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 1.55 2008/09/01 12:49:00 sephe 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 static void int_moveto_destcpu(int *, int *, int);
  88 static void int_moveto_origcpu(int, int);
  89 #ifdef SMP
  90 static void intr_get_mplock(void);
  91 #endif
  92
  93 int intr_info_size = sizeof(intr_info_ary) / sizeof(intr_info_ary[0]);
  94
  95 static struct systimer emergency_intr_timer;
  96 static struct thread emergency_intr_thread;
  97
  98 #define ISTATE_NOTHREAD         0
  99 #define ISTATE_NORMAL           1
 100 #define ISTATE_LIVELOCKED       2
 101
 102 #ifdef SMP
 103 static int intr_mpsafe = 1;
 104 static int intr_migrate = 0;
 105 static int intr_migrate_count;
 106 TUNABLE_INT("kern.intr_mpsafe", &intr_mpsafe);
 107 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, intr_mpsafe,
 108         CTLFLAG_RW, &intr_mpsafe, 0, "Run INTR_MPSAFE handlers without the BGL");
 109 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, intr_migrate,
 110         CTLFLAG_RW, &intr_migrate, 0, "Migrate to cpu holding BGL");
 111 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, intr_migrate_count,
 112         CTLFLAG_RW, &intr_migrate_count, 0, "");
 113 #endif
 114 static int livelock_limit = 40000;
 115 static int livelock_lowater = 20000;
 116 static int livelock_debug = -1;
 117 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_limit,
 118         CTLFLAG_RW, &livelock_limit, 0, "Livelock interrupt rate limit");
 119 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_lowater,
 120         CTLFLAG_RW, &livelock_lowater, 0, "Livelock low-water mark restore");
 121 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_debug,
 122         CTLFLAG_RW, &livelock_debug, 0, "Livelock debug intr#");
 123
 124 static int emergency_intr_enable = 0;   /* emergency interrupt polling */
 125 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_enable", &emergency_intr_enable);
 126 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_enable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 127         0, 0, sysctl_emergency_enable, "I", "Emergency Interrupt Poll Enable");
 128
 129 static int emergency_intr_freq = 10;    /* emergency polling frequency */
 130 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_freq", &emergency_intr_freq);
 131 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_freq, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 132         0, 0, sysctl_emergency_freq, "I", "Emergency Interrupt Poll Frequency");
 133
 134 /*
 135  * Sysctl support routines
 136  */
 137 static int
 138 sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 139 {
 140         int error, enabled;
 141
 142         enabled = emergency_intr_enable;
 143         error = sysctl_handle_int(oidp, &enabled, 0, req);
 144         if (error || req->newptr == NULL)
 145                 return error;
 146         emergency_intr_enable = enabled;
 147         if (emergency_intr_enable) {
 148                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer,
 149                                          emergency_intr_freq);
 150         } else {
 151                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer, 1);
 152         }
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 static int
 157 sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 158 {
 159         int error, phz;
 160
 161         phz = emergency_intr_freq;
 162         error = sysctl_handle_int(oidp, &phz, 0, req);
 163         if (error || req->newptr == NULL)
 164                 return error;
 165         if (phz <= 0)
 166                 return EINVAL;
 167         else if (phz > EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX)
 168                 phz = EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX;
 169
 170         emergency_intr_freq = phz;
 171         if (emergency_intr_enable) {
 172                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer,
 173                                          emergency_intr_freq);
 174         } else {
 175                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer, 1);
 176         }
 177         return 0;
 178 }
 179
 180 /*
 181  * Register an SWI or INTerrupt handler.
 182  */
 183 void *
 184 register_swi(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 185                 struct lwkt_serialize *serializer)
 186 {
 187     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 188         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 189     return(register_int(intr, handler, arg, name, serializer, 0));
 190 }
 191
 192 void *
 193 register_swi_mp(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 194                 struct lwkt_serialize *serializer)
 195 {
 196     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 197         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 198     return(register_int(intr, handler, arg, name, serializer, INTR_MPSAFE));
 199 }
 200
 201 void *
 202 register_int(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 203                 struct lwkt_serialize *serializer, int intr_flags)
 204 {
 205     struct intr_info *info;
 206     struct intrec **list;
 207     intrec_t rec;
 208     int orig_cpuid, cpuid;
 209
 210     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 211         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 212     if (name == NULL)
 213         name = "???";
 214     info = &intr_info_ary[intr];
 215
 216     /*
 217      * Construct an interrupt handler record
 218      */
 219     rec = kmalloc(sizeof(struct intrec), M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 220     rec->name = kmalloc(strlen(name) + 1, M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 221     strcpy(rec->name, name);
 222
 223     rec->info = info;
 224     rec->handler = handler;
 225     rec->argument = arg;
 226     rec->intr = intr;
 227     rec->intr_flags = intr_flags;
 228     rec->next = NULL;
 229     rec->serializer = serializer;
 230
 231     /*
 232      * Create an emergency polling thread and set up a systimer to wake
 233      * it up.
 234      */
 235     if (emergency_intr_thread.td_kstack == NULL) {
 236         lwkt_create(ithread_emergency, NULL, NULL,
 237                     &emergency_intr_thread, TDF_STOPREQ|TDF_INTTHREAD, -1,
 238                     "ithread emerg");
 239         systimer_init_periodic_nq(&emergency_intr_timer,
 240                     emergency_intr_timer_callback, &emergency_intr_thread,
 241                     (emergency_intr_enable ? emergency_intr_freq : 1));
 242     }
 243
 244     int_moveto_destcpu(&orig_cpuid, &cpuid, intr);
 245
 246     /*
 247      * Create an interrupt thread if necessary, leave it in an unscheduled
 248      * state.
 249      */
 250     if (info->i_state == ISTATE_NOTHREAD) {
 251         info->i_state = ISTATE_NORMAL;
 252         lwkt_create((void *)ithread_handler, (void *)(intptr_t)intr, NULL,
 253             &info->i_thread, TDF_STOPREQ|TDF_INTTHREAD|TDF_MPSAFE, -1,
 254             "ithread %d", intr);
 255         if (intr >= FIRST_SOFTINT)
 256             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_SOFT_NORM);
 257         else
 258             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_INT_MED);
 259         info->i_thread.td_preemptable = lwkt_preempt;
 260     }
 261
 262     list = &info->i_reclist;
 263
 264     /*
 265      * Keep track of how many fast and slow interrupts we have.
 266      * Set i_mplock_required if any handler in the chain requires
 267      * the MP lock to operate.
 268      */
 269     if ((intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0)
 270         info->i_mplock_required = 1;
 271     if (intr_flags & INTR_FAST)
 272         ++info->i_fast;
 273     else
 274         ++info->i_slow;
 275
 276     /*
 277      * Enable random number generation keying off of this interrupt.
 278      */
 279     if ((intr_flags & INTR_NOENTROPY) == 0 && info->i_random.sc_enabled == 0) {
 280         info->i_random.sc_enabled = 1;
 281         info->i_random.sc_intr = intr;
 282     }
 283
 284     /*
 285      * Add the record to the interrupt list.
 286      */
 287     crit_enter();
 288     while (*list != NULL)
 289         list = &(*list)->next;
 290     *list = rec;
 291     crit_exit();
 292
 293     /*
 294      * Update max_installed_hard_intr to make the emergency intr poll
 295      * a bit more efficient.
 296      */
 297     if (intr < FIRST_SOFTINT) {
 298         if (max_installed_hard_intr <= intr)
 299             max_installed_hard_intr = intr + 1;
 300     } else {
 301         if (max_installed_soft_intr <= intr)
 302             max_installed_soft_intr = intr + 1;
 303     }
 304
 305     /*
 306      * Setup the machine level interrupt vector
 307      */
 308     if (intr < FIRST_SOFTINT && info->i_slow + info->i_fast == 1) {
 309         if (machintr_vector_setup(intr, intr_flags))
 310             kprintf("machintr_vector_setup: failed on irq %d\n", intr);
 311     }
 312
 313     int_moveto_origcpu(orig_cpuid, cpuid);
 314
 315     return(rec);
 316 }
 317
 318 void
 319 unregister_swi(void *id)
 320 {
 321     unregister_int(id);
 322 }
 323
 324 void
 325 unregister_int(void *id)
 326 {
 327     struct intr_info *info;
 328     struct intrec **list;
 329     intrec_t rec;
 330     int intr, orig_cpuid, cpuid;
 331
 332     intr = ((intrec_t)id)->intr;
 333
 334     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 335         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 336
 337     info = &intr_info_ary[intr];
 338
 339     int_moveto_destcpu(&orig_cpuid, &cpuid, intr);
 340
 341     /*
 342      * Remove the interrupt descriptor, adjust the descriptor count,
 343      * and teardown the machine level vector if this was the last interrupt.
 344      */
 345     crit_enter();
 346     list = &info->i_reclist;
 347     while ((rec = *list) != NULL) {
 348         if (rec == id)
 349             break;
 350         list = &rec->next;
 351     }
 352     if (rec) {
 353         intrec_t rec0;
 354
 355         *list = rec->next;
 356         if (rec->intr_flags & INTR_FAST)
 357             --info->i_fast;
 358         else
 359             --info->i_slow;
 360         if (intr < FIRST_SOFTINT && info->i_fast + info->i_slow == 0)
 361             machintr_vector_teardown(intr);
 362
 363         /*
 364          * Clear i_mplock_required if no handlers in the chain require the
 365          * MP lock.
 366          */
 367         for (rec0 = info->i_reclist; rec0; rec0 = rec0->next) {
 368             if ((rec0->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0)
 369                 break;
 370         }
 371         if (rec0 == NULL)
 372             info->i_mplock_required = 0;
 373     }
 374
 375     crit_exit();
 376
 377     int_moveto_origcpu(orig_cpuid, cpuid);
 378
 379     /*
 380      * Free the record.
 381      */
 382     if (rec != NULL) {
 383         kfree(rec->name, M_DEVBUF);
 384         kfree(rec, M_DEVBUF);
 385     } else {
 386         kprintf("warning: unregister_int: int %d handler for %s not found\n",
 387                 intr, ((intrec_t)id)->name);
 388     }
 389 }
 390
 391 const char *
 392 get_registered_name(int intr)
 393 {
 394     intrec_t rec;
 395
 396     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 397         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 398
 399     if ((rec = intr_info_ary[intr].i_reclist) == NULL)
 400         return(NULL);
 401     else if (rec->next)
 402         return("mux");
 403     else
 404         return(rec->name);
 405 }
 406
 407 int
 408 count_registered_ints(int intr)
 409 {
 410     struct intr_info *info;
 411
 412     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 413         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 414     info = &intr_info_ary[intr];
 415     return(info->i_fast + info->i_slow);
 416 }
 417
 418 long
 419 get_interrupt_counter(int intr)
 420 {
 421     struct intr_info *info;
 422
 423     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 424         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 425     info = &intr_info_ary[intr];
 426     return(info->i_count);
 427 }
 428
 429
 430 void
 431 swi_setpriority(int intr, int pri)
 432 {
 433     struct intr_info *info;
 434
 435     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 436         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 437     info = &intr_info_ary[intr];
 438     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
 439         lwkt_setpri(&info->i_thread, pri);
 440 }
 441
 442 void
 443 register_randintr(int intr)
 444 {
 445     struct intr_info *info;
 446
 447     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 448         panic("register_randintr: bad intr %d", intr);
 449     info = &intr_info_ary[intr];
 450     info->i_random.sc_intr = intr;
 451     info->i_random.sc_enabled = 1;
 452 }
 453
 454 void
 455 unregister_randintr(int intr)
 456 {
 457     struct intr_info *info;
 458
 459     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 460         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 461     info = &intr_info_ary[intr];
 462     info->i_random.sc_enabled = -1;
 463 }
 464
 465 int
 466 next_registered_randintr(int intr)
 467 {
 468     struct intr_info *info;
 469
 470     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 471         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 472     while (intr < MAX_INTS) {
 473         info = &intr_info_ary[intr];
 474         if (info->i_random.sc_enabled > 0)
 475             break;
 476         ++intr;
 477     }
 478     return(intr);
 479 }
 480
 481 /*
 482  * Dispatch an interrupt.  If there's nothing to do we have a stray
 483  * interrupt and can just return, leaving the interrupt masked.
 484  *
 485  * We need to schedule the interrupt and set its i_running bit.  If
 486  * we are not on the interrupt thread's cpu we have to send a message
 487  * to the correct cpu that will issue the desired action (interlocking
 488  * with the interrupt thread's critical section).  We do NOT attempt to
 489  * reschedule interrupts whos i_running bit is already set because
 490  * this would prematurely wakeup a livelock-limited interrupt thread.
 491  *
 492  * i_running is only tested/set on the same cpu as the interrupt thread.
 493  *
 494  * We are NOT in a critical section, which will allow the scheduled
 495  * interrupt to preempt us.  The MP lock might *NOT* be held here.
 496  */
 497 #ifdef SMP
 498
 499 static void
 500 sched_ithd_remote(void *arg)
 501 {
 502     sched_ithd((int)(intptr_t)arg);
 503 }
 504
 505 #endif
 506
 507 void
 508 sched_ithd(int intr)
 509 {
 510     struct intr_info *info;
 511
 512     info = &intr_info_ary[intr];
 513
 514     ++info->i_count;
 515     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD) {
 516         if (info->i_reclist == NULL) {
 517             report_stray_interrupt(intr, info);
 518         } else {
 519 #ifdef SMP
 520             if (info->i_thread.td_gd == mycpu) {
 521                 if (info->i_running == 0) {
 522                     info->i_running = 1;
 523                     if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
 524                         lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
 525                 }
 526             } else {
 527                 lwkt_send_ipiq(info->i_thread.td_gd,
 528                                 sched_ithd_remote, (void *)(intptr_t)intr);
 529             }
 530 #else
 531             if (info->i_running == 0) {
 532                 info->i_running = 1;
 533                 if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
 534                     lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
 535             }
 536 #endif
 537         }
 538     } else {
 539         report_stray_interrupt(intr, info);
 540     }
 541 }
 542
 543 static void
 544 report_stray_interrupt(int intr, struct intr_info *info)
 545 {
 546         ++info->i_straycount;
 547         if (info->i_straycount < 10) {
 548                 if (info->i_errorticks == ticks)
 549                         return;
 550                 info->i_errorticks = ticks;
 551                 kprintf("sched_ithd: stray interrupt %d on cpu %d\n",
 552                         intr, mycpuid);
 553         } else if (info->i_straycount == 10) {
 554                 kprintf("sched_ithd: %ld stray interrupts %d on cpu %d - "
 555                         "there will be no further reports\n",
 556                         info->i_straycount, intr, mycpuid);
 557         }
 558 }
 559
 560 /*
 561  * This is run from a periodic SYSTIMER (and thus must be MP safe, the BGL
 562  * might not be held).
 563  */
 564 static void
 565 ithread_livelock_wakeup(systimer_t st)
 566 {
 567     struct intr_info *info;
 568
 569     info = &intr_info_ary[(int)(intptr_t)st->data];
 570     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
 571         lwkt_schedule(&info->i_thread);
 572 }
 573
 574 /*
 575  * Schedule ithread within fast intr handler
 576  *
 577  * XXX Protect sched_ithd() call with gd_intr_nesting_level?
 578  * Interrupts aren't enabled, but still...
 579  */
 580 static __inline void
 581 ithread_fast_sched(int intr, thread_t td)
 582 {
 583     ++td->td_nest_count;
 584
 585     /*
 586      * We are already in critical section, exit it now to
 587      * allow preemption.
 588      */
 589     crit_exit_quick(td);
 590     sched_ithd(intr);
 591     crit_enter_quick(td);
 592
 593     --td->td_nest_count;
 594 }
 595
 596 /*
 597  * This function is called directly from the ICU or APIC vector code assembly
 598  * to process an interrupt.  The critical section and interrupt deferral
 599  * checks have already been done but the function is entered WITHOUT
 600  * a critical section held.  The BGL may or may not be held.
 601  *
 602  * Must return non-zero if we do not want the vector code to re-enable
 603  * the interrupt (which we don't if we have to schedule the interrupt)
 604  */
 605 int ithread_fast_handler(struct intrframe *frame);
 606
 607 int
 608 ithread_fast_handler(struct intrframe *frame)
 609 {
 610     int intr;
 611     struct intr_info *info;
 612     struct intrec **list;
 613     int must_schedule;
 614 #ifdef SMP
 615     int got_mplock;
 616 #endif
 617     intrec_t rec, next_rec;
 618     globaldata_t gd;
 619     thread_t td;
 620
 621     intr = frame->if_vec;
 622     gd = mycpu;
 623     td = curthread;
 624
 625     /* We must be in critical section. */
 626     KKASSERT(td->td_pri >= TDPRI_CRIT);
 627
 628     info = &intr_info_ary[intr];
 629
 630     /*
 631      * If we are not processing any FAST interrupts, just schedule the thing.
 632      */
 633     if (info->i_fast == 0) {
 634         ++gd->gd_cnt.v_intr;
 635         ithread_fast_sched(intr, td);
 636         return(1);
 637     }
 638
 639     /*
 640      * This should not normally occur since interrupts ought to be
 641      * masked if the ithread has been scheduled or is running.
 642      */
 643     if (info->i_running)
 644         return(1);
 645
 646     /*
 647      * Bump the interrupt nesting level to process any FAST interrupts.
 648      * Obtain the MP lock as necessary.  If the MP lock cannot be obtained,
 649      * schedule the interrupt thread to deal with the issue instead.
 650      *
 651      * To reduce overhead, just leave the MP lock held once it has been
 652      * obtained.
 653      */
 654     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 655     ++gd->gd_cnt.v_intr;
 656     must_schedule = info->i_slow;
 657 #ifdef SMP
 658     got_mplock = 0;
 659 #endif
 660
 661     list = &info->i_reclist;
 662     for (rec = *list; rec; rec = next_rec) {
 663         next_rec = rec->next;   /* rec may be invalid after call */
 664
 665         if (rec->intr_flags & INTR_FAST) {
 666 #ifdef SMP
 667             if ((rec->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0 && got_mplock == 0) {
 668                 if (try_mplock() == 0) {
 669                     /* Couldn't get the MP lock; just schedule it. */
 670                     must_schedule = 1;
 671                     break;
 672                 }
 673                 got_mplock = 1;
 674             }
 675 #endif
 676             if (rec->serializer) {
 677                 must_schedule += lwkt_serialize_handler_try(
 678                                         rec->serializer, rec->handler,
 679                                         rec->argument, frame);
 680             } else {
 681                 rec->handler(rec->argument, frame);
 682             }
 683         }
 684     }
 685
 686     /*
 687      * Cleanup
 688      */
 689     --gd->gd_intr_nesting_level;
 690 #ifdef SMP
 691     if (got_mplock)
 692         rel_mplock();
 693 #endif
 694
 695     /*
 696      * If we had a problem, or mixed fast and slow interrupt handlers are
 697      * registered, schedule the ithread to catch the missed records (it
 698      * will just re-run all of them).  A return value of 0 indicates that
 699      * all handlers have been run and the interrupt can be re-enabled, and
 700      * a non-zero return indicates that the interrupt thread controls
 701      * re-enablement.
 702      */
 703     if (must_schedule > 0)
 704         ithread_fast_sched(intr, td);
 705     else if (must_schedule == 0)
 706         ++info->i_count;
 707     return(must_schedule);
 708 }
 709
 710 /*
 711  * Interrupt threads run this as their main loop.
 712  *
 713  * The handler begins execution outside a critical section and with the BGL
 714  * held.
 715  *
 716  * The i_running state starts at 0.  When an interrupt occurs, the hardware
 717  * interrupt is disabled and sched_ithd() The HW interrupt remains disabled
 718  * until all routines have run.  We then call ithread_done() to reenable
 719  * the HW interrupt and deschedule us until the next interrupt.
 720  *
 721  * We are responsible for atomically checking i_running and ithread_done()
 722  * is responsible for atomically checking for platform-specific delayed
 723  * interrupts.  i_running for our irq is only set in the context of our cpu,
 724  * so a critical section is a sufficient interlock.
 725  */
 726 #define LIVELOCK_TIMEFRAME(freq)        ((freq) >> 2)   /* 1/4 second */
 727
 728 static void
 729 ithread_handler(void *arg)
 730 {
 731     struct intr_info *info;
 732     int use_limit;
 733     __uint32_t lseconds;
 734     int intr;
 735     int mpheld;
 736     struct intrec **list;
 737     intrec_t rec, nrec;
 738     globaldata_t gd;
 739     struct systimer ill_timer;  /* enforced freq. timer */
 740     u_int ill_count;            /* interrupt livelock counter */
 741
 742     ill_count = 0;
 743     intr = (int)(intptr_t)arg;
 744     info = &intr_info_ary[intr];
 745     list = &info->i_reclist;
 746
 747     /*
 748      * The loop must be entered with one critical section held.  The thread
 749      * is created with TDF_MPSAFE so the MP lock is not held on start.
 750      */
 751     gd = mycpu;
 752     lseconds = gd->gd_time_seconds;
 753     crit_enter_gd(gd);
 754     mpheld = 0;
 755
 756     for (;;) {
 757         /*
 758          * The chain is only considered MPSAFE if all its interrupt handlers
 759          * are MPSAFE.  However, if intr_mpsafe has been turned off we
 760          * always operate with the BGL.
 761          */
 762 #ifdef SMP
 763         if (intr_mpsafe == 0) {
 764             if (mpheld == 0) {
 765                 intr_get_mplock();
 766                 mpheld = 1;
 767             }
 768         } else if (info->i_mplock_required != mpheld) {
 769             if (info->i_mplock_required) {
 770                 KKASSERT(mpheld == 0);
 771                 intr_get_mplock();
 772                 mpheld = 1;
 773             } else {
 774                 KKASSERT(mpheld != 0);
 775                 rel_mplock();
 776                 mpheld = 0;
 777             }
 778         }
 779
 780         /*
 781          * scheduled cpu may have changed, see intr_get_mplock()
 782          */
 783         gd = mycpu;
 784 #endif
 785
 786         /*
 787          * If an interrupt is pending, clear i_running and execute the
 788          * handlers.  Note that certain types of interrupts can re-trigger
 789          * and set i_running again.
 790          *
 791          * Each handler is run in a critical section.  Note that we run both
 792          * FAST and SLOW designated service routines.
 793          */
 794         if (info->i_running) {
 795             ++ill_count;
 796             info->i_running = 0;
 797
 798             if (*list == NULL)
 799                 report_stray_interrupt(intr, info);
 800
 801             for (rec = *list; rec; rec = nrec) {
 802                 nrec = rec->next;
 803                 if (rec->serializer) {
 804                     lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer, rec->handler,
 805                                                 rec->argument, NULL);
 806                 } else {
 807                     rec->handler(rec->argument, NULL);
 808                 }
 809             }
 810         }
 811
 812         /*
 813          * This is our interrupt hook to add rate randomness to the random
 814          * number generator.
 815          */
 816         if (info->i_random.sc_enabled > 0)
 817             add_interrupt_randomness(intr);
 818
 819         /*
 820          * Unmask the interrupt to allow it to trigger again.  This only
 821          * applies to certain types of interrupts (typ level interrupts).
 822          * This can result in the interrupt retriggering, but the retrigger
 823          * will not be processed until we cycle our critical section.
 824          *
 825          * Only unmask interrupts while handlers are installed.  It is
 826          * possible to hit a situation where no handlers are installed
 827          * due to a device driver livelocking and then tearing down its
 828          * interrupt on close (the parallel bus being a good example).
 829          */
 830         if (*list)
 831             machintr_intren(intr);
 832
 833         /*
 834          * Do a quick exit/enter to catch any higher-priority interrupt
 835          * sources, such as the statclock, so thread time accounting
 836          * will still work.  This may also cause an interrupt to re-trigger.
 837          */
 838         crit_exit_gd(gd);
 839         crit_enter_gd(gd);
 840
 841         /*
 842          * LIVELOCK STATE MACHINE
 843          */
 844         switch(info->i_state) {
 845         case ISTATE_NORMAL:
 846             /*
 847              * Reset the count each second.
 848              */
 849             if (lseconds != gd->gd_time_seconds) {
 850                 lseconds = gd->gd_time_seconds;
 851                 ill_count = 0;
 852             }
 853
 854             /*
 855              * If we did not exceed the frequency limit, we are done.
 856              * If the interrupt has not retriggered we deschedule ourselves.
 857              */
 858             if (ill_count <= livelock_limit) {
 859                 if (info->i_running == 0) {
 860 #ifdef SMP
 861                     if (mpheld && intr_migrate) {
 862                         rel_mplock();
 863                         mpheld = 0;
 864                     }
 865 #endif
 866                     lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
 867                     lwkt_switch();
 868                 }
 869                 break;
 870             }
 871
 872             /*
 873              * Otherwise we are livelocked.  Set up a periodic systimer
 874              * to wake the thread up at the limit frequency.
 875              */
 876             kprintf("intr %d at %d/%d hz, livelocked limit engaged!\n",
 877                    intr, ill_count, livelock_limit);
 878             info->i_state = ISTATE_LIVELOCKED;
 879             if ((use_limit = livelock_limit) < 100)
 880                 use_limit = 100;
 881             else if (use_limit > 500000)
 882                 use_limit = 500000;
 883             systimer_init_periodic_nq(&ill_timer, ithread_livelock_wakeup,
 884                                       (void *)(intptr_t)intr, use_limit);
 885             /* fall through */
 886         case ISTATE_LIVELOCKED:
 887             /*
 888              * Wait for our periodic timer to go off.  Since the interrupt
 889              * has re-armed it can still set i_running, but it will not
 890              * reschedule us while we are in a livelocked state.
 891              */
 892             lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
 893             lwkt_switch();
 894
 895             /*
 896              * Check once a second to see if the livelock condition no
 897              * longer applies.
 898              */
 899             if (lseconds != gd->gd_time_seconds) {
 900                 lseconds = gd->gd_time_seconds;
 901                 if (ill_count < livelock_lowater) {
 902                     info->i_state = ISTATE_NORMAL;
 903                     systimer_del(&ill_timer);
 904                     kprintf("intr %d at %d/%d hz, livelock removed\n",
 905                            intr, ill_count, livelock_lowater);
 906                 } else if (livelock_debug == intr ||
 907                            (bootverbose && cold)) {
 908                     kprintf("intr %d at %d/%d hz, in livelock\n",
 909                            intr, ill_count, livelock_lowater);
 910                 }
 911                 ill_count = 0;
 912             }
 913             break;
 914         }
 915     }
 916     /* not reached */
 917 }
 918
 919 #ifdef SMP
 920
 921 /*
 922  * An interrupt thread is trying to get the MP lock.  To avoid cpu-bound
 923  * code in the kernel on cpu X from interfering we chase the MP lock.
 924  */
 925 static void
 926 intr_get_mplock(void)
 927 {
 928     int owner;
 929
 930     if (intr_migrate == 0) {
 931         get_mplock();
 932         return;
 933     }
 934     while (try_mplock() == 0) {
 935         owner = owner_mplock();
 936         if (owner >= 0 && owner != mycpu->gd_cpuid) {
 937                 lwkt_migratecpu(owner);
 938                 ++intr_migrate_count;
 939         } else {
 940                 lwkt_switch();
 941         }
 942     }
 943 }
 944
 945 #endif
 946
 947 /*
 948  * Emergency interrupt polling thread.  The thread begins execution
 949  * outside a critical section with the BGL held.
 950  *
 951  * If emergency interrupt polling is enabled, this thread will
 952  * execute all system interrupts not marked INTR_NOPOLL at the
 953  * specified polling frequency.
 954  *
 955  * WARNING!  This thread runs *ALL* interrupt service routines that
 956  * are not marked INTR_NOPOLL, which basically means everything except
 957  * the 8254 clock interrupt and the ATA interrupt.  It has very high
 958  * overhead and should only be used in situations where the machine
 959  * cannot otherwise be made to work.  Due to the severe performance
 960  * degredation, it should not be enabled on production machines.
 961  */
 962 static void
 963 ithread_emergency(void *arg __unused)
 964 {
 965     struct intr_info *info;
 966     intrec_t rec, nrec;
 967     int intr;
 968
 969     for (;;) {
 970         for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
 971             info = &intr_info_ary[intr];
 972             for (rec = info->i_reclist; rec; rec = nrec) {
 973                 if ((rec->intr_flags & INTR_NOPOLL) == 0) {
 974                     if (rec->serializer) {
 975                         lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer,
 976                                                 rec->handler, rec->argument, NULL);
 977                     } else {
 978                         rec->handler(rec->argument, NULL);
 979                     }
 980                 }
 981                 nrec = rec->next;
 982             }
 983         }
 984         lwkt_deschedule_self(curthread);
 985         lwkt_switch();
 986     }
 987 }
 988
 989 /*
 990  * Systimer callback - schedule the emergency interrupt poll thread
 991  *                     if emergency polling is enabled.
 992  */
 993 static
 994 void
 995 emergency_intr_timer_callback(systimer_t info, struct intrframe *frame __unused)
 996 {
 997     if (emergency_intr_enable)
 998         lwkt_schedule(info->data);
 999 }
1000
1001 int
1002 ithread_cpuid(int intr)
1003 {
1004         const struct intr_info *info;
1005
1006         KKASSERT(intr >= 0 && intr < MAX_INTS);
1007         info = &intr_info_ary[intr];
1008
1009         if (info->i_state == ISTATE_NOTHREAD)
1010                 return -1;
1011         return info->i_thread.td_gd->gd_cpuid;
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Sysctls used by systat and others: hw.intrnames and hw.intrcnt.
1016  * The data for this machine dependent, and the declarations are in machine
1017  * dependent code.  The layout of intrnames and intrcnt however is machine
1018  * independent.
1019  *
1020  * We do not know the length of intrcnt and intrnames at compile time, so
1021  * calculate things at run time.
1022  */
1023
1024 static int
1025 sysctl_intrnames(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1026 {
1027     struct intr_info *info;
1028     intrec_t rec;
1029     int error = 0;
1030     int len;
1031     int intr;
1032     char buf[64];
1033
1034     for (intr = 0; error == 0 && intr < MAX_INTS; ++intr) {
1035         info = &intr_info_ary[intr];
1036
1037         len = 0;
1038         buf[0] = 0;
1039         for (rec = info->i_reclist; rec; rec = rec->next) {
1040             ksnprintf(buf + len, sizeof(buf) - len, "%s%s",
1041                 (len ? "/" : ""), rec->name);
1042             len += strlen(buf + len);
1043         }
1044         if (len == 0) {
1045             ksnprintf(buf, sizeof(buf), "irq%d", intr);
1046             len = strlen(buf);
1047         }
1048         error = SYSCTL_OUT(req, buf, len + 1);
1049     }
1050     return (error);
1051 }
1052
1053
1054 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrnames, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
1055         NULL, 0, sysctl_intrnames, "", "Interrupt Names");
1056
1057 static int
1058 sysctl_intrcnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1059 {
1060     struct intr_info *info;
1061     int error = 0;
1062     int intr;
1063
1064     for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
1065         info = &intr_info_ary[intr];
1066
1067         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
1068         if (error)
1069                 goto failed;
1070     }
1071     for (intr = FIRST_SOFTINT; intr < max_installed_soft_intr; ++intr) {
1072         info = &intr_info_ary[intr];
1073
1074         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
1075         if (error)
1076                 goto failed;
1077     }
1078 failed:
1079     return(error);
1080 }
1081
1082 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrcnt, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
1083         NULL, 0, sysctl_intrcnt, "", "Interrupt Counts");
1084
1085 static void
1086 int_moveto_destcpu(int *orig_cpuid0, int *cpuid0, int intr)
1087 {
1088     int orig_cpuid = mycpuid, cpuid;
1089     char envpath[32];
1090
1091     cpuid = orig_cpuid;
1092     ksnprintf(envpath, sizeof(envpath), "hw.irq.%d.dest", intr);
1093     kgetenv_int(envpath, &cpuid);
1094     if (cpuid >= ncpus)
1095         cpuid = orig_cpuid;
1096
1097     if (cpuid != orig_cpuid)
1098         lwkt_migratecpu(cpuid);
1099
1100     *orig_cpuid0 = orig_cpuid;
1101     *cpuid0 = cpuid;
1102 }
1103
1104 static void
1105 int_moveto_origcpu(int orig_cpuid, int cpuid)
1106 {
1107     if (cpuid != orig_cpuid)
1108         lwkt_migratecpu(orig_cpuid);
1109 }