 681  * held.
 682  *
 683  * The i_running state starts at 0.  When an interrupt occurs, the hardware
 684  * interrupt is disabled and sched_ithd() The HW interrupt remains disabled
 685  * until all routines have run.  We then call ithread_done() to reenable
 686  * the HW interrupt and deschedule us until the next interrupt.
 687  *
 688  * We are responsible for atomically checking i_running and ithread_done()
 689  * is responsible for atomically checking for platform-specific delayed
 690  * interrupts.  i_running for our irq is only set in the context of our cpu,
 691  * so a critical section is a sufficient interlock.
 692  */
 693 #define LIVELOCK_TIMEFRAME(freq)        ((freq) >> 2)   /* 1/4 second */
 694
 695 static void
 696 ithread_handler(void *arg)
 697 {
 698     struct intr_info *info;
 699     int use_limit;
 700     int lticks;
 701     int lcount;
 702     int intr;
 703     int mpheld;
 704     struct intrec **list;
 705     intrec_t rec, nrec;
 706     globaldata_t gd;
 707     struct systimer ill_timer;  /* enforced freq. timer */
 708     u_int ill_count;            /* interrupt livelock counter */
 709
 710     ill_count = 0;
 711     lticks = ticks;
 712     lcount = 0;
 713     intr = (int)arg;
 714     info = &intr_info_ary[intr];
 715     list = &info->i_reclist;
 716     gd = mycpu;
 717
 718     /*
 719      * The loop must be entered with one critical section held.  The thread
 720      * is created with TDF_MPSAFE so the MP lock is not held on start.
 721      */
 722     crit_enter_gd(gd);
 723     mpheld = 0;
 724
 725     for (;;) {
 726         /*
 727          * The chain is only considered MPSAFE if all its interrupt handlers
 728          * are MPSAFE.  However, if intr_mpsafe has been turned off we
 729          * always operate with the BGL.
 730          */
 731 #ifdef SMP
 732         if (intr_mpsafe == 0) {
 733             if (mpheld == 0) {
 734                 get_mplock();
 735                 mpheld = 1;
 736             }
 737         } else if (info->i_mplock_required != mpheld) {
 738             if (info->i_mplock_required) {
 739                 KKASSERT(mpheld == 0);
 740                 get_mplock();
 741                 mpheld = 1;
 742             } else {
 743                 KKASSERT(mpheld != 0);
 744                 rel_mplock();
 745                 mpheld = 0;
 746             }
 747         }
 748 #endif
 749
 750         /*
 751          * If an interrupt is pending, clear i_running and execute the
 752          * handlers.  Note that certain types of interrupts can re-trigger
 753          * and set i_running again.
 754          *
 755          * Each handler is run in a critical section.  Note that we run both
 756          * FAST and SLOW designated service routines.
 757          */
 758         if (info->i_running) {
 759             ++ill_count;
 760             info->i_running = 0;
 761
 762             for (rec = *list; rec; rec = nrec) {
 763                 nrec = rec->next;
 764                 if (rec->serializer) {
 765                     lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer, rec->handler,
 766                                                 rec->argument, NULL);
 767                 } else {
 768                     rec->handler(rec->argument, NULL);
 769                 }
 770             }
 771         }
 772
 773         /*
 774          * This is our interrupt hook to add rate randomness to the random
 775          * number generator.
 776          */
 777         if (info->i_random.sc_enabled > 0)
 778             add_interrupt_randomness(intr);
 779
 780         /*
 781          * Unmask the interrupt to allow it to trigger again.  This only
 782          * applies to certain types of interrupts (typ level interrupts).
 783          * This can result in the interrupt retriggering, but the retrigger
 784          * will not be processed until we cycle our critical section.
 785          *
 786          * Only unmask interrupts while handlers are installed.  It is
 787          * possible to hit a situation where no handlers are installed
 788          * due to a device driver livelocking and then tearing down its
 789          * interrupt on close (the parallel bus being a good example).
 790          */
 791         if (*list)
 792             machintr_intren(intr);
 793
 794         /*
 795          * Do a quick exit/enter to catch any higher-priority interrupt
 796          * sources, such as the statclock, so thread time accounting
 797          * will still work.  This may also cause an interrupt to re-trigger.
 798          */
 799         crit_exit_gd(gd);
 800         crit_enter_gd(gd);
 801
 802         /*
 803          * LIVELOCK STATE MACHINE
 804          */
 805         switch(info->i_state) {
 806         case ISTATE_NORMAL:
 807             /*
 808              * Calculate a running average every tick.
 809              */
 810             if (lticks != ticks) {
 811                 lticks = ticks;
 812                 ill_count -= ill_count / hz;
 813             }
 814
 815             /*
 816              * If we did not exceed the frequency limit, we are done.
 817              * If the interrupt has not retriggered we deschedule ourselves.
 818              */
 819             if (ill_count <= livelock_limit) {
 820                 if (info->i_running == 0) {
 821                     lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
 822                     lwkt_switch();
 823                 }
 824                 break;
 825             }
 826
 827             /*
 828              * Otherwise we are livelocked.  Set up a periodic systimer
 829              * to wake the thread up at the limit frequency.
 830              */
 831             kprintf("intr %d at %d > %d hz, livelocked limit engaged!\n",
 832                    intr, ill_count, livelock_limit);
 833             info->i_state = ISTATE_LIVELOCKED;
 834             if ((use_limit = livelock_limit) < 100)
 835                 use_limit = 100;
 836             else if (use_limit > 500000)
 837                 use_limit = 500000;
 838             systimer_init_periodic(&ill_timer, ithread_livelock_wakeup,
 839                                    (void *)intr, use_limit);
 840             lcount = 0;
 841             /* fall through */
 842         case ISTATE_LIVELOCKED:
 843             /*
 844              * Wait for our periodic timer to go off.  Since the interrupt
 845              * has re-armed it can still set i_running, but it will not
 846              * reschedule us while we are in a livelocked state.
 847              */
 848             lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
 849             lwkt_switch();
 850
 851             /*
 852              * Check to see if the livelock condition no longer applies.
 853              * The interrupt must be able to operate normally for one
 854              * full second before we restore normal operation.
 855              */
 856             if (lticks != ticks) {
 857                 lticks = ticks;
 858                 if (ill_count < livelock_lowater) {
 859                     if (++lcount >= hz) {
 860                         info->i_state = ISTATE_NORMAL;
 861                         systimer_del(&ill_timer);
 862                         kprintf("intr %d at %d < %d hz, livelock removed\n",
 863                                intr, ill_count, livelock_lowater);
 864                     }
 865                 } else {
 866                     lcount = 0;
 867                 }
 868                 ill_count -= ill_count / hz;
 869             }
 870             break;
 871         }
 872     }
 873     /* not reached */
 874 }
 875
 876 /*
 877  * Emergency interrupt polling thread.  The thread begins execution
 878  * outside a critical section with the BGL held.
 879  *
 880  * If emergency interrupt polling is enabled, this thread will
 881  * execute all system interrupts not marked INTR_NOPOLL at the
 882  * specified polling frequency.
 883  *
 884  * WARNING!  This thread runs *ALL* interrupt service routines that
 885  * are not marked INTR_NOPOLL, which basically means everything except
 886  * the 8254 clock interrupt and the ATA interrupt.  It has very high
 887  * overhead and should only be used in situations where the machine
 888  * cannot otherwise be made to work.  Due to the severe performance
 889  * degredation, it should not be enabled on production machines.
 890  */
 891 static void
 892 ithread_emergency(void *arg __unused)
 893 {
 894     struct intr_info *info;
 895     intrec_t rec, nrec;
 896     int intr;
 897
 898     for (;;) {
 899         for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
 900             info = &intr_info_ary[intr];
 901             for (rec = info->i_reclist; rec; rec = nrec) {
 902                 if ((rec->intr_flags & INTR_NOPOLL) == 0) {
 903                     if (rec->serializer) {
 904                         lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer,
 905                                                 rec->handler, rec->argument, NULL);
 906                     } else {
 907                         rec->handler(rec->argument, NULL);
 908                     }
 909                 }
 910                 nrec = rec->next;
 911             }
 912         }
 913         lwkt_deschedule_self(curthread);
 914         lwkt_switch();
 915     }
 916 }
 917
 918 /*
 919  * Systimer callback - schedule the emergency interrupt poll thread
 920  *                     if emergency polling is enabled.
 921  */
 922 static
 923 void
 924 emergency_intr_timer_callback(systimer_t info, struct intrframe *frame __unused)
 925 {
 926     if (emergency_intr_enable)
 927         lwkt_schedule(info->data);
 928 }
 929
 930 /*
 931  * Sysctls used by systat and others: hw.intrnames and hw.intrcnt.
 932  * The data for this machine dependent, and the declarations are in machine
 933  * dependent code.  The layout of intrnames and intrcnt however is machine
 934  * independent.
 935  *
 936  * We do not know the length of intrcnt and intrnames at compile time, so
 937  * calculate things at run time.
 938  */
 939
 940 static int
 941 sysctl_intrnames(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 942 {
 943     struct intr_info *info;
 944     intrec_t rec;
 945     int error = 0;
 946     int len;
 947     int intr;
 948     char buf[64];
 949
 950     for (intr = 0; error == 0 && intr < MAX_INTS; ++intr) {
 951         info = &intr_info_ary[intr];
 952
 953         len = 0;
 954         buf[0] = 0;
 955         for (rec = info->i_reclist; rec; rec = rec->next) {
 956             ksnprintf(buf + len, sizeof(buf) - len, "%s%s",
 957                 (len ? "/" : ""), rec->name);
 958             len += strlen(buf + len);
 959         }
 960         if (len == 0) {
 961             ksnprintf(buf, sizeof(buf), "irq%d", intr);
 962             len = strlen(buf);
 963         }
 964         error = SYSCTL_OUT(req, buf, len + 1);
 965     }
 966     return (error);
 967 }
 968
 969
 970 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrnames, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
 971         NULL, 0, sysctl_intrnames, "", "Interrupt Names");
 972
 973 static int
 974 sysctl_intrcnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 975 {
 976     struct intr_info *info;
 977     int error = 0;
 978     int intr;
 979
 980     for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
 981         info = &intr_info_ary[intr];
 982
 983         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
 984         if (error)
 985                 goto failed;
 986     }
 987     for (intr = FIRST_SOFTINT; intr < max_installed_soft_intr; ++intr) {
 988         info = &intr_info_ary[intr];
 989
 990         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
 991         if (error)
 992                 goto failed;
 993     }
 994 failed:
 995     return(error);
 996 }
 997
 998 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrcnt, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
 999         NULL, 0, sysctl_intrcnt, "", "Interrupt Counts");
1000