]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/9.2.git/blob - sys/net/netisr.c
- Copy stable/9 to releng/9.2 as part of the 9.2-RELEASE cycle.
[FreeBSD/releng/9.2.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  * These sysctls were used in previous versions to control and export
158  * dispatch policy state.  Now, we provide read-only export via them so that
159  * older netstat binaries work.  At some point they can be garbage collected.
160  */
161 static int      netisr_direct_force;
162 SYSCTL_INT(_net_isr, OID_AUTO, direct_force, CTLFLAG_RD,
163     &netisr_direct_force, 0, "compat: force direct dispatch");
164
165 static int      netisr_direct;
166 SYSCTL_INT(_net_isr, OID_AUTO, direct, CTLFLAG_RD, &netisr_direct, 0,
167     "compat: enable direct dispatch");
168
169 /*
170  * Allow the administrator to limit the number of threads (CPUs) to use for
171  * netisr.  We don't check netisr_maxthreads before creating the thread for
172  * CPU 0, so in practice we ignore values <= 1.  This must be set at boot.
173  * We will create at most one thread per CPU.
174  */
175 static int      netisr_maxthreads = -1;         /* Max number of threads. */
176 TUNABLE_INT("net.isr.maxthreads", &netisr_maxthreads);
177 SYSCTL_INT(_net_isr, OID_AUTO, maxthreads, CTLFLAG_RDTUN,
178     &netisr_maxthreads, 0,
179     "Use at most this many CPUs for netisr processing");
180
181 static int      netisr_bindthreads = 0;         /* Bind threads to CPUs. */
182 TUNABLE_INT("net.isr.bindthreads", &netisr_bindthreads);
183 SYSCTL_INT(_net_isr, OID_AUTO, bindthreads, CTLFLAG_RDTUN,
184     &netisr_bindthreads, 0, "Bind netisr threads to CPUs.");
185
186 /*
187  * Limit per-workstream mbuf queue limits s to at most net.isr.maxqlimit,
188  * both for initial configuration and later modification using
189  * netisr_setqlimit().
190  */
191 #define NETISR_DEFAULT_MAXQLIMIT        10240
192 static u_int    netisr_maxqlimit = NETISR_DEFAULT_MAXQLIMIT;
193 TUNABLE_INT("net.isr.maxqlimit", &netisr_maxqlimit);
194 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, maxqlimit, CTLFLAG_RDTUN,
195     &netisr_maxqlimit, 0,
196     "Maximum netisr per-protocol, per-CPU queue depth.");
197
198 /*
199  * The default per-workstream mbuf queue limit for protocols that don't
200  * initialize the nh_qlimit field of their struct netisr_handler.  If this is
201  * set above netisr_maxqlimit, we truncate it to the maximum during boot.
202  */
203 #define NETISR_DEFAULT_DEFAULTQLIMIT    256
204 static u_int    netisr_defaultqlimit = NETISR_DEFAULT_DEFAULTQLIMIT;
205 TUNABLE_INT("net.isr.defaultqlimit", &netisr_defaultqlimit);
206 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, defaultqlimit, CTLFLAG_RDTUN,
207     &netisr_defaultqlimit, 0,
208     "Default netisr per-protocol, per-CPU queue limit if not set by protocol");
209
210 /*
211  * Store and export the compile-time constant NETISR_MAXPROT limit on the
212  * number of protocols that can register with netisr at a time.  This is
213  * required for crashdump analysis, as it sizes netisr_proto[].
214  */
215 static u_int    netisr_maxprot = NETISR_MAXPROT;
216 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, maxprot, CTLFLAG_RD,
217     &netisr_maxprot, 0,
218     "Compile-time limit on the number of protocols supported by netisr.");
219
220 /*
221  * The netisr_proto array describes all registered protocols, indexed by
222  * protocol number.  See netisr_internal.h for more details.
223  */
224 static struct netisr_proto      netisr_proto[NETISR_MAXPROT];
225
226 /*
227  * Per-CPU workstream data.  See netisr_internal.h for more details.
228  */
229 DPCPU_DEFINE(struct netisr_workstream, nws);
230
231 /*
232  * Map contiguous values between 0 and nws_count into CPU IDs appropriate for
233  * accessing workstreams.  This allows constructions of the form
234  * DPCPU_ID_GET(nws_array[arbitraryvalue % nws_count], nws).
235  */
236 static u_int                             nws_array[MAXCPU];
237
238 /*
239  * Number of registered workstreams.  Will be at most the number of running
240  * CPUs once fully started.
241  */
242 static u_int                             nws_count;
243 SYSCTL_UINT(_net_isr, OID_AUTO, numthreads, CTLFLAG_RD,
244     &nws_count, 0, "Number of extant netisr threads.");
245
246 /*
247  * Synchronization for each workstream: a mutex protects all mutable fields
248  * in each stream, including per-protocol state (mbuf queues).  The SWI is
249  * woken up if asynchronous dispatch is required.
250  */
251 #define NWS_LOCK(s)             mtx_lock(&(s)->nws_mtx)
252 #define NWS_LOCK_ASSERT(s)      mtx_assert(&(s)->nws_mtx, MA_OWNED)
253 #define NWS_UNLOCK(s)           mtx_unlock(&(s)->nws_mtx)
254 #define NWS_SIGNAL(s)           swi_sched((s)->nws_swi_cookie, 0)
255
256 /*
257  * Utility routines for protocols that implement their own mapping of flows
258  * to CPUs.
259  */
260 u_int
261 netisr_get_cpucount(void)
262 {
263
264         return (nws_count);
265 }
266
267 u_int
268 netisr_get_cpuid(u_int cpunumber)
269 {
270
271         KASSERT(cpunumber < nws_count, ("%s: %u > %u", __func__, cpunumber,
272             nws_count));
273
274         return (nws_array[cpunumber]);
275 }
276
277 /*
278  * The default implementation of flow -> CPU ID mapping.
279  *
280  * Non-static so that protocols can use it to map their own work to specific
281  * CPUs in a manner consistent to netisr for affinity purposes.
282  */
283 u_int
284 netisr_default_flow2cpu(u_int flowid)
285 {
286
287         return (nws_array[flowid % nws_count]);
288 }
289
290 /*
291  * Dispatch tunable and sysctl configuration.
292  */
293 struct netisr_dispatch_table_entry {
294         u_int            ndte_policy;
295         const char      *ndte_policy_str;
296 };
297 static const struct netisr_dispatch_table_entry netisr_dispatch_table[] = {
298         { NETISR_DISPATCH_DEFAULT, "default" },
299         { NETISR_DISPATCH_DEFERRED, "deferred" },
300         { NETISR_DISPATCH_HYBRID, "hybrid" },
301         { NETISR_DISPATCH_DIRECT, "direct" },
302 };
303 static const u_int netisr_dispatch_table_len =
304     (sizeof(netisr_dispatch_table) / sizeof(netisr_dispatch_table[0]));
305
306 static void
307 netisr_dispatch_policy_to_str(u_int dispatch_policy, char *buffer,
308     u_int buflen)
309 {
310         const struct netisr_dispatch_table_entry *ndtep;
311         const char *str;
312         u_int i;
313
314         str = "unknown";
315         for (i = 0; i < netisr_dispatch_table_len; i++) {
316                 ndtep = &netisr_dispatch_table[i];
317                 if (ndtep->ndte_policy == dispatch_policy) {
318                         str = ndtep->ndte_policy_str;
319                         break;
320                 }
321         }
322         snprintf(buffer, buflen, "%s", str);
323 }
324
325 static int
326 netisr_dispatch_policy_from_str(const char *str, u_int *dispatch_policyp)
327 {
328         const struct netisr_dispatch_table_entry *ndtep;
329         u_int i;
330
331         for (i = 0; i < netisr_dispatch_table_len; i++) {
332                 ndtep = &netisr_dispatch_table[i];
333                 if (strcmp(ndtep->ndte_policy_str, str) == 0) {
334                         *dispatch_policyp = ndtep->ndte_policy;
335                         return (0);
336                 }
337         }
338         return (EINVAL);
339 }
340
341 static void
342 netisr_dispatch_policy_compat(void)
343 {
344
345         switch (netisr_dispatch_policy) {
346         case NETISR_DISPATCH_DEFERRED:
347                 netisr_direct_force = 0;
348                 netisr_direct = 0;
349                 break;
350
351         case NETISR_DISPATCH_HYBRID:
352                 netisr_direct_force = 0;
353                 netisr_direct = 1;
354                 break;
355
356         case NETISR_DISPATCH_DIRECT:
357                 netisr_direct_force = 1;
358                 netisr_direct = 1;
359                 break;
360
361         default:
362                 panic("%s: unknown policy %u", __func__,
363                     netisr_dispatch_policy);
364         }
365 }
366
367 static int
368 sysctl_netisr_dispatch_policy(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
369 {
370         char tmp[NETISR_DISPATCH_POLICY_MAXSTR];
371         u_int dispatch_policy;
372         int error;
373
374         netisr_dispatch_policy_to_str(netisr_dispatch_policy, tmp,
375             sizeof(tmp));
376         error = sysctl_handle_string(oidp, tmp, sizeof(tmp), req);
377         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
378                 error = netisr_dispatch_policy_from_str(tmp,
379                     &dispatch_policy);
380                 if (error == 0 && dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DEFAULT)
381                         error = EINVAL;
382                 if (error == 0) {
383                         netisr_dispatch_policy = dispatch_policy;
384                         netisr_dispatch_policy_compat();
385                 }
386         }
387         return (error);
388 }
389
390 /*
391  * Register a new netisr handler, which requires initializing per-protocol
392  * fields for each workstream.  All netisr work is briefly suspended while
393  * the protocol is installed.
394  */
395 void
396 netisr_register(const struct netisr_handler *nhp)
397 {
398         struct netisr_work *npwp;
399         const char *name;
400         u_int i, proto;
401
402         proto = nhp->nh_proto;
403         name = nhp->nh_name;
404
405         /*
406          * Test that the requested registration is valid.
407          */
408         KASSERT(nhp->nh_name != NULL,
409             ("%s: nh_name NULL for %u", __func__, proto));
410         KASSERT(nhp->nh_handler != NULL,
411             ("%s: nh_handler NULL for %s", __func__, name));
412         KASSERT(nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_SOURCE ||
413             nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_FLOW ||
414             nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_CPU,
415             ("%s: unsupported nh_policy %u for %s", __func__,
416             nhp->nh_policy, name));
417         KASSERT(nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_FLOW ||
418             nhp->nh_m2flow == NULL,
419             ("%s: nh_policy != FLOW but m2flow defined for %s", __func__,
420             name));
421         KASSERT(nhp->nh_policy == NETISR_POLICY_CPU || nhp->nh_m2cpuid == NULL,
422             ("%s: nh_policy != CPU but m2cpuid defined for %s", __func__,
423             name));
424         KASSERT(nhp->nh_policy != NETISR_POLICY_CPU || nhp->nh_m2cpuid != NULL,
425             ("%s: nh_policy == CPU but m2cpuid not defined for %s", __func__,
426             name));
427         KASSERT(nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_DEFAULT ||
428             nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_DEFERRED ||
429             nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_HYBRID ||
430             nhp->nh_dispatch == NETISR_DISPATCH_DIRECT,
431             ("%s: invalid nh_dispatch (%u)", __func__, nhp->nh_dispatch));
432
433         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
434             ("%s(%u, %s): protocol too big", __func__, proto, name));
435
436         /*
437          * Test that no existing registration exists for this protocol.
438          */
439         NETISR_WLOCK();
440         KASSERT(netisr_proto[proto].np_name == NULL,
441             ("%s(%u, %s): name present", __func__, proto, name));
442         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler == NULL,
443             ("%s(%u, %s): handler present", __func__, proto, name));
444
445         netisr_proto[proto].np_name = name;
446         netisr_proto[proto].np_handler = nhp->nh_handler;
447         netisr_proto[proto].np_m2flow = nhp->nh_m2flow;
448         netisr_proto[proto].np_m2cpuid = nhp->nh_m2cpuid;
449         netisr_proto[proto].np_drainedcpu = nhp->nh_drainedcpu;
450         if (nhp->nh_qlimit == 0)
451                 netisr_proto[proto].np_qlimit = netisr_defaultqlimit;
452         else if (nhp->nh_qlimit > netisr_maxqlimit) {
453                 printf("%s: %s requested queue limit %u capped to "
454                     "net.isr.maxqlimit %u\n", __func__, name, nhp->nh_qlimit,
455                     netisr_maxqlimit);
456                 netisr_proto[proto].np_qlimit = netisr_maxqlimit;
457         } else
458                 netisr_proto[proto].np_qlimit = nhp->nh_qlimit;
459         netisr_proto[proto].np_policy = nhp->nh_policy;
460         netisr_proto[proto].np_dispatch = nhp->nh_dispatch;
461         CPU_FOREACH(i) {
462                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
463                 bzero(npwp, sizeof(*npwp));
464                 npwp->nw_qlimit = netisr_proto[proto].np_qlimit;
465         }
466         NETISR_WUNLOCK();
467 }
468
469 /*
470  * Clear drop counters across all workstreams for a protocol.
471  */
472 void
473 netisr_clearqdrops(const struct netisr_handler *nhp)
474 {
475         struct netisr_work *npwp;
476 #ifdef INVARIANTS
477         const char *name;
478 #endif
479         u_int i, proto;
480
481         proto = nhp->nh_proto;
482 #ifdef INVARIANTS
483         name = nhp->nh_name;
484 #endif
485         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
486             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
487
488         NETISR_WLOCK();
489         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
490             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
491             name));
492
493         CPU_FOREACH(i) {
494                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
495                 npwp->nw_qdrops = 0;
496         }
497         NETISR_WUNLOCK();
498 }
499
500 /*
501  * Query current drop counters across all workstreams for a protocol.
502  */
503 void
504 netisr_getqdrops(const struct netisr_handler *nhp, u_int64_t *qdropp)
505 {
506         struct netisr_work *npwp;
507         struct rm_priotracker tracker;
508 #ifdef INVARIANTS
509         const char *name;
510 #endif
511         u_int i, proto;
512
513         *qdropp = 0;
514         proto = nhp->nh_proto;
515 #ifdef INVARIANTS
516         name = nhp->nh_name;
517 #endif
518         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
519             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
520
521         NETISR_RLOCK(&tracker);
522         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
523             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
524             name));
525
526         CPU_FOREACH(i) {
527                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
528                 *qdropp += npwp->nw_qdrops;
529         }
530         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
531 }
532
533 /*
534  * Query current per-workstream queue limit for a protocol.
535  */
536 void
537 netisr_getqlimit(const struct netisr_handler *nhp, u_int *qlimitp)
538 {
539         struct rm_priotracker tracker;
540 #ifdef INVARIANTS
541         const char *name;
542 #endif
543         u_int proto;
544
545         proto = nhp->nh_proto;
546 #ifdef INVARIANTS
547         name = nhp->nh_name;
548 #endif
549         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
550             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
551
552         NETISR_RLOCK(&tracker);
553         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
554             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
555             name));
556         *qlimitp = netisr_proto[proto].np_qlimit;
557         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
558 }
559
560 /*
561  * Update the queue limit across per-workstream queues for a protocol.  We
562  * simply change the limits, and don't drain overflowed packets as they will
563  * (hopefully) take care of themselves shortly.
564  */
565 int
566 netisr_setqlimit(const struct netisr_handler *nhp, u_int qlimit)
567 {
568         struct netisr_work *npwp;
569 #ifdef INVARIANTS
570         const char *name;
571 #endif
572         u_int i, proto;
573
574         if (qlimit > netisr_maxqlimit)
575                 return (EINVAL);
576
577         proto = nhp->nh_proto;
578 #ifdef INVARIANTS
579         name = nhp->nh_name;
580 #endif
581         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
582             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
583
584         NETISR_WLOCK();
585         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
586             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
587             name));
588
589         netisr_proto[proto].np_qlimit = qlimit;
590         CPU_FOREACH(i) {
591                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
592                 npwp->nw_qlimit = qlimit;
593         }
594         NETISR_WUNLOCK();
595         return (0);
596 }
597
598 /*
599  * Drain all packets currently held in a particular protocol work queue.
600  */
601 static void
602 netisr_drain_proto(struct netisr_work *npwp)
603 {
604         struct mbuf *m;
605
606         /*
607          * We would assert the lock on the workstream but it's not passed in.
608          */
609         while ((m = npwp->nw_head) != NULL) {
610                 npwp->nw_head = m->m_nextpkt;
611                 m->m_nextpkt = NULL;
612                 if (npwp->nw_head == NULL)
613                         npwp->nw_tail = NULL;
614                 npwp->nw_len--;
615                 m_freem(m);
616         }
617         KASSERT(npwp->nw_tail == NULL, ("%s: tail", __func__));
618         KASSERT(npwp->nw_len == 0, ("%s: len", __func__));
619 }
620
621 /*
622  * Remove the registration of a network protocol, which requires clearing
623  * per-protocol fields across all workstreams, including freeing all mbufs in
624  * the queues at time of unregister.  All work in netisr is briefly suspended
625  * while this takes place.
626  */
627 void
628 netisr_unregister(const struct netisr_handler *nhp)
629 {
630         struct netisr_work *npwp;
631 #ifdef INVARIANTS
632         const char *name;
633 #endif
634         u_int i, proto;
635
636         proto = nhp->nh_proto;
637 #ifdef INVARIANTS
638         name = nhp->nh_name;
639 #endif
640         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
641             ("%s(%u): protocol too big for %s", __func__, proto, name));
642
643         NETISR_WLOCK();
644         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
645             ("%s(%u): protocol not registered for %s", __func__, proto,
646             name));
647
648         netisr_proto[proto].np_name = NULL;
649         netisr_proto[proto].np_handler = NULL;
650         netisr_proto[proto].np_m2flow = NULL;
651         netisr_proto[proto].np_m2cpuid = NULL;
652         netisr_proto[proto].np_qlimit = 0;
653         netisr_proto[proto].np_policy = 0;
654         CPU_FOREACH(i) {
655                 npwp = &(DPCPU_ID_PTR(i, nws))->nws_work[proto];
656                 netisr_drain_proto(npwp);
657                 bzero(npwp, sizeof(*npwp));
658         }
659         NETISR_WUNLOCK();
660 }
661
662 /*
663  * Compose the global and per-protocol policies on dispatch, and return the
664  * dispatch policy to use.
665  */
666 static u_int
667 netisr_get_dispatch(struct netisr_proto *npp)
668 {
669
670         /*
671          * Protocol-specific configuration overrides the global default.
672          */
673         if (npp->np_dispatch != NETISR_DISPATCH_DEFAULT)
674                 return (npp->np_dispatch);
675         return (netisr_dispatch_policy);
676 }
677
678 /*
679  * Look up the workstream given a packet and source identifier.  Do this by
680  * checking the protocol's policy, and optionally call out to the protocol
681  * for assistance if required.
682  */
683 static struct mbuf *
684 netisr_select_cpuid(struct netisr_proto *npp, u_int dispatch_policy,
685     uintptr_t source, struct mbuf *m, u_int *cpuidp)
686 {
687         struct ifnet *ifp;
688         u_int policy;
689
690         NETISR_LOCK_ASSERT();
691
692         /*
693          * In the event we have only one worker, shortcut and deliver to it
694          * without further ado.
695          */
696         if (nws_count == 1) {
697                 *cpuidp = nws_array[0];
698                 return (m);
699         }
700
701         /*
702          * What happens next depends on the policy selected by the protocol.
703          * If we want to support per-interface policies, we should do that
704          * here first.
705          */
706         policy = npp->np_policy;
707         if (policy == NETISR_POLICY_CPU) {
708                 m = npp->np_m2cpuid(m, source, cpuidp);
709                 if (m == NULL)
710                         return (NULL);
711
712                 /*
713                  * It's possible for a protocol not to have a good idea about
714                  * where to process a packet, in which case we fall back on
715                  * the netisr code to decide.  In the hybrid case, return the
716                  * current CPU ID, which will force an immediate direct
717                  * dispatch.  In the queued case, fall back on the SOURCE
718                  * policy.
719                  */
720                 if (*cpuidp != NETISR_CPUID_NONE)
721                         return (m);
722                 if (dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_HYBRID) {
723                         *cpuidp = curcpu;
724                         return (m);
725                 }
726                 policy = NETISR_POLICY_SOURCE;
727         }
728
729         if (policy == NETISR_POLICY_FLOW) {
730                 if (!(m->m_flags & M_FLOWID) && npp->np_m2flow != NULL) {
731                         m = npp->np_m2flow(m, source);
732                         if (m == NULL)
733                                 return (NULL);
734                 }
735                 if (m->m_flags & M_FLOWID) {
736                         *cpuidp =
737                             netisr_default_flow2cpu(m->m_pkthdr.flowid);
738                         return (m);
739                 }
740                 policy = NETISR_POLICY_SOURCE;
741         }
742
743         KASSERT(policy == NETISR_POLICY_SOURCE,
744             ("%s: invalid policy %u for %s", __func__, npp->np_policy,
745             npp->np_name));
746
747         ifp = m->m_pkthdr.rcvif;
748         if (ifp != NULL)
749                 *cpuidp = nws_array[(ifp->if_index + source) % nws_count];
750         else
751                 *cpuidp = nws_array[source % nws_count];
752         return (m);
753 }
754
755 /*
756  * Process packets associated with a workstream and protocol.  For reasons of
757  * fairness, we process up to one complete netisr queue at a time, moving the
758  * queue to a stack-local queue for processing, but do not loop refreshing
759  * from the global queue.  The caller is responsible for deciding whether to
760  * loop, and for setting the NWS_RUNNING flag.  The passed workstream will be
761  * locked on entry and relocked before return, but will be released while
762  * processing.  The number of packets processed is returned.
763  */
764 static u_int
765 netisr_process_workstream_proto(struct netisr_workstream *nwsp, u_int proto)
766 {
767         struct netisr_work local_npw, *npwp;
768         u_int handled;
769         struct mbuf *m;
770
771         NETISR_LOCK_ASSERT();
772         NWS_LOCK_ASSERT(nwsp);
773
774         KASSERT(nwsp->nws_flags & NWS_RUNNING,
775             ("%s(%u): not running", __func__, proto));
776         KASSERT(proto >= 0 && proto < NETISR_MAXPROT,
777             ("%s(%u): invalid proto\n", __func__, proto));
778
779         npwp = &nwsp->nws_work[proto];
780         if (npwp->nw_len == 0)
781                 return (0);
782
783         /*
784          * Move the global work queue to a thread-local work queue.
785          *
786          * Notice that this means the effective maximum length of the queue
787          * is actually twice that of the maximum queue length specified in
788          * the protocol registration call.
789          */
790         handled = npwp->nw_len;
791         local_npw = *npwp;
792         npwp->nw_head = NULL;
793         npwp->nw_tail = NULL;
794         npwp->nw_len = 0;
795         nwsp->nws_pendingbits &= ~(1 << proto);
796         NWS_UNLOCK(nwsp);
797         while ((m = local_npw.nw_head) != NULL) {
798                 local_npw.nw_head = m->m_nextpkt;
799                 m->m_nextpkt = NULL;
800                 if (local_npw.nw_head == NULL)
801                         local_npw.nw_tail = NULL;
802                 local_npw.nw_len--;
803                 VNET_ASSERT(m->m_pkthdr.rcvif != NULL,
804                     ("%s:%d rcvif == NULL: m=%p", __func__, __LINE__, m));
805                 CURVNET_SET(m->m_pkthdr.rcvif->if_vnet);
806                 netisr_proto[proto].np_handler(m);
807                 CURVNET_RESTORE();
808         }
809         KASSERT(local_npw.nw_len == 0,
810             ("%s(%u): len %u", __func__, proto, local_npw.nw_len));
811         if (netisr_proto[proto].np_drainedcpu)
812                 netisr_proto[proto].np_drainedcpu(nwsp->nws_cpu);
813         NWS_LOCK(nwsp);
814         npwp->nw_handled += handled;
815         return (handled);
816 }
817
818 /*
819  * SWI handler for netisr -- processes packets in a set of workstreams that
820  * it owns, woken up by calls to NWS_SIGNAL().  If this workstream is already
821  * being direct dispatched, go back to sleep and wait for the dispatching
822  * thread to wake us up again.
823  */
824 static void
825 swi_net(void *arg)
826 {
827 #ifdef NETISR_LOCKING
828         struct rm_priotracker tracker;
829 #endif
830         struct netisr_workstream *nwsp;
831         u_int bits, prot;
832
833         nwsp = arg;
834
835 #ifdef DEVICE_POLLING
836         KASSERT(nws_count == 1,
837             ("%s: device_polling but nws_count != 1", __func__));
838         netisr_poll();
839 #endif
840 #ifdef NETISR_LOCKING
841         NETISR_RLOCK(&tracker);
842 #endif
843         NWS_LOCK(nwsp);
844         KASSERT(!(nwsp->nws_flags & NWS_RUNNING), ("swi_net: running"));
845         if (nwsp->nws_flags & NWS_DISPATCHING)
846                 goto out;
847         nwsp->nws_flags |= NWS_RUNNING;
848         nwsp->nws_flags &= ~NWS_SCHEDULED;
849         while ((bits = nwsp->nws_pendingbits) != 0) {
850                 while ((prot = ffs(bits)) != 0) {
851                         prot--;
852                         bits &= ~(1 << prot);
853                         (void)netisr_process_workstream_proto(nwsp, prot);
854                 }
855         }
856         nwsp->nws_flags &= ~NWS_RUNNING;
857 out:
858         NWS_UNLOCK(nwsp);
859 #ifdef NETISR_LOCKING
860         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
861 #endif
862 #ifdef DEVICE_POLLING
863         netisr_pollmore();
864 #endif
865 }
866
867 static int
868 netisr_queue_workstream(struct netisr_workstream *nwsp, u_int proto,
869     struct netisr_work *npwp, struct mbuf *m, int *dosignalp)
870 {
871
872         NWS_LOCK_ASSERT(nwsp);
873
874         *dosignalp = 0;
875         if (npwp->nw_len < npwp->nw_qlimit) {
876                 m->m_nextpkt = NULL;
877                 if (npwp->nw_head == NULL) {
878                         npwp->nw_head = m;
879                         npwp->nw_tail = m;
880                 } else {
881                         npwp->nw_tail->m_nextpkt = m;
882                         npwp->nw_tail = m;
883                 }
884                 npwp->nw_len++;
885                 if (npwp->nw_len > npwp->nw_watermark)
886                         npwp->nw_watermark = npwp->nw_len;
887
888                 /*
889                  * We must set the bit regardless of NWS_RUNNING, so that
890                  * swi_net() keeps calling netisr_process_workstream_proto().
891                  */
892                 nwsp->nws_pendingbits |= (1 << proto);
893                 if (!(nwsp->nws_flags & 
894                     (NWS_RUNNING | NWS_DISPATCHING | NWS_SCHEDULED))) {
895                         nwsp->nws_flags |= NWS_SCHEDULED;
896                         *dosignalp = 1; /* Defer until unlocked. */
897                 }
898                 npwp->nw_queued++;
899                 return (0);
900         } else {
901                 m_freem(m);
902                 npwp->nw_qdrops++;
903                 return (ENOBUFS);
904         }
905 }
906
907 static int
908 netisr_queue_internal(u_int proto, struct mbuf *m, u_int cpuid)
909 {
910         struct netisr_workstream *nwsp;
911         struct netisr_work *npwp;
912         int dosignal, error;
913
914 #ifdef NETISR_LOCKING
915         NETISR_LOCK_ASSERT();
916 #endif
917         KASSERT(cpuid <= mp_maxid, ("%s: cpuid too big (%u, %u)", __func__,
918             cpuid, mp_maxid));
919         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__, cpuid));
920
921         dosignal = 0;
922         error = 0;
923         nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
924         npwp = &nwsp->nws_work[proto];
925         NWS_LOCK(nwsp);
926         error = netisr_queue_workstream(nwsp, proto, npwp, m, &dosignal);
927         NWS_UNLOCK(nwsp);
928         if (dosignal)
929                 NWS_SIGNAL(nwsp);
930         return (error);
931 }
932
933 int
934 netisr_queue_src(u_int proto, uintptr_t source, struct mbuf *m)
935 {
936 #ifdef NETISR_LOCKING
937         struct rm_priotracker tracker;
938 #endif
939         u_int cpuid;
940         int error;
941
942         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
943             ("%s: invalid proto %u", __func__, proto));
944
945 #ifdef NETISR_LOCKING
946         NETISR_RLOCK(&tracker);
947 #endif
948         KASSERT(netisr_proto[proto].np_handler != NULL,
949             ("%s: invalid proto %u", __func__, proto));
950
951         m = netisr_select_cpuid(&netisr_proto[proto], NETISR_DISPATCH_DEFERRED,
952             source, m, &cpuid);
953         if (m != NULL) {
954                 KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__,
955                     cpuid));
956                 error = netisr_queue_internal(proto, m, cpuid);
957         } else
958                 error = ENOBUFS;
959 #ifdef NETISR_LOCKING
960         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
961 #endif
962         return (error);
963 }
964
965 int
966 netisr_queue(u_int proto, struct mbuf *m)
967 {
968
969         return (netisr_queue_src(proto, 0, m));
970 }
971
972 /*
973  * Dispatch a packet for netisr processing; direct dispatch is permitted by
974  * calling context.
975  */
976 int
977 netisr_dispatch_src(u_int proto, uintptr_t source, struct mbuf *m)
978 {
979 #ifdef NETISR_LOCKING
980         struct rm_priotracker tracker;
981 #endif
982         struct netisr_workstream *nwsp;
983         struct netisr_proto *npp;
984         struct netisr_work *npwp;
985         int dosignal, error;
986         u_int cpuid, dispatch_policy;
987
988         KASSERT(proto < NETISR_MAXPROT,
989             ("%s: invalid proto %u", __func__, proto));
990 #ifdef NETISR_LOCKING
991         NETISR_RLOCK(&tracker);
992 #endif
993         npp = &netisr_proto[proto];
994         KASSERT(npp->np_handler != NULL, ("%s: invalid proto %u", __func__,
995             proto));
996
997         dispatch_policy = netisr_get_dispatch(npp);
998         if (dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DEFERRED)
999                 return (netisr_queue_src(proto, source, m));
1000
1001         /*
1002          * If direct dispatch is forced, then unconditionally dispatch
1003          * without a formal CPU selection.  Borrow the current CPU's stats,
1004          * even if there's no worker on it.  In this case we don't update
1005          * nws_flags because all netisr processing will be source ordered due
1006          * to always being forced to directly dispatch.
1007          */
1008         if (dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DIRECT) {
1009                 nwsp = DPCPU_PTR(nws);
1010                 npwp = &nwsp->nws_work[proto];
1011                 npwp->nw_dispatched++;
1012                 npwp->nw_handled++;
1013                 netisr_proto[proto].np_handler(m);
1014                 error = 0;
1015                 goto out_unlock;
1016         }
1017
1018         KASSERT(dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_HYBRID,
1019             ("%s: unknown dispatch policy (%u)", __func__, dispatch_policy));
1020
1021         /*
1022          * Otherwise, we execute in a hybrid mode where we will try to direct
1023          * dispatch if we're on the right CPU and the netisr worker isn't
1024          * already running.
1025          */
1026         sched_pin();
1027         m = netisr_select_cpuid(&netisr_proto[proto], NETISR_DISPATCH_HYBRID,
1028             source, m, &cpuid);
1029         if (m == NULL) {
1030                 error = ENOBUFS;
1031                 goto out_unpin;
1032         }
1033         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__, cpuid));
1034         if (cpuid != curcpu)
1035                 goto queue_fallback;
1036         nwsp = DPCPU_PTR(nws);
1037         npwp = &nwsp->nws_work[proto];
1038
1039         /*-
1040          * We are willing to direct dispatch only if three conditions hold:
1041          *
1042          * (1) The netisr worker isn't already running,
1043          * (2) Another thread isn't already directly dispatching, and
1044          * (3) The netisr hasn't already been woken up.
1045          */
1046         NWS_LOCK(nwsp);
1047         if (nwsp->nws_flags & (NWS_RUNNING | NWS_DISPATCHING | NWS_SCHEDULED)) {
1048                 error = netisr_queue_workstream(nwsp, proto, npwp, m,
1049                     &dosignal);
1050                 NWS_UNLOCK(nwsp);
1051                 if (dosignal)
1052                         NWS_SIGNAL(nwsp);
1053                 goto out_unpin;
1054         }
1055
1056         /*
1057          * The current thread is now effectively the netisr worker, so set
1058          * the dispatching flag to prevent concurrent processing of the
1059          * stream from another thread (even the netisr worker), which could
1060          * otherwise lead to effective misordering of the stream.
1061          */
1062         nwsp->nws_flags |= NWS_DISPATCHING;
1063         NWS_UNLOCK(nwsp);
1064         netisr_proto[proto].np_handler(m);
1065         NWS_LOCK(nwsp);
1066         nwsp->nws_flags &= ~NWS_DISPATCHING;
1067         npwp->nw_handled++;
1068         npwp->nw_hybrid_dispatched++;
1069
1070         /*
1071          * If other work was enqueued by another thread while we were direct
1072          * dispatching, we need to signal the netisr worker to do that work.
1073          * In the future, we might want to do some of that work in the
1074          * current thread, rather than trigger further context switches.  If
1075          * so, we'll want to establish a reasonable bound on the work done in
1076          * the "borrowed" context.
1077          */
1078         if (nwsp->nws_pendingbits != 0) {
1079                 nwsp->nws_flags |= NWS_SCHEDULED;
1080                 dosignal = 1;
1081         } else
1082                 dosignal = 0;
1083         NWS_UNLOCK(nwsp);
1084         if (dosignal)
1085                 NWS_SIGNAL(nwsp);
1086         error = 0;
1087         goto out_unpin;
1088
1089 queue_fallback:
1090         error = netisr_queue_internal(proto, m, cpuid);
1091 out_unpin:
1092         sched_unpin();
1093 out_unlock:
1094 #ifdef NETISR_LOCKING
1095         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1096 #endif
1097         return (error);
1098 }
1099
1100 int
1101 netisr_dispatch(u_int proto, struct mbuf *m)
1102 {
1103
1104         return (netisr_dispatch_src(proto, 0, m));
1105 }
1106
1107 #ifdef DEVICE_POLLING
1108 /*
1109  * Kernel polling borrows a netisr thread to run interface polling in; this
1110  * function allows kernel polling to request that the netisr thread be
1111  * scheduled even if no packets are pending for protocols.
1112  */
1113 void
1114 netisr_sched_poll(void)
1115 {
1116         struct netisr_workstream *nwsp;
1117
1118         nwsp = DPCPU_ID_PTR(nws_array[0], nws);
1119         NWS_SIGNAL(nwsp);
1120 }
1121 #endif
1122
1123 static void
1124 netisr_start_swi(u_int cpuid, struct pcpu *pc)
1125 {
1126         char swiname[12];
1127         struct netisr_workstream *nwsp;
1128         int error;
1129
1130         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpuid), ("%s: CPU %u absent", __func__, cpuid));
1131
1132         nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1133         mtx_init(&nwsp->nws_mtx, "netisr_mtx", NULL, MTX_DEF);
1134         nwsp->nws_cpu = cpuid;
1135         snprintf(swiname, sizeof(swiname), "netisr %u", cpuid);
1136         error = swi_add(&nwsp->nws_intr_event, swiname, swi_net, nwsp,
1137             SWI_NET, INTR_MPSAFE, &nwsp->nws_swi_cookie);
1138         if (error)
1139                 panic("%s: swi_add %d", __func__, error);
1140         pc->pc_netisr = nwsp->nws_intr_event;
1141         if (netisr_bindthreads) {
1142                 error = intr_event_bind(nwsp->nws_intr_event, cpuid);
1143                 if (error != 0)
1144                         printf("%s: cpu %u: intr_event_bind: %d", __func__,
1145                             cpuid, error);
1146         }
1147         NETISR_WLOCK();
1148         nws_array[nws_count] = nwsp->nws_cpu;
1149         nws_count++;
1150         NETISR_WUNLOCK();
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Initialize the netisr subsystem.  We rely on BSS and static initialization
1155  * of most fields in global data structures.
1156  *
1157  * Start a worker thread for the boot CPU so that we can support network
1158  * traffic immediately in case the network stack is used before additional
1159  * CPUs are started (for example, diskless boot).
1160  */
1161 static void
1162 netisr_init(void *arg)
1163 {
1164         char tmp[NETISR_DISPATCH_POLICY_MAXSTR];
1165         u_int dispatch_policy;
1166         int error;
1167
1168         KASSERT(curcpu == 0, ("%s: not on CPU 0", __func__));
1169
1170         NETISR_LOCK_INIT();
1171         if (netisr_maxthreads < 1)
1172                 netisr_maxthreads = 1;
1173         if (netisr_maxthreads > mp_ncpus) {
1174                 printf("netisr_init: forcing maxthreads from %d to %d\n",
1175                     netisr_maxthreads, mp_ncpus);
1176                 netisr_maxthreads = mp_ncpus;
1177         }
1178         if (netisr_defaultqlimit > netisr_maxqlimit) {
1179                 printf("netisr_init: forcing defaultqlimit from %d to %d\n",
1180                     netisr_defaultqlimit, netisr_maxqlimit);
1181                 netisr_defaultqlimit = netisr_maxqlimit;
1182         }
1183 #ifdef DEVICE_POLLING
1184         /*
1185          * The device polling code is not yet aware of how to deal with
1186          * multiple netisr threads, so for the time being compiling in device
1187          * polling disables parallel netisr workers.
1188          */
1189         if (netisr_maxthreads != 1 || netisr_bindthreads != 0) {
1190                 printf("netisr_init: forcing maxthreads to 1 and "
1191                     "bindthreads to 0 for device polling\n");
1192                 netisr_maxthreads = 1;
1193                 netisr_bindthreads = 0;
1194         }
1195 #endif
1196
1197         if (TUNABLE_STR_FETCH("net.isr.dispatch", tmp, sizeof(tmp))) {
1198                 error = netisr_dispatch_policy_from_str(tmp,
1199                     &dispatch_policy);
1200                 if (error == 0 && dispatch_policy == NETISR_DISPATCH_DEFAULT)
1201                         error = EINVAL;
1202                 if (error == 0) {
1203                         netisr_dispatch_policy = dispatch_policy;
1204                         netisr_dispatch_policy_compat();
1205                 } else
1206                         printf(
1207                             "%s: invalid dispatch policy %s, using default\n",
1208                             __func__, tmp);
1209         }
1210
1211         netisr_start_swi(curcpu, pcpu_find(curcpu));
1212 }
1213 SYSINIT(netisr_init, SI_SUB_SOFTINTR, SI_ORDER_FIRST, netisr_init, NULL);
1214
1215 /*
1216  * Start worker threads for additional CPUs.  No attempt to gracefully handle
1217  * work reassignment, we don't yet support dynamic reconfiguration.
1218  */
1219 static void
1220 netisr_start(void *arg)
1221 {
1222         struct pcpu *pc;
1223
1224         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
1225                 if (nws_count >= netisr_maxthreads)
1226                         break;
1227                 /* XXXRW: Is skipping absent CPUs still required here? */
1228                 if (CPU_ABSENT(pc->pc_cpuid))
1229                         continue;
1230                 /* Worker will already be present for boot CPU. */
1231                 if (pc->pc_netisr != NULL)
1232                         continue;
1233                 netisr_start_swi(pc->pc_cpuid, pc);
1234         }
1235 }
1236 SYSINIT(netisr_start, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_MIDDLE, netisr_start, NULL);
1237
1238 /*
1239  * Sysctl monitoring for netisr: query a list of registered protocols.
1240  */
1241 static int
1242 sysctl_netisr_proto(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1243 {
1244         struct rm_priotracker tracker;
1245         struct sysctl_netisr_proto *snpp, *snp_array;
1246         struct netisr_proto *npp;
1247         u_int counter, proto;
1248         int error;
1249
1250         if (req->newptr != NULL)
1251                 return (EINVAL);
1252         snp_array = malloc(sizeof(*snp_array) * NETISR_MAXPROT, M_TEMP,
1253             M_ZERO | M_WAITOK);
1254         counter = 0;
1255         NETISR_RLOCK(&tracker);
1256         for (proto = 0; proto < NETISR_MAXPROT; proto++) {
1257                 npp = &netisr_proto[proto];
1258                 if (npp->np_name == NULL)
1259                         continue;
1260                 snpp = &snp_array[counter];
1261                 snpp->snp_version = sizeof(*snpp);
1262                 strlcpy(snpp->snp_name, npp->np_name, NETISR_NAMEMAXLEN);
1263                 snpp->snp_proto = proto;
1264                 snpp->snp_qlimit = npp->np_qlimit;
1265                 snpp->snp_policy = npp->np_policy;
1266                 snpp->snp_dispatch = npp->np_dispatch;
1267                 if (npp->np_m2flow != NULL)
1268                         snpp->snp_flags |= NETISR_SNP_FLAGS_M2FLOW;
1269                 if (npp->np_m2cpuid != NULL)
1270                         snpp->snp_flags |= NETISR_SNP_FLAGS_M2CPUID;
1271                 if (npp->np_drainedcpu != NULL)
1272                         snpp->snp_flags |= NETISR_SNP_FLAGS_DRAINEDCPU;
1273                 counter++;
1274         }
1275         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1276         KASSERT(counter <= NETISR_MAXPROT,
1277             ("sysctl_netisr_proto: counter too big (%d)", counter));
1278         error = SYSCTL_OUT(req, snp_array, sizeof(*snp_array) * counter);
1279         free(snp_array, M_TEMP);
1280         return (error);
1281 }
1282
1283 SYSCTL_PROC(_net_isr, OID_AUTO, proto,
1284     CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_netisr_proto,
1285     "S,sysctl_netisr_proto",
1286     "Return list of protocols registered with netisr");
1287
1288 /*
1289  * Sysctl monitoring for netisr: query a list of workstreams.
1290  */
1291 static int
1292 sysctl_netisr_workstream(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1293 {
1294         struct rm_priotracker tracker;
1295         struct sysctl_netisr_workstream *snwsp, *snws_array;
1296         struct netisr_workstream *nwsp;
1297         u_int counter, cpuid;
1298         int error;
1299
1300         if (req->newptr != NULL)
1301                 return (EINVAL);
1302         snws_array = malloc(sizeof(*snws_array) * MAXCPU, M_TEMP,
1303             M_ZERO | M_WAITOK);
1304         counter = 0;
1305         NETISR_RLOCK(&tracker);
1306         CPU_FOREACH(cpuid) {
1307                 nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1308                 if (nwsp->nws_intr_event == NULL)
1309                         continue;
1310                 NWS_LOCK(nwsp);
1311                 snwsp = &snws_array[counter];
1312                 snwsp->snws_version = sizeof(*snwsp);
1313
1314                 /*
1315                  * For now, we equate workstream IDs and CPU IDs in the
1316                  * kernel, but expose them independently to userspace in case
1317                  * that assumption changes in the future.
1318                  */
1319                 snwsp->snws_wsid = cpuid;
1320                 snwsp->snws_cpu = cpuid;
1321                 if (nwsp->nws_intr_event != NULL)
1322                         snwsp->snws_flags |= NETISR_SNWS_FLAGS_INTR;
1323                 NWS_UNLOCK(nwsp);
1324                 counter++;
1325         }
1326         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1327         KASSERT(counter <= MAXCPU,
1328             ("sysctl_netisr_workstream: counter too big (%d)", counter));
1329         error = SYSCTL_OUT(req, snws_array, sizeof(*snws_array) * counter);
1330         free(snws_array, M_TEMP);
1331         return (error);
1332 }
1333
1334 SYSCTL_PROC(_net_isr, OID_AUTO, workstream,
1335     CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_netisr_workstream,
1336     "S,sysctl_netisr_workstream",
1337     "Return list of workstreams implemented by netisr");
1338
1339 /*
1340  * Sysctl monitoring for netisr: query per-protocol data across all
1341  * workstreams.
1342  */
1343 static int
1344 sysctl_netisr_work(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1345 {
1346         struct rm_priotracker tracker;
1347         struct sysctl_netisr_work *snwp, *snw_array;
1348         struct netisr_workstream *nwsp;
1349         struct netisr_proto *npp;
1350         struct netisr_work *nwp;
1351         u_int counter, cpuid, proto;
1352         int error;
1353
1354         if (req->newptr != NULL)
1355                 return (EINVAL);
1356         snw_array = malloc(sizeof(*snw_array) * MAXCPU * NETISR_MAXPROT,
1357             M_TEMP, M_ZERO | M_WAITOK);
1358         counter = 0;
1359         NETISR_RLOCK(&tracker);
1360         CPU_FOREACH(cpuid) {
1361                 nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1362                 if (nwsp->nws_intr_event == NULL)
1363                         continue;
1364                 NWS_LOCK(nwsp);
1365                 for (proto = 0; proto < NETISR_MAXPROT; proto++) {
1366                         npp = &netisr_proto[proto];
1367                         if (npp->np_name == NULL)
1368                                 continue;
1369                         nwp = &nwsp->nws_work[proto];
1370                         snwp = &snw_array[counter];
1371                         snwp->snw_version = sizeof(*snwp);
1372                         snwp->snw_wsid = cpuid;         /* See comment above. */
1373                         snwp->snw_proto = proto;
1374                         snwp->snw_len = nwp->nw_len;
1375                         snwp->snw_watermark = nwp->nw_watermark;
1376                         snwp->snw_dispatched = nwp->nw_dispatched;
1377                         snwp->snw_hybrid_dispatched =
1378                             nwp->nw_hybrid_dispatched;
1379                         snwp->snw_qdrops = nwp->nw_qdrops;
1380                         snwp->snw_queued = nwp->nw_queued;
1381                         snwp->snw_handled = nwp->nw_handled;
1382                         counter++;
1383                 }
1384                 NWS_UNLOCK(nwsp);
1385         }
1386         KASSERT(counter <= MAXCPU * NETISR_MAXPROT,
1387             ("sysctl_netisr_work: counter too big (%d)", counter));
1388         NETISR_RUNLOCK(&tracker);
1389         error = SYSCTL_OUT(req, snw_array, sizeof(*snw_array) * counter);
1390         free(snw_array, M_TEMP);
1391         return (error);
1392 }
1393
1394 SYSCTL_PROC(_net_isr, OID_AUTO, work,
1395     CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_netisr_work,
1396     "S,sysctl_netisr_work",
1397     "Return list of per-workstream, per-protocol work in netisr");
1398
1399 #ifdef DDB
1400 DB_SHOW_COMMAND(netisr, db_show_netisr)
1401 {
1402         struct netisr_workstream *nwsp;
1403         struct netisr_work *nwp;
1404         int first, proto;
1405         u_int cpuid;
1406
1407         db_printf("%3s %6s %5s %5s %5s %8s %8s %8s %8s\n", "CPU", "Proto",
1408             "Len", "WMark", "Max", "Disp", "HDisp", "Drop", "Queue");
1409         CPU_FOREACH(cpuid) {
1410                 nwsp = DPCPU_ID_PTR(cpuid, nws);
1411                 if (nwsp->nws_intr_event == NULL)
1412                         continue;
1413                 first = 1;
1414                 for (proto = 0; proto < NETISR_MAXPROT; proto++) {
1415                         if (netisr_proto[proto].np_handler == NULL)
1416                                 continue;
1417                         nwp = &nwsp->nws_work[proto];
1418                         if (first) {
1419                                 db_printf("%3d ", cpuid);
1420                                 first = 0;
1421                         } else
1422                                 db_printf("%3s ", "");
1423                         db_printf(
1424                             "%6s %5d %5d %5d %8ju %8ju %8ju %8ju\n",
1425                             netisr_proto[proto].np_name, nwp->nw_len,
1426                             nwp->nw_watermark, nwp->nw_qlimit,
1427                             nwp->nw_dispatched, nwp->nw_hybrid_dispatched,
1428                             nwp->nw_qdrops, nwp->nw_queued);
1429                 }
1430         }
1431 }
1432 #endif