]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/net/netisr.c
MFV r301238:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / net / netisr.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2007-2009 Robert N. M. Watson
3  * Copyright (c) 2010-2011 Juniper Networks, Inc.
4  * All rights reserved.
5  *
6  * This software was developed by Robert N. M. Watson under contract
7  * to Juniper Networks, Inc.
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17  *
18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
19  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
20  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
21  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
22  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
23  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
24  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
25  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
26  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
27  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
28  * SUCH DAMAGE.
29  */
30
31 #include <sys/cdefs.h>
32 __FBSDID("$FreeBSD$");
33
34 /*
35  * netisr is a packet dispatch service, allowing synchronous (directly
36  * dispatched) and asynchronous (deferred dispatch) processing of packets by
37  * registered protocol handlers.  Callers pass a protocol identifier and
38  * packet to netisr, along with a direct dispatch hint, and work will either
39  * be immediately processed by the registered handler, or passed to a
40  * software interrupt (SWI) thread for deferred dispatch.  Callers will
41  * generally select one or the other based on:
42  *
43  * - Whether directly dispatching a netisr handler lead to code reentrance or
44  *   lock recursion, such as entering the socket code from the socket code.
45  * - Whether directly dispatching a netisr handler lead to recursive
46  *   processing, such as when decapsulating several wrapped layers of tunnel
47  *   information (IPSEC within IPSEC within ...).
48  *
49  * Maintaining ordering for protocol streams is a critical design concern.
50  * Enforcing ordering limits the opportunity for concurrency, but maintains
51  * the strong ordering requirements found in some protocols, such as TCP.  Of
52  * related concern is CPU affinity--it is desirable to process all data
53  * associated with a particular stream on the same CPU over time in order to
54  * avoid acquiring locks associated with the connection on different CPUs,
55  * keep connection data in one cache, and to generally encourage associated
56  * user threads to live on the same CPU as the stream.  It's also desirable
57  * to avoid lock migration and contention where locks are associated with
58  * more than one flow.
59  *
60  * netisr supports several policy variations, represented by the
61  * NETISR_POLICY_* constants, allowing protocols to play various roles in
62  * identifying flows, assigning work to CPUs, etc.  These are described in
63  * netisr.h.
64  */
65
66 #include "opt_ddb.h"
67 #include "opt_device_polling.h"
68
69 #include <sys/param.h>
70 #include <sys/bus.h>
71 #include <sys/kernel.h>
72 #include <sys/kthread.h>
73 #include <sys/malloc.h>
74 #include <sys/interrupt.h>
75 #include <sys/lock.h>
76 #include <sys/mbuf.h>
77 #include <sys/mutex.h>
78 #include <sys/pcpu.h>
79 #include <sys/proc.h>
80 #include <sys/rmlock.h>
81 #include <sys/sched.h>
82 #include <sys/smp.h>
83 #include <sys/socket.h>
84 #include <sys/sysctl.h>
85 #include <sys/systm.h>
86
87 #ifdef DDB
88 #include <ddb/ddb.h>
89 #endif
90
91 #define _WANT_NETISR_INTERNAL   /* Enable definitions from netisr_internal.h */
92 #include <net/if.h>
93 #include <net/if_var.h>
94 #include <net/netisr.h>
95 #include <net/netisr_internal.h>
96 #include <net/vnet.h>
97
98 /*-
99  * Synchronize use and modification of the registered netisr data structures;
100  * acquire a read lock while modifying the set of registered protocols to
101  * prevent partially registered or unregistered protocols from being run.
102  *
103  * The following data structures and fields are protected by this lock:
104  *
105  * - The netisr_proto array, including all fields of struct netisr_proto.
106  * - The nws array, including all fields of struct netisr_worker.
107  * - The nws_array array.
108  *
109  * Note: the NETISR_LOCKING define controls whether read locks are acquired
110  * in packet processing paths requiring netisr registration stability.  This
111  * is disabled by default as it can lead to measurable performance
112  * degradation even with rmlocks (3%-6% for loopback ping-pong traffic), and
113  * because netisr registration and unregistration is extremely rare at
114  * runtime.  If it becomes more common, this decision should be revisited.
115  *
116  * XXXRW: rmlocks don't support assertions.
117  */
118 static struct rmlock    netisr_rmlock;
119 #define NETISR_LOCK_INIT()      rm_init_flags(&netisr_rmlock, "netisr", \
120                                     RM_NOWITNESS)
121 #define NETISR_LOCK_ASSERT()
122 #define NETISR_RLOCK(tracker)   rm_rlock(&netisr_rmlock, (tracker))
123 #define NETISR_RUNLOCK(tracker) rm_runlock(&netisr_rmlock, (tracker))
124 #define NETISR_WLOCK()          rm_wlock(&netisr_rmlock)
125 #define NETISR_WUNLOCK()        rm_wunlock(&netisr_rmlock)
126 /* #define      NETISR_LOCKING */
127
128 static SYSCTL_NODE(_net, OID_AUTO, isr, CTLFLAG_RW, 0, "netisr");
129
130 /*-
131  * Three global direct dispatch policies are supported:
132  *
133  * NETISR_DISPATCH_DEFERRED: All work is deferred for a netisr, regardless of
134  * context (may be overriden by protocols).
135  *
136  * NETISR_DISPATCH_HYBRID: If the executing context allows direct dispatch,
137  * and we're running on the CPU the work would be performed on, then direct
138  * dispatch it if it wouldn't violate ordering constraints on the workstream.
139  *
140  * NETISR_DISPATCH_DIRECT: If the executing context allows direct dispatch,
141  * always direct dispatch.  (The default.)
142  *
143  * Notice that changing the global policy could lead to short periods of
144  * misordered processing, but this is considered acceptable as compared to
145  * the complexity of enforcing ordering during policy changes.  Protocols can
146  * override the global policy (when they're not doing that, they select
147  * NETISR_DISPATCH_DEFAULT).
148  */
149 #define NETISR_DISPATCH_POLICY_DEFAULT  NETISR_DISPATCH_DIRECT
150 #define NETISR_DISPATCH_POLICY_MAXSTR   20 /* Used for temporary buffers. */
151 static u_int    netisr_dispatch_policy = NETISR_DISPATCH_POLICY_DEFAULT;
152 static int      sysctl_netisr_dispatch_policy(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
153 SYSCTL_PROC(_net_isr, OID_AUTO, dispatch, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RWTUN,
154     0, 0, sysctl_netisr_dispatch_policy, "A",
155     "netisr dispatch policy");
156
157 /*
158  * Allow the administrator to limit the number of threads (CPUs) to use for
159  * netisr.  We don't check netisr_maxthreads before creating the thread for
160  * CPU 0. This must be set at boot. We will create at most one thread per CPU.
161  * By default we initialize this to 1 which would assign just 1 cpu (cpu0) and
162  * therefore only 1 workstream. If set to -1, netisr would use all cpus
163  * (mp_ncpus) and therefore would have those many workstreams. One workstream
164  * per thread (CPU).
165  */
166 static int      netisr_maxthreads = 1;          /* Max number of threads. */
167 SYSCTL_INT(_net_isr, OID_AUTO, maxthreads, CTLFLAG_RDTUN,
168     &netisr_maxthreads, 0,
169     "Use at most this many CPUs for netisr processing");
170
171 static int      netisr_bindthreads = 0;         /* Bind threads to CPUs. */
172 SYSCTL_INT(_net_isr, OID_AUTO, bindthreads, CTLFLAG_RDTUN,
173     &netisr_bindthreads, 0, "Bind netisr threads to CPUs.");
174
175 /*
176  * Limit per-workstream mbuf queue limits s to at most net.isr.maxqlimit,
177  * both for initial configuration and later modification using
178  * netisr_setqlimit().
179  */
180 #define NETISR_DEFAULT_MAXQLIMIT        10240
181 static u_int    netisr_maxqlimit = NETISR_DEFAULT_MAXQLIMIT;
182 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, maxqlimit, CTLFLAG_RDTUN,
183     &netisr_maxqlimit, 0,
184     "Maximum netisr per-protocol, per-CPU queue depth.");
185
186 /*
187  * The default per-workstream mbuf queue limit for protocols that don't
188  * initialize the nh_qlimit field of their struct netisr_handler.  If this is
189  * set above netisr_maxqlimit, we truncate it to the maximum during boot.
190  */
191 #define NETISR_DEFAULT_DEFAULTQLIMIT    256
192 static u_int    netisr_defaultqlimit = NETISR_DEFAULT_DEFAULTQLIMIT;
193 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, defaultqlimit, CTLFLAG_RDTUN,
194     &netisr_defaultqlimit, 0,
195     "Default netisr per-protocol, per-CPU queue limit if not set by protocol");
196
197 /*
198  * Store and export the compile-time constant NETISR_MAXPROT limit on the
199  * number of protocols that can register with netisr at a time.  This is
200  * required for crashdump analysis, as it sizes netisr_proto[].
201  */
202 static u_int    netisr_maxprot = NETISR_MAXPROT;
203 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, maxprot, CTLFLAG_RD,
204     &netisr_maxprot, 0,
205     "Compile-time limit on the number of protocols supported by netisr.");
206
207 /*
208  * The netisr_proto array describes all registered protocols, indexed by
209  * protocol number.  See netisr_internal.h for more details.
210  */
211 static struct netisr_proto      netisr_proto[NETISR_MAXPROT];
212
213 /*
214  * Per-CPU workstream data.  See netisr_internal.h for more details.
215  */
216 DPCPU_DEFINE(struct netisr_workstream, nws);
217
218 /*
219  * Map contiguous values between 0 and nws_count into CPU IDs appropriate for
220  * accessing workstreams.  This allows constructions of the form
221  * DPCPU_ID_GET(nws_array[arbitraryvalue % nws_count], nws).
222  */
223 static u_int                             nws_array[MAXCPU];
224
225 /*
226  * Number of registered workstreams.  Will be at most the number of running
227  * CPUs once fully started.
228  */
229 static u_int                             nws_count;
230 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, numthreads, CTLFLAG_RD,
231     &nws_count, 0, "Number of extant netisr threads.");
232
233 /*
234  * Synchronization for each workstream: a mutex protects all mutable fields
235  * in each stream, including per-protocol state (mbuf queues).  The SWI is
236  * woken up if asynchronous dispatch is required.
237  */
238 #define NWS_LOCK(s)             mtx_lock(&(s)->nws_mtx)
239 #define NWS_LOCK_ASSERT(s)      mtx_assert(&(s)->nws_mtx, MA_OWNED)
240 #define NWS_UNLOCK(s)           mtx_unlock(&(s)->nws_mtx)
241 #define NWS_SIGNAL(s)           swi_sched((s)->nws_swi_cookie, 0)
242
243 /*
244  * Utility routines for protocols that implement their own mapping of flows
245  * to CPUs.
246  */
247 u_int
248 netisr_get_cpucount(void)
249 {
250
251         return (nws_count);
252 }
253
254 u_int
255 netisr_get_cpuid(u_int cpunumber)
256 {
257
258         KASSERT(cpunumber < nws_count, ("%s: %u > %u", __func__, cpunumber,
259             nws_count));
260
261         return (nws_array[cpunumber]);
262 }
263
264 /*
265  * The default implementation of flow -> CPU ID mapping.
266  *
267  * Non-static so that protocols can use it to map their own work to specific
268  * CPUs in a manner consistent to netisr for affinity purposes.
269  */
270 u_int
271 netisr_default_flow2cpu(u_int flowid)
272 {
273
274         return (nws_array[flowid % nws_count]);
275 }
276
277 /*
278  * Dispatch tunable and sysctl configuration.
279  */
280 struct netisr_dispatch_table_entry {
281         u_int            ndte_policy;
282         const char      *ndte_policy_str;
283 };
284 static const struct netisr_dispatch_table_entry netisr_dispatch_table[] = {
285         { NETISR_DISPATCH_DEFAULT, "default" },
286         { NETISR_DISPATCH_DEFERRED, "deferred" },
287         { NETISR_DISPATCH_HYBRID, "hybrid" },
288         { NETISR_DISPATCH_DIRECT, "direct" },
289 };
290
291 static void
292 netisr_dispatch_policy_to_str(u_int dispatch_policy, char *buffer,
293     u_int buflen)
294 {
295         const struct netisr_dispatch_table_entry *ndtep;
296         const char *str;
297         u_int i;
298
299         str = "unknown";
300         for (i = 0; i < nitems(netisr_dispatch_table); i++) {
301                 ndtep = &netisr_dispatch_table[i];
302                 if (ndtep->ndte_policy == dispatch_policy) {
303                         str = ndtep->ndte_policy_str;
304                         break;
305                 }
306         }
307         snprintf(buffer, buflen, "%s", str);
308 }
309
310 static int
311 netisr_dispatch_policy_from_str(const char *str, u_int *dispatch_policyp)
312 {
313         const struct netisr_dispatch_table_entry *ndtep;
314         u_int i;
315
316         for (i = 0; i < nitems(netisr_dispatch_table); i++) {
317                 ndtep = &netisr_dispatch_table[i];
318                 if (strcmp(ndtep->ndte_policy_str, str) == 0) {
319                         *dispatch_policyp = ndtep->ndte_policy;
320                         return (0);
321                 }
322         }
323         return (EINVAL);
324 }
325
326 static int
327 sysctl_netisr_dispatch_policy(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
328 {
329         char tmp[NETISR_DISPATCH_POLICY_MAXSTR];
330         u_int dispatch_policy;
331         int error;
332
333         netisr_dispatch_policy_to_str(netisr_dispatch_policy, tmp,
334             sizeof(tmp));
335         error = sysctl_handle_string(oidp, tmp, sizeof(tmp), req);
336         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
337                 error = netisr_dispatch_policy_from_str(tmp,
338                     &dispatch_policy);
339                 if (error == 0 && dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DEFAULT)
340                         error = EINVAL;
341                 if (error == 0)
342                         netisr_dispatch_policy = dispatch_policy;
343         }
344         return (error);
345 }
346
347 /*
348  * Register a new netisr handler, which requires initializing per-protocol
349  * fields for each workstream.  All netisr work is briefly suspended while
350  * the protocol is installed.
351  */
352 void
353 netisr_register(const struct netisr_handler *nhp)
354 {
355         struct netisr_work *npwp;
356         const char *name;
357         u_int i, proto;
358
359         proto = nhp->nh_proto;
360         name = nhp->nh_name;
361
362         /*
363          * Test that the requested registration is valid.
364          */
365         KASSERT(nhp->nh_name != NULL,
366             ("%s: nh_name NULL for %u", __func__, proto));
367         KASSERT(nhp->nh_handler != NULL,
368             ("%s: nh_handler NULL for %s", __func__, name));
369         KASSERT(nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_SOURCE ||
370             nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_FLOW ||
371             nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_CPU,
372             ("%s: unsupported nh_policy %u for %s", __func__,
373             nhp->nh_policy, name));
374         KASSERT(nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_FLOW ||
375             nhp->nh_m2flow == NULL,
376             ("%s: nh_policy != FLOW but m2flow defined for %s", __func__,
377             name));
378         KASSERT(nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_CPU || nhp->nh_m2cpuid == NULL,
379             ("%s: nh_policy != CPU but m2cpuid defined for %s", __func__,
380             name));
381         KASSERT(nhp->nh_policy != NETISR_POLICY_CPU || nhp->nh_m2cpuid != NULL,
382             ("%s: nh_policy == CPU but m2cpuid not defined for %s", __func__,
383             name));
384         KASSERT(nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_DEFAULT ||
385             nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_DEFERRED ||
386             nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_HYBRID ||
387             nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_DIRECT,
388             ("%s: invalid nh_dispatch (%u)", __func__, nhp->nh_dispatch));
389
390         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
391             ("%s(%u, %s): protocol too big", __func__, proto, name));
392
393         /*
394          * Test that no existing registration exists for this protocol.
395          */
396         NETISR_WLOCK();
397         KASSERT(netisr_proto[proto].np_name == NULL,
398             ("%s(%u, %s): name present", __func__, proto, name));
399         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler == NULL,
400             ("%s(%u, %s): handler present", __func__, proto, name));
401
402         netisr_proto[proto].np_name = name;
403         netisr_proto[proto].np_handler = nhp->nh_handler;
404         netisr_proto[proto].np_m2flow = nhp->nh_m2flow;
405         netisr_proto[proto].np_m2cpuid = nhp->nh_m2cpuid;
406         netisr_proto[proto].np_drainedcpu = nhp->nh_drainedcpu;
407         if (nhp->nh_qlimit == 0)
408                 netisr_proto[proto].np_qlimit = netisr_defaultqlimit;
409         else if (nhp->nh_qlimit > netisr_maxqlimit) {
410                 printf("%s: %s requested queue limit %u capped to "
411                     "net.isr.maxqlimit %u\n", __func__, name, nhp->nh_qlimit,
412                     netisr_maxqlimit);
413                 netisr_proto[proto].np_qlimit = netisr_maxqlimit;
414         } else
415                 netisr_proto[proto].np_qlimit = nhp->nh_qlimit;
416         netisr_proto[proto].np_policy = nhp->nh_policy;
417         netisr_proto[proto].np_dispatch = nhp->nh_dispatch;
418         CPU_FOREACH(i) {
419                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
420                 bzero(npwp, sizeof(*npwp));
421                 npwp->nw_qlimit = netisr_proto[proto].np_qlimit;
422         }
423         NETISR_WUNLOCK();
424 }
425
426 /*
427  * Clear drop counters across all workstreams for a protocol.
428  */
429 void
430 netisr_clearqdrops(const struct netisr_handler *nhp)
431 {
432         struct netisr_work *npwp;
433 #ifdef INVARIANTS
434         const char *name;
435 #endif
436         u_int i, proto;
437
438         proto = nhp->nh_proto;
439 #ifdef INVARIANTS
440         name = nhp->nh_name;
441 #endif
442         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
443             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
444
445         NETISR_WLOCK();
446         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
447             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
448             name));
449
450         CPU_FOREACH(i) {
451                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
452                 npwp->nw_qdrops = 0;
453         }
454         NETISR_WUNLOCK();
455 }
456
457 /*
458  * Query current drop counters across all workstreams for a protocol.
459  */
460 void
461 netisr_getqdrops(const struct netisr_handler *nhp, u_int64_t *qdropp)
462 {
463         struct netisr_work *npwp;
464         struct rm_priotracker tracker;
465 #ifdef INVARIANTS
466         const char *name;
467 #endif
468         u_int i, proto;
469
470         *qdropp = 0;
471         proto = nhp->nh_proto;
472 #ifdef INVARIANTS
473         name = nhp->nh_name;
474 #endif
475         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
476             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
477
478         NETISR_RLOCK(&tracker);
479         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
480             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
481             name));
482
483         CPU_FOREACH(i) {
484                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
485                 *qdropp += npwp->nw_qdrops;
486         }
487         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
488 }
489
490 /*
491  * Query current per-workstream queue limit for a protocol.
492  */
493 void
494 netisr_getqlimit(const struct netisr_handler *nhp, u_int *qlimitp)
495 {
496         struct rm_priotracker tracker;
497 #ifdef INVARIANTS
498         const char *name;
499 #endif
500         u_int proto;
501
502         proto = nhp->nh_proto;
503 #ifdef INVARIANTS
504         name = nhp->nh_name;
505 #endif
506         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
507             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
508
509         NETISR_RLOCK(&tracker);
510         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
511             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
512             name));
513         *qlimitp = netisr_proto[proto].np_qlimit;
514         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
515 }
516
517 /*
518  * Update the queue limit across per-workstream queues for a protocol.  We
519  * simply change the limits, and don't drain overflowed packets as they will
520  * (hopefully) take care of themselves shortly.
521  */
522 int
523 netisr_setqlimit(const struct netisr_handler *nhp, u_int qlimit)
524 {
525         struct netisr_work *npwp;
526 #ifdef INVARIANTS
527         const char *name;
528 #endif
529         u_int i, proto;
530
531         if (qlimit > netisr_maxqlimit)
532                 return (EINVAL);
533
534         proto = nhp->nh_proto;
535 #ifdef INVARIANTS
536         name = nhp->nh_name;
537 #endif
538         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
539             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
540
541         NETISR_WLOCK();
542         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
543             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
544             name));
545
546         netisr_proto[proto].np_qlimit = qlimit;
547         CPU_FOREACH(i) {
548                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
549                 npwp->nw_qlimit = qlimit;
550         }
551         NETISR_WUNLOCK();
552         return (0);
553 }
554
555 /*
556  * Drain all packets currently held in a particular protocol work queue.
557  */
558 static void
559 netisr_drain_proto(struct netisr_work *npwp)
560 {
561         struct mbuf *m;
562
563         /*
564          * We would assert the lock on the workstream but it's not passed in.
565          */
566         while ((m = npwp->nw_head) != NULL) {
567                 npwp->nw_head = m->m_nextpkt;
568                 m->m_nextpkt = NULL;
569                 if (npwp->nw_head == NULL)
570                         npwp->nw_tail = NULL;
571                 npwp->nw_len--;
572                 m_freem(m);
573         }
574         KASSERT(npwp->nw_tail == NULL, ("%s: tail", __func__));
575         KASSERT(npwp->nw_len == 0, ("%s: len", __func__));
576 }
577
578 /*
579  * Remove the registration of a network protocol, which requires clearing
580  * per-protocol fields across all workstreams, including freeing all mbufs in
581  * the queues at time of unregister.  All work in netisr is briefly suspended
582  * while this takes place.
583  */
584 void
585 netisr_unregister(const struct netisr_handler *nhp)
586 {
587         struct netisr_work *npwp;
588 #ifdef INVARIANTS
589         const char *name;
590 #endif
591         u_int i, proto;
592
593         proto = nhp->nh_proto;
594 #ifdef INVARIANTS
595         name = nhp->nh_name;
596 #endif
597         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
598             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
599
600         NETISR_WLOCK();
601         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
602             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
603             name));
604
605         netisr_proto[proto].np_name = NULL;
606         netisr_proto[proto].np_handler = NULL;
607         netisr_proto[proto].np_m2flow = NULL;
608         netisr_proto[proto].np_m2cpuid = NULL;
609         netisr_proto[proto].np_qlimit = 0;
610         netisr_proto[proto].np_policy = 0;
611         CPU_FOREACH(i) {
612                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
613                 netisr_drain_proto(npwp);
614                 bzero(npwp, sizeof(*npwp));
615         }
616         NETISR_WUNLOCK();
617 }
618
619 /*
620  * Compose the global and per-protocol policies on dispatch, and return the
621  * dispatch policy to use.
622  */
623 static u_int
624 netisr_get_dispatch(struct netisr_proto *npp)
625 {
626
627         /*
628          * Protocol-specific configuration overrides the global default.
629          */
630         if (npp->np_dispatch != NETISR_DISPATCH_DEFAULT)
631                 return (npp->np_dispatch);
632         return (netisr_dispatch_policy);
633 }
634
635 /*
636  * Look up the workstream given a packet and source identifier.  Do this by
637  * checking the protocol's policy, and optionally call out to the protocol
638  * for assistance if required.
639  */
640 static struct mbuf *
641 netisr_select_cpuid(struct netisr_proto *npp, u_int dispatch_policy,
642     uintptr_t source, struct mbuf *m, u_int *cpuidp)
643 {
644         struct ifnet *ifp;
645         u_int policy;
646
647         NETISR_LOCK_ASSERT();
648
649         /*
650          * In the event we have only one worker, shortcut and deliver to it
651          * without further ado.
652          */
653         if (nws_count == 1) {
654                 *cpuidp = nws_array[0];
655                 return (m);
656         }
657
658         /*
659          * What happens next depends on the policy selected by the protocol.
660          * If we want to support per-interface policies, we should do that
661          * here first.
662          */
663         policy = npp->np_policy;
664         if (policy == NETISR_POLICY_CPU) {
665                 m = npp->np_m2cpuid(m, source, cpuidp);
666                 if (m == NULL)
667                         return (NULL);
668
669                 /*
670                  * It's possible for a protocol not to have a good idea about
671                  * where to process a packet, in which case we fall back on
672                  * the netisr code to decide.  In the hybrid case, return the
673                  * current CPU ID, which will force an immediate direct
674                  * dispatch.  In the queued case, fall back on the SOURCE
675                  * policy.
676                  */
677                 if (*cpuidp != NETISR_CPUID_NONE)
678                         return (m);
679                 if (dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_HYBRID) {
680                         *cpuidp = curcpu;
681                         return (m);
682                 }
683                 policy = NETISR_POLICY_SOURCE;
684         }
685
686         if (policy == NETISR_POLICY_FLOW) {
687                 if (M_HASHTYPE_GET(m) == M_HASHTYPE_NONE &&
688                     npp->np_m2flow != NULL) {
689                         m = npp->np_m2flow(m, source);
690                         if (m == NULL)
691                                 return (NULL);
692                 }
693                 if (M_HASHTYPE_GET(m) != M_HASHTYPE_NONE) {
694                         *cpuidp =
695                             netisr_default_flow2cpu(m->m_pkthdr.flowid);
696                         return (m);
697                 }
698                 policy = NETISR_POLICY_SOURCE;
699         }
700
701         KASSERT(policy == NETISR_POLICY_SOURCE,
702             ("%s: invalid policy %u for %s", __func__, npp->np_policy,
703             npp->np_name));
704
705         ifp = m->m_pkthdr.rcvif;
706         if (ifp != NULL)
707                 *cpuidp = nws_array[(ifp->if_index + source) % nws_count];
708         else
709                 *cpuidp = nws_array[source % nws_count];
710         return (m);
711 }
712
713 /*
714  * Process packets associated with a workstream and protocol.  For reasons of
715  * fairness, we process up to one complete netisr queue at a time, moving the
716  * queue to a stack-local queue for processing, but do not loop refreshing
717  * from the global queue.  The caller is responsible for deciding whether to
718  * loop, and for setting the NWS_RUNNING flag.  The passed workstream will be
719  * locked on entry and relocked before return, but will be released while
720  * processing.  The number of packets processed is returned.
721  */
722 static u_int
723 netisr_process_workstream_proto(struct netisr_workstream *nwsp, u_int proto)
724 {
725         struct netisr_work local_npw, *npwp;
726         u_int handled;
727         struct mbuf *m;
728
729         NETISR_LOCK_ASSERT();
730         NWS_LOCK_ASSERT(nwsp);
731
732         KASSERT(nwsp->nws_flags & NWS_RUNNING,
733             ("%s(%u): not running", __func__, proto));
734         KASSERT(proto >= 0 && proto < NETISR_MAXPROT,
735             ("%s(%u): invalid proto\n", __func__, proto));
736
737         npwp = &nwsp->nws_work[proto];
738         if (npwp->nw_len == 0)
739                 return (0);
740
741         /*
742          * Move the global work queue to a thread-local work queue.
743          *
744          * Notice that this means the effective maximum length of the queue
745          * is actually twice that of the maximum queue length specified in
746          * the protocol registration call.
747          */
748         handled = npwp->nw_len;
749         local_npw = *npwp;
750         npwp->nw_head = NULL;
751         npwp->nw_tail = NULL;
752         npwp->nw_len = 0;
753         nwsp->nws_pendingbits &= ~(1 << proto);
754         NWS_UNLOCK(nwsp);
755         while ((m = local_npw.nw_head) != NULL) {
756                 local_npw.nw_head = m->m_nextpkt;
757                 m->m_nextpkt = NULL;
758                 if (local_npw.nw_head == NULL)
759                         local_npw.nw_tail = NULL;
760                 local_npw.nw_len--;
761                 VNET_ASSERT(m->m_pkthdr.rcvif != NULL,
762                     ("%s:%d rcvif == NULL: m=%p", __func__, __LINE__, m));
763                 CURVNET_SET(m->m_pkthdr.rcvif->if_vnet);
764                 netisr_proto[proto].np_handler(m);
765                 CURVNET_RESTORE();
766         }
767         KASSERT(local_npw.nw_len == 0,
768             ("%s(%u): len %u", __func__, proto, local_npw.nw_len));
769         if (netisr_proto[proto].np_drainedcpu)
770                 netisr_proto[proto].np_drainedcpu(nwsp->nws_cpu);
771         NWS_LOCK(nwsp);
772         npwp->nw_handled += handled;
773         return (handled);
774 }
775
776 /*
777  * SWI handler for netisr -- processes packets in a set of workstreams that
778  * it owns, woken up by calls to NWS_SIGNAL().  If this workstream is already
779  * being direct dispatched, go back to sleep and wait for the dispatching
780  * thread to wake us up again.
781  */
782 static void
783 swi_net(void *arg)
784 {
785 #ifdef NETISR_LOCKING
786         struct rm_priotracker tracker;
787 #endif
788         struct netisr_workstream *nwsp;
789         u_int bits, prot;
790
791         nwsp = arg;
792
793 #ifdef DEVICE_POLLING
794         KASSERT(nws_count == 1,
795             ("%s: device_polling but nws_count != 1", __func__));
796         netisr_poll();
797 #endif
798 #ifdef NETISR_LOCKING
799         NETISR_RLOCK(&tracker);
800 #endif
801         NWS_LOCK(nwsp);
802         KASSERT(!(nwsp->nws_flags & NWS_RUNNING), ("swi_net: running"));
803         if (nwsp->nws_flags & NWS_DISPATCHING)
804                 goto out;
805         nwsp->nws_flags |= NWS_RUNNING;
806         nwsp->nws_flags &= ~NWS_SCHEDULED;
807         while ((bits = nwsp->nws_pendingbits) != 0) {
808                 while ((prot = ffs(bits)) != 0) {
809                         prot--;
810                         bits &= ~(1 << prot);
811                         (void)netisr_process_workstream_proto(nwsp, prot);
812                 }
813         }
814         nwsp->nws_flags &= ~NWS_RUNNING;
815 out:
816         NWS_UNLOCK(nwsp);
817 #ifdef NETISR_LOCKING
818         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
819 #endif
820 #ifdef DEVICE_POLLING
821         netisr_pollmore();
822 #endif
823 }
824
825 static int
826 netisr_queue_workstream(struct netisr_workstream *nwsp, u_int proto,
827     struct netisr_work *npwp, struct mbuf *m, int *dosignalp)
828 {
829
830         NWS_LOCK_ASSERT(nwsp);
831
832         *dosignalp = 0;
833         if (npwp->nw_len < npwp->nw_qlimit) {
834                 m->m_nextpkt = NULL;
835                 if (npwp->nw_head == NULL) {
836                         npwp->nw_head = m;
837                         npwp->nw_tail = m;
838                 } else {
839                         npwp->nw_tail->m_nextpkt = m;
840                         npwp->nw_tail = m;
841                 }
842                 npwp->nw_len++;
843                 if (npwp->nw_len > npwp->nw_watermark)
844                         npwp->nw_watermark = npwp->nw_len;
845
846                 /*
847                  * We must set the bit regardless of NWS_RUNNING, so that
848                  * swi_net() keeps calling netisr_process_workstream_proto().
849                  */
850                 nwsp->nws_pendingbits |= (1 << proto);
851                 if (!(nwsp->nws_flags & 
852                     (NWS_RUNNING | NWS_DISPATCHING | NWS_SCHEDULED))) {
853                         nwsp->nws_flags |= NWS_SCHEDULED;
854                         *dosignalp = 1; /* Defer until unlocked. */
855                 }
856                 npwp->nw_queued++;
857                 return (0);
858         } else {
859                 m_freem(m);
860                 npwp->nw_qdrops++;
861                 return (ENOBUFS);
862         }
863 }
864
865 static int
866 netisr_queue_internal(u_int proto, struct mbuf *m, u_int cpuid)
867 {
868         struct netisr_workstream *nwsp;
869         struct netisr_work *npwp;
870         int dosignal, error;
871
872 #ifdef NETISR_LOCKING
873         NETISR_LOCK_ASSERT();
874 #endif
875         KASSERT(cpuid <= mp_maxid, ("%s: cpuid too big (%u, %u)", __func__,
876             cpuid, mp_maxid));
877         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__, cpuid));
878
879         dosignal = 0;
880         error = 0;
881         nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
882         npwp = &nwsp->nws_work[proto];
883         NWS_LOCK(nwsp);
884         error = netisr_queue_workstream(nwsp, proto, npwp, m, &dosignal);
885         NWS_UNLOCK(nwsp);
886         if (dosignal)
887                 NWS_SIGNAL(nwsp);
888         return (error);
889 }
890
891 int
892 netisr_queue_src(u_int proto, uintptr_t source, struct mbuf *m)
893 {
894 #ifdef NETISR_LOCKING
895         struct rm_priotracker tracker;
896 #endif
897         u_int cpuid;
898         int error;
899
900         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
901             ("%s: invalid proto %u", __func__, proto));
902
903 #ifdef NETISR_LOCKING
904         NETISR_RLOCK(&tracker);
905 #endif
906         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
907             ("%s: invalid proto %u", __func__, proto));
908
909         m = netisr_select_cpuid(&netisr_proto[proto], NETISR_DISPATCH_DEFERRED,
910             source, m, &cpuid);
911         if (m != NULL) {
912                 KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__,
913                     cpuid));
914                 error = netisr_queue_internal(proto, m, cpuid);
915         } else
916                 error = ENOBUFS;
917 #ifdef NETISR_LOCKING
918         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
919 #endif
920         return (error);
921 }
922
923 int
924 netisr_queue(u_int proto, struct mbuf *m)
925 {
926
927         return (netisr_queue_src(proto, 0, m));
928 }
929
930 /*
931  * Dispatch a packet for netisr processing; direct dispatch is permitted by
932  * calling context.
933  */
934 int
935 netisr_dispatch_src(u_int proto, uintptr_t source, struct mbuf *m)
936 {
937 #ifdef NETISR_LOCKING
938         struct rm_priotracker tracker;
939 #endif
940         struct netisr_workstream *nwsp;
941         struct netisr_proto *npp;
942         struct netisr_work *npwp;
943         int dosignal, error;
944         u_int cpuid, dispatch_policy;
945
946         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
947             ("%s: invalid proto %u", __func__, proto));
948 #ifdef NETISR_LOCKING
949         NETISR_RLOCK(&tracker);
950 #endif
951         npp = &netisr_proto[proto];
952         KASSERT(npp->np_handler != NULL, ("%s: invalid proto %u", __func__,
953             proto));
954
955         dispatch_policy = netisr_get_dispatch(npp);
956         if (dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DEFERRED)
957                 return (netisr_queue_src(proto, source, m));
958
959         /*
960          * If direct dispatch is forced, then unconditionally dispatch
961          * without a formal CPU selection.  Borrow the current CPU's stats,
962          * even if there's no worker on it.  In this case we don't update
963          * nws_flags because all netisr processing will be source ordered due
964          * to always being forced to directly dispatch.
965          */
966         if (dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DIRECT) {
967                 nwsp = DPCPU_PTR(nws);
968                 npwp = &nwsp->nws_work[proto];
969                 npwp->nw_dispatched++;
970                 npwp->nw_handled++;
971                 netisr_proto[proto].np_handler(m);
972                 error = 0;
973                 goto out_unlock;
974         }
975
976         KASSERT(dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_HYBRID,
977             ("%s: unknown dispatch policy (%u)", __func__, dispatch_policy));
978
979         /*
980          * Otherwise, we execute in a hybrid mode where we will try to direct
981          * dispatch if we're on the right CPU and the netisr worker isn't
982          * already running.
983          */
984         sched_pin();
985         m = netisr_select_cpuid(&netisr_proto[proto], NETISR_DISPATCH_HYBRID,
986             source, m, &cpuid);
987         if (m == NULL) {
988                 error = ENOBUFS;
989                 goto out_unpin;
990         }
991         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__, cpuid));
992         if (cpuid != curcpu)
993                 goto queue_fallback;
994         nwsp = DPCPU_PTR(nws);
995         npwp = &nwsp->nws_work[proto];
996
997         /*-
998          * We are willing to direct dispatch only if three conditions hold:
999          *
1000          * (1) The netisr worker isn't already running,
1001          * (2) Another thread isn't already directly dispatching, and
1002          * (3) The netisr hasn't already been woken up.
1003          */
1004         NWS_LOCK(nwsp);
1005         if (nwsp->nws_flags & (NWS_RUNNING | NWS_DISPATCHING | NWS_SCHEDULED)) {
1006                 error = netisr_queue_workstream(nwsp, proto, npwp, m,
1007                     &dosignal);
1008                 NWS_UNLOCK(nwsp);
1009                 if (dosignal)
1010                         NWS_SIGNAL(nwsp);
1011                 goto out_unpin;
1012         }
1013
1014         /*
1015          * The current thread is now effectively the netisr worker, so set
1016          * the dispatching flag to prevent concurrent processing of the
1017          * stream from another thread (even the netisr worker), which could
1018          * otherwise lead to effective misordering of the stream.
1019          */
1020         nwsp->nws_flags |= NWS_DISPATCHING;
1021         NWS_UNLOCK(nwsp);
1022         netisr_proto[proto].np_handler(m);
1023         NWS_LOCK(nwsp);
1024         nwsp->nws_flags &= ~NWS_DISPATCHING;
1025         npwp->nw_handled++;
1026         npwp->nw_hybrid_dispatched++;
1027
1028         /*
1029          * If other work was enqueued by another thread while we were direct
1030          * dispatching, we need to signal the netisr worker to do that work.
1031          * In the future, we might want to do some of that work in the
1032          * current thread, rather than trigger further context switches.  If
1033          * so, we'll want to establish a reasonable bound on the work done in
1034          * the "borrowed" context.
1035          */
1036         if (nwsp->nws_pendingbits != 0) {
1037                 nwsp->nws_flags |= NWS_SCHEDULED;
1038                 dosignal = 1;
1039         } else
1040                 dosignal = 0;
1041         NWS_UNLOCK(nwsp);
1042         if (dosignal)
1043                 NWS_SIGNAL(nwsp);
1044         error = 0;
1045         goto out_unpin;
1046
1047 queue_fallback:
1048         error = netisr_queue_internal(proto, m, cpuid);
1049 out_unpin:
1050         sched_unpin();
1051 out_unlock:
1052 #ifdef NETISR_LOCKING
1053         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1054 #endif
1055         return (error);
1056 }
1057
1058 int
1059 netisr_dispatch(u_int proto, struct mbuf *m)
1060 {
1061
1062         return (netisr_dispatch_src(proto, 0, m));
1063 }
1064
1065 #ifdef DEVICE_POLLING
1066 /*
1067  * Kernel polling borrows a netisr thread to run interface polling in; this
1068  * function allows kernel polling to request that the netisr thread be
1069  * scheduled even if no packets are pending for protocols.
1070  */
1071 void
1072 netisr_sched_poll(void)
1073 {
1074         struct netisr_workstream *nwsp;
1075
1076         nwsp = DPCPU_ID_PTR(nws_array[0], nws);
1077         NWS_SIGNAL(nwsp);
1078 }
1079 #endif
1080
1081 static void
1082 netisr_start_swi(u_int cpuid, struct pcpu *pc)
1083 {
1084         char swiname[12];
1085         struct netisr_workstream *nwsp;
1086         int error;
1087
1088         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__, cpuid));
1089
1090         nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1091         mtx_init(&nwsp->nws_mtx, "netisr_mtx", NULL, MTX_DEF);
1092         nwsp->nws_cpu = cpuid;
1093         snprintf(swiname, sizeof(swiname), "netisr %u", cpuid);
1094         error = swi_add(&nwsp->nws_intr_event, swiname, swi_net, nwsp,
1095             SWI_NET, INTR_MPSAFE, &nwsp->nws_swi_cookie);
1096         if (error)
1097                 panic("%s: swi_add %d", __func__, error);
1098         pc->pc_netisr = nwsp->nws_intr_event;
1099         if (netisr_bindthreads) {
1100                 error = intr_event_bind(nwsp->nws_intr_event, cpuid);
1101                 if (error != 0)
1102                         printf("%s: cpu %u: intr_event_bind: %d", __func__,
1103                             cpuid, error);
1104         }
1105         NETISR_WLOCK();
1106         nws_array[nws_count] = nwsp->nws_cpu;
1107         nws_count++;
1108         NETISR_WUNLOCK();
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Initialize the netisr subsystem.  We rely on BSS and static initialization
1113  * of most fields in global data structures.
1114  *
1115  * Start a worker thread for the boot CPU so that we can support network
1116  * traffic immediately in case the network stack is used before additional
1117  * CPUs are started (for example, diskless boot).
1118  */
1119 static void
1120 netisr_init(void *arg)
1121 {
1122 #ifdef EARLY_AP_STARTUP
1123         struct pcpu *pc;
1124 #endif
1125
1126         KASSERT(curcpu == 0, ("%s: not on CPU 0", __func__));
1127
1128         NETISR_LOCK_INIT();
1129         if (netisr_maxthreads == 0 || netisr_maxthreads < -1 )
1130                 netisr_maxthreads = 1;          /* default behavior */
1131         else if (netisr_maxthreads == -1)
1132                 netisr_maxthreads = mp_ncpus;   /* use max cpus */
1133         if (netisr_maxthreads > mp_ncpus) {
1134                 printf("netisr_init: forcing maxthreads from %d to %d\n",
1135                     netisr_maxthreads, mp_ncpus);
1136                 netisr_maxthreads = mp_ncpus;
1137         }
1138         if (netisr_defaultqlimit > netisr_maxqlimit) {
1139                 printf("netisr_init: forcing defaultqlimit from %d to %d\n",
1140                     netisr_defaultqlimit, netisr_maxqlimit);
1141                 netisr_defaultqlimit = netisr_maxqlimit;
1142         }
1143 #ifdef DEVICE_POLLING
1144         /*
1145          * The device polling code is not yet aware of how to deal with
1146          * multiple netisr threads, so for the time being compiling in device
1147          * polling disables parallel netisr workers.
1148          */
1149         if (netisr_maxthreads != 1 || netisr_bindthreads != 0) {
1150                 printf("netisr_init: forcing maxthreads to 1 and "
1151                     "bindthreads to 0 for device polling\n");
1152                 netisr_maxthreads = 1;
1153                 netisr_bindthreads = 0;
1154         }
1155 #endif
1156
1157 #ifdef EARLY_AP_STARTUP
1158         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
1159                 if (nws_count >= netisr_maxthreads)
1160                         break;
1161                 netisr_start_swi(pc->pc_cpuid, pc);
1162         }
1163 #else
1164         netisr_start_swi(curcpu, pcpu_find(curcpu));
1165 #endif
1166 }
1167 SYSINIT(netisr_init, SI_SUB_SOFTINTR, SI_ORDER_FIRST, netisr_init, NULL);
1168
1169 #ifndef EARLY_AP_STARTUP
1170 /*
1171  * Start worker threads for additional CPUs.  No attempt to gracefully handle
1172  * work reassignment, we don't yet support dynamic reconfiguration.
1173  */
1174 static void
1175 netisr_start(void *arg)
1176 {
1177         struct pcpu *pc;
1178
1179         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
1180                 if (nws_count >= netisr_maxthreads)
1181                         break;
1182                 /* Worker will already be present for boot CPU. */
1183                 if (pc->pc_netisr != NULL)
1184                         continue;
1185                 netisr_start_swi(pc->pc_cpuid, pc);
1186         }
1187 }
1188 SYSINIT(netisr_start, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_MIDDLE, netisr_start, NULL);
1189 #endif
1190
1191 /*
1192  * Sysctl monitoring for netisr: query a list of registered protocols.
1193  */
1194 static int
1195 sysctl_netisr_proto(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1196 {
1197         struct rm_priotracker tracker;
1198         struct sysctl_netisr_proto *snpp, *snp_array;
1199         struct netisr_proto *npp;
1200         u_int counter, proto;
1201         int error;
1202
1203         if (req->newptr != NULL)
1204                 return (EINVAL);
1205         snp_array = malloc(sizeof(*snp_array) * NETISR_MAXPROT, M_TEMP,
1206             M_ZERO | M_WAITOK);
1207         counter = 0;
1208         NETISR_RLOCK(&tracker);
1209         for (proto = 0; proto < NETISR_MAXPROT; proto++) {
1210                 npp = &netisr_proto[proto];
1211                 if (npp->np_name == NULL)
1212                         continue;
1213                 snpp = &snp_array[counter];
1214                 snpp->snp_version = sizeof(*snpp);
1215                 strlcpy(snpp->snp_name, npp->np_name, NETISR_NAMEMAXLEN);
1216                 snpp->snp_proto = proto;
1217                 snpp->snp_qlimit = npp->np_qlimit;
1218                 snpp->snp_policy = npp->np_policy;
1219                 snpp->snp_dispatch = npp->np_dispatch;
1220                 if (npp->np_m2flow != NULL)
1221                         snpp->snp_flags |= NETISR_SNP_FLAGS_M2FLOW;
1222                 if (npp->np_m2cpuid != NULL)
1223                         snpp->snp_flags |= NETISR_SNP_FLAGS_M2CPUID;
1224                 if (npp->np_drainedcpu != NULL)
1225                         snpp->snp_flags |= NETISR_SNP_FLAGS_DRAINEDCPU;
1226                 counter++;
1227         }
1228         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1229         KASSERT(counter <= NETISR_MAXPROT,
1230             ("sysctl_netisr_proto: counter too big (%d)", counter));
1231         error = SYSCTL_OUT(req, snp_array, sizeof(*snp_array) * counter);
1232         free(snp_array, M_TEMP);
1233         return (error);
1234 }
1235
1236 SYSCTL_PROC(_net_isr, OID_AUTO, proto,
1237     CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_netisr_proto,
1238     "S,sysctl_netisr_proto",
1239     "Return list of protocols registered with netisr");
1240
1241 /*
1242  * Sysctl monitoring for netisr: query a list of workstreams.
1243  */
1244 static int
1245 sysctl_netisr_workstream(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1246 {
1247         struct rm_priotracker tracker;
1248         struct sysctl_netisr_workstream *snwsp, *snws_array;
1249         struct netisr_workstream *nwsp;
1250         u_int counter, cpuid;
1251         int error;
1252
1253         if (req->newptr != NULL)
1254                 return (EINVAL);
1255         snws_array = malloc(sizeof(*snws_array) * MAXCPU, M_TEMP,
1256             M_ZERO | M_WAITOK);
1257         counter = 0;
1258         NETISR_RLOCK(&tracker);
1259         CPU_FOREACH(cpuid) {
1260                 nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1261                 if (nwsp->nws_intr_event == NULL)
1262                         continue;
1263                 NWS_LOCK(nwsp);
1264                 snwsp = &snws_array[counter];
1265                 snwsp->snws_version = sizeof(*snwsp);
1266
1267                 /*
1268                  * For now, we equate workstream IDs and CPU IDs in the
1269                  * kernel, but expose them independently to userspace in case
1270                  * that assumption changes in the future.
1271                  */
1272                 snwsp->snws_wsid = cpuid;
1273                 snwsp->snws_cpu = cpuid;
1274                 if (nwsp->nws_intr_event != NULL)
1275                         snwsp->snws_flags |= NETISR_SNWS_FLAGS_INTR;
1276                 NWS_UNLOCK(nwsp);
1277                 counter++;
1278         }
1279         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1280         KASSERT(counter <= MAXCPU,
1281             ("sysctl_netisr_workstream: counter too big (%d)", counter));
1282         error = SYSCTL_OUT(req, snws_array, sizeof(*snws_array) * counter);
1283         free(snws_array, M_TEMP);
1284         return (error);
1285 }
1286
1287 SYSCTL_PROC(_net_isr, OID_AUTO, workstream,
1288     CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_netisr_workstream,
1289     "S,sysctl_netisr_workstream",
1290     "Return list of workstreams implemented by netisr");
1291
1292 /*
1293  * Sysctl monitoring for netisr: query per-protocol data across all
1294  * workstreams.
1295  */
1296 static int
1297 sysctl_netisr_work(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1298 {
1299         struct rm_priotracker tracker;
1300         struct sysctl_netisr_work *snwp, *snw_array;
1301         struct netisr_workstream *nwsp;
1302         struct netisr_proto *npp;
1303         struct netisr_work *nwp;
1304         u_int counter, cpuid, proto;
1305         int error;
1306
1307         if (req->newptr != NULL)
1308                 return (EINVAL);
1309         snw_array = malloc(sizeof(*snw_array) * MAXCPU * NETISR_MAXPROT,
1310             M_TEMP, M_ZERO | M_WAITOK);
1311         counter = 0;
1312         NETISR_RLOCK(&tracker);
1313         CPU_FOREACH(cpuid) {
1314                 nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1315                 if (nwsp->nws_intr_event == NULL)
1316                         continue;
1317                 NWS_LOCK(nwsp);
1318                 for (proto = 0; proto < NETISR_MAXPROT; proto++) {
1319                         npp = &netisr_proto[proto];
1320                         if (npp->np_name == NULL)
1321                                 continue;
1322                         nwp = &nwsp->nws_work[proto];
1323                         snwp = &snw_array[counter];
1324                         snwp->snw_version = sizeof(*snwp);
1325                         snwp->snw_wsid = cpuid;         /* See comment above. */
1326                         snwp->snw_proto = proto;
1327                         snwp->snw_len = nwp->nw_len;
1328                         snwp->snw_watermark = nwp->nw_watermark;
1329                         snwp->snw_dispatched = nwp->nw_dispatched;
1330                         snwp->snw_hybrid_dispatched =
1331                             nwp->nw_hybrid_dispatched;
1332                         snwp->snw_qdrops = nwp->nw_qdrops;
1333                         snwp->snw_queued = nwp->nw_queued;
1334                         snwp->snw_handled = nwp->nw_handled;
1335                         counter++;
1336                 }
1337                 NWS_UNLOCK(nwsp);
1338         }
1339         KASSERT(counter <= MAXCPU * NETISR_MAXPROT,
1340             ("sysctl_netisr_work: counter too big (%d)", counter));
1341         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1342         error = SYSCTL_OUT(req, snw_array, sizeof(*snw_array) * counter);
1343         free(snw_array, M_TEMP);
1344         return (error);
1345 }
1346
1347 SYSCTL_PROC(_net_isr, OID_AUTO, work,
1348     CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_netisr_work,
1349     "S,sysctl_netisr_work",
1350     "Return list of per-workstream, per-protocol work in netisr");
1351
1352 #ifdef DDB
1353 DB_SHOW_COMMAND(netisr, db_show_netisr)
1354 {
1355         struct netisr_workstream *nwsp;
1356         struct netisr_work *nwp;
1357         int first, proto;
1358         u_int cpuid;
1359
1360         db_printf("%3s %6s %5s %5s %5s %8s %8s %8s %8s\n", "CPU", "Proto",
1361             "Len", "WMark", "Max", "Disp", "HDisp", "Drop", "Queue");
1362         CPU_FOREACH(cpuid) {
1363                 nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1364                 if (nwsp->nws_intr_event == NULL)
1365                         continue;
1366                 first = 1;
1367                 for (proto = 0; proto < NETISR_MAXPROT; proto++) {
1368                         if (netisr_proto[proto].np_handler == NULL)
1369                                 continue;
1370                         nwp = &nwsp->nws_work[proto];
1371                         if (first) {
1372                                 db_printf("%3d ", cpuid);
1373                                 first = 0;
1374                         } else
1375                                 db_printf("%3s ", "");
1376                         db_printf(
1377                             "%6s %5d %5d %5d %8ju %8ju %8ju %8ju\n",
1378                             netisr_proto[proto].np_name, nwp->nw_len,
1379                             nwp->nw_watermark, nwp->nw_qlimit,
1380                             nwp->nw_dispatched, nwp->nw_hybrid_dispatched,
1381                             nwp->nw_qdrops, nwp->nw_queued);
1382                 }
1383         }
1384 }
1385 #endif