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 1.34 2005/11/21 18:02:44 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/bus.h>
  42 #include <sys/machintr.h>
  43
  44 #include <machine/ipl.h>
  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;
  68         int             i_fast;
  69         int             i_slow;
  70         int             i_state;
  71 } intr_info_ary[MAX_INTS];
  72
  73 int max_installed_hard_intr;
  74 int max_installed_soft_intr;
  75
  76 #define EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX 20000
  77
  78 static int sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  79 static int sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  80 static void emergency_intr_timer_callback(systimer_t, struct intrframe *);
  81 static void ithread_handler(void *arg);
  82 static void ithread_emergency(void *arg);
  83
  84 int intr_info_size = sizeof(intr_info_ary) / sizeof(intr_info_ary[0]);
  85
  86 static struct systimer emergency_intr_timer;
  87 static struct thread emergency_intr_thread;
  88
  89 #define ISTATE_NOTHREAD         0
  90 #define ISTATE_NORMAL           1
  91 #define ISTATE_LIVELOCKED       2
  92
  93 static int livelock_limit = 50000;
  94 static int livelock_lowater = 20000;
  95 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_limit,
  96         CTLFLAG_RW, &livelock_limit, 0, "Livelock interrupt rate limit");
  97 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_lowater,
  98         CTLFLAG_RW, &livelock_lowater, 0, "Livelock low-water mark restore");
  99
 100 static int emergency_intr_enable = 0;   /* emergency interrupt polling */
 101 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_enable", &emergency_intr_enable);
 102 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_enable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 103         0, 0, sysctl_emergency_enable, "I", "Emergency Interrupt Poll Enable");
 104
 105 static int emergency_intr_freq = 10;    /* emergency polling frequency */
 106 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_freq", &emergency_intr_freq);
 107 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_freq, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 108         0, 0, sysctl_emergency_freq, "I", "Emergency Interrupt Poll Frequency");
 109
 110 /*
 111  * Sysctl support routines
 112  */
 113 static int
 114 sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 115 {
 116         int error, enabled;
 117
 118         enabled = emergency_intr_enable;
 119         error = sysctl_handle_int(oidp, &enabled, 0, req);
 120         if (error || req->newptr == NULL)
 121                 return error;
 122         emergency_intr_enable = enabled;
 123         if (emergency_intr_enable) {
 124                 emergency_intr_timer.periodic =
 125                         sys_cputimer->fromhz(emergency_intr_freq);
 126         } else {
 127                 emergency_intr_timer.periodic = sys_cputimer->fromhz(1);
 128         }
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 static int
 133 sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 134 {
 135         int error, phz;
 136
 137         phz = emergency_intr_freq;
 138         error = sysctl_handle_int(oidp, &phz, 0, req);
 139         if (error || req->newptr == NULL)
 140                 return error;
 141         if (phz <= 0)
 142                 return EINVAL;
 143         else if (phz > EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX)
 144                 phz = EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX;
 145
 146         emergency_intr_freq = phz;
 147         if (emergency_intr_enable) {
 148                 emergency_intr_timer.periodic =
 149                         sys_cputimer->fromhz(emergency_intr_freq);
 150         } else {
 151                 emergency_intr_timer.periodic = sys_cputimer->fromhz(1);
 152         }
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 /*
 157  * Register an SWI or INTerrupt handler.
 158  */
 159 void *
 160 register_swi(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 161                 struct lwkt_serialize *serializer)
 162 {
 163     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 164         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 165     return(register_int(intr, handler, arg, name, serializer, 0));
 166 }
 167
 168 void *
 169 register_int(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 170                 struct lwkt_serialize *serializer, int intr_flags)
 171 {
 172     struct intr_info *info;
 173     struct intrec **list;
 174     intrec_t rec;
 175
 176     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 177         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 178     if (name == NULL)
 179         name = "???";
 180     info = &intr_info_ary[intr];
 181
 182     /*
 183      * Construct an interrupt handler record
 184      */
 185     rec = malloc(sizeof(struct intrec), M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 186     rec->name = malloc(strlen(name) + 1, M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 187     strcpy(rec->name, name);
 188
 189     rec->info = info;
 190     rec->handler = handler;
 191     rec->argument = arg;
 192     rec->intr = intr;
 193     rec->intr_flags = intr_flags;
 194     rec->next = NULL;
 195     rec->serializer = serializer;
 196
 197     /*
 198      * Create an emergency polling thread and set up a systimer to wake
 199      * it up.
 200      */
 201     if (emergency_intr_thread.td_kstack == NULL) {
 202         lwkt_create(ithread_emergency, NULL, NULL,
 203                     &emergency_intr_thread, TDF_STOPREQ|TDF_INTTHREAD, -1,
 204                     "ithread emerg");
 205         systimer_init_periodic_nq(&emergency_intr_timer,
 206                     emergency_intr_timer_callback, &emergency_intr_thread,
 207                     (emergency_intr_enable ? emergency_intr_freq : 1));
 208     }
 209
 210     /*
 211      * Create an interrupt thread if necessary, leave it in an unscheduled
 212      * state.
 213      */
 214     if (info->i_state == ISTATE_NOTHREAD) {
 215         info->i_state = ISTATE_NORMAL;
 216         lwkt_create((void *)ithread_handler, (void *)intr, NULL,
 217             &info->i_thread, TDF_STOPREQ|TDF_INTTHREAD, -1,
 218             "ithread %d", intr);
 219         if (intr >= FIRST_SOFTINT)
 220             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_SOFT_NORM);
 221         else
 222             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_INT_MED);
 223         info->i_thread.td_preemptable = lwkt_preempt;
 224     }
 225
 226     list = &info->i_reclist;
 227
 228     /*
 229      * Keep track of how many fast and slow interrupts we have.
 230      */
 231     if (intr_flags & INTR_FAST)
 232         ++info->i_fast;
 233     else
 234         ++info->i_slow;
 235
 236     /*
 237      * Add the record to the interrupt list.
 238      */
 239     crit_enter();
 240     while (*list != NULL)
 241         list = &(*list)->next;
 242     *list = rec;
 243     crit_exit();
 244
 245     /*
 246      * Update max_installed_hard_intr to make the emergency intr poll
 247      * a bit more efficient.
 248      */
 249     if (intr < FIRST_SOFTINT) {
 250         if (max_installed_hard_intr <= intr)
 251             max_installed_hard_intr = intr + 1;
 252     } else {
 253         if (max_installed_soft_intr <= intr)
 254             max_installed_soft_intr = intr + 1;
 255     }
 256
 257     /*
 258      * Setup the machine level interrupt vector
 259      */
 260     if (info->i_slow + info->i_fast == 1) {
 261         if (machintr_vector_setup(intr, intr_flags))
 262             printf("machintr_vector_setup: failed on irq %d\n", intr);
 263     }
 264
 265     return(rec);
 266 }
 267
 268 void
 269 unregister_swi(void *id)
 270 {
 271     unregister_int(id);
 272 }
 273
 274 void
 275 unregister_int(void *id)
 276 {
 277     struct intr_info *info;
 278     struct intrec **list;
 279     intrec_t rec;
 280     int intr;
 281
 282     intr = ((intrec_t)id)->intr;
 283
 284     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 285         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 286
 287     info = &intr_info_ary[intr];
 288
 289     /*
 290      * Remove the interrupt descriptor, adjust the descriptor count,
 291      * and teardown the machine level vector if this was the last interrupt.
 292      */
 293     crit_enter();
 294     list = &info->i_reclist;
 295     while ((rec = *list) != NULL) {
 296         if (rec == id)
 297             break;
 298         list = &rec->next;
 299     }
 300     if (rec) {
 301         *list = rec->next;
 302         if (rec->intr_flags & INTR_FAST)
 303             --info->i_fast;
 304         else
 305             --info->i_slow;
 306         if (info->i_fast + info->i_slow == 0)
 307             machintr_vector_teardown(intr);
 308     }
 309     crit_exit();
 310
 311     /*
 312      * Free the record.
 313      */
 314     if (rec != NULL) {
 315         free(rec->name, M_DEVBUF);
 316         free(rec, M_DEVBUF);
 317     } else {
 318         printf("warning: unregister_int: int %d handler for %s not found\n",
 319                 intr, ((intrec_t)id)->name);
 320     }
 321 }
 322
 323 const char *
 324 get_registered_name(int intr)
 325 {
 326     intrec_t rec;
 327
 328     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 329         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 330
 331     if ((rec = intr_info_ary[intr].i_reclist) == NULL)
 332         return(NULL);
 333     else if (rec->next)
 334         return("mux");
 335     else
 336         return(rec->name);
 337 }
 338
 339 int
 340 count_registered_ints(int intr)
 341 {
 342     struct intr_info *info;
 343
 344     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 345         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 346     info = &intr_info_ary[intr];
 347     return(info->i_fast + info->i_slow);
 348 }
 349
 350 long
 351 get_interrupt_counter(int intr)
 352 {
 353     struct intr_info *info;
 354
 355     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 356         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 357     info = &intr_info_ary[intr];
 358     return(info->i_count);
 359 }
 360
 361
 362 void
 363 swi_setpriority(int intr, int pri)
 364 {
 365     struct intr_info *info;
 366
 367     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 368         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 369     info = &intr_info_ary[intr];
 370     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
 371         lwkt_setpri(&info->i_thread, pri);
 372 }
 373
 374 void
 375 register_randintr(int intr)
 376 {
 377     struct intr_info *info;
 378
 379     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 380         panic("register_randintr: bad intr %d", intr);
 381     info = &intr_info_ary[intr];
 382     info->i_random.sc_intr = intr;
 383     info->i_random.sc_enabled = 1;
 384 }
 385
 386 void
 387 unregister_randintr(int intr)
 388 {
 389     struct intr_info *info;
 390
 391     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 392         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 393     info = &intr_info_ary[intr];
 394     info->i_random.sc_enabled = 0;
 395 }
 396
 397 int
 398 next_registered_randintr(int intr)
 399 {
 400     struct intr_info *info;
 401
 402     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 403         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 404     while (intr < MAX_INTS) {
 405         info = &intr_info_ary[intr];
 406         if (info->i_random.sc_enabled)
 407             break;
 408         ++intr;
 409     }
 410     return(intr);
 411 }
 412
 413 /*
 414  * Dispatch an interrupt.  If there's nothing to do we have a stray
 415  * interrupt and can just return, leaving the interrupt masked.
 416  *
 417  * We need to schedule the interrupt and set its i_running bit.  If
 418  * we are not on the interrupt thread's cpu we have to send a message
 419  * to the correct cpu that will issue the desired action (interlocking
 420  * with the interrupt thread's critical section).  We do NOT attempt to
 421  * reschedule interrupts whos i_running bit is already set because
 422  * this would prematurely wakeup a livelock-limited interrupt thread.
 423  *
 424  * i_running is only tested/set on the same cpu as the interrupt thread.
 425  *
 426  * We are NOT in a critical section, which will allow the scheduled
 427  * interrupt to preempt us.  The MP lock might *NOT* be held here.
 428  */
 429 #ifdef SMP
 430
 431 static void
 432 sched_ithd_remote(void *arg)
 433 {
 434     sched_ithd((int)arg);
 435 }
 436
 437 #endif
 438
 439 void
 440 sched_ithd(int intr)
 441 {
 442     struct intr_info *info;
 443
 444     info = &intr_info_ary[intr];
 445
 446     ++info->i_count;
 447     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD) {
 448         if (info->i_reclist == NULL) {
 449             printf("sched_ithd: stray interrupt %d\n", intr);
 450         } else {
 451 #ifdef SMP
 452             if (info->i_thread.td_gd == mycpu) {
 453                 if (info->i_running == 0) {
 454                     info->i_running = 1;
 455                     if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
 456                         lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
 457                 }
 458             } else {
 459                 lwkt_send_ipiq(info->i_thread.td_gd,
 460                                 sched_ithd_remote, (void *)intr);
 461             }
 462 #else
 463             if (info->i_running == 0) {
 464                 info->i_running = 1;
 465                 if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
 466                     lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
 467             }
 468 #endif
 469         }
 470     } else {
 471         printf("sched_ithd: stray interrupt %d\n", intr);
 472     }
 473 }
 474
 475 /*
 476  * This is run from a periodic SYSTIMER (and thus must be MP safe, the BGL
 477  * might not be held).
 478  */
 479 static void
 480 ithread_livelock_wakeup(systimer_t st)
 481 {
 482     struct intr_info *info;
 483
 484     info = &intr_info_ary[(int)st->data];
 485     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
 486         lwkt_schedule(&info->i_thread);
 487 }
 488
 489 /*
 490  * This function is called drectly from the ICU or APIC vector code assembly
 491  * to process an interrupt.  The critical section and interrupt deferral
 492  * checks have already been done but the function is entered WITHOUT
 493  * a critical section held.  The BGL may or may not be held.
 494  *
 495  * Must return non-zero if we do not want the vector code to re-enable
 496  * the interrupt (which we don't if we have to schedule the interrupt)
 497  */
 498 int ithread_fast_handler(struct intrframe frame);
 499
 500 int
 501 ithread_fast_handler(struct intrframe frame)
 502 {
 503     int intr;
 504     struct intr_info *info;
 505     struct intrec **list;
 506     int must_schedule;
 507 #ifdef SMP
 508     int got_mplock;
 509 #endif
 510     intrec_t rec, next_rec;
 511     globaldata_t gd;
 512
 513     intr = frame.if_vec;
 514     gd = mycpu;
 515
 516     info = &intr_info_ary[intr];
 517
 518     /*
 519      * If we are not processing any FAST interrupts, just schedule the thing.
 520      * (since we aren't in a critical section, this can result in a
 521      * preemption)
 522      */
 523     if (info->i_fast == 0) {
 524         sched_ithd(intr);
 525         return(1);
 526     }
 527
 528     /*
 529      * This should not normally occur since interrupts ought to be
 530      * masked if the ithread has been scheduled or is running.
 531      */
 532     if (info->i_running)
 533         return(1);
 534
 535     /*
 536      * Bump the interrupt nesting level to process any FAST interrupts.
 537      * Obtain the MP lock as necessary.  If the MP lock cannot be obtained,
 538      * schedule the interrupt thread to deal with the issue instead.
 539      *
 540      * To reduce overhead, just leave the MP lock held once it has been
 541      * obtained.
 542      */
 543     crit_enter_gd(gd);
 544     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 545     ++gd->gd_cnt.v_intr;
 546     must_schedule = info->i_slow;
 547 #ifdef SMP
 548     got_mplock = 0;
 549 #endif
 550
 551     list = &info->i_reclist;
 552     for (rec = *list; rec; rec = next_rec) {
 553         next_rec = rec->next;   /* rec may be invalid after call */
 554
 555         if (rec->intr_flags & INTR_FAST) {
 556 #ifdef SMP
 557             if ((rec->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0 && got_mplock == 0) {
 558                 if (try_mplock() == 0) {
 559                     int owner;
 560
 561                     /*
 562                      * If we couldn't get the MP lock try to forward it
 563                      * to the cpu holding the MP lock, setting must_schedule
 564                      * to -1 so we do not schedule and also do not unmask
 565                      * the interrupt.  Otherwise just schedule it.
 566                      */
 567                     owner = owner_mplock();
 568                     if (owner >= 0 && owner != gd->gd_cpuid) {
 569                         lwkt_send_ipiq_bycpu(owner, forward_fastint_remote,
 570                                                 (void *)intr);
 571                         must_schedule = -1;
 572                         ++gd->gd_cnt.v_forwarded_ints;
 573                     } else {
 574                         must_schedule = 1;
 575                     }
 576                     break;
 577                 }
 578                 got_mplock = 1;
 579             }
 580 #endif
 581             if (rec->serializer) {
 582                 must_schedule += lwkt_serialize_handler_try(
 583                                         rec->serializer, rec->handler,
 584                                         rec->argument, &frame);
 585             } else {
 586                 rec->handler(rec->argument, &frame);
 587             }
 588         }
 589     }
 590
 591     /*
 592      * Cleanup
 593      */
 594     --gd->gd_intr_nesting_level;
 595 #ifdef SMP
 596     if (got_mplock)
 597         rel_mplock();
 598 #endif
 599     crit_exit_gd(gd);
 600
 601     /*
 602      * If we had a problem, schedule the thread to catch the missed
 603      * records (it will just re-run all of them).  A return value of 0
 604      * indicates that all handlers have been run and the interrupt can
 605      * be re-enabled, and a non-zero return indicates that the interrupt
 606      * thread controls re-enablement.
 607      */
 608     if (must_schedule > 0)
 609         sched_ithd(intr);
 610     else if (must_schedule == 0)
 611         ++info->i_count;
 612     return(must_schedule);
 613 }
 614
 615 #if 0
 616
 617 6: ;                                                                    \
 618         /* could not get the MP lock, forward the interrupt */          \
 619         movl    mp_lock, %eax ;          /* check race */               \
 620         cmpl    $MP_FREE_LOCK,%eax ;                                    \
 621         je      2b ;                                                    \
 622         incl    PCPU(cnt)+V_FORWARDED_INTS ;                            \
 623         subl    $12,%esp ;                                              \
 624         movl    $irq_num,8(%esp) ;                                      \
 625         movl    $forward_fastint_remote,4(%esp) ;                       \
 626         movl    %eax,(%esp) ;                                           \
 627         call    lwkt_send_ipiq_bycpu ;                                  \
 628         addl    $12,%esp ;                                              \
 629         jmp     5f ;
 630
 631 #endif
 632
 633
 634 /*
 635  * Interrupt threads run this as their main loop.
 636  *
 637  * The handler begins execution outside a critical section and with the BGL
 638  * held.
 639  *
 640  * The i_running state starts at 0.  When an interrupt occurs, the hardware
 641  * interrupt is disabled and sched_ithd() The HW interrupt remains disabled
 642  * until all routines have run.  We then call ithread_done() to reenable
 643  * the HW interrupt and deschedule us until the next interrupt.
 644  *
 645  * We are responsible for atomically checking i_running and ithread_done()
 646  * is responsible for atomically checking for platform-specific delayed
 647  * interrupts.  i_running for our irq is only set in the context of our cpu,
 648  * so a critical section is a sufficient interlock.
 649  */
 650 #define LIVELOCK_TIMEFRAME(freq)        ((freq) >> 2)   /* 1/4 second */
 651
 652 static void
 653 ithread_handler(void *arg)
 654 {
 655     struct intr_info *info;
 656     int use_limit;
 657     int lticks;
 658     int lcount;
 659     int intr;
 660     int mpheld;
 661     struct intrec **list;
 662     intrec_t rec, nrec;
 663     globaldata_t gd;
 664     struct systimer ill_timer;  /* enforced freq. timer */
 665     u_int ill_count;            /* interrupt livelock counter */
 666
 667     ill_count = 0;
 668     lticks = ticks;
 669     lcount = 0;
 670     intr = (int)arg;
 671     info = &intr_info_ary[intr];
 672     list = &info->i_reclist;
 673     gd = mycpu;
 674
 675     /*
 676      * The loop must be entered with one critical section held.  We start
 677      * out with the MP lock released.
 678      */
 679     crit_enter_gd(gd);
 680     mpheld = 1;
 681
 682     for (;;) {
 683         /*
 684          * If an interrupt is pending, clear i_running and execute the
 685          * handlers.  Note that certain types of interrupts can re-trigger
 686          * and set i_running again.
 687          *
 688          * Each handler is run in a critical section.  Note that we run both
 689          * FAST and SLOW designated service routines.  The chain is only
 690          * considered MPSAFE if all interrupt handlers are MPSAFE.
 691          */
 692         if (info->i_running) {
 693             ++ill_count;
 694             info->i_running = 0;
 695
 696             for (rec = *list; rec; rec = nrec) {
 697                 nrec = rec->next;
 698                 if (rec->serializer) {
 699                     lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer, rec->handler,
 700                                                 rec->argument, NULL);
 701                 } else {
 702                     rec->handler(rec->argument, NULL);
 703                 }
 704             }
 705         }
 706
 707         /*
 708          * This is our interrupt hook to add rate randomness to the random
 709          * number generator.
 710          */
 711         if (info->i_random.sc_enabled)
 712             add_interrupt_randomness(intr);
 713
 714         /*
 715          * Unmask the interrupt to allow it to trigger again.  This only
 716          * applies to certain types of interrupts (typ level interrupts).
 717          * This can result in the interrupt retriggering, but the retrigger
 718          * will not be processed until we cycle our critical section.
 719          *
 720          * Only unmask interrupts while handlers are installed.  It is
 721          * possible to hit a situation where no handlers are installed
 722          * due to a device driver livelocking and then tearing down its
 723          * interrupt on close (the parallel bus being a good example).
 724          */
 725         if (*list)
 726             machintr_intren(intr);
 727
 728         /*
 729          * Do a quick exit/enter to catch any higher-priority interrupt
 730          * sources, such as the statclock, so thread time accounting
 731          * will still work.  This may also cause an interrupt to re-trigger.
 732          */
 733         crit_exit_gd(gd);
 734         crit_enter_gd(gd);
 735
 736         /*
 737          * LIVELOCK STATE MACHINE
 738          */
 739         switch(info->i_state) {
 740         case ISTATE_NORMAL:
 741             /*
 742              * Calculate a running average every tick.
 743              */
 744             if (lticks != ticks) {
 745                 lticks = ticks;
 746                 ill_count -= ill_count / hz;
 747             }
 748
 749             /*
 750              * If we did not exceed the frequency limit, we are done.
 751              * If the interrupt has not retriggered we deschedule ourselves.
 752              */
 753             if (ill_count <= livelock_limit) {
 754                 if (info->i_running == 0) {
 755                     lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
 756                     lwkt_switch();
 757                 }
 758                 break;
 759             }
 760
 761             /*
 762              * Otherwise we are livelocked.  Set up a periodic systimer
 763              * to wake the thread up at the limit frequency.
 764              */
 765             printf("intr %d at %d > %d hz, livelocked limit engaged!\n",
 766                    intr, livelock_limit, ill_count);
 767             info->i_state = ISTATE_LIVELOCKED;
 768             if ((use_limit = livelock_limit) < 100)
 769                 use_limit = 100;
 770             else if (use_limit > 500000)
 771                 use_limit = 500000;
 772             systimer_init_periodic(&ill_timer, ithread_livelock_wakeup,
 773                                    (void *)intr, use_limit);
 774             lcount = 0;
 775             /* fall through */
 776         case ISTATE_LIVELOCKED:
 777             /*
 778              * Wait for our periodic timer to go off.  Since the interrupt
 779              * has re-armed it can still set i_running, but it will not
 780              * reschedule us while we are in a livelocked state.
 781              */
 782             lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
 783             lwkt_switch();
 784
 785             /*
 786              * Check to see if the livelock condition no longer applies.
 787              * The interrupt must be able to operate normally for one
 788              * full second before we restore normal operation.
 789              */
 790             if (lticks != ticks) {
 791                 lticks = ticks;
 792                 if (ill_count < livelock_lowater) {
 793                     if (++lcount >= hz) {
 794                         info->i_state = ISTATE_NORMAL;
 795                         systimer_del(&ill_timer);
 796                         printf("intr %d at %d < %d hz, livelock removed\n",
 797                                intr, ill_count, livelock_lowater);
 798                     }
 799                 } else {
 800                     lcount = 0;
 801                 }
 802                 ill_count -= ill_count / hz;
 803             }
 804             break;
 805         }
 806     }
 807     /* not reached */
 808 }
 809
 810 /*
 811  * Emergency interrupt polling thread.  The thread begins execution
 812  * outside a critical section with the BGL held.
 813  *
 814  * If emergency interrupt polling is enabled, this thread will
 815  * execute all system interrupts not marked INTR_NOPOLL at the
 816  * specified polling frequency.
 817  *
 818  * WARNING!  This thread runs *ALL* interrupt service routines that
 819  * are not marked INTR_NOPOLL, which basically means everything except
 820  * the 8254 clock interrupt and the ATA interrupt.  It has very high
 821  * overhead and should only be used in situations where the machine
 822  * cannot otherwise be made to work.  Due to the severe performance
 823  * degredation, it should not be enabled on production machines.
 824  */
 825 static void
 826 ithread_emergency(void *arg __unused)
 827 {
 828     struct intr_info *info;
 829     intrec_t rec, nrec;
 830     int intr;
 831
 832     for (;;) {
 833         for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
 834             info = &intr_info_ary[intr];
 835             for (rec = info->i_reclist; rec; rec = nrec) {
 836                 if ((rec->intr_flags & INTR_NOPOLL) == 0) {
 837                     if (rec->serializer) {
 838                         lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer,
 839                                                 rec->handler, rec->argument, NULL);
 840                     } else {
 841                         rec->handler(rec->argument, NULL);
 842                     }
 843                 }
 844                 nrec = rec->next;
 845             }
 846         }
 847         lwkt_deschedule_self(curthread);
 848         lwkt_switch();
 849     }
 850 }
 851
 852 /*
 853  * Systimer callback - schedule the emergency interrupt poll thread
 854  *                     if emergency polling is enabled.
 855  */
 856 static
 857 void
 858 emergency_intr_timer_callback(systimer_t info, struct intrframe *frame __unused)
 859 {
 860     if (emergency_intr_enable)
 861         lwkt_schedule(info->data);
 862 }
 863
 864 /*
 865  * Sysctls used by systat and others: hw.intrnames and hw.intrcnt.
 866  * The data for this machine dependent, and the declarations are in machine
 867  * dependent code.  The layout of intrnames and intrcnt however is machine
 868  * independent.
 869  *
 870  * We do not know the length of intrcnt and intrnames at compile time, so
 871  * calculate things at run time.
 872  */
 873
 874 static int
 875 sysctl_intrnames(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 876 {
 877     struct intr_info *info;
 878     intrec_t rec;
 879     int error = 0;
 880     int len;
 881     int intr;
 882     char buf[64];
 883
 884     for (intr = 0; error == 0 && intr < MAX_INTS; ++intr) {
 885         info = &intr_info_ary[intr];
 886
 887         len = 0;
 888         buf[0] = 0;
 889         for (rec = info->i_reclist; rec; rec = rec->next) {
 890             snprintf(buf + len, sizeof(buf) - len, "%s%s",
 891                 (len ? "/" : ""), rec->name);
 892             len += strlen(buf + len);
 893         }
 894         if (len == 0) {
 895             snprintf(buf, sizeof(buf), "irq%d", intr);
 896             len = strlen(buf);
 897         }
 898         error = SYSCTL_OUT(req, buf, len + 1);
 899     }
 900     return (error);
 901 }
 902
 903
 904 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrnames, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
 905         NULL, 0, sysctl_intrnames, "", "Interrupt Names");
 906
 907 static int
 908 sysctl_intrcnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 909 {
 910     struct intr_info *info;
 911     int error = 0;
 912     int intr;
 913
 914     for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
 915         info = &intr_info_ary[intr];
 916
 917         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
 918         if (error)
 919                 goto failed;
 920     }
 921     for (intr = FIRST_SOFTINT; intr < max_installed_soft_intr; ++intr) {
 922         info = &intr_info_ary[intr];
 923
 924         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
 925         if (error)
 926                 goto failed;
 927     }
 928 failed:
 929     return(error);
 930 }
 931
 932 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrcnt, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
 933         NULL, 0, sysctl_intrcnt, "", "Interrupt Counts");
 934