]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - sys/net/netisr.c
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.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/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_QUEUED: 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_RW |
153     CTLFLAG_TUN, 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 TUNABLE_INT("net.isr.maxthreads", &netisr_maxthreads);
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 TUNABLE_INT("net.isr.bindthreads", &netisr_bindthreads);
173 SYSCTL_INT(_net_isr, OID_AUTO, bindthreads, CTLFLAG_RDTUN,
174     &netisr_bindthreads, 0, "Bind netisr threads to CPUs.");
175
176 /*
177  * Limit per-workstream mbuf queue limits s to at most net.isr.maxqlimit,
178  * both for initial configuration and later modification using
179  * netisr_setqlimit().
180  */
181 #define NETISR_DEFAULT_MAXQLIMIT        10240
182 static u_int    netisr_maxqlimit = NETISR_DEFAULT_MAXQLIMIT;
183 TUNABLE_INT("net.isr.maxqlimit", &netisr_maxqlimit);
184 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, maxqlimit, CTLFLAG_RDTUN,
185     &netisr_maxqlimit, 0,
186     "Maximum netisr per-protocol, per-CPU queue depth.");
187
188 /*
189  * The default per-workstream mbuf queue limit for protocols that don't
190  * initialize the nh_qlimit field of their struct netisr_handler.  If this is
191  * set above netisr_maxqlimit, we truncate it to the maximum during boot.
192  */
193 #define NETISR_DEFAULT_DEFAULTQLIMIT    256
194 static u_int    netisr_defaultqlimit = NETISR_DEFAULT_DEFAULTQLIMIT;
195 TUNABLE_INT("net.isr.defaultqlimit", &netisr_defaultqlimit);
196 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, defaultqlimit, CTLFLAG_RDTUN,
197     &netisr_defaultqlimit, 0,
198     "Default netisr per-protocol, per-CPU queue limit if not set by protocol");
199
200 /*
201  * Store and export the compile-time constant NETISR_MAXPROT limit on the
202  * number of protocols that can register with netisr at a time.  This is
203  * required for crashdump analysis, as it sizes netisr_proto[].
204  */
205 static u_int    netisr_maxprot = NETISR_MAXPROT;
206 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, maxprot, CTLFLAG_RD,
207     &netisr_maxprot, 0,
208     "Compile-time limit on the number of protocols supported by netisr.");
209
210 /*
211  * The netisr_proto array describes all registered protocols, indexed by
212  * protocol number.  See netisr_internal.h for more details.
213  */
214 static struct netisr_proto      netisr_proto[NETISR_MAXPROT];
215
216 /*
217  * Per-CPU workstream data.  See netisr_internal.h for more details.
218  */
219 DPCPU_DEFINE(struct netisr_workstream, nws);
220
221 /*
222  * Map contiguous values between 0 and nws_count into CPU IDs appropriate for
223  * accessing workstreams.  This allows constructions of the form
224  * DPCPU_ID_GET(nws_array[arbitraryvalue % nws_count], nws).
225  */
226 static u_int                             nws_array[MAXCPU];
227
228 /*
229  * Number of registered workstreams.  Will be at most the number of running
230  * CPUs once fully started.
231  */
232 static u_int                             nws_count;
233 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, numthreads, CTLFLAG_RD,
234     &nws_count, 0, "Number of extant netisr threads.");
235
236 /*
237  * Synchronization for each workstream: a mutex protects all mutable fields
238  * in each stream, including per-protocol state (mbuf queues).  The SWI is
239  * woken up if asynchronous dispatch is required.
240  */
241 #define NWS_LOCK(s)             mtx_lock(&(s)->nws_mtx)
242 #define NWS_LOCK_ASSERT(s)      mtx_assert(&(s)->nws_mtx, MA_OWNED)
243 #define NWS_UNLOCK(s)           mtx_unlock(&(s)->nws_mtx)
244 #define NWS_SIGNAL(s)           swi_sched((s)->nws_swi_cookie, 0)
245
246 /*
247  * Utility routines for protocols that implement their own mapping of flows
248  * to CPUs.
249  */
250 u_int
251 netisr_get_cpucount(void)
252 {
253
254         return (nws_count);
255 }
256
257 u_int
258 netisr_get_cpuid(u_int cpunumber)
259 {
260
261         KASSERT(cpunumber < nws_count, ("%s: %u > %u", __func__, cpunumber,
262             nws_count));
263
264         return (nws_array[cpunumber]);
265 }
266
267 /*
268  * The default implementation of flow -> CPU ID mapping.
269  *
270  * Non-static so that protocols can use it to map their own work to specific
271  * CPUs in a manner consistent to netisr for affinity purposes.
272  */
273 u_int
274 netisr_default_flow2cpu(u_int flowid)
275 {
276
277         return (nws_array[flowid % nws_count]);
278 }
279
280 /*
281  * Dispatch tunable and sysctl configuration.
282  */
283 struct netisr_dispatch_table_entry {
284         u_int            ndte_policy;
285         const char      *ndte_policy_str;
286 };
287 static const struct netisr_dispatch_table_entry netisr_dispatch_table[] = {
288         { NETISR_DISPATCH_DEFAULT, "default" },
289         { NETISR_DISPATCH_DEFERRED, "deferred" },
290         { NETISR_DISPATCH_HYBRID, "hybrid" },
291         { NETISR_DISPATCH_DIRECT, "direct" },
292 };
293 static const u_int netisr_dispatch_table_len =
294     (sizeof(netisr_dispatch_table) / sizeof(netisr_dispatch_table[0]));
295
296 static void
297 netisr_dispatch_policy_to_str(u_int dispatch_policy, char *buffer,
298     u_int buflen)
299 {
300         const struct netisr_dispatch_table_entry *ndtep;
301         const char *str;
302         u_int i;
303
304         str = "unknown";
305         for (i = 0; i < netisr_dispatch_table_len; i++) {
306                 ndtep = &netisr_dispatch_table[i];
307                 if (ndtep->ndte_policy == dispatch_policy) {
308                         str = ndtep->ndte_policy_str;
309                         break;
310                 }
311         }
312         snprintf(buffer, buflen, "%s", str);
313 }
314
315 static int
316 netisr_dispatch_policy_from_str(const char *str, u_int *dispatch_policyp)
317 {
318         const struct netisr_dispatch_table_entry *ndtep;
319         u_int i;
320
321         for (i = 0; i < netisr_dispatch_table_len; i++) {
322                 ndtep = &netisr_dispatch_table[i];
323                 if (strcmp(ndtep->ndte_policy_str, str) == 0) {
324                         *dispatch_policyp = ndtep->ndte_policy;
325                         return (0);
326                 }
327         }
328         return (EINVAL);
329 }
330
331 static int
332 sysctl_netisr_dispatch_policy(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
333 {
334         char tmp[NETISR_DISPATCH_POLICY_MAXSTR];
335         u_int dispatch_policy;
336         int error;
337
338         netisr_dispatch_policy_to_str(netisr_dispatch_policy, tmp,
339             sizeof(tmp));
340         error = sysctl_handle_string(oidp, tmp, sizeof(tmp), req);
341         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
342                 error = netisr_dispatch_policy_from_str(tmp,
343                     &dispatch_policy);
344                 if (error == 0 && dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DEFAULT)
345                         error = EINVAL;
346                 if (error == 0)
347                         netisr_dispatch_policy = dispatch_policy;
348         }
349         return (error);
350 }
351
352 /*
353  * Register a new netisr handler, which requires initializing per-protocol
354  * fields for each workstream.  All netisr work is briefly suspended while
355  * the protocol is installed.
356  */
357 void
358 netisr_register(const struct netisr_handler *nhp)
359 {
360         struct netisr_work *npwp;
361         const char *name;
362         u_int i, proto;
363
364         proto = nhp->nh_proto;
365         name = nhp->nh_name;
366
367         /*
368          * Test that the requested registration is valid.
369          */
370         KASSERT(nhp->nh_name != NULL,
371             ("%s: nh_name NULL for %u", __func__, proto));
372         KASSERT(nhp->nh_handler != NULL,
373             ("%s: nh_handler NULL for %s", __func__, name));
374         KASSERT(nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_SOURCE ||
375             nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_FLOW ||
376             nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_CPU,
377             ("%s: unsupported nh_policy %u for %s", __func__,
378             nhp->nh_policy, name));
379         KASSERT(nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_FLOW ||
380             nhp->nh_m2flow == NULL,
381             ("%s: nh_policy != FLOW but m2flow defined for %s", __func__,
382             name));
383         KASSERT(nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_CPU || nhp->nh_m2cpuid == NULL,
384             ("%s: nh_policy != CPU but m2cpuid defined for %s", __func__,
385             name));
386         KASSERT(nhp->nh_policy != NETISR_POLICY_CPU || nhp->nh_m2cpuid != NULL,
387             ("%s: nh_policy == CPU but m2cpuid not defined for %s", __func__,
388             name));
389         KASSERT(nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_DEFAULT ||
390             nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_DEFERRED ||
391             nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_HYBRID ||
392             nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_DIRECT,
393             ("%s: invalid nh_dispatch (%u)", __func__, nhp->nh_dispatch));
394
395         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
396             ("%s(%u, %s): protocol too big", __func__, proto, name));
397
398         /*
399          * Test that no existing registration exists for this protocol.
400          */
401         NETISR_WLOCK();
402         KASSERT(netisr_proto[proto].np_name == NULL,
403             ("%s(%u, %s): name present", __func__, proto, name));
404         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler == NULL,
405             ("%s(%u, %s): handler present", __func__, proto, name));
406
407         netisr_proto[proto].np_name = name;
408         netisr_proto[proto].np_handler = nhp->nh_handler;
409         netisr_proto[proto].np_m2flow = nhp->nh_m2flow;
410         netisr_proto[proto].np_m2cpuid = nhp->nh_m2cpuid;
411         netisr_proto[proto].np_drainedcpu = nhp->nh_drainedcpu;
412         if (nhp->nh_qlimit == 0)
413                 netisr_proto[proto].np_qlimit = netisr_defaultqlimit;
414         else if (nhp->nh_qlimit > netisr_maxqlimit) {
415                 printf("%s: %s requested queue limit %u capped to "
416                     "net.isr.maxqlimit %u\n", __func__, name, nhp->nh_qlimit,
417                     netisr_maxqlimit);
418                 netisr_proto[proto].np_qlimit = netisr_maxqlimit;
419         } else
420                 netisr_proto[proto].np_qlimit = nhp->nh_qlimit;
421         netisr_proto[proto].np_policy = nhp->nh_policy;
422         netisr_proto[proto].np_dispatch = nhp->nh_dispatch;
423         CPU_FOREACH(i) {
424                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
425                 bzero(npwp, sizeof(*npwp));
426                 npwp->nw_qlimit = netisr_proto[proto].np_qlimit;
427         }
428         NETISR_WUNLOCK();
429 }
430
431 /*
432  * Clear drop counters across all workstreams for a protocol.
433  */
434 void
435 netisr_clearqdrops(const struct netisr_handler *nhp)
436 {
437         struct netisr_work *npwp;
438 #ifdef INVARIANTS
439         const char *name;
440 #endif
441         u_int i, proto;
442
443         proto = nhp->nh_proto;
444 #ifdef INVARIANTS
445         name = nhp->nh_name;
446 #endif
447         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
448             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
449
450         NETISR_WLOCK();
451         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
452             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
453             name));
454
455         CPU_FOREACH(i) {
456                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
457                 npwp->nw_qdrops = 0;
458         }
459         NETISR_WUNLOCK();
460 }
461
462 /*
463  * Query current drop counters across all workstreams for a protocol.
464  */
465 void
466 netisr_getqdrops(const struct netisr_handler *nhp, u_int64_t *qdropp)
467 {
468         struct netisr_work *npwp;
469         struct rm_priotracker tracker;
470 #ifdef INVARIANTS
471         const char *name;
472 #endif
473         u_int i, proto;
474
475         *qdropp = 0;
476         proto = nhp->nh_proto;
477 #ifdef INVARIANTS
478         name = nhp->nh_name;
479 #endif
480         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
481             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
482
483         NETISR_RLOCK(&tracker);
484         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
485             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
486             name));
487
488         CPU_FOREACH(i) {
489                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
490                 *qdropp += npwp->nw_qdrops;
491         }
492         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
493 }
494
495 /*
496  * Query current per-workstream queue limit for a protocol.
497  */
498 void
499 netisr_getqlimit(const struct netisr_handler *nhp, u_int *qlimitp)
500 {
501         struct rm_priotracker tracker;
502 #ifdef INVARIANTS
503         const char *name;
504 #endif
505         u_int proto;
506
507         proto = nhp->nh_proto;
508 #ifdef INVARIANTS
509         name = nhp->nh_name;
510 #endif
511         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
512             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
513
514         NETISR_RLOCK(&tracker);
515         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
516             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
517             name));
518         *qlimitp = netisr_proto[proto].np_qlimit;
519         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
520 }
521
522 /*
523  * Update the queue limit across per-workstream queues for a protocol.  We
524  * simply change the limits, and don't drain overflowed packets as they will
525  * (hopefully) take care of themselves shortly.
526  */
527 int
528 netisr_setqlimit(const struct netisr_handler *nhp, u_int qlimit)
529 {
530         struct netisr_work *npwp;
531 #ifdef INVARIANTS
532         const char *name;
533 #endif
534         u_int i, proto;
535
536         if (qlimit > netisr_maxqlimit)
537                 return (EINVAL);
538
539         proto = nhp->nh_proto;
540 #ifdef INVARIANTS
541         name = nhp->nh_name;
542 #endif
543         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
544             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
545
546         NETISR_WLOCK();
547         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
548             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
549             name));
550
551         netisr_proto[proto].np_qlimit = qlimit;
552         CPU_FOREACH(i) {
553                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
554                 npwp->nw_qlimit = qlimit;
555         }
556         NETISR_WUNLOCK();
557         return (0);
558 }
559
560 /*
561  * Drain all packets currently held in a particular protocol work queue.
562  */
563 static void
564 netisr_drain_proto(struct netisr_work *npwp)
565 {
566         struct mbuf *m;
567
568         /*
569          * We would assert the lock on the workstream but it's not passed in.
570          */
571         while ((m = npwp->nw_head) != NULL) {
572                 npwp->nw_head = m->m_nextpkt;
573                 m->m_nextpkt = NULL;
574                 if (npwp->nw_head == NULL)
575                         npwp->nw_tail = NULL;
576                 npwp->nw_len--;
577                 m_freem(m);
578         }
579         KASSERT(npwp->nw_tail == NULL, ("%s: tail", __func__));
580         KASSERT(npwp->nw_len == 0, ("%s: len", __func__));
581 }
582
583 /*
584  * Remove the registration of a network protocol, which requires clearing
585  * per-protocol fields across all workstreams, including freeing all mbufs in
586  * the queues at time of unregister.  All work in netisr is briefly suspended
587  * while this takes place.
588  */
589 void
590 netisr_unregister(const struct netisr_handler *nhp)
591 {
592         struct netisr_work *npwp;
593 #ifdef INVARIANTS
594         const char *name;
595 #endif
596         u_int i, proto;
597
598         proto = nhp->nh_proto;
599 #ifdef INVARIANTS
600         name = nhp->nh_name;
601 #endif
602         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
603             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
604
605         NETISR_WLOCK();
606         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
607             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
608             name));
609
610         netisr_proto[proto].np_name = NULL;
611         netisr_proto[proto].np_handler = NULL;
612         netisr_proto[proto].np_m2flow = NULL;
613         netisr_proto[proto].np_m2cpuid = NULL;
614         netisr_proto[proto].np_qlimit = 0;
615         netisr_proto[proto].np_policy = 0;
616         CPU_FOREACH(i) {
617                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
618                 netisr_drain_proto(npwp);
619                 bzero(npwp, sizeof(*npwp));
620         }
621         NETISR_WUNLOCK();
622 }
623
624 /*
625  * Compose the global and per-protocol policies on dispatch, and return the
626  * dispatch policy to use.
627  */
628 static u_int
629 netisr_get_dispatch(struct netisr_proto *npp)
630 {
631
632         /*
633          * Protocol-specific configuration overrides the global default.
634          */
635         if (npp->np_dispatch != NETISR_DISPATCH_DEFAULT)
636                 return (npp->np_dispatch);
637         return (netisr_dispatch_policy);
638 }
639
640 /*
641  * Look up the workstream given a packet and source identifier.  Do this by
642  * checking the protocol's policy, and optionally call out to the protocol
643  * for assistance if required.
644  */
645 static struct mbuf *
646 netisr_select_cpuid(struct netisr_proto *npp, u_int dispatch_policy,
647     uintptr_t source, struct mbuf *m, u_int *cpuidp)
648 {
649         struct ifnet *ifp;
650         u_int policy;
651
652         NETISR_LOCK_ASSERT();
653
654         /*
655          * In the event we have only one worker, shortcut and deliver to it
656          * without further ado.
657          */
658         if (nws_count == 1) {
659                 *cpuidp = nws_array[0];
660                 return (m);
661         }
662
663         /*
664          * What happens next depends on the policy selected by the protocol.
665          * If we want to support per-interface policies, we should do that
666          * here first.
667          */
668         policy = npp->np_policy;
669         if (policy == NETISR_POLICY_CPU) {
670                 m = npp->np_m2cpuid(m, source, cpuidp);
671                 if (m == NULL)
672                         return (NULL);
673
674                 /*
675                  * It's possible for a protocol not to have a good idea about
676                  * where to process a packet, in which case we fall back on
677                  * the netisr code to decide.  In the hybrid case, return the
678                  * current CPU ID, which will force an immediate direct
679                  * dispatch.  In the queued case, fall back on the SOURCE
680                  * policy.
681                  */
682                 if (*cpuidp != NETISR_CPUID_NONE)
683                         return (m);
684                 if (dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_HYBRID) {
685                         *cpuidp = curcpu;
686                         return (m);
687                 }
688                 policy = NETISR_POLICY_SOURCE;
689         }
690
691         if (policy == NETISR_POLICY_FLOW) {
692                 if (M_HASHTYPE_GET(m) == M_HASHTYPE_NONE &&
693                     npp->np_m2flow != NULL) {
694                         m = npp->np_m2flow(m, source);
695                         if (m == NULL)
696                                 return (NULL);
697                 }
698                 if (M_HASHTYPE_GET(m) != M_HASHTYPE_NONE) {
699                         *cpuidp =
700                             netisr_default_flow2cpu(m->m_pkthdr.flowid);
701                         return (m);
702                 }
703                 policy = NETISR_POLICY_SOURCE;
704         }
705
706         KASSERT(policy == NETISR_POLICY_SOURCE,
707             ("%s: invalid policy %u for %s", __func__, npp->np_policy,
708             npp->np_name));
709
710         ifp = m->m_pkthdr.rcvif;
711         if (ifp != NULL)
712                 *cpuidp = nws_array[(ifp->if_index + source) % nws_count];
713         else
714                 *cpuidp = nws_array[source % nws_count];
715         return (m);
716 }
717
718 /*
719  * Process packets associated with a workstream and protocol.  For reasons of
720  * fairness, we process up to one complete netisr queue at a time, moving the
721  * queue to a stack-local queue for processing, but do not loop refreshing
722  * from the global queue.  The caller is responsible for deciding whether to
723  * loop, and for setting the NWS_RUNNING flag.  The passed workstream will be
724  * locked on entry and relocked before return, but will be released while
725  * processing.  The number of packets processed is returned.
726  */
727 static u_int
728 netisr_process_workstream_proto(struct netisr_workstream *nwsp, u_int proto)
729 {
730         struct netisr_work local_npw, *npwp;
731         u_int handled;
732         struct mbuf *m;
733
734         NETISR_LOCK_ASSERT();
735         NWS_LOCK_ASSERT(nwsp);
736
737         KASSERT(nwsp->nws_flags & NWS_RUNNING,
738             ("%s(%u): not running", __func__, proto));
739         KASSERT(proto >= 0 && proto < NETISR_MAXPROT,
740             ("%s(%u): invalid proto\n", __func__, proto));
741
742         npwp = &nwsp->nws_work[proto];
743         if (npwp->nw_len == 0)
744                 return (0);
745
746         /*
747          * Move the global work queue to a thread-local work queue.
748          *
749          * Notice that this means the effective maximum length of the queue
750          * is actually twice that of the maximum queue length specified in
751          * the protocol registration call.
752          */
753         handled = npwp->nw_len;
754         local_npw = *npwp;
755         npwp->nw_head = NULL;
756         npwp->nw_tail = NULL;
757         npwp->nw_len = 0;
758         nwsp->nws_pendingbits &= ~(1 << proto);
759         NWS_UNLOCK(nwsp);
760         while ((m = local_npw.nw_head) != NULL) {
761                 local_npw.nw_head = m->m_nextpkt;
762                 m->m_nextpkt = NULL;
763                 if (local_npw.nw_head == NULL)
764                         local_npw.nw_tail = NULL;
765                 local_npw.nw_len--;
766                 VNET_ASSERT(m->m_pkthdr.rcvif != NULL,
767                     ("%s:%d rcvif == NULL: m=%p", __func__, __LINE__, m));
768                 CURVNET_SET(m->m_pkthdr.rcvif->if_vnet);
769                 netisr_proto[proto].np_handler(m);
770                 CURVNET_RESTORE();
771         }
772         KASSERT(local_npw.nw_len == 0,
773             ("%s(%u): len %u", __func__, proto, local_npw.nw_len));
774         if (netisr_proto[proto].np_drainedcpu)
775                 netisr_proto[proto].np_drainedcpu(nwsp->nws_cpu);
776         NWS_LOCK(nwsp);
777         npwp->nw_handled += handled;
778         return (handled);
779 }
780
781 /*
782  * SWI handler for netisr -- processes packets in a set of workstreams that
783  * it owns, woken up by calls to NWS_SIGNAL().  If this workstream is already
784  * being direct dispatched, go back to sleep and wait for the dispatching
785  * thread to wake us up again.
786  */
787 static void
788 swi_net(void *arg)
789 {
790 #ifdef NETISR_LOCKING
791         struct rm_priotracker tracker;
792 #endif
793         struct netisr_workstream *nwsp;
794         u_int bits, prot;
795
796         nwsp = arg;
797
798 #ifdef DEVICE_POLLING
799         KASSERT(nws_count == 1,
800             ("%s: device_polling but nws_count != 1", __func__));
801         netisr_poll();
802 #endif
803 #ifdef NETISR_LOCKING
804         NETISR_RLOCK(&tracker);
805 #endif
806         NWS_LOCK(nwsp);
807         KASSERT(!(nwsp->nws_flags & NWS_RUNNING), ("swi_net: running"));
808         if (nwsp->nws_flags & NWS_DISPATCHING)
809                 goto out;
810         nwsp->nws_flags |= NWS_RUNNING;
811         nwsp->nws_flags &= ~NWS_SCHEDULED;
812         while ((bits = nwsp->nws_pendingbits) != 0) {
813                 while ((prot = ffs(bits)) != 0) {
814                         prot--;
815                         bits &= ~(1 << prot);
816                         (void)netisr_process_workstream_proto(nwsp, prot);
817                 }
818         }
819         nwsp->nws_flags &= ~NWS_RUNNING;
820 out:
821         NWS_UNLOCK(nwsp);
822 #ifdef NETISR_LOCKING
823         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
824 #endif
825 #ifdef DEVICE_POLLING
826         netisr_pollmore();
827 #endif
828 }
829
830 static int
831 netisr_queue_workstream(struct netisr_workstream *nwsp, u_int proto,
832     struct netisr_work *npwp, struct mbuf *m, int *dosignalp)
833 {
834
835         NWS_LOCK_ASSERT(nwsp);
836
837         *dosignalp = 0;
838         if (npwp->nw_len < npwp->nw_qlimit) {
839                 m->m_nextpkt = NULL;
840                 if (npwp->nw_head == NULL) {
841                         npwp->nw_head = m;
842                         npwp->nw_tail = m;
843                 } else {
844                         npwp->nw_tail->m_nextpkt = m;
845                         npwp->nw_tail = m;
846                 }
847                 npwp->nw_len++;
848                 if (npwp->nw_len > npwp->nw_watermark)
849                         npwp->nw_watermark = npwp->nw_len;
850
851                 /*
852                  * We must set the bit regardless of NWS_RUNNING, so that
853                  * swi_net() keeps calling netisr_process_workstream_proto().
854                  */
855                 nwsp->nws_pendingbits |= (1 << proto);
856                 if (!(nwsp->nws_flags & 
857                     (NWS_RUNNING | NWS_DISPATCHING | NWS_SCHEDULED))) {
858                         nwsp->nws_flags |= NWS_SCHEDULED;
859                         *dosignalp = 1; /* Defer until unlocked. */
860                 }
861                 npwp->nw_queued++;
862                 return (0);
863         } else {
864                 m_freem(m);
865                 npwp->nw_qdrops++;
866                 return (ENOBUFS);
867         }
868 }
869
870 static int
871 netisr_queue_internal(u_int proto, struct mbuf *m, u_int cpuid)
872 {
873         struct netisr_workstream *nwsp;
874         struct netisr_work *npwp;
875         int dosignal, error;
876
877 #ifdef NETISR_LOCKING
878         NETISR_LOCK_ASSERT();
879 #endif
880         KASSERT(cpuid <= mp_maxid, ("%s: cpuid too big (%u, %u)", __func__,
881             cpuid, mp_maxid));
882         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__, cpuid));
883
884         dosignal = 0;
885         error = 0;
886         nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
887         npwp = &nwsp->nws_work[proto];
888         NWS_LOCK(nwsp);
889         error = netisr_queue_workstream(nwsp, proto, npwp, m, &dosignal);
890         NWS_UNLOCK(nwsp);
891         if (dosignal)
892                 NWS_SIGNAL(nwsp);
893         return (error);
894 }
895
896 int
897 netisr_queue_src(u_int proto, uintptr_t source, struct mbuf *m)
898 {
899 #ifdef NETISR_LOCKING
900         struct rm_priotracker tracker;
901 #endif
902         u_int cpuid;
903         int error;
904
905         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
906             ("%s: invalid proto %u", __func__, proto));
907
908 #ifdef NETISR_LOCKING
909         NETISR_RLOCK(&tracker);
910 #endif
911         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
912             ("%s: invalid proto %u", __func__, proto));
913
914         m = netisr_select_cpuid(&netisr_proto[proto], NETISR_DISPATCH_DEFERRED,
915             source, m, &cpuid);
916         if (m != NULL) {
917                 KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__,
918                     cpuid));
919                 error = netisr_queue_internal(proto, m, cpuid);
920         } else
921                 error = ENOBUFS;
922 #ifdef NETISR_LOCKING
923         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
924 #endif
925         return (error);
926 }
927
928 int
929 netisr_queue(u_int proto, struct mbuf *m)
930 {
931
932         return (netisr_queue_src(proto, 0, m));
933 }
934
935 /*
936  * Dispatch a packet for netisr processing; direct dispatch is permitted by
937  * calling context.
938  */
939 int
940 netisr_dispatch_src(u_int proto, uintptr_t source, struct mbuf *m)
941 {
942 #ifdef NETISR_LOCKING
943         struct rm_priotracker tracker;
944 #endif
945         struct netisr_workstream *nwsp;
946         struct netisr_proto *npp;
947         struct netisr_work *npwp;
948         int dosignal, error;
949         u_int cpuid, dispatch_policy;
950
951         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
952             ("%s: invalid proto %u", __func__, proto));
953 #ifdef NETISR_LOCKING
954         NETISR_RLOCK(&tracker);
955 #endif
956         npp = &netisr_proto[proto];
957         KASSERT(npp->np_handler != NULL, ("%s: invalid proto %u", __func__,
958             proto));
959
960         dispatch_policy = netisr_get_dispatch(npp);
961         if (dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DEFERRED)
962                 return (netisr_queue_src(proto, source, m));
963
964         /*
965          * If direct dispatch is forced, then unconditionally dispatch
966          * without a formal CPU selection.  Borrow the current CPU's stats,
967          * even if there's no worker on it.  In this case we don't update
968          * nws_flags because all netisr processing will be source ordered due
969          * to always being forced to directly dispatch.
970          */
971         if (dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DIRECT) {
972                 nwsp = DPCPU_PTR(nws);
973                 npwp = &nwsp->nws_work[proto];
974                 npwp->nw_dispatched++;
975                 npwp->nw_handled++;
976                 netisr_proto[proto].np_handler(m);
977                 error = 0;
978                 goto out_unlock;
979         }
980
981         KASSERT(dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_HYBRID,
982             ("%s: unknown dispatch policy (%u)", __func__, dispatch_policy));
983
984         /*
985          * Otherwise, we execute in a hybrid mode where we will try to direct
986          * dispatch if we're on the right CPU and the netisr worker isn't
987          * already running.
988          */
989         sched_pin();
990         m = netisr_select_cpuid(&netisr_proto[proto], NETISR_DISPATCH_HYBRID,
991             source, m, &cpuid);
992         if (m == NULL) {
993                 error = ENOBUFS;
994                 goto out_unpin;
995         }
996         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__, cpuid));
997         if (cpuid != curcpu)
998                 goto queue_fallback;
999         nwsp = DPCPU_PTR(nws);
1000         npwp = &nwsp->nws_work[proto];
1001
1002         /*-
1003          * We are willing to direct dispatch only if three conditions hold:
1004          *
1005          * (1) The netisr worker isn't already running,
1006          * (2) Another thread isn't already directly dispatching, and
1007          * (3) The netisr hasn't already been woken up.
1008          */
1009         NWS_LOCK(nwsp);
1010         if (nwsp->nws_flags & (NWS_RUNNING | NWS_DISPATCHING | NWS_SCHEDULED)) {
1011                 error = netisr_queue_workstream(nwsp, proto, npwp, m,
1012                     &dosignal);
1013                 NWS_UNLOCK(nwsp);
1014                 if (dosignal)
1015                         NWS_SIGNAL(nwsp);
1016                 goto out_unpin;
1017         }
1018
1019         /*
1020          * The current thread is now effectively the netisr worker, so set
1021          * the dispatching flag to prevent concurrent processing of the
1022          * stream from another thread (even the netisr worker), which could
1023          * otherwise lead to effective misordering of the stream.
1024          */
1025         nwsp->nws_flags |= NWS_DISPATCHING;
1026         NWS_UNLOCK(nwsp);
1027         netisr_proto[proto].np_handler(m);
1028         NWS_LOCK(nwsp);
1029         nwsp->nws_flags &= ~NWS_DISPATCHING;
1030         npwp->nw_handled++;
1031         npwp->nw_hybrid_dispatched++;
1032
1033         /*
1034          * If other work was enqueued by another thread while we were direct
1035          * dispatching, we need to signal the netisr worker to do that work.
1036          * In the future, we might want to do some of that work in the
1037          * current thread, rather than trigger further context switches.  If
1038          * so, we'll want to establish a reasonable bound on the work done in
1039          * the "borrowed" context.
1040          */
1041         if (nwsp->nws_pendingbits != 0) {
1042                 nwsp->nws_flags |= NWS_SCHEDULED;
1043                 dosignal = 1;
1044         } else
1045                 dosignal = 0;
1046         NWS_UNLOCK(nwsp);
1047         if (dosignal)
1048                 NWS_SIGNAL(nwsp);
1049         error = 0;
1050         goto out_unpin;
1051
1052 queue_fallback:
1053         error = netisr_queue_internal(proto, m, cpuid);
1054 out_unpin:
1055         sched_unpin();
1056 out_unlock:
1057 #ifdef NETISR_LOCKING
1058         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1059 #endif
1060         return (error);
1061 }
1062
1063 int
1064 netisr_dispatch(u_int proto, struct mbuf *m)
1065 {
1066
1067         return (netisr_dispatch_src(proto, 0, m));
1068 }
1069
1070 #ifdef DEVICE_POLLING
1071 /*
1072  * Kernel polling borrows a netisr thread to run interface polling in; this
1073  * function allows kernel polling to request that the netisr thread be
1074  * scheduled even if no packets are pending for protocols.
1075  */
1076 void
1077 netisr_sched_poll(void)
1078 {
1079         struct netisr_workstream *nwsp;
1080
1081         nwsp = DPCPU_ID_PTR(nws_array[0], nws);
1082         NWS_SIGNAL(nwsp);
1083 }
1084 #endif
1085
1086 static void
1087 netisr_start_swi(u_int cpuid, struct pcpu *pc)
1088 {
1089         char swiname[12];
1090         struct netisr_workstream *nwsp;
1091         int error;
1092
1093         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__, cpuid));
1094
1095         nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1096         mtx_init(&nwsp->nws_mtx, "netisr_mtx", NULL, MTX_DEF);
1097         nwsp->nws_cpu = cpuid;
1098         snprintf(swiname, sizeof(swiname), "netisr %u", cpuid);
1099         error = swi_add(&nwsp->nws_intr_event, swiname, swi_net, nwsp,
1100             SWI_NET, INTR_MPSAFE, &nwsp->nws_swi_cookie);
1101         if (error)
1102                 panic("%s: swi_add %d", __func__, error);
1103         pc->pc_netisr = nwsp->nws_intr_event;
1104         if (netisr_bindthreads) {
1105                 error = intr_event_bind(nwsp->nws_intr_event, cpuid);
1106                 if (error != 0)
1107                         printf("%s: cpu %u: intr_event_bind: %d", __func__,
1108                             cpuid, error);
1109         }
1110         NETISR_WLOCK();
1111         nws_array[nws_count] = nwsp->nws_cpu;
1112         nws_count++;
1113         NETISR_WUNLOCK();
1114 }
1115
1116 /*
1117  * Initialize the netisr subsystem.  We rely on BSS and static initialization
1118  * of most fields in global data structures.
1119  *
1120  * Start a worker thread for the boot CPU so that we can support network
1121  * traffic immediately in case the network stack is used before additional
1122  * CPUs are started (for example, diskless boot).
1123  */
1124 static void
1125 netisr_init(void *arg)
1126 {
1127         char tmp[NETISR_DISPATCH_POLICY_MAXSTR];
1128         u_int dispatch_policy;
1129         int error;
1130
1131         KASSERT(curcpu == 0, ("%s: not on CPU 0", __func__));
1132
1133         NETISR_LOCK_INIT();
1134         if (netisr_maxthreads == 0 || netisr_maxthreads < -1 )
1135                 netisr_maxthreads = 1;          /* default behavior */
1136         else if (netisr_maxthreads == -1)
1137                 netisr_maxthreads = mp_ncpus;   /* use max cpus */
1138         if (netisr_maxthreads > mp_ncpus) {
1139                 printf("netisr_init: forcing maxthreads from %d to %d\n",
1140                     netisr_maxthreads, mp_ncpus);
1141                 netisr_maxthreads = mp_ncpus;
1142         }
1143         if (netisr_defaultqlimit > netisr_maxqlimit) {
1144                 printf("netisr_init: forcing defaultqlimit from %d to %d\n",
1145                     netisr_defaultqlimit, netisr_maxqlimit);
1146                 netisr_defaultqlimit = netisr_maxqlimit;
1147         }
1148 #ifdef DEVICE_POLLING
1149         /*
1150          * The device polling code is not yet aware of how to deal with
1151          * multiple netisr threads, so for the time being compiling in device
1152          * polling disables parallel netisr workers.
1153          */
1154         if (netisr_maxthreads != 1 || netisr_bindthreads != 0) {
1155                 printf("netisr_init: forcing maxthreads to 1 and "
1156                     "bindthreads to 0 for device polling\n");
1157                 netisr_maxthreads = 1;
1158                 netisr_bindthreads = 0;
1159         }
1160 #endif
1161
1162         if (TUNABLE_STR_FETCH("net.isr.dispatch", tmp, sizeof(tmp))) {
1163                 error = netisr_dispatch_policy_from_str(tmp,
1164                     &dispatch_policy);
1165                 if (error == 0 && dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DEFAULT)
1166                         error = EINVAL;
1167                 if (error == 0)
1168                         netisr_dispatch_policy = dispatch_policy;
1169                 else
1170                         printf(
1171                             "%s: invalid dispatch policy %s, using default\n",
1172                             __func__, tmp);
1173         }
1174
1175         netisr_start_swi(curcpu, pcpu_find(curcpu));
1176 }
1177 SYSINIT(netisr_init, SI_SUB_SOFTINTR, SI_ORDER_FIRST, netisr_init, NULL);
1178
1179 /*
1180  * Start worker threads for additional CPUs.  No attempt to gracefully handle
1181  * work reassignment, we don't yet support dynamic reconfiguration.
1182  */
1183 static void
1184 netisr_start(void *arg)
1185 {
1186         struct pcpu *pc;
1187
1188         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
1189                 if (nws_count >= netisr_maxthreads)
1190                         break;
1191                 /* XXXRW: Is skipping absent CPUs still required here? */
1192                 if (CPU_ABSENT(pc->pc_cpuid))
1193                         continue;
1194                 /* Worker will already be present for boot CPU. */
1195                 if (pc->pc_netisr != NULL)
1196                         continue;
1197                 netisr_start_swi(pc->pc_cpuid, pc);
1198         }
1199 }
1200 SYSINIT(netisr_start, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_MIDDLE, netisr_start, NULL);
1201
1202 /*
1203  * Sysctl monitoring for netisr: query a list of registered protocols.
1204  */
1205 static int
1206 sysctl_netisr_proto(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1207 {
1208         struct rm_priotracker tracker;
1209         struct sysctl_netisr_proto *snpp, *snp_array;
1210         struct netisr_proto *npp;
1211         u_int counter, proto;
1212         int error;
1213
1214         if (req->newptr != NULL)
1215                 return (EINVAL);
1216         snp_array = malloc(sizeof(*snp_array) * NETISR_MAXPROT, M_TEMP,
1217             M_ZERO | M_WAITOK);
1218         counter = 0;
1219         NETISR_RLOCK(&tracker);
1220         for (proto = 0; proto < NETISR_MAXPROT; proto++) {
1221                 npp = &netisr_proto[proto];
1222                 if (npp->np_name == NULL)
1223                         continue;
1224                 snpp = &snp_array[counter];
1225                 snpp->snp_version = sizeof(*snpp);
1226                 strlcpy(snpp->snp_name, npp->np_name, NETISR_NAMEMAXLEN);
1227                 snpp->snp_proto = proto;
1228                 snpp->snp_qlimit = npp->np_qlimit;
1229                 snpp->snp_policy = npp->np_policy;
1230                 snpp->snp_dispatch = npp->np_dispatch;
1231                 if (npp->np_m2flow != NULL)
1232                         snpp->snp_flags |= NETISR_SNP_FLAGS_M2FLOW;
1233                 if (npp->np_m2cpuid != NULL)
1234                         snpp->snp_flags |= NETISR_SNP_FLAGS_M2CPUID;
1235                 if (npp->np_drainedcpu != NULL)
1236                         snpp->snp_flags |= NETISR_SNP_FLAGS_DRAINEDCPU;
1237                 counter++;
1238         }
1239         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1240         KASSERT(counter <= NETISR_MAXPROT,
1241             ("sysctl_netisr_proto: counter too big (%d)", counter));
1242         error = SYSCTL_OUT(req, snp_array, sizeof(*snp_array) * counter);
1243         free(snp_array, M_TEMP);
1244         return (error);
1245 }
1246
1247 SYSCTL_PROC(_net_isr, OID_AUTO, proto,
1248     CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_netisr_proto,
1249     "S,sysctl_netisr_proto",
1250     "Return list of protocols registered with netisr");
1251
1252 /*
1253  * Sysctl monitoring for netisr: query a list of workstreams.
1254  */
1255 static int
1256 sysctl_netisr_workstream(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1257 {
1258         struct rm_priotracker tracker;
1259         struct sysctl_netisr_workstream *snwsp, *snws_array;
1260         struct netisr_workstream *nwsp;
1261         u_int counter, cpuid;
1262         int error;
1263
1264         if (req->newptr != NULL)
1265                 return (EINVAL);
1266         snws_array = malloc(sizeof(*snws_array) * MAXCPU, M_TEMP,
1267             M_ZERO | M_WAITOK);
1268         counter = 0;
1269         NETISR_RLOCK(&tracker);
1270         CPU_FOREACH(cpuid) {
1271                 nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1272                 if (nwsp->nws_intr_event == NULL)
1273                         continue;
1274                 NWS_LOCK(nwsp);
1275                 snwsp = &snws_array[counter];
1276                 snwsp->snws_version = sizeof(*snwsp);
1277
1278                 /*
1279                  * For now, we equate workstream IDs and CPU IDs in the
1280                  * kernel, but expose them independently to userspace in case
1281                  * that assumption changes in the future.
1282                  */
1283                 snwsp->snws_wsid = cpuid;
1284                 snwsp->snws_cpu = cpuid;
1285                 if (nwsp->nws_intr_event != NULL)
1286                         snwsp->snws_flags |= NETISR_SNWS_FLAGS_INTR;
1287                 NWS_UNLOCK(nwsp);
1288                 counter++;
1289         }
1290         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1291         KASSERT(counter <= MAXCPU,
1292             ("sysctl_netisr_workstream: counter too big (%d)", counter));
1293         error = SYSCTL_OUT(req, snws_array, sizeof(*snws_array) * counter);
1294         free(snws_array, M_TEMP);
1295         return (error);
1296 }
1297
1298 SYSCTL_PROC(_net_isr, OID_AUTO, workstream,
1299     CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_netisr_workstream,
1300     "S,sysctl_netisr_workstream",
1301     "Return list of workstreams implemented by netisr");
1302
1303 /*
1304  * Sysctl monitoring for netisr: query per-protocol data across all
1305  * workstreams.
1306  */
1307 static int
1308 sysctl_netisr_work(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1309 {
1310         struct rm_priotracker tracker;
1311         struct sysctl_netisr_work *snwp, *snw_array;
1312         struct netisr_workstream *nwsp;
1313         struct netisr_proto *npp;
1314         struct netisr_work *nwp;
1315         u_int counter, cpuid, proto;
1316         int error;
1317
1318         if (req->newptr != NULL)
1319                 return (EINVAL);
1320         snw_array = malloc(sizeof(*snw_array) * MAXCPU * NETISR_MAXPROT,
1321             M_TEMP, M_ZERO | M_WAITOK);
1322         counter = 0;
1323         NETISR_RLOCK(&tracker);
1324         CPU_FOREACH(cpuid) {
1325                 nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1326                 if (nwsp->nws_intr_event == NULL)
1327                         continue;
1328                 NWS_LOCK(nwsp);
1329                 for (proto = 0; proto < NETISR_MAXPROT; proto++) {
1330                         npp = &netisr_proto[proto];
1331                         if (npp->np_name == NULL)
1332                                 continue;
1333                         nwp = &nwsp->nws_work[proto];
1334                         snwp = &snw_array[counter];
1335                         snwp->snw_version = sizeof(*snwp);
1336                         snwp->snw_wsid = cpuid;         /* See comment above. */
1337                         snwp->snw_proto = proto;
1338                         snwp->snw_len = nwp->nw_len;
1339                         snwp->snw_watermark = nwp->nw_watermark;
1340                         snwp->snw_dispatched = nwp->nw_dispatched;
1341                         snwp->snw_hybrid_dispatched =
1342                             nwp->nw_hybrid_dispatched;
1343                         snwp->snw_qdrops = nwp->nw_qdrops;
1344                         snwp->snw_queued = nwp->nw_queued;
1345                         snwp->snw_handled = nwp->nw_handled;
1346                         counter++;
1347                 }
1348                 NWS_UNLOCK(nwsp);
1349         }
1350         KASSERT(counter <= MAXCPU * NETISR_MAXPROT,
1351             ("sysctl_netisr_work: counter too big (%d)", counter));
1352         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1353         error = SYSCTL_OUT(req, snw_array, sizeof(*snw_array) * counter);
1354         free(snw_array, M_TEMP);
1355         return (error);
1356 }
1357
1358 SYSCTL_PROC(_net_isr, OID_AUTO, work,
1359     CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_netisr_work,
1360     "S,sysctl_netisr_work",
1361     "Return list of per-workstream, per-protocol work in netisr");
1362
1363 #ifdef DDB
1364 DB_SHOW_COMMAND(netisr, db_show_netisr)
1365 {
1366         struct netisr_workstream *nwsp;
1367         struct netisr_work *nwp;
1368         int first, proto;
1369         u_int cpuid;
1370
1371         db_printf("%3s %6s %5s %5s %5s %8s %8s %8s %8s\n", "CPU", "Proto",
1372             "Len", "WMark", "Max", "Disp", "HDisp", "Drop", "Queue");
1373         CPU_FOREACH(cpuid) {
1374                 nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1375                 if (nwsp->nws_intr_event == NULL)
1376                         continue;
1377                 first = 1;
1378                 for (proto = 0; proto < NETISR_MAXPROT; proto++) {
1379                         if (netisr_proto[proto].np_handler == NULL)
1380                                 continue;
1381                         nwp = &nwsp->nws_work[proto];
1382                         if (first) {
1383                                 db_printf("%3d ", cpuid);
1384                                 first = 0;
1385                         } else
1386                                 db_printf("%3s ", "");
1387                         db_printf(
1388                             "%6s %5d %5d %5d %8ju %8ju %8ju %8ju\n",
1389                             netisr_proto[proto].np_name, nwp->nw_len,
1390                             nwp->nw_watermark, nwp->nw_qlimit,
1391                             nwp->nw_dispatched, nwp->nw_hybrid_dispatched,
1392                             nwp->nw_qdrops, nwp->nw_queued);
1393                 }
1394         }
1395 }
1396 #endif