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 1.49 2007/05/01 23:53:51 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         int             i_errorticks;
  73         unsigned long   i_straycount;
  74 } intr_info_ary[MAX_INTS];
  75
  76 int max_installed_hard_intr;
  77 int max_installed_soft_intr;
  78
  79 #define EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX 20000
  80
  81 static int sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  82 static int sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  83 static void emergency_intr_timer_callback(systimer_t, struct intrframe *);
  84 static void ithread_handler(void *arg);
  85 static void ithread_emergency(void *arg);
  86 static void report_stray_interrupt(int intr, struct intr_info *info);
  87
  88 int intr_info_size = sizeof(intr_info_ary) / sizeof(intr_info_ary[0]);
  89
  90 static struct systimer emergency_intr_timer;
  91 static struct thread emergency_intr_thread;
  92
  93 #define ISTATE_NOTHREAD         0
  94 #define ISTATE_NORMAL           1
  95 #define ISTATE_LIVELOCKED       2
  96
  97 #ifdef SMP
  98 static int intr_mpsafe = 0;
  99 TUNABLE_INT("kern.intr_mpsafe", &intr_mpsafe);
 100 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, intr_mpsafe,
 101         CTLFLAG_RW, &intr_mpsafe, 0, "Run INTR_MPSAFE handlers without the BGL");
 102 #endif
 103 static int livelock_limit = 40000;
 104 static int livelock_lowater = 20000;
 105 static int livelock_debug = -1;
 106 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_limit,
 107         CTLFLAG_RW, &livelock_limit, 0, "Livelock interrupt rate limit");
 108 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_lowater,
 109         CTLFLAG_RW, &livelock_lowater, 0, "Livelock low-water mark restore");
 110 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_debug,
 111         CTLFLAG_RW, &livelock_debug, 0, "Livelock debug intr#");
 112
 113 static int emergency_intr_enable = 0;   /* emergency interrupt polling */
 114 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_enable", &emergency_intr_enable);
 115 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_enable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 116         0, 0, sysctl_emergency_enable, "I", "Emergency Interrupt Poll Enable");
 117
 118 static int emergency_intr_freq = 10;    /* emergency polling frequency */
 119 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_freq", &emergency_intr_freq);
 120 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_freq, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 121         0, 0, sysctl_emergency_freq, "I", "Emergency Interrupt Poll Frequency");
 122
 123 /*
 124  * Sysctl support routines
 125  */
 126 static int
 127 sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 128 {
 129         int error, enabled;
 130
 131         enabled = emergency_intr_enable;
 132         error = sysctl_handle_int(oidp, &enabled, 0, req);
 133         if (error || req->newptr == NULL)
 134                 return error;
 135         emergency_intr_enable = enabled;
 136         if (emergency_intr_enable) {
 137                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer,
 138                                          emergency_intr_freq);
 139         } else {
 140                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer, 1);
 141         }
 142         return 0;
 143 }
 144
 145 static int
 146 sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 147 {
 148         int error, phz;
 149
 150         phz = emergency_intr_freq;
 151         error = sysctl_handle_int(oidp, &phz, 0, req);
 152         if (error || req->newptr == NULL)
 153                 return error;
 154         if (phz <= 0)
 155                 return EINVAL;
 156         else if (phz > EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX)
 157                 phz = EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX;
 158
 159         emergency_intr_freq = phz;
 160         if (emergency_intr_enable) {
 161                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer,
 162                                          emergency_intr_freq);
 163         } else {
 164                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer, 1);
 165         }
 166         return 0;
 167 }
 168
 169 /*
 170  * Register an SWI or INTerrupt handler.
 171  */
 172 void *
 173 register_swi(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 174                 struct lwkt_serialize *serializer)
 175 {
 176     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 177         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 178     return(register_int(intr, handler, arg, name, serializer, 0));
 179 }
 180
 181 void *
 182 register_int(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 183                 struct lwkt_serialize *serializer, int intr_flags)
 184 {
 185     struct intr_info *info;
 186     struct intrec **list;
 187     intrec_t rec;
 188
 189     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 190         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 191     if (name == NULL)
 192         name = "???";
 193     info = &intr_info_ary[intr];
 194
 195     /*
 196      * Construct an interrupt handler record
 197      */
 198     rec = kmalloc(sizeof(struct intrec), M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 199     rec->name = kmalloc(strlen(name) + 1, M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 200     strcpy(rec->name, name);
 201
 202     rec->info = info;
 203     rec->handler = handler;
 204     rec->argument = arg;
 205     rec->intr = intr;
 206     rec->intr_flags = intr_flags;
 207     rec->next = NULL;
 208     rec->serializer = serializer;
 209
 210     /*
 211      * Create an emergency polling thread and set up a systimer to wake
 212      * it up.
 213      */
 214     if (emergency_intr_thread.td_kstack == NULL) {
 215         lwkt_create(ithread_emergency, NULL, NULL,
 216                     &emergency_intr_thread, TDF_STOPREQ|TDF_INTTHREAD, -1,
 217                     "ithread emerg");
 218         systimer_init_periodic_nq(&emergency_intr_timer,
 219                     emergency_intr_timer_callback, &emergency_intr_thread,
 220                     (emergency_intr_enable ? emergency_intr_freq : 1));
 221     }
 222
 223     /*
 224      * Create an interrupt thread if necessary, leave it in an unscheduled
 225      * state.
 226      */
 227     if (info->i_state == ISTATE_NOTHREAD) {
 228         info->i_state = ISTATE_NORMAL;
 229         lwkt_create((void *)ithread_handler, (void *)intr, NULL,
 230             &info->i_thread, TDF_STOPREQ|TDF_INTTHREAD|TDF_MPSAFE, -1,
 231             "ithread %d", intr);
 232         if (intr >= FIRST_SOFTINT)
 233             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_SOFT_NORM);
 234         else
 235             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_INT_MED);
 236         info->i_thread.td_preemptable = lwkt_preempt;
 237     }
 238
 239     list = &info->i_reclist;
 240
 241     /*
 242      * Keep track of how many fast and slow interrupts we have.
 243      * Set i_mplock_required if any handler in the chain requires
 244      * the MP lock to operate.
 245      */
 246     if ((intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0)
 247         info->i_mplock_required = 1;
 248     if (intr_flags & INTR_FAST)
 249         ++info->i_fast;
 250     else
 251         ++info->i_slow;
 252
 253     /*
 254      * Enable random number generation keying off of this interrupt.
 255      */
 256     if ((intr_flags & INTR_NOENTROPY) == 0 && info->i_random.sc_enabled == 0) {
 257         info->i_random.sc_enabled = 1;
 258         info->i_random.sc_intr = intr;
 259     }
 260
 261     /*
 262      * Add the record to the interrupt list.
 263      */
 264     crit_enter();
 265     while (*list != NULL)
 266         list = &(*list)->next;
 267     *list = rec;
 268     crit_exit();
 269
 270     /*
 271      * Update max_installed_hard_intr to make the emergency intr poll
 272      * a bit more efficient.
 273      */
 274     if (intr < FIRST_SOFTINT) {
 275         if (max_installed_hard_intr <= intr)
 276             max_installed_hard_intr = intr + 1;
 277     } else {
 278         if (max_installed_soft_intr <= intr)
 279             max_installed_soft_intr = intr + 1;
 280     }
 281
 282     /*
 283      * Setup the machine level interrupt vector
 284      *
 285      * XXX temporary workaround for some ACPI brokedness.  ACPI installs
 286      * its interrupt too early, before the IOAPICs have been configured,
 287      * which means the IOAPIC is not enabled by the registration of the
 288      * ACPI interrupt.  Anything else sharing that IRQ will wind up not
 289      * being enabled.  Temporarily work around the problem by always
 290      * installing and enabling on every new interrupt handler, even
 291      * if one has already been setup on that irq.
 292      */
 293     if (intr < FIRST_SOFTINT /* && info->i_slow + info->i_fast == 1*/) {
 294         if (machintr_vector_setup(intr, intr_flags))
 295             kprintf("machintr_vector_setup: failed on irq %d\n", intr);
 296     }
 297
 298     return(rec);
 299 }
 300
 301 void
 302 unregister_swi(void *id)
 303 {
 304     unregister_int(id);
 305 }
 306
 307 void
 308 unregister_int(void *id)
 309 {
 310     struct intr_info *info;
 311     struct intrec **list;
 312     intrec_t rec;
 313     int intr;
 314
 315     intr = ((intrec_t)id)->intr;
 316
 317     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 318         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 319
 320     info = &intr_info_ary[intr];
 321
 322     /*
 323      * Remove the interrupt descriptor, adjust the descriptor count,
 324      * and teardown the machine level vector if this was the last interrupt.
 325      */
 326     crit_enter();
 327     list = &info->i_reclist;
 328     while ((rec = *list) != NULL) {
 329         if (rec == id)
 330             break;
 331         list = &rec->next;
 332     }
 333     if (rec) {
 334         intrec_t rec0;
 335
 336         *list = rec->next;
 337         if (rec->intr_flags & INTR_FAST)
 338             --info->i_fast;
 339         else
 340             --info->i_slow;
 341         if (intr < FIRST_SOFTINT && info->i_fast + info->i_slow == 0)
 342             machintr_vector_teardown(intr);
 343
 344         /*
 345          * Clear i_mplock_required if no handlers in the chain require the
 346          * MP lock.
 347          */
 348         for (rec0 = info->i_reclist; rec0; rec0 = rec0->next) {
 349             if ((rec0->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0)
 350                 break;
 351         }
 352         if (rec0 == NULL)
 353             info->i_mplock_required = 0;
 354     }
 355
 356     crit_exit();
 357
 358     /*
 359      * Free the record.
 360      */
 361     if (rec != NULL) {
 362         kfree(rec->name, M_DEVBUF);
 363         kfree(rec, M_DEVBUF);
 364     } else {
 365         kprintf("warning: unregister_int: int %d handler for %s not found\n",
 366                 intr, ((intrec_t)id)->name);
 367     }
 368 }
 369
 370 const char *
 371 get_registered_name(int intr)
 372 {
 373     intrec_t rec;
 374
 375     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 376         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 377
 378     if ((rec = intr_info_ary[intr].i_reclist) == NULL)
 379         return(NULL);
 380     else if (rec->next)
 381         return("mux");
 382     else
 383         return(rec->name);
 384 }
 385
 386 int
 387 count_registered_ints(int intr)
 388 {
 389     struct intr_info *info;
 390
 391     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 392         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 393     info = &intr_info_ary[intr];
 394     return(info->i_fast + info->i_slow);
 395 }
 396
 397 long
 398 get_interrupt_counter(int intr)
 399 {
 400     struct intr_info *info;
 401
 402     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 403         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 404     info = &intr_info_ary[intr];
 405     return(info->i_count);
 406 }
 407
 408
 409 void
 410 swi_setpriority(int intr, int pri)
 411 {
 412     struct intr_info *info;
 413
 414     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 415         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 416     info = &intr_info_ary[intr];
 417     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
 418         lwkt_setpri(&info->i_thread, pri);
 419 }
 420
 421 void
 422 register_randintr(int intr)
 423 {
 424     struct intr_info *info;
 425
 426     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 427         panic("register_randintr: bad intr %d", intr);
 428     info = &intr_info_ary[intr];
 429     info->i_random.sc_intr = intr;
 430     info->i_random.sc_enabled = 1;
 431 }
 432
 433 void
 434 unregister_randintr(int intr)
 435 {
 436     struct intr_info *info;
 437
 438     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 439         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 440     info = &intr_info_ary[intr];
 441     info->i_random.sc_enabled = -1;
 442 }
 443
 444 int
 445 next_registered_randintr(int intr)
 446 {
 447     struct intr_info *info;
 448
 449     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 450         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 451     while (intr < MAX_INTS) {
 452         info = &intr_info_ary[intr];
 453         if (info->i_random.sc_enabled > 0)
 454             break;
 455         ++intr;
 456     }
 457     return(intr);
 458 }
 459
 460 /*
 461  * Dispatch an interrupt.  If there's nothing to do we have a stray
 462  * interrupt and can just return, leaving the interrupt masked.
 463  *
 464  * We need to schedule the interrupt and set its i_running bit.  If
 465  * we are not on the interrupt thread's cpu we have to send a message
 466  * to the correct cpu that will issue the desired action (interlocking
 467  * with the interrupt thread's critical section).  We do NOT attempt to
 468  * reschedule interrupts whos i_running bit is already set because
 469  * this would prematurely wakeup a livelock-limited interrupt thread.
 470  *
 471  * i_running is only tested/set on the same cpu as the interrupt thread.
 472  *
 473  * We are NOT in a critical section, which will allow the scheduled
 474  * interrupt to preempt us.  The MP lock might *NOT* be held here.
 475  */
 476 #ifdef SMP
 477
 478 static void
 479 sched_ithd_remote(void *arg)
 480 {
 481     sched_ithd((int)arg);
 482 }
 483
 484 #endif
 485
 486 void
 487 sched_ithd(int intr)
 488 {
 489     struct intr_info *info;
 490
 491     info = &intr_info_ary[intr];
 492
 493     ++info->i_count;
 494     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD) {
 495         if (info->i_reclist == NULL) {
 496             report_stray_interrupt(intr, info);
 497         } else {
 498 #ifdef SMP
 499             if (info->i_thread.td_gd == mycpu) {
 500                 if (info->i_running == 0) {
 501                     info->i_running = 1;
 502                     if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
 503                         lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
 504                 }
 505             } else {
 506                 lwkt_send_ipiq(info->i_thread.td_gd,
 507                                 sched_ithd_remote, (void *)intr);
 508             }
 509 #else
 510             if (info->i_running == 0) {
 511                 info->i_running = 1;
 512                 if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
 513                     lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
 514             }
 515 #endif
 516         }
 517     } else {
 518         report_stray_interrupt(intr, info);
 519     }
 520 }
 521
 522 static void
 523 report_stray_interrupt(int intr, struct intr_info *info)
 524 {
 525         ++info->i_straycount;
 526         if (info->i_straycount < 10) {
 527                 if (info->i_errorticks == ticks)
 528                         return;
 529                 info->i_errorticks = ticks;
 530                 kprintf("sched_ithd: stray interrupt %d on cpu %d\n",
 531                         intr, mycpuid);
 532         } else if (info->i_straycount < 100) {
 533                 if (info->i_errorticks == ticks)
 534                         return;
 535                 info->i_errorticks = ticks;
 536                 kprintf("sched_ithd: %ld stray interrupts %d on cpu %d\n",
 537                         info->i_straycount, intr, mycpuid);
 538         } else if (info->i_straycount == 100) {
 539                 kprintf("sched_ithd: %ld stray interrupts %d on cpu %d - "
 540                         "there will be no further reports\n",
 541                         info->i_straycount, intr, mycpuid);
 542         }
 543 }
 544
 545 /*
 546  * This is run from a periodic SYSTIMER (and thus must be MP safe, the BGL
 547  * might not be held).
 548  */
 549 static void
 550 ithread_livelock_wakeup(systimer_t st)
 551 {
 552     struct intr_info *info;
 553
 554     info = &intr_info_ary[(int)st->data];
 555     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
 556         lwkt_schedule(&info->i_thread);
 557 }
 558
 559 /*
 560  * This function is called drectly from the ICU or APIC vector code assembly
 561  * to process an interrupt.  The critical section and interrupt deferral
 562  * checks have already been done but the function is entered WITHOUT
 563  * a critical section held.  The BGL may or may not be held.
 564  *
 565  * Must return non-zero if we do not want the vector code to re-enable
 566  * the interrupt (which we don't if we have to schedule the interrupt)
 567  */
 568 int ithread_fast_handler(struct intrframe *frame);
 569
 570 int
 571 ithread_fast_handler(struct intrframe *frame)
 572 {
 573     int intr;
 574     struct intr_info *info;
 575     struct intrec **list;
 576     int must_schedule;
 577 #ifdef SMP
 578     int got_mplock;
 579 #endif
 580     intrec_t rec, next_rec;
 581     globaldata_t gd;
 582
 583     intr = frame->if_vec;
 584     gd = mycpu;
 585
 586     info = &intr_info_ary[intr];
 587
 588     /*
 589      * If we are not processing any FAST interrupts, just schedule the thing.
 590      * (since we aren't in a critical section, this can result in a
 591      * preemption)
 592      */
 593     if (info->i_fast == 0) {
 594         sched_ithd(intr);
 595         return(1);
 596     }
 597
 598     /*
 599      * This should not normally occur since interrupts ought to be
 600      * masked if the ithread has been scheduled or is running.
 601      */
 602     if (info->i_running)
 603         return(1);
 604
 605     /*
 606      * Bump the interrupt nesting level to process any FAST interrupts.
 607      * Obtain the MP lock as necessary.  If the MP lock cannot be obtained,
 608      * schedule the interrupt thread to deal with the issue instead.
 609      *
 610      * To reduce overhead, just leave the MP lock held once it has been
 611      * obtained.
 612      */
 613     crit_enter_gd(gd);
 614     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 615     ++gd->gd_cnt.v_intr;
 616     must_schedule = info->i_slow;
 617 #ifdef SMP
 618     got_mplock = 0;
 619 #endif
 620
 621     list = &info->i_reclist;
 622     for (rec = *list; rec; rec = next_rec) {
 623         next_rec = rec->next;   /* rec may be invalid after call */
 624
 625         if (rec->intr_flags & INTR_FAST) {
 626 #ifdef SMP
 627             if ((rec->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0 && got_mplock == 0) {
 628                 if (try_mplock() == 0) {
 629                     int owner;
 630
 631                     /*
 632                      * If we couldn't get the MP lock try to forward it
 633                      * to the cpu holding the MP lock, setting must_schedule
 634                      * to -1 so we do not schedule and also do not unmask
 635                      * the interrupt.  Otherwise just schedule it.
 636                      */
 637                     owner = owner_mplock();
 638                     if (owner >= 0 && owner != gd->gd_cpuid) {
 639                         lwkt_send_ipiq_bycpu(owner, forward_fastint_remote,
 640                                                 (void *)intr);
 641                         must_schedule = -1;
 642                         ++gd->gd_cnt.v_forwarded_ints;
 643                     } else {
 644                         must_schedule = 1;
 645                     }
 646                     break;
 647                 }
 648                 got_mplock = 1;
 649             }
 650 #endif
 651             if (rec->serializer) {
 652                 must_schedule += lwkt_serialize_handler_try(
 653                                         rec->serializer, rec->handler,
 654                                         rec->argument, frame);
 655             } else {
 656                 rec->handler(rec->argument, frame);
 657             }
 658         }
 659     }
 660
 661     /*
 662      * Cleanup
 663      */
 664     --gd->gd_intr_nesting_level;
 665 #ifdef SMP
 666     if (got_mplock)
 667         rel_mplock();
 668 #endif
 669     crit_exit_gd(gd);
 670
 671     /*
 672      * If we had a problem, schedule the thread to catch the missed
 673      * records (it will just re-run all of them).  A return value of 0
 674      * indicates that all handlers have been run and the interrupt can
 675      * be re-enabled, and a non-zero return indicates that the interrupt
 676      * thread controls re-enablement.
 677      */
 678     if (must_schedule > 0)
 679         sched_ithd(intr);
 680     else if (must_schedule == 0)
 681         ++info->i_count;
 682     return(must_schedule);
 683 }
 684
 685 #if 0
 686
 687 6: ;                                                                    \
 688         /* could not get the MP lock, forward the interrupt */          \
 689         movl    mp_lock, %eax ;          /* check race */               \
 690         cmpl    $MP_FREE_LOCK,%eax ;                                    \
 691         je      2b ;                                                    \
 692         incl    PCPU(cnt)+V_FORWARDED_INTS ;                            \
 693         subl    $12,%esp ;                                              \
 694         movl    $irq_num,8(%esp) ;                                      \
 695         movl    $forward_fastint_remote,4(%esp) ;                       \
 696         movl    %eax,(%esp) ;                                           \
 697         call    lwkt_send_ipiq_bycpu ;                                  \
 698         addl    $12,%esp ;                                              \
 699         jmp     5f ;
 700
 701 #endif
 702
 703
 704 /*
 705  * Interrupt threads run this as their main loop.
 706  *
 707  * The handler begins execution outside a critical section and with the BGL
 708  * held.
 709  *
 710  * The i_running state starts at 0.  When an interrupt occurs, the hardware
 711  * interrupt is disabled and sched_ithd() The HW interrupt remains disabled
 712  * until all routines have run.  We then call ithread_done() to reenable
 713  * the HW interrupt and deschedule us until the next interrupt.
 714  *
 715  * We are responsible for atomically checking i_running and ithread_done()
 716  * is responsible for atomically checking for platform-specific delayed
 717  * interrupts.  i_running for our irq is only set in the context of our cpu,
 718  * so a critical section is a sufficient interlock.
 719  */
 720 #define LIVELOCK_TIMEFRAME(freq)        ((freq) >> 2)   /* 1/4 second */
 721
 722 static void
 723 ithread_handler(void *arg)
 724 {
 725     struct intr_info *info;
 726     int use_limit;
 727     __uint32_t lseconds;
 728     int intr;
 729     int mpheld;
 730     struct intrec **list;
 731     intrec_t rec, nrec;
 732     globaldata_t gd;
 733     struct systimer ill_timer;  /* enforced freq. timer */
 734     u_int ill_count;            /* interrupt livelock counter */
 735
 736     ill_count = 0;
 737     intr = (int)arg;
 738     info = &intr_info_ary[intr];
 739     list = &info->i_reclist;
 740     gd = mycpu;
 741     lseconds = gd->gd_time_seconds;
 742
 743     /*
 744      * The loop must be entered with one critical section held.  The thread
 745      * is created with TDF_MPSAFE so the MP lock is not held on start.
 746      */
 747     crit_enter_gd(gd);
 748     mpheld = 0;
 749
 750     for (;;) {
 751         /*
 752          * The chain is only considered MPSAFE if all its interrupt handlers
 753          * are MPSAFE.  However, if intr_mpsafe has been turned off we
 754          * always operate with the BGL.
 755          */
 756 #ifdef SMP
 757         if (intr_mpsafe == 0) {
 758             if (mpheld == 0) {
 759                 get_mplock();
 760                 mpheld = 1;
 761             }
 762         } else if (info->i_mplock_required != mpheld) {
 763             if (info->i_mplock_required) {
 764                 KKASSERT(mpheld == 0);
 765                 get_mplock();
 766                 mpheld = 1;
 767             } else {
 768                 KKASSERT(mpheld != 0);
 769                 rel_mplock();
 770                 mpheld = 0;
 771             }
 772         }
 773 #endif
 774
 775         /*
 776          * If an interrupt is pending, clear i_running and execute the
 777          * handlers.  Note that certain types of interrupts can re-trigger
 778          * and set i_running again.
 779          *
 780          * Each handler is run in a critical section.  Note that we run both
 781          * FAST and SLOW designated service routines.
 782          */
 783         if (info->i_running) {
 784             ++ill_count;
 785             info->i_running = 0;
 786
 787             if (*list == NULL)
 788                 report_stray_interrupt(intr, info);
 789
 790             for (rec = *list; rec; rec = nrec) {
 791                 nrec = rec->next;
 792                 if (rec->serializer) {
 793                     lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer, rec->handler,
 794                                                 rec->argument, NULL);
 795                 } else {
 796                     rec->handler(rec->argument, NULL);
 797                 }
 798             }
 799         }
 800
 801         /*
 802          * This is our interrupt hook to add rate randomness to the random
 803          * number generator.
 804          */
 805         if (info->i_random.sc_enabled > 0)
 806             add_interrupt_randomness(intr);
 807
 808         /*
 809          * Unmask the interrupt to allow it to trigger again.  This only
 810          * applies to certain types of interrupts (typ level interrupts).
 811          * This can result in the interrupt retriggering, but the retrigger
 812          * will not be processed until we cycle our critical section.
 813          *
 814          * Only unmask interrupts while handlers are installed.  It is
 815          * possible to hit a situation where no handlers are installed
 816          * due to a device driver livelocking and then tearing down its
 817          * interrupt on close (the parallel bus being a good example).
 818          */
 819         if (*list)
 820             machintr_intren(intr);
 821
 822         /*
 823          * Do a quick exit/enter to catch any higher-priority interrupt
 824          * sources, such as the statclock, so thread time accounting
 825          * will still work.  This may also cause an interrupt to re-trigger.
 826          */
 827         crit_exit_gd(gd);
 828         crit_enter_gd(gd);
 829
 830         /*
 831          * LIVELOCK STATE MACHINE
 832          */
 833         switch(info->i_state) {
 834         case ISTATE_NORMAL:
 835             /*
 836              * Reset the count each second.
 837              */
 838             if (lseconds != gd->gd_time_seconds) {
 839                 lseconds = gd->gd_time_seconds;
 840                 ill_count = 0;
 841             }
 842
 843             /*
 844              * If we did not exceed the frequency limit, we are done.
 845              * If the interrupt has not retriggered we deschedule ourselves.
 846              */
 847             if (ill_count <= livelock_limit) {
 848                 if (info->i_running == 0) {
 849                     lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
 850                     lwkt_switch();
 851                 }
 852                 break;
 853             }
 854
 855             /*
 856              * Otherwise we are livelocked.  Set up a periodic systimer
 857              * to wake the thread up at the limit frequency.
 858              */
 859             kprintf("intr %d at %d/%d hz, livelocked limit engaged!\n",
 860                    intr, ill_count, livelock_limit);
 861             info->i_state = ISTATE_LIVELOCKED;
 862             if ((use_limit = livelock_limit) < 100)
 863                 use_limit = 100;
 864             else if (use_limit > 500000)
 865                 use_limit = 500000;
 866             systimer_init_periodic(&ill_timer, ithread_livelock_wakeup,
 867                                    (void *)intr, use_limit);
 868             /* fall through */
 869         case ISTATE_LIVELOCKED:
 870             /*
 871              * Wait for our periodic timer to go off.  Since the interrupt
 872              * has re-armed it can still set i_running, but it will not
 873              * reschedule us while we are in a livelocked state.
 874              */
 875             lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
 876             lwkt_switch();
 877
 878             /*
 879              * Check once a second to see if the livelock condition no
 880              * longer applies.
 881              */
 882             if (lseconds != gd->gd_time_seconds) {
 883                 lseconds = gd->gd_time_seconds;
 884                 if (ill_count < livelock_lowater) {
 885                     info->i_state = ISTATE_NORMAL;
 886                     systimer_del(&ill_timer);
 887                     kprintf("intr %d at %d/%d hz, livelock removed\n",
 888                            intr, ill_count, livelock_lowater);
 889                 } else if (livelock_debug == intr ||
 890                            (bootverbose && cold)) {
 891                     kprintf("intr %d at %d/%d hz, in livelock\n",
 892                            intr, ill_count, livelock_lowater);
 893                 }
 894                 ill_count = 0;
 895             }
 896             break;
 897         }
 898     }
 899     /* not reached */
 900 }
 901
 902 /*
 903  * Emergency interrupt polling thread.  The thread begins execution
 904  * outside a critical section with the BGL held.
 905  *
 906  * If emergency interrupt polling is enabled, this thread will
 907  * execute all system interrupts not marked INTR_NOPOLL at the
 908  * specified polling frequency.
 909  *
 910  * WARNING!  This thread runs *ALL* interrupt service routines that
 911  * are not marked INTR_NOPOLL, which basically means everything except
 912  * the 8254 clock interrupt and the ATA interrupt.  It has very high
 913  * overhead and should only be used in situations where the machine
 914  * cannot otherwise be made to work.  Due to the severe performance
 915  * degredation, it should not be enabled on production machines.
 916  */
 917 static void
 918 ithread_emergency(void *arg __unused)
 919 {
 920     struct intr_info *info;
 921     intrec_t rec, nrec;
 922     int intr;
 923
 924     for (;;) {
 925         for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
 926             info = &intr_info_ary[intr];
 927             for (rec = info->i_reclist; rec; rec = nrec) {
 928                 if ((rec->intr_flags & INTR_NOPOLL) == 0) {
 929                     if (rec->serializer) {
 930                         lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer,
 931                                                 rec->handler, rec->argument, NULL);
 932                     } else {
 933                         rec->handler(rec->argument, NULL);
 934                     }
 935                 }
 936                 nrec = rec->next;
 937             }
 938         }
 939         lwkt_deschedule_self(curthread);
 940         lwkt_switch();
 941     }
 942 }
 943
 944 /*
 945  * Systimer callback - schedule the emergency interrupt poll thread
 946  *                     if emergency polling is enabled.
 947  */
 948 static
 949 void
 950 emergency_intr_timer_callback(systimer_t info, struct intrframe *frame __unused)
 951 {
 952     if (emergency_intr_enable)
 953         lwkt_schedule(info->data);
 954 }
 955
 956 /*
 957  * Sysctls used by systat and others: hw.intrnames and hw.intrcnt.
 958  * The data for this machine dependent, and the declarations are in machine
 959  * dependent code.  The layout of intrnames and intrcnt however is machine
 960  * independent.
 961  *
 962  * We do not know the length of intrcnt and intrnames at compile time, so
 963  * calculate things at run time.
 964  */
 965
 966 static int
 967 sysctl_intrnames(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 968 {
 969     struct intr_info *info;
 970     intrec_t rec;
 971     int error = 0;
 972     int len;
 973     int intr;
 974     char buf[64];
 975
 976     for (intr = 0; error == 0 && intr < MAX_INTS; ++intr) {
 977         info = &intr_info_ary[intr];
 978
 979         len = 0;
 980         buf[0] = 0;
 981         for (rec = info->i_reclist; rec; rec = rec->next) {
 982             ksnprintf(buf + len, sizeof(buf) - len, "%s%s",
 983                 (len ? "/" : ""), rec->name);
 984             len += strlen(buf + len);
 985         }
 986         if (len == 0) {
 987             ksnprintf(buf, sizeof(buf), "irq%d", intr);
 988             len = strlen(buf);
 989         }
 990         error = SYSCTL_OUT(req, buf, len + 1);
 991     }
 992     return (error);
 993 }
 994
 995
 996 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrnames, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
 997         NULL, 0, sysctl_intrnames, "", "Interrupt Names");
 998
 999 static int
1000 sysctl_intrcnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1001 {
1002     struct intr_info *info;
1003     int error = 0;
1004     int intr;
1005
1006     for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
1007         info = &intr_info_ary[intr];
1008
1009         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
1010         if (error)
1011                 goto failed;
1012     }
1013     for (intr = FIRST_SOFTINT; intr < max_installed_soft_intr; ++intr) {
1014         info = &intr_info_ary[intr];
1015
1016         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
1017         if (error)
1018                 goto failed;
1019     }
1020 failed:
1021     return(error);
1022 }
1023
1024 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrcnt, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
1025         NULL, 0, sysctl_intrcnt, "", "Interrupt Counts");
1026