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/random.h>
  39 #include <sys/serialize.h>
  40 #include <sys/interrupt.h>
  41 #include <sys/bus.h>
  42 #include <sys/machintr.h>
  43
  44 #include <machine/frame.h>
  45
  46 #include <sys/interrupt.h>
  47
  48 #include <sys/thread2.h>
  49 #include <sys/mplock2.h>
  50
  51 struct info_info;
  52
  53 typedef struct intrec {
  54     struct intrec *next;
  55     struct intr_info *info;
  56     inthand2_t  *handler;
  57     void        *argument;
  58     char        *name;
  59     int         intr;
  60     int         intr_flags;
  61     struct lwkt_serialize *serializer;
  62 } *intrec_t;
  63
  64 struct intr_info {
  65         intrec_t        i_reclist;
  66         struct thread   i_thread;
  67         struct random_softc i_random;
  68         int             i_running;
  69         long            i_count;        /* interrupts dispatched */
  70         int             i_mplock_required;
  71         int             i_fast;
  72         int             i_slow;
  73         int             i_state;
  74         int             i_errorticks;
  75         unsigned long   i_straycount;
  76 } intr_info_ary[MAX_INTS];
  77
  78 int max_installed_hard_intr;
  79 int max_installed_soft_intr;
  80
  81 #define EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX 20000
  82
  83 static int sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  84 static int sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  85 static void emergency_intr_timer_callback(systimer_t, struct intrframe *);
  86 static void ithread_handler(void *arg);
  87 static void ithread_emergency(void *arg);
  88 static void report_stray_interrupt(int intr, struct intr_info *info);
  89 static void int_moveto_destcpu(int *, int *, int);
  90 static void int_moveto_origcpu(int, int);
  91
  92 int intr_info_size = sizeof(intr_info_ary) / sizeof(intr_info_ary[0]);
  93
  94 static struct systimer emergency_intr_timer;
  95 static struct thread emergency_intr_thread;
  96
  97 #define ISTATE_NOTHREAD         0
  98 #define ISTATE_NORMAL           1
  99 #define ISTATE_LIVELOCKED       2
 100
 101 static int livelock_limit = 40000;
 102 static int livelock_lowater = 20000;
 103 static int livelock_debug = -1;
 104 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_limit,
 105         CTLFLAG_RW, &livelock_limit, 0, "Livelock interrupt rate limit");
 106 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_lowater,
 107         CTLFLAG_RW, &livelock_lowater, 0, "Livelock low-water mark restore");
 108 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, livelock_debug,
 109         CTLFLAG_RW, &livelock_debug, 0, "Livelock debug intr#");
 110
 111 static int emergency_intr_enable = 0;   /* emergency interrupt polling */
 112 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_enable", &emergency_intr_enable);
 113 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_enable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 114         0, 0, sysctl_emergency_enable, "I", "Emergency Interrupt Poll Enable");
 115
 116 static int emergency_intr_freq = 10;    /* emergency polling frequency */
 117 TUNABLE_INT("kern.emergency_intr_freq", &emergency_intr_freq);
 118 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, emergency_intr_freq, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 119         0, 0, sysctl_emergency_freq, "I", "Emergency Interrupt Poll Frequency");
 120
 121 /*
 122  * Sysctl support routines
 123  */
 124 static int
 125 sysctl_emergency_enable(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 126 {
 127         int error, enabled;
 128
 129         enabled = emergency_intr_enable;
 130         error = sysctl_handle_int(oidp, &enabled, 0, req);
 131         if (error || req->newptr == NULL)
 132                 return error;
 133         emergency_intr_enable = enabled;
 134         if (emergency_intr_enable) {
 135                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer,
 136                                          emergency_intr_freq);
 137         } else {
 138                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer, 1);
 139         }
 140         return 0;
 141 }
 142
 143 static int
 144 sysctl_emergency_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 145 {
 146         int error, phz;
 147
 148         phz = emergency_intr_freq;
 149         error = sysctl_handle_int(oidp, &phz, 0, req);
 150         if (error || req->newptr == NULL)
 151                 return error;
 152         if (phz <= 0)
 153                 return EINVAL;
 154         else if (phz > EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX)
 155                 phz = EMERGENCY_INTR_POLLING_FREQ_MAX;
 156
 157         emergency_intr_freq = phz;
 158         if (emergency_intr_enable) {
 159                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer,
 160                                          emergency_intr_freq);
 161         } else {
 162                 systimer_adjust_periodic(&emergency_intr_timer, 1);
 163         }
 164         return 0;
 165 }
 166
 167 /*
 168  * Register an SWI or INTerrupt handler.
 169  */
 170 void *
 171 register_swi(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 172                 struct lwkt_serialize *serializer)
 173 {
 174     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 175         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 176     return(register_int(intr, handler, arg, name, serializer, 0));
 177 }
 178
 179 void *
 180 register_swi_mp(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 181                 struct lwkt_serialize *serializer)
 182 {
 183     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 184         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 185     return(register_int(intr, handler, arg, name, serializer, INTR_MPSAFE));
 186 }
 187
 188 void *
 189 register_int(int intr, inthand2_t *handler, void *arg, const char *name,
 190                 struct lwkt_serialize *serializer, int intr_flags)
 191 {
 192     struct intr_info *info;
 193     struct intrec **list;
 194     intrec_t rec;
 195     int orig_cpuid, cpuid;
 196
 197     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 198         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 199     if (name == NULL)
 200         name = "???";
 201     info = &intr_info_ary[intr];
 202
 203     /*
 204      * Construct an interrupt handler record
 205      */
 206     rec = kmalloc(sizeof(struct intrec), M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 207     rec->name = kmalloc(strlen(name) + 1, M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 208     strcpy(rec->name, name);
 209
 210     rec->info = info;
 211     rec->handler = handler;
 212     rec->argument = arg;
 213     rec->intr = intr;
 214     rec->intr_flags = intr_flags;
 215     rec->next = NULL;
 216     rec->serializer = serializer;
 217
 218     /*
 219      * Create an emergency polling thread and set up a systimer to wake
 220      * it up.
 221      */
 222     if (emergency_intr_thread.td_kstack == NULL) {
 223         lwkt_create(ithread_emergency, NULL, NULL, &emergency_intr_thread,
 224                     TDF_STOPREQ | TDF_INTTHREAD, -1, "ithread emerg");
 225         systimer_init_periodic_nq(&emergency_intr_timer,
 226                     emergency_intr_timer_callback, &emergency_intr_thread,
 227                     (emergency_intr_enable ? emergency_intr_freq : 1));
 228     }
 229
 230     int_moveto_destcpu(&orig_cpuid, &cpuid, intr);
 231
 232     /*
 233      * Create an interrupt thread if necessary, leave it in an unscheduled
 234      * state.
 235      */
 236     if (info->i_state == ISTATE_NOTHREAD) {
 237         info->i_state = ISTATE_NORMAL;
 238         lwkt_create(ithread_handler, (void *)(intptr_t)intr, NULL,
 239                     &info->i_thread, TDF_STOPREQ | TDF_INTTHREAD, -1,
 240                     "ithread %d", intr);
 241         if (intr >= FIRST_SOFTINT)
 242             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_SOFT_NORM);
 243         else
 244             lwkt_setpri(&info->i_thread, TDPRI_INT_MED);
 245         info->i_thread.td_preemptable = lwkt_preempt;
 246     }
 247
 248     list = &info->i_reclist;
 249
 250     /*
 251      * Keep track of how many fast and slow interrupts we have.
 252      * Set i_mplock_required if any handler in the chain requires
 253      * the MP lock to operate.
 254      */
 255     if ((intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0)
 256         info->i_mplock_required = 1;
 257     if (intr_flags & INTR_CLOCK)
 258         ++info->i_fast;
 259     else
 260         ++info->i_slow;
 261
 262     /*
 263      * Enable random number generation keying off of this interrupt.
 264      */
 265     if ((intr_flags & INTR_NOENTROPY) == 0 && info->i_random.sc_enabled == 0) {
 266         info->i_random.sc_enabled = 1;
 267         info->i_random.sc_intr = intr;
 268     }
 269
 270     /*
 271      * Add the record to the interrupt list.
 272      */
 273     crit_enter();
 274     while (*list != NULL)
 275         list = &(*list)->next;
 276     *list = rec;
 277     crit_exit();
 278
 279     /*
 280      * Update max_installed_hard_intr to make the emergency intr poll
 281      * a bit more efficient.
 282      */
 283     if (intr < FIRST_SOFTINT) {
 284         if (max_installed_hard_intr <= intr)
 285             max_installed_hard_intr = intr + 1;
 286     } else {
 287         if (max_installed_soft_intr <= intr)
 288             max_installed_soft_intr = intr + 1;
 289     }
 290
 291     /*
 292      * Setup the machine level interrupt vector
 293      *
 294      * XXX temporary workaround for some ACPI brokedness.  ACPI installs
 295      * its interrupt too early, before the IOAPICs have been configured,
 296      * which means the IOAPIC is not enabled by the registration of the
 297      * ACPI interrupt.  Anything else sharing that IRQ will wind up not
 298      * being enabled.  Temporarily work around the problem by always
 299      * installing and enabling on every new interrupt handler, even
 300      * if one has already been setup on that irq.
 301      */
 302     if (intr < FIRST_SOFTINT /* && info->i_slow + info->i_fast == 1*/) {
 303         if (machintr_vector_setup(intr, intr_flags))
 304             kprintf("machintr_vector_setup: failed on irq %d\n", intr);
 305     }
 306
 307     int_moveto_origcpu(orig_cpuid, cpuid);
 308
 309     return(rec);
 310 }
 311
 312 void
 313 unregister_swi(void *id)
 314 {
 315     unregister_int(id);
 316 }
 317
 318 void
 319 unregister_int(void *id)
 320 {
 321     struct intr_info *info;
 322     struct intrec **list;
 323     intrec_t rec;
 324     int intr, orig_cpuid, cpuid;
 325
 326     intr = ((intrec_t)id)->intr;
 327
 328     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 329         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 330
 331     info = &intr_info_ary[intr];
 332
 333     int_moveto_destcpu(&orig_cpuid, &cpuid, intr);
 334
 335     /*
 336      * Remove the interrupt descriptor, adjust the descriptor count,
 337      * and teardown the machine level vector if this was the last interrupt.
 338      */
 339     crit_enter();
 340     list = &info->i_reclist;
 341     while ((rec = *list) != NULL) {
 342         if (rec == id)
 343             break;
 344         list = &rec->next;
 345     }
 346     if (rec) {
 347         intrec_t rec0;
 348
 349         *list = rec->next;
 350         if (rec->intr_flags & INTR_CLOCK)
 351             --info->i_fast;
 352         else
 353             --info->i_slow;
 354         if (intr < FIRST_SOFTINT && info->i_fast + info->i_slow == 0)
 355             machintr_vector_teardown(intr);
 356
 357         /*
 358          * Clear i_mplock_required if no handlers in the chain require the
 359          * MP lock.
 360          */
 361         for (rec0 = info->i_reclist; rec0; rec0 = rec0->next) {
 362             if ((rec0->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0)
 363                 break;
 364         }
 365         if (rec0 == NULL)
 366             info->i_mplock_required = 0;
 367     }
 368
 369     crit_exit();
 370
 371     int_moveto_origcpu(orig_cpuid, cpuid);
 372
 373     /*
 374      * Free the record.
 375      */
 376     if (rec != NULL) {
 377         kfree(rec->name, M_DEVBUF);
 378         kfree(rec, M_DEVBUF);
 379     } else {
 380         kprintf("warning: unregister_int: int %d handler for %s not found\n",
 381                 intr, ((intrec_t)id)->name);
 382     }
 383 }
 384
 385 const char *
 386 get_registered_name(int intr)
 387 {
 388     intrec_t rec;
 389
 390     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 391         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 392
 393     if ((rec = intr_info_ary[intr].i_reclist) == NULL)
 394         return(NULL);
 395     else if (rec->next)
 396         return("mux");
 397     else
 398         return(rec->name);
 399 }
 400
 401 int
 402 count_registered_ints(int intr)
 403 {
 404     struct intr_info *info;
 405
 406     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 407         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 408     info = &intr_info_ary[intr];
 409     return(info->i_fast + info->i_slow);
 410 }
 411
 412 long
 413 get_interrupt_counter(int intr)
 414 {
 415     struct intr_info *info;
 416
 417     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 418         panic("register_int: bad intr %d", intr);
 419     info = &intr_info_ary[intr];
 420     return(info->i_count);
 421 }
 422
 423
 424 void
 425 swi_setpriority(int intr, int pri)
 426 {
 427     struct intr_info *info;
 428
 429     if (intr < FIRST_SOFTINT || intr >= MAX_INTS)
 430         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 431     info = &intr_info_ary[intr];
 432     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
 433         lwkt_setpri(&info->i_thread, pri);
 434 }
 435
 436 void
 437 register_randintr(int intr)
 438 {
 439     struct intr_info *info;
 440
 441     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 442         panic("register_randintr: bad intr %d", intr);
 443     info = &intr_info_ary[intr];
 444     info->i_random.sc_intr = intr;
 445     info->i_random.sc_enabled = 1;
 446 }
 447
 448 void
 449 unregister_randintr(int intr)
 450 {
 451     struct intr_info *info;
 452
 453     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 454         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 455     info = &intr_info_ary[intr];
 456     info->i_random.sc_enabled = -1;
 457 }
 458
 459 int
 460 next_registered_randintr(int intr)
 461 {
 462     struct intr_info *info;
 463
 464     if (intr < 0 || intr >= MAX_INTS)
 465         panic("register_swi: bad intr %d", intr);
 466     while (intr < MAX_INTS) {
 467         info = &intr_info_ary[intr];
 468         if (info->i_random.sc_enabled > 0)
 469             break;
 470         ++intr;
 471     }
 472     return(intr);
 473 }
 474
 475 /*
 476  * Dispatch an interrupt.  If there's nothing to do we have a stray
 477  * interrupt and can just return, leaving the interrupt masked.
 478  *
 479  * We need to schedule the interrupt and set its i_running bit.  If
 480  * we are not on the interrupt thread's cpu we have to send a message
 481  * to the correct cpu that will issue the desired action (interlocking
 482  * with the interrupt thread's critical section).  We do NOT attempt to
 483  * reschedule interrupts whos i_running bit is already set because
 484  * this would prematurely wakeup a livelock-limited interrupt thread.
 485  *
 486  * i_running is only tested/set on the same cpu as the interrupt thread.
 487  *
 488  * We are NOT in a critical section, which will allow the scheduled
 489  * interrupt to preempt us.  The MP lock might *NOT* be held here.
 490  */
 491 #ifdef SMP
 492
 493 static void
 494 sched_ithd_remote(void *arg)
 495 {
 496     sched_ithd((int)(intptr_t)arg);
 497 }
 498
 499 #endif
 500
 501 void
 502 sched_ithd(int intr)
 503 {
 504     struct intr_info *info;
 505
 506     info = &intr_info_ary[intr];
 507
 508     ++info->i_count;
 509     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD) {
 510         if (info->i_reclist == NULL) {
 511             report_stray_interrupt(intr, info);
 512         } else {
 513 #ifdef SMP
 514             if (info->i_thread.td_gd == mycpu) {
 515                 if (info->i_running == 0) {
 516                     info->i_running = 1;
 517                     if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
 518                         lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
 519                 }
 520             } else {
 521                 lwkt_send_ipiq(info->i_thread.td_gd,
 522                                 sched_ithd_remote, (void *)(intptr_t)intr);
 523             }
 524 #else
 525             if (info->i_running == 0) {
 526                 info->i_running = 1;
 527                 if (info->i_state != ISTATE_LIVELOCKED)
 528                     lwkt_schedule(&info->i_thread); /* MIGHT PREEMPT */
 529             }
 530 #endif
 531         }
 532     } else {
 533         report_stray_interrupt(intr, info);
 534     }
 535 }
 536
 537 static void
 538 report_stray_interrupt(int intr, struct intr_info *info)
 539 {
 540         ++info->i_straycount;
 541         if (info->i_straycount < 10) {
 542                 if (info->i_errorticks == ticks)
 543                         return;
 544                 info->i_errorticks = ticks;
 545                 kprintf("sched_ithd: stray interrupt %d on cpu %d\n",
 546                         intr, mycpuid);
 547         } else if (info->i_straycount == 10) {
 548                 kprintf("sched_ithd: %ld stray interrupts %d on cpu %d - "
 549                         "there will be no further reports\n",
 550                         info->i_straycount, intr, mycpuid);
 551         }
 552 }
 553
 554 /*
 555  * This is run from a periodic SYSTIMER (and thus must be MP safe, the BGL
 556  * might not be held).
 557  */
 558 static void
 559 ithread_livelock_wakeup(systimer_t st)
 560 {
 561     struct intr_info *info;
 562
 563     info = &intr_info_ary[(int)(intptr_t)st->data];
 564     if (info->i_state != ISTATE_NOTHREAD)
 565         lwkt_schedule(&info->i_thread);
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Schedule ithread within fast intr handler
 570  *
 571  * XXX Protect sched_ithd() call with gd_intr_nesting_level?
 572  * Interrupts aren't enabled, but still...
 573  */
 574 static __inline void
 575 ithread_fast_sched(int intr, thread_t td)
 576 {
 577     ++td->td_nest_count;
 578
 579     /*
 580      * We are already in critical section, exit it now to
 581      * allow preemption.
 582      */
 583     crit_exit_quick(td);
 584     sched_ithd(intr);
 585     crit_enter_quick(td);
 586
 587     --td->td_nest_count;
 588 }
 589
 590 /*
 591  * This function is called directly from the ICU or APIC vector code assembly
 592  * to process an interrupt.  The critical section and interrupt deferral
 593  * checks have already been done but the function is entered WITHOUT
 594  * a critical section held.  The BGL may or may not be held.
 595  *
 596  * Must return non-zero if we do not want the vector code to re-enable
 597  * the interrupt (which we don't if we have to schedule the interrupt)
 598  */
 599 int ithread_fast_handler(struct intrframe *frame);
 600
 601 int
 602 ithread_fast_handler(struct intrframe *frame)
 603 {
 604     int intr;
 605     struct intr_info *info;
 606     struct intrec **list;
 607     int must_schedule;
 608 #ifdef SMP
 609     int got_mplock;
 610 #endif
 611     intrec_t rec, next_rec;
 612     globaldata_t gd;
 613     thread_t td;
 614
 615     intr = frame->if_vec;
 616     gd = mycpu;
 617     td = curthread;
 618
 619     /* We must be in critical section. */
 620     KKASSERT(td->td_critcount);
 621
 622     info = &intr_info_ary[intr];
 623
 624     /*
 625      * If we are not processing any FAST interrupts, just schedule the thing.
 626      */
 627     if (info->i_fast == 0) {
 628         ++gd->gd_cnt.v_intr;
 629         ithread_fast_sched(intr, td);
 630         return(1);
 631     }
 632
 633     /*
 634      * This should not normally occur since interrupts ought to be
 635      * masked if the ithread has been scheduled or is running.
 636      */
 637     if (info->i_running)
 638         return(1);
 639
 640     /*
 641      * Bump the interrupt nesting level to process any FAST interrupts.
 642      * Obtain the MP lock as necessary.  If the MP lock cannot be obtained,
 643      * schedule the interrupt thread to deal with the issue instead.
 644      *
 645      * To reduce overhead, just leave the MP lock held once it has been
 646      * obtained.
 647      */
 648     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 649     ++gd->gd_cnt.v_intr;
 650     must_schedule = info->i_slow;
 651 #ifdef SMP
 652     got_mplock = 0;
 653 #endif
 654
 655     list = &info->i_reclist;
 656     for (rec = *list; rec; rec = next_rec) {
 657         next_rec = rec->next;   /* rec may be invalid after call */
 658
 659         if (rec->intr_flags & INTR_CLOCK) {
 660 #ifdef SMP
 661             if ((rec->intr_flags & INTR_MPSAFE) == 0 && got_mplock == 0) {
 662                 if (try_mplock() == 0) {
 663                     /* Couldn't get the MP lock; just schedule it. */
 664                     must_schedule = 1;
 665                     break;
 666                 }
 667                 got_mplock = 1;
 668             }
 669 #endif
 670             if (rec->serializer) {
 671                 must_schedule += lwkt_serialize_handler_try(
 672                                         rec->serializer, rec->handler,
 673                                         rec->argument, frame);
 674             } else {
 675                 rec->handler(rec->argument, frame);
 676             }
 677         }
 678     }
 679
 680     /*
 681      * Cleanup
 682      */
 683     --gd->gd_intr_nesting_level;
 684 #ifdef SMP
 685     if (got_mplock)
 686         rel_mplock();
 687 #endif
 688
 689     /*
 690      * If we had a problem, or mixed fast and slow interrupt handlers are
 691      * registered, schedule the ithread to catch the missed records (it
 692      * will just re-run all of them).  A return value of 0 indicates that
 693      * all handlers have been run and the interrupt can be re-enabled, and
 694      * a non-zero return indicates that the interrupt thread controls
 695      * re-enablement.
 696      */
 697     if (must_schedule > 0)
 698         ithread_fast_sched(intr, td);
 699     else if (must_schedule == 0)
 700         ++info->i_count;
 701     return(must_schedule);
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Interrupt threads run this as their main loop.
 706  *
 707  * The handler begins execution outside a critical section and no MP lock.
 708  *
 709  * The i_running state starts at 0.  When an interrupt occurs, the hardware
 710  * interrupt is disabled and sched_ithd() The HW interrupt remains disabled
 711  * until all routines have run.  We then call ithread_done() to reenable
 712  * the HW interrupt and deschedule us until the next interrupt.
 713  *
 714  * We are responsible for atomically checking i_running and ithread_done()
 715  * is responsible for atomically checking for platform-specific delayed
 716  * interrupts.  i_running for our irq is only set in the context of our cpu,
 717  * so a critical section is a sufficient interlock.
 718  */
 719 #define LIVELOCK_TIMEFRAME(freq)        ((freq) >> 2)   /* 1/4 second */
 720
 721 static void
 722 ithread_handler(void *arg)
 723 {
 724     struct intr_info *info;
 725     int use_limit;
 726     __uint32_t lseconds;
 727     int intr;
 728     int mpheld;
 729     struct intrec **list;
 730     intrec_t rec, nrec;
 731     globaldata_t gd;
 732     struct systimer ill_timer;  /* enforced freq. timer */
 733     u_int ill_count;            /* interrupt livelock counter */
 734
 735     ill_count = 0;
 736     intr = (int)(intptr_t)arg;
 737     info = &intr_info_ary[intr];
 738     list = &info->i_reclist;
 739
 740     /*
 741      * The loop must be entered with one critical section held.  The thread
 742      * does not hold the mplock on startup.
 743      */
 744     gd = mycpu;
 745     lseconds = gd->gd_time_seconds;
 746     crit_enter_gd(gd);
 747     mpheld = 0;
 748
 749     for (;;) {
 750         /*
 751          * The chain is only considered MPSAFE if all its interrupt handlers
 752          * are MPSAFE.  However, if intr_mpsafe has been turned off we
 753          * always operate with the BGL.
 754          */
 755 #ifdef SMP
 756         if (info->i_mplock_required != mpheld) {
 757             if (info->i_mplock_required) {
 758                 KKASSERT(mpheld == 0);
 759                 get_mplock();
 760                 mpheld = 1;
 761             } else {
 762                 KKASSERT(mpheld != 0);
 763                 rel_mplock();
 764                 mpheld = 0;
 765             }
 766         }
 767 #endif
 768
 769         /*
 770          * If an interrupt is pending, clear i_running and execute the
 771          * handlers.  Note that certain types of interrupts can re-trigger
 772          * and set i_running again.
 773          *
 774          * Each handler is run in a critical section.  Note that we run both
 775          * FAST and SLOW designated service routines.
 776          */
 777         if (info->i_running) {
 778             ++ill_count;
 779             info->i_running = 0;
 780
 781             if (*list == NULL)
 782                 report_stray_interrupt(intr, info);
 783
 784             for (rec = *list; rec; rec = nrec) {
 785                 nrec = rec->next;
 786                 if (rec->serializer) {
 787                     lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer, rec->handler,
 788                                                 rec->argument, NULL);
 789                 } else {
 790                     rec->handler(rec->argument, NULL);
 791                 }
 792             }
 793         }
 794
 795         /*
 796          * This is our interrupt hook to add rate randomness to the random
 797          * number generator.
 798          */
 799         if (info->i_random.sc_enabled > 0)
 800             add_interrupt_randomness(intr);
 801
 802         /*
 803          * Unmask the interrupt to allow it to trigger again.  This only
 804          * applies to certain types of interrupts (typ level interrupts).
 805          * This can result in the interrupt retriggering, but the retrigger
 806          * will not be processed until we cycle our critical section.
 807          *
 808          * Only unmask interrupts while handlers are installed.  It is
 809          * possible to hit a situation where no handlers are installed
 810          * due to a device driver livelocking and then tearing down its
 811          * interrupt on close (the parallel bus being a good example).
 812          */
 813         if (*list)
 814             machintr_intren(intr);
 815
 816         /*
 817          * Do a quick exit/enter to catch any higher-priority interrupt
 818          * sources, such as the statclock, so thread time accounting
 819          * will still work.  This may also cause an interrupt to re-trigger.
 820          */
 821         crit_exit_gd(gd);
 822         crit_enter_gd(gd);
 823
 824         /*
 825          * LIVELOCK STATE MACHINE
 826          */
 827         switch(info->i_state) {
 828         case ISTATE_NORMAL:
 829             /*
 830              * Reset the count each second.
 831              */
 832             if (lseconds != gd->gd_time_seconds) {
 833                 lseconds = gd->gd_time_seconds;
 834                 ill_count = 0;
 835             }
 836
 837             /*
 838              * If we did not exceed the frequency limit, we are done.
 839              * If the interrupt has not retriggered we deschedule ourselves.
 840              */
 841             if (ill_count <= livelock_limit) {
 842                 if (info->i_running == 0) {
 843                     lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
 844                     lwkt_switch();
 845                 }
 846                 break;
 847             }
 848
 849             /*
 850              * Otherwise we are livelocked.  Set up a periodic systimer
 851              * to wake the thread up at the limit frequency.
 852              */
 853             kprintf("intr %d at %d/%d hz, livelocked limit engaged!\n",
 854                    intr, ill_count, livelock_limit);
 855             info->i_state = ISTATE_LIVELOCKED;
 856             if ((use_limit = livelock_limit) < 100)
 857                 use_limit = 100;
 858             else if (use_limit > 500000)
 859                 use_limit = 500000;
 860             systimer_init_periodic_nq(&ill_timer, ithread_livelock_wakeup,
 861                                       (void *)(intptr_t)intr, use_limit);
 862             /* fall through */
 863         case ISTATE_LIVELOCKED:
 864             /*
 865              * Wait for our periodic timer to go off.  Since the interrupt
 866              * has re-armed it can still set i_running, but it will not
 867              * reschedule us while we are in a livelocked state.
 868              */
 869             lwkt_deschedule_self(gd->gd_curthread);
 870             lwkt_switch();
 871
 872             /*
 873              * Check once a second to see if the livelock condition no
 874              * longer applies.
 875              */
 876             if (lseconds != gd->gd_time_seconds) {
 877                 lseconds = gd->gd_time_seconds;
 878                 if (ill_count < livelock_lowater) {
 879                     info->i_state = ISTATE_NORMAL;
 880                     systimer_del(&ill_timer);
 881                     kprintf("intr %d at %d/%d hz, livelock removed\n",
 882                            intr, ill_count, livelock_lowater);
 883                 } else if (livelock_debug == intr ||
 884                            (bootverbose && cold)) {
 885                     kprintf("intr %d at %d/%d hz, in livelock\n",
 886                            intr, ill_count, livelock_lowater);
 887                 }
 888                 ill_count = 0;
 889             }
 890             break;
 891         }
 892     }
 893     /* not reached */
 894 }
 895
 896 /*
 897  * Emergency interrupt polling thread.  The thread begins execution
 898  * outside a critical section with the BGL held.
 899  *
 900  * If emergency interrupt polling is enabled, this thread will
 901  * execute all system interrupts not marked INTR_NOPOLL at the
 902  * specified polling frequency.
 903  *
 904  * WARNING!  This thread runs *ALL* interrupt service routines that
 905  * are not marked INTR_NOPOLL, which basically means everything except
 906  * the 8254 clock interrupt and the ATA interrupt.  It has very high
 907  * overhead and should only be used in situations where the machine
 908  * cannot otherwise be made to work.  Due to the severe performance
 909  * degredation, it should not be enabled on production machines.
 910  */
 911 static void
 912 ithread_emergency(void *arg __unused)
 913 {
 914     struct intr_info *info;
 915     intrec_t rec, nrec;
 916     int intr;
 917
 918     get_mplock();
 919
 920     for (;;) {
 921         for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
 922             info = &intr_info_ary[intr];
 923             for (rec = info->i_reclist; rec; rec = nrec) {
 924                 if ((rec->intr_flags & INTR_NOPOLL) == 0) {
 925                     if (rec->serializer) {
 926                         lwkt_serialize_handler_call(rec->serializer,
 927                                                 rec->handler, rec->argument, NULL);
 928                     } else {
 929                         rec->handler(rec->argument, NULL);
 930                     }
 931                 }
 932                 nrec = rec->next;
 933             }
 934         }
 935         lwkt_deschedule_self(curthread);
 936         lwkt_switch();
 937     }
 938 }
 939
 940 /*
 941  * Systimer callback - schedule the emergency interrupt poll thread
 942  *                     if emergency polling is enabled.
 943  */
 944 static
 945 void
 946 emergency_intr_timer_callback(systimer_t info, struct intrframe *frame __unused)
 947 {
 948     if (emergency_intr_enable)
 949         lwkt_schedule(info->data);
 950 }
 951
 952 int
 953 ithread_cpuid(int intr)
 954 {
 955         const struct intr_info *info;
 956
 957         KKASSERT(intr >= 0 && intr < MAX_INTS);
 958         info = &intr_info_ary[intr];
 959
 960         if (info->i_state == ISTATE_NOTHREAD)
 961                 return -1;
 962         return info->i_thread.td_gd->gd_cpuid;
 963 }
 964
 965 /*
 966  * Sysctls used by systat and others: hw.intrnames and hw.intrcnt.
 967  * The data for this machine dependent, and the declarations are in machine
 968  * dependent code.  The layout of intrnames and intrcnt however is machine
 969  * independent.
 970  *
 971  * We do not know the length of intrcnt and intrnames at compile time, so
 972  * calculate things at run time.
 973  */
 974
 975 static int
 976 sysctl_intrnames(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 977 {
 978     struct intr_info *info;
 979     intrec_t rec;
 980     int error = 0;
 981     int len;
 982     int intr;
 983     char buf[64];
 984
 985     for (intr = 0; error == 0 && intr < MAX_INTS; ++intr) {
 986         info = &intr_info_ary[intr];
 987
 988         len = 0;
 989         buf[0] = 0;
 990         for (rec = info->i_reclist; rec; rec = rec->next) {
 991             ksnprintf(buf + len, sizeof(buf) - len, "%s%s",
 992                 (len ? "/" : ""), rec->name);
 993             len += strlen(buf + len);
 994         }
 995         if (len == 0) {
 996             ksnprintf(buf, sizeof(buf), "irq%d", intr);
 997             len = strlen(buf);
 998         }
 999         error = SYSCTL_OUT(req, buf, len + 1);
1000     }
1001     return (error);
1002 }
1003
1004
1005 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrnames, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
1006         NULL, 0, sysctl_intrnames, "", "Interrupt Names");
1007
1008 static int
1009 sysctl_intrcnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1010 {
1011     struct intr_info *info;
1012     int error = 0;
1013     int intr;
1014
1015     for (intr = 0; intr < max_installed_hard_intr; ++intr) {
1016         info = &intr_info_ary[intr];
1017
1018         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
1019         if (error)
1020                 goto failed;
1021     }
1022     for (intr = FIRST_SOFTINT; intr < max_installed_soft_intr; ++intr) {
1023         info = &intr_info_ary[intr];
1024
1025         error = SYSCTL_OUT(req, &info->i_count, sizeof(info->i_count));
1026         if (error)
1027                 goto failed;
1028     }
1029 failed:
1030     return(error);
1031 }
1032
1033 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, intrcnt, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD,
1034         NULL, 0, sysctl_intrcnt, "", "Interrupt Counts");
1035
1036 static void
1037 int_moveto_destcpu(int *orig_cpuid0, int *cpuid0, int intr)
1038 {
1039     int orig_cpuid = mycpuid, cpuid;
1040     char envpath[32];
1041
1042     cpuid = orig_cpuid;
1043     ksnprintf(envpath, sizeof(envpath), "hw.irq.%d.dest", intr);
1044     kgetenv_int(envpath, &cpuid);
1045     if (cpuid >= ncpus)
1046         cpuid = orig_cpuid;
1047
1048     if (cpuid != orig_cpuid)
1049         lwkt_migratecpu(cpuid);
1050
1051     *orig_cpuid0 = orig_cpuid;
1052     *cpuid0 = cpuid;
1053 }
1054
1055 static void
1056 int_moveto_origcpu(int orig_cpuid, int cpuid)
1057 {
1058     if (cpuid != orig_cpuid)
1059         lwkt_migratecpu(orig_cpuid);
1060 }