e3d31803d49430c4deaee2dd601abd3e65777c1b
[dragonfly.git] / 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 1.37 2005/11/22 06:13:42 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;        /* interrupts dispatched */
68         int             i_mplock_required;
69         int             i_fast;
70         int             i_slow;
71         int             i_state;
72 } intr_info_ary[MAX_INTS];
73
74 int max_installed_hard_intr;
75 int max_installed_soft_intr;
76
77 #define EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX 20000
78
79 static int sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
80 static int sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
81 static void emergency_intr_timer_callback(systimer_t, struct intrframe *);
82 static void ithread_handler(void *arg);
83 static void ithread_emergency(void *arg);
84
85 int intr_info_size = sizeof(intr_info_ary) / sizeof(intr_info_ary[0]);
86
87 static struct systimer emergency_intr_timer;
88 static struct thread emergency_intr_thread;
89
90 #define ISTATE_NOTHREAD         0
91 #define ISTATE_NORMAL           1
92 #define ISTATE_LIVELOCKED       2
93
94 #ifdef SMP
95 static int intr_mpsafe = 0;
96 TUNABLE_INT("kern.intr_mpsafe", &intr_mpsafe);
97 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, intr_mpsafe,
98         CTLFLAG_RW, &intr_mpsafe, 0, "Run INTR_MPSAFE handlers without the BGL");
99 #endif
100 static int livelock_limit = 50000;
101 static int livelock_lowater = 20000;
102 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_limit,
103         CTLFLAG_RW, &livelock_limit, 0, "Livelock interrupt rate limit");
104 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_lowater,
105         CTLFLAG_RW, &livelock_lowater, 0, "Livelock low-water mark restore");
106
107 static int emergency_intr_enable = 0;   /* emergency interrupt polling */
108 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_enable", &emergency_intr_enable);
109 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_enable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
110         0, 0, sysctl_emergency_enable, "I", "Emergency Interrupt Poll Enable");
111
112 static int emergency_intr_freq = 10;    /* emergency polling frequency */
113 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_freq", &emergency_intr_freq);
114 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_freq, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
115         0, 0, sysctl_emergency_freq, "I", "Emergency Interrupt Poll Frequency");
116
117 /*
118  * Sysctl support routines
119  */
120 static int
121 sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
122 {
123         int error, enabled;
124
125         enabled = emergency_intr_enable;
126         error = sysctl_handle_int(oidp, &enabled, 0, req);
127         if (error || req->newptr == NULL)
128                 return error;
129         emergency_intr_enable = enabled;
130         if (emergency_intr_enable) {
131                 emergency_intr_timer.periodic = 
132                         sys_cputimer->fromhz(emergency_intr_freq);
133         } else {
134                 emergency_intr_timer.periodic = sys_cputimer->fromhz(1);
135         }
136         return 0;
137 }
138
139 static int
140 sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
141 {
142         int error, phz;
143
144         phz = emergency_intr_freq;
145         error = sysctl_handle_int(oidp, &phz, 0, req);
146         if (error || req->newptr == NULL)
147                 return error;
148         if (phz <= 0)
149                 return EINVAL;
150         else if (phz > EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX)
151                 phz = EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX;
152
153         emergency_intr_freq = phz;
154         if (emergency_intr_enable) {
155                 emergency_intr_timer.periodic = 
156                         sys_cputimer->fromhz(emergency_intr_freq);
157         } else {
158                 emergency_intr_timer.periodic = sys_cputimer->fromhz(1);
159         }
160         return 0;
161 }
162
163 /*
164  * Register an SWI or INTerrupt handler.
165  */
166 void *
167 register_swi(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
168                 struct lwkt_serialize *serializer)
169 {
170     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
171         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
172     return(register_int(intr, handler, arg, name, serializer, 0));
173 }
174
175 void *
176 register_int(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
177                 struct lwkt_serialize *serializer, int intr_flags)
178 {
179     struct intr_info *info;
180     struct intrec **list;
181     intrec_t rec;
182
183     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
184         panic("register_int: bad intr %d", intr);
185     if (name == NULL)
186         name = "???";
187     info = &intr_info_ary[intr];
188
189     /*
190      * Construct an interrupt handler record
191      */
192     rec = malloc(sizeof(struct intrec), M_DEVBUF, M_INTWAIT);
193     rec->name = malloc(strlen(name) + 1, M_DEVBUF, M_INTWAIT);
194     strcpy(rec->name, name);
195
196     rec->info = info;
197     rec->handler = handler;
198     rec->argument = arg;
199     rec->intr = intr;
200     rec->intr_flags = intr_flags;
201     rec->next = NULL;
202     rec->serializer = serializer;
203
204     /*
205      * Create an emergency polling thread and set up a systimer to wake
206      * it up.
207      */
208     if (emergency_intr_thread.td_kstack == NULL) {
209         lwkt_create(ithread_emergency, NULL, NULL,
210                     &emergency_intr_thread, TDF_STOPREQ|TDF_INTTHREAD, -1,
211                     "ithread emerg");
212         systimer_init_periodic_nq(&emergency_intr_timer,
213                     emergency_intr_timer_callback, &emergency_intr_thread, 
214                     (emergency_intr_enable ? emergency_intr_freq : 1));
215     }
216
217     /*
218      * Create an interrupt thread if necessary, leave it in an unscheduled
219      * state.
220      */
221     if (info->i_state == ISTATE_NOTHREAD) {
222         info->i_state = ISTATE_NORMAL;
223         lwkt_create((void *)ithread_handler, (void *)intr, NULL,
224             &info->i_thread, TDF_STOPREQ|TDF_INTTHREAD|TDF_MPSAFE, -1, 
225             "ithread %d", intr);
226         if (intr >= FIRST_SOFTINT)
227             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_SOFT_NORM);
228         else
229             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_INT_MED);
230         info->i_thread.td_preemptable = lwkt_preempt;
231     }
232
233     list = &info->i_reclist;
234
235     /*
236      * Keep track of how many fast and slow interrupts we have.
237      * Set i_mplock_required if any handler in the chain requires
238      * the MP lock to operate.
239      */
240     if ((intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0)
241         info->i_mplock_required = 1;
242     if (intr_flags & INTR_FAST)
243         ++info->i_fast;
244     else
245         ++info->i_slow;
246
247     /*
248      * Add the record to the interrupt list.
249      */
250     crit_enter();
251     while (*list != NULL)
252         list = &(*list)->next;
253     *list = rec;
254     crit_exit();
255
256     /*
257      * Update max_installed_hard_intr to make the emergency intr poll
258      * a bit more efficient.
259      */
260     if (intr < FIRST_SOFTINT) {
261         if (max_installed_hard_intr <= intr)
262             max_installed_hard_intr = intr + 1;
263     } else {
264         if (max_installed_soft_intr <= intr)
265             max_installed_soft_intr = intr + 1;
266     }
267
268     /*
269      * Setup the machine level interrupt vector
270      */
271     if (intr < FIRST_SOFTINT && info->i_slow + info->i_fast == 1) {
272         if (machintr_vector_setup(intr, intr_flags))
273             printf("machintr_vector_setup: failed on irq %d\n", intr);
274     }
275
276     return(rec);
277 }
278
279 void
280 unregister_swi(void *id)
281 {
282     unregister_int(id);
283 }
284
285 void
286 unregister_int(void *id)
287 {
288     struct intr_info *info;
289     struct intrec **list;
290     intrec_t rec;
291     int intr;
292
293     intr = ((intrec_t)id)->intr;
294
295     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
296         panic("register_int: bad intr %d", intr);
297
298     info = &intr_info_ary[intr];
299
300     /*
301      * Remove the interrupt descriptor, adjust the descriptor count,
302      * and teardown the machine level vector if this was the last interrupt.
303      */
304     crit_enter();
305     list = &info->i_reclist;
306     while ((rec = *list) != NULL) {
307         if (rec == id)
308             break;
309         list = &rec->next;
310     }
311     if (rec) {
312         *list = rec->next;
313         if (rec->intr_flags & INTR_FAST)
314             --info->i_fast;
315         else
316             --info->i_slow;
317         if (intr < FIRST_SOFTINT && info->i_fast + info->i_slow == 0)
318             machintr_vector_teardown(intr);
319     }
320
321     /*
322      * Clear i_mplock_required if no handlers in the chain require the
323      * MP lock.
324      */
325     for (rec = info->i_reclist; rec; rec = rec->next) {
326         if ((rec->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0)
327             break;
328     }
329     if (rec == NULL)
330             info->i_mplock_required = 0;
331
332     crit_exit();
333
334     /*
335      * Free the record.
336      */
337     if (rec != NULL) {
338         free(rec->name, M_DEVBUF);
339         free(rec, M_DEVBUF);
340     } else {
341         printf("warning: unregister_int: int %d handler for %s not found\n",
342                 intr, ((intrec_t)id)->name);
343     }
344 }
345
346 const char *
347 get_registered_name(int intr)
348 {
349     intrec_t rec;
350
351     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
352         panic("register_int: bad intr %d", intr);
353
354     if ((rec = intr_info_ary[intr].i_reclist) == NULL)
355         return(NULL);
356     else if (rec->next)
357         return("mux");
358     else
359         return(rec->name);
360 }
361
362 int
363 count_registered_ints(int intr)
364 {
365     struct intr_info *info;
366
367     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
368         panic("register_int: bad intr %d", intr);
369     info = &intr_info_ary[intr];
370     return(info->i_fast + info->i_slow);
371 }
372
373 long
374 get_interrupt_counter(int intr)
375 {
376     struct intr_info *info;
377
378     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
379         panic("register_int: bad intr %d", intr);
380     info = &intr_info_ary[intr];
381     return(info->i_count);
382 }
383
384
385 void
386 swi_setpriority(int intr, int pri)
387 {
388     struct intr_info *info;
389
390     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
391         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
392     info = &intr_info_ary[intr];
393     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
394         lwkt_setpri(&info->i_thread, pri);
395 }
396
397 void
398 register_randintr(int intr)
399 {
400     struct intr_info *info;
401
402     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
403         panic("register_randintr: bad intr %d", intr);
404     info = &intr_info_ary[intr];
405     info->i_random.sc_intr = intr;
406     info->i_random.sc_enabled = 1;
407 }
408
409 void
410 unregister_randintr(int intr)
411 {
412     struct intr_info *info;
413
414     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
415         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
416     info = &intr_info_ary[intr];
417     info->i_random.sc_enabled = 0;
418 }
419
420 int
421 next_registered_randintr(int intr)
422 {
423     struct intr_info *info;
424
425     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
426         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
427     while (intr < MAX_INTS) {
428         info = &intr_info_ary[intr];
429         if (info->i_random.sc_enabled)
430             break;
431         ++intr;
432     }
433     return(intr);
434 }
435
436 /*
437  * Dispatch an interrupt.  If there's nothing to do we have a stray
438  * interrupt and can just return, leaving the interrupt masked.
439  *
440  * We need to schedule the interrupt and set its i_running bit.  If
441  * we are not on the interrupt thread's cpu we have to send a message
442  * to the correct cpu that will issue the desired action (interlocking
443  * with the interrupt thread's critical section).  We do NOT attempt to
444  * reschedule interrupts whos i_running bit is already set because
445  * this would prematurely wakeup a livelock-limited interrupt thread.
446  *
447  * i_running is only tested/set on the same cpu as the interrupt thread.
448  *
449  * We are NOT in a critical section, which will allow the scheduled
450  * interrupt to preempt us.  The MP lock might *NOT* be held here.
451  */
452 #ifdef SMP
453
454 static void
455 sched_ithd_remote(void *arg)
456 {
457     sched_ithd((int)arg);
458 }
459
460 #endif
461
462 void
463 sched_ithd(int intr)
464 {
465     struct intr_info *info;
466
467     info = &intr_info_ary[intr];
468
469     ++info->i_count;
470     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD) {
471         if (info->i_reclist == NULL) {
472             printf("sched_ithd: stray interrupt %d\n", intr);
473         } else {
474 #ifdef SMP
475             if (info->i_thread.td_gd == mycpu) {
476                 if (info->i_running == 0) {
477                     info->i_running = 1;
478                     if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
479                         lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
480                 }
481             } else {
482                 lwkt_send_ipiq(info->i_thread.td_gd, 
483                                 sched_ithd_remote, (void *)intr);
484             }
485 #else
486             if (info->i_running == 0) {
487                 info->i_running = 1;
488                 if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
489                     lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
490             }
491 #endif
492         }
493     } else {
494         printf("sched_ithd: stray interrupt %d\n", intr);
495     }
496 }
497
498 /*
499  * This is run from a periodic SYSTIMER (and thus must be MP safe, the BGL
500  * might not be held).
501  */
502 static void
503 ithread_livelock_wakeup(systimer_t st)
504 {
505     struct intr_info *info;
506
507     info = &intr_info_ary[(int)st->data];
508     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
509         lwkt_schedule(&info->i_thread);
510 }
511
512 /*
513  * This function is called drectly from the ICU or APIC vector code assembly
514  * to process an interrupt.  The critical section and interrupt deferral
515  * checks have already been done but the function is entered WITHOUT
516  * a critical section held.  The BGL may or may not be held.
517  *
518  * Must return non-zero if we do not want the vector code to re-enable
519  * the interrupt (which we don't if we have to schedule the interrupt)
520  */
521 int ithread_fast_handler(struct intrframe frame);
522
523 int
524 ithread_fast_handler(struct intrframe frame)
525 {
526     int intr;
527     struct intr_info *info;
528     struct intrec **list;
529     int must_schedule;
530 #ifdef SMP
531     int got_mplock;
532 #endif
533     intrec_t rec, next_rec;
534     globaldata_t gd;
535
536     intr = frame.if_vec;
537     gd = mycpu;
538
539     info = &intr_info_ary[intr];
540
541     /*
542      * If we are not processing any FAST interrupts, just schedule the thing.
543      * (since we aren't in a critical section, this can result in a
544      * preemption)
545      */
546     if (info->i_fast == 0) {
547         sched_ithd(intr);
548         return(1);
549     }
550
551     /*
552      * This should not normally occur since interrupts ought to be 
553      * masked if the ithread has been scheduled or is running.
554      */
555     if (info->i_running)
556         return(1);
557
558     /*
559      * Bump the interrupt nesting level to process any FAST interrupts.
560      * Obtain the MP lock as necessary.  If the MP lock cannot be obtained,
561      * schedule the interrupt thread to deal with the issue instead.
562      *
563      * To reduce overhead, just leave the MP lock held once it has been
564      * obtained.
565      */
566     crit_enter_gd(gd);
567     ++gd->gd_intr_nesting_level;
568     ++gd->gd_cnt.v_intr;
569     must_schedule = info->i_slow;
570 #ifdef SMP
571     got_mplock = 0;
572 #endif
573
574     list = &info->i_reclist;
575     for (rec = *list; rec; rec = next_rec) {
576         next_rec = rec->next;   /* rec may be invalid after call */
577
578         if (rec->intr_flags & INTR_FAST) {
579 #ifdef SMP
580             if ((rec->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0 && got_mplock == 0) {
581                 if (try_mplock() == 0) {
582                     int owner;
583
584                     /*
585                      * If we couldn't get the MP lock try to forward it
586                      * to the cpu holding the MP lock, setting must_schedule
587                      * to -1 so we do not schedule and also do not unmask
588                      * the interrupt.  Otherwise just schedule it.
589                      */
590                     owner = owner_mplock();
591                     if (owner >= 0 && owner != gd->gd_cpuid) {
592                         lwkt_send_ipiq_bycpu(owner, forward_fastint_remote,
593                                                 (void *)intr);
594                         must_schedule = -1;
595                         ++gd->gd_cnt.v_forwarded_ints;
596                     } else {
597                         must_schedule = 1;
598                     }
599                     break;
600                 }
601                 got_mplock = 1;
602             }
603 #endif
604             if (rec->serializer) {
605                 must_schedule += lwkt_serialize_handler_try(
606                                         rec->serializer, rec->handler,
607                                         rec->argument, &frame);
608             } else {
609                 rec->handler(rec->argument, &frame);
610             }
611         }
612     }
613
614     /*
615      * Cleanup
616      */
617     --gd->gd_intr_nesting_level;
618 #ifdef SMP
619     if (got_mplock)
620         rel_mplock();
621 #endif
622     crit_exit_gd(gd);
623
624     /*
625      * If we had a problem, schedule the thread to catch the missed
626      * records (it will just re-run all of them).  A return value of 0
627      * indicates that all handlers have been run and the interrupt can
628      * be re-enabled, and a non-zero return indicates that the interrupt
629      * thread controls re-enablement.
630      */
631     if (must_schedule > 0)
632         sched_ithd(intr);
633     else if (must_schedule == 0)
634         ++info->i_count;
635     return(must_schedule);
636 }
637
638 #if 0
639
640 6: ;                                                                    \
641         /* could not get the MP lock, forward the interrupt */          \
642         movl    mp_lock, %eax ;          /* check race */               \
643         cmpl    $MP_FREE_LOCK,%eax ;                                    \
644         je      2b ;                                                    \
645         incl    PCPU(cnt)+V_FORWARDED_INTS ;                            \
646         subl    $12,%esp ;                                              \
647         movl    $irq_num,8(%esp) ;                                      \
648         movl    $forward_fastint_remote,4(%esp) ;                       \
649         movl    %eax,(%esp) ;                                           \
650         call    lwkt_send_ipiq_bycpu ;                                  \
651         addl    $12,%esp ;                                              \
652         jmp     5f ;                   
653
654 #endif
655
656
657 /*
658  * Interrupt threads run this as their main loop.
659  *
660  * The handler begins execution outside a critical section and with the BGL
661  * held.
662  *
663  * The i_running state starts at 0.  When an interrupt occurs, the hardware
664  * interrupt is disabled and sched_ithd() The HW interrupt remains disabled
665  * until all routines have run.  We then call ithread_done() to reenable 
666  * the HW interrupt and deschedule us until the next interrupt. 
667  *
668  * We are responsible for atomically checking i_running and ithread_done()
669  * is responsible for atomically checking for platform-specific delayed
670  * interrupts.  i_running for our irq is only set in the context of our cpu,
671  * so a critical section is a sufficient interlock.
672  */
673 #define LIVELOCK_TIMEFRAME(freq)        ((freq) >> 2)   /* 1/4 second */
674
675 static void
676 ithread_handler(void *arg)
677 {
678     struct intr_info *info;
679     int use_limit;
680     int lticks;
681     int lcount;
682     int intr;
683     int mpheld;
684     struct intrec **list;
685     intrec_t rec, nrec;
686     globaldata_t gd;
687     struct systimer ill_timer;  /* enforced freq. timer */
688     u_int ill_count;            /* interrupt livelock counter */
689
690     ill_count = 0;
691     lticks = ticks;
692     lcount = 0;
693     intr = (int)arg;
694     info = &intr_info_ary[intr];
695     list = &info->i_reclist;
696     gd = mycpu;
697
698     /*
699      * The loop must be entered with one critical section held.  The thread
700      * is created with TDF_MPSAFE so the MP lock is not held on start.
701      */
702     crit_enter_gd(gd);
703     mpheld = 0;
704
705     for (;;) {
706         /*
707          * The chain is only considered MPSAFE if all its interrupt handlers
708          * are MPSAFE.  However, if intr_mpsafe has been turned off we
709          * always operate with the BGL.
710          */
711 #ifdef SMP
712         if (intr_mpsafe == 0) {
713             if (mpheld == 0) {
714                 get_mplock();
715                 mpheld = 1;
716             }
717         } else if (info->i_mplock_required != mpheld) {
718             if (info->i_mplock_required) {
719                 KKASSERT(mpheld == 0);
720                 get_mplock();
721                 mpheld = 1;
722             } else {
723                 KKASSERT(mpheld != 0);
724                 rel_mplock();
725                 mpheld = 0;
726             }
727         }
728 #endif
729
730         /*
731          * If an interrupt is pending, clear i_running and execute the
732          * handlers.  Note that certain types of interrupts can re-trigger
733          * and set i_running again.
734          *
735          * Each handler is run in a critical section.  Note that we run both
736          * FAST and SLOW designated service routines.
737          */
738         if (info->i_running) {
739             ++ill_count;
740             info->i_running = 0;
741
742             for (rec = *list; rec; rec = nrec) {
743                 nrec = rec->next;
744                 if (rec->serializer) {
745                     lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer, rec->handler,
746                                                 rec->argument, NULL);
747                 } else {
748                     rec->handler(rec->argument, NULL);
749                 }
750             }
751         }
752
753         /*
754          * This is our interrupt hook to add rate randomness to the random
755          * number generator.
756          */
757         if (info->i_random.sc_enabled)
758             add_interrupt_randomness(intr);
759
760         /*
761          * Unmask the interrupt to allow it to trigger again.  This only
762          * applies to certain types of interrupts (typ level interrupts).
763          * This can result in the interrupt retriggering, but the retrigger
764          * will not be processed until we cycle our critical section.
765          *
766          * Only unmask interrupts while handlers are installed.  It is
767          * possible to hit a situation where no handlers are installed
768          * due to a device driver livelocking and then tearing down its
769          * interrupt on close (the parallel bus being a good example).
770          */
771         if (*list)
772             machintr_intren(intr);
773
774         /*
775          * Do a quick exit/enter to catch any higher-priority interrupt
776          * sources, such as the statclock, so thread time accounting
777          * will still work.  This may also cause an interrupt to re-trigger.
778          */
779         crit_exit_gd(gd);
780         crit_enter_gd(gd);
781
782         /*
783          * LIVELOCK STATE MACHINE
784          */
785         switch(info->i_state) {
786         case ISTATE_NORMAL:
787             /*
788              * Calculate a running average every tick.
789              */
790             if (lticks != ticks) {
791                 lticks = ticks;
792                 ill_count -= ill_count / hz;
793             }
794
795             /*
796              * If we did not exceed the frequency limit, we are done.  
797              * If the interrupt has not retriggered we deschedule ourselves.
798              */
799             if (ill_count <= livelock_limit) {
800                 if (info->i_running == 0) {
801                     lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
802                     lwkt_switch();
803                 }
804                 break;
805             }
806
807             /*
808              * Otherwise we are livelocked.  Set up a periodic systimer
809              * to wake the thread up at the limit frequency.
810              */
811             printf("intr %d at %d > %d hz, livelocked limit engaged!\n",
812                    intr, livelock_limit, ill_count);
813             info->i_state = ISTATE_LIVELOCKED;
814             if ((use_limit = livelock_limit) < 100)
815                 use_limit = 100;
816             else if (use_limit > 500000)
817                 use_limit = 500000;
818             systimer_init_periodic(&ill_timer, ithread_livelock_wakeup,
819                                    (void *)intr, use_limit);
820             lcount = 0;
821             /* fall through */
822         case ISTATE_LIVELOCKED:
823             /*
824              * Wait for our periodic timer to go off.  Since the interrupt
825              * has re-armed it can still set i_running, but it will not
826              * reschedule us while we are in a livelocked state.
827              */
828             lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
829             lwkt_switch();
830
831             /*
832              * Check to see if the livelock condition no longer applies.
833              * The interrupt must be able to operate normally for one
834              * full second before we restore normal operation.
835              */
836             if (lticks != ticks) {
837                 lticks = ticks;
838                 if (ill_count < livelock_lowater) {
839                     if (++lcount >= hz) {
840                         info->i_state = ISTATE_NORMAL;
841                         systimer_del(&ill_timer);
842                         printf("intr %d at %d < %d hz, livelock removed\n",
843                                intr, ill_count, livelock_lowater);
844                     }
845                 } else {
846                     lcount = 0;
847                 }
848                 ill_count -= ill_count / hz;
849             }
850             break;
851         }
852     }
853     /* not reached */
854 }
855
856 /*
857  * Emergency interrupt polling thread.  The thread begins execution
858  * outside a critical section with the BGL held.
859  *
860  * If emergency interrupt polling is enabled, this thread will 
861  * execute all system interrupts not marked INTR_NOPOLL at the
862  * specified polling frequency.
863  *
864  * WARNING!  This thread runs *ALL* interrupt service routines that
865  * are not marked INTR_NOPOLL, which basically means everything except
866  * the 8254 clock interrupt and the ATA interrupt.  It has very high
867  * overhead and should only be used in situations where the machine
868  * cannot otherwise be made to work.  Due to the severe performance
869  * degredation, it should not be enabled on production machines.
870  */
871 static void
872 ithread_emergency(void *arg __unused)
873 {
874     struct intr_info *info;
875     intrec_t rec, nrec;
876     int intr;
877
878     for (;;) {
879         for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
880             info = &intr_info_ary[intr];
881             for (rec = info->i_reclist; rec; rec = nrec) {
882                 if ((rec->intr_flags & INTR_NOPOLL) == 0) {
883                     if (rec->serializer) {
884                         lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer,
885                                                 rec->handler, rec->argument, NULL);
886                     } else {
887                         rec->handler(rec->argument, NULL);
888                     }
889                 }
890                 nrec = rec->next;
891             }
892         }
893         lwkt_deschedule_self(curthread);
894         lwkt_switch();
895     }
896 }
897
898 /*
899  * Systimer callback - schedule the emergency interrupt poll thread
900  *                     if emergency polling is enabled.
901  */
902 static
903 void
904 emergency_intr_timer_callback(systimer_t info, struct intrframe *frame __unused)
905 {
906     if (emergency_intr_enable)
907         lwkt_schedule(info->data);
908 }
909
910 /* 
911  * Sysctls used by systat and others: hw.intrnames and hw.intrcnt.
912  * The data for this machine dependent, and the declarations are in machine
913  * dependent code.  The layout of intrnames and intrcnt however is machine
914  * independent.
915  *
916  * We do not know the length of intrcnt and intrnames at compile time, so
917  * calculate things at run time.
918  */
919
920 static int
921 sysctl_intrnames(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
922 {
923     struct intr_info *info;
924     intrec_t rec;
925     int error = 0;
926     int len;
927     int intr;
928     char buf[64];
929
930     for (intr = 0; error == 0 && intr < MAX_INTS; ++intr) {
931         info = &intr_info_ary[intr];
932
933         len = 0;
934         buf[0] = 0;
935         for (rec = info->i_reclist; rec; rec = rec->next) {
936             snprintf(buf + len, sizeof(buf) - len, "%s%s", 
937                 (len ? "/" : ""), rec->name);
938             len += strlen(buf + len);
939         }
940         if (len == 0) {
941             snprintf(buf, sizeof(buf), "irq%d", intr);
942             len = strlen(buf);
943         }
944         error = SYSCTL_OUT(req, buf, len + 1);
945     }
946     return (error);
947 }
948
949
950 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrnames, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
951         NULL, 0, sysctl_intrnames, "", "Interrupt Names");
952
953 static int
954 sysctl_intrcnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
955 {
956     struct intr_info *info;
957     int error = 0;
958     int intr;
959
960     for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
961         info = &intr_info_ary[intr];
962
963         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
964         if (error)
965                 goto failed;
966     }
967     for (intr = FIRST_SOFTINT; intr < max_installed_soft_intr; ++intr) {
968         info = &intr_info_ary[intr];
969
970         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
971         if (error)
972                 goto failed;
973     }
974 failed:
975     return(error);
976 }
977
978 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrcnt, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
979         NULL, 0, sysctl_intrcnt, "", "Interrupt Counts");
980