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