tailq: move to dynamic tailq
[dpdk.git] / lib / librte_ring / rte_ring.h
index 775ea79..af68888 100644 (file)
@@ -1,13 +1,13 @@
 /*-
  *   BSD LICENSE
- * 
+ *
  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
  *   All rights reserved.
- * 
+ *
  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  *   modification, are permitted provided that the following conditions
  *   are met:
- * 
+ *
  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
@@ -17,7 +17,7 @@
  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  *       from this software without specific prior written permission.
- * 
+ *
  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
@@ -91,6 +91,7 @@
 extern "C" {
 #endif
 
+#include <stdio.h>
 #include <stdint.h>
 #include <sys/queue.h>
 #include <errno.h>
@@ -100,6 +101,8 @@ extern "C" {
 #include <rte_atomic.h>
 #include <rte_branch_prediction.h>
 
+#define RTE_TAILQ_RING_NAME "RTE_RING"
+
 enum rte_ring_queue_behavior {
        RTE_RING_QUEUE_FIXED = 0, /* Enq/Deq a fixed number of items from a ring */
        RTE_RING_QUEUE_VARIABLE   /* Enq/Deq as many items a possible from ring */
@@ -126,6 +129,11 @@ struct rte_ring_debug_stats {
 #define RTE_RING_NAMESIZE 32 /**< The maximum length of a ring name. */
 #define RTE_RING_MZ_PREFIX "RG_"
 
+#ifndef RTE_RING_PAUSE_REP_COUNT
+#define RTE_RING_PAUSE_REP_COUNT 0 /**< Yield after pause num of times, no yield
+                                    *   if RTE_RING_PAUSE_REP not defined. */
+#endif
+
 /**
  * An RTE ring structure.
  *
@@ -137,8 +145,6 @@ struct rte_ring_debug_stats {
  * a problem.
  */
 struct rte_ring {
-       TAILQ_ENTRY(rte_ring) next;      /**< Next in list. */
-
        char name[RTE_RING_NAMESIZE];    /**< Name of the ring. */
        int flags;                       /**< Flags supplied at creation. */
 
@@ -170,8 +176,8 @@ struct rte_ring {
 #endif
 
        void * ring[0] __rte_cache_aligned; /**< Memory space of ring starts here.
-                                                                                * not volatile so need to be careful
-                                                                                * about compiler re-ordering */
+                                            * not volatile so need to be careful
+                                            * about compiler re-ordering */
 };
 
 #define RING_F_SP_ENQ 0x0001 /**< The default enqueue is "single-producer". */
@@ -189,23 +195,82 @@ struct rte_ring {
  *   The number to add to the object-oriented statistics.
  */
 #ifdef RTE_LIBRTE_RING_DEBUG
-#define __RING_STAT_ADD(r, name, n) do {               \
-               unsigned __lcore_id = rte_lcore_id();   \
-               r->stats[__lcore_id].name##_objs += n;  \
-               r->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1;  \
+#define __RING_STAT_ADD(r, name, n) do {                        \
+               unsigned __lcore_id = rte_lcore_id();           \
+               if (__lcore_id < RTE_MAX_LCORE) {               \
+                       r->stats[__lcore_id].name##_objs += n;  \
+                       r->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1;  \
+               }                                               \
        } while(0)
 #else
 #define __RING_STAT_ADD(r, name, n) do {} while(0)
 #endif
 
+/**
+ * Calculate the memory size needed for a ring
+ *
+ * This function returns the number of bytes needed for a ring, given
+ * the number of elements in it. This value is the sum of the size of
+ * the structure rte_ring and the size of the memory needed by the
+ * objects pointers. The value is aligned to a cache line size.
+ *
+ * @param count
+ *   The number of elements in the ring (must be a power of 2).
+ * @return
+ *   - The memory size needed for the ring on success.
+ *   - -EINVAL if count is not a power of 2.
+ */
+ssize_t rte_ring_get_memsize(unsigned count);
+
+/**
+ * Initialize a ring structure.
+ *
+ * Initialize a ring structure in memory pointed by "r". The size of the
+ * memory area must be large enough to store the ring structure and the
+ * object table. It is advised to use rte_ring_get_memsize() to get the
+ * appropriate size.
+ *
+ * The ring size is set to *count*, which must be a power of two. Water
+ * marking is disabled by default. The real usable ring size is
+ * *count-1* instead of *count* to differentiate a free ring from an
+ * empty ring.
+ *
+ * The ring is not added in RTE_TAILQ_RING global list. Indeed, the
+ * memory given by the caller may not be shareable among dpdk
+ * processes.
+ *
+ * @param r
+ *   The pointer to the ring structure followed by the objects table.
+ * @param name
+ *   The name of the ring.
+ * @param count
+ *   The number of elements in the ring (must be a power of 2).
+ * @param flags
+ *   An OR of the following:
+ *    - RING_F_SP_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
+ *      using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
+ *      is "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
+ *    - RING_F_SC_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
+ *      using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
+ *      is "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
+ * @return
+ *   0 on success, or a negative value on error.
+ */
+int rte_ring_init(struct rte_ring *r, const char *name, unsigned count,
+       unsigned flags);
+
 /**
  * Create a new ring named *name* in memory.
  *
- * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. Its size is
- * set to *count*, which must be a power of two. Water marking is
- * disabled by default.
- * Note that the real usable ring size is *count-1* instead of
- * *count*.
+ * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. Then it
+ * calls rte_ring_init() to initialize an empty ring.
+ *
+ * The new ring size is set to *count*, which must be a power of
+ * two. Water marking is disabled by default. The real usable ring size
+ * is *count-1* instead of *count* to differentiate a free ring from an
+ * empty ring.
+ *
+ * The ring is added in RTE_TAILQ_RING list.
  *
  * @param name
  *   The name of the ring.
@@ -228,7 +293,6 @@ struct rte_ring {
  *    rte_errno set appropriately. Possible errno values include:
  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
- *    - E_RTE_NO_TAILQ - no tailq list could be got for the ring list
  *    - EINVAL - count provided is not a power of 2
  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
@@ -260,12 +324,14 @@ int rte_ring_set_water_mark(struct rte_ring *r, unsigned count);
 /**
  * Dump the status of the ring to the console.
  *
+ * @param f
+ *   A pointer to a file for output
  * @param r
  *   A pointer to the ring structure.
  */
-void rte_ring_dump(const struct rte_ring *r);
+void rte_ring_dump(FILE *f, const struct rte_ring *r);
 
-/* the actual enqueue of pointers on the ring. 
+/* the actual enqueue of pointers on the ring.
  * Placed here since identical code needed in both
  * single and multi producer enqueue functions */
 #define ENQUEUE_PTRS() do { \
@@ -291,7 +357,7 @@ void rte_ring_dump(const struct rte_ring *r);
        } \
 } while(0)
 
-/* the actual copy of pointers on the ring to obj_table. 
+/* the actual copy of pointers on the ring to obj_table.
  * Placed here since identical code needed in both
  * single and multi consumer dequeue functions */
 #define DEQUEUE_PTRS() do { \
@@ -350,7 +416,7 @@ __rte_ring_mp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
        uint32_t cons_tail, free_entries;
        const unsigned max = n;
        int success;
-       unsigned i;
+       unsigned i, rep = 0;
        uint32_t mask = r->prod.mask;
        int ret;
 
@@ -405,12 +471,21 @@ __rte_ring_mp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
        }
 
        /*
-        * If there are other enqueues in progress that preceeded us,
+        * If there are other enqueues in progress that preceded us,
         * we need to wait for them to complete
         */
-       while (unlikely(r->prod.tail != prod_head))
+       while (unlikely(r->prod.tail != prod_head)) {
                rte_pause();
 
+               /* Set RTE_RING_PAUSE_REP_COUNT to avoid spin too long waiting
+                * for other thread finish. It gives pre-empted thread a chance
+                * to proceed and finish with ring dequeue operation. */
+               if (RTE_RING_PAUSE_REP_COUNT &&
+                   ++rep == RTE_RING_PAUSE_REP_COUNT) {
+                       rep = 0;
+                       sched_yield();
+               }
+       }
        r->prod.tail = prod_next;
        return ret;
 }
@@ -529,7 +604,7 @@ __rte_ring_mc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
        uint32_t cons_next, entries;
        const unsigned max = n;
        int success;
-       unsigned i;
+       unsigned i, rep = 0;
        uint32_t mask = r->prod.mask;
 
        /* move cons.head atomically */
@@ -574,9 +649,18 @@ __rte_ring_mc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
         * If there are other dequeues in progress that preceded us,
         * we need to wait for them to complete
         */
-       while (unlikely(r->cons.tail != cons_head))
+       while (unlikely(r->cons.tail != cons_head)) {
                rte_pause();
 
+               /* Set RTE_RING_PAUSE_REP_COUNT to avoid spin too long waiting
+                * for other thread finish. It gives pre-empted thread a chance
+                * to proceed and finish with ring dequeue operation. */
+               if (RTE_RING_PAUSE_REP_COUNT &&
+                   ++rep == RTE_RING_PAUSE_REP_COUNT) {
+                       rep = 0;
+                       sched_yield();
+               }
+       }
        __RING_STAT_ADD(r, deq_success, n);
        r->cons.tail = cons_next;
 
@@ -996,8 +1080,11 @@ rte_ring_free_count(const struct rte_ring *r)
 
 /**
  * Dump the status of all rings on the console
+ *
+ * @param f
+ *   A pointer to a file for output
  */
-void rte_ring_list_dump(void);
+void rte_ring_list_dump(FILE *f);
 
 /**
  * Search a ring from its name
@@ -1026,7 +1113,7 @@ struct rte_ring *rte_ring_lookup(const char *name);
  * @return
  *   - n: Actual number of objects enqueued.
  */
-static inline int __attribute__((always_inline))
+static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned n)
 {
@@ -1045,7 +1132,7 @@ rte_ring_mp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
  * @return
  *   - n: Actual number of objects enqueued.
  */
-static inline int __attribute__((always_inline))
+static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned n)
 {
@@ -1068,14 +1155,14 @@ rte_ring_sp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
  * @return
  *   - n: Actual number of objects enqueued.
  */
-static inline int __attribute__((always_inline))
+static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                      unsigned n)
 {
        if (r->prod.sp_enqueue)
-               return  rte_ring_sp_enqueue_burst(r, obj_table, n);
+               return rte_ring_sp_enqueue_burst(r, obj_table, n);
        else
-               return  rte_ring_mp_enqueue_burst(r, obj_table, n);
+               return rte_ring_mp_enqueue_burst(r, obj_table, n);
 }
 
 /**
@@ -1095,7 +1182,7 @@ rte_ring_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
  * @return
  *   - n: Actual number of objects dequeued, 0 if ring is empty
  */
-static inline int __attribute__((always_inline))
+static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 {
        return __rte_ring_mc_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_VARIABLE);
@@ -1115,7 +1202,7 @@ rte_ring_mc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
  * @return
  *   - n: Actual number of objects dequeued, 0 if ring is empty
  */
-static inline int __attribute__((always_inline))
+static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 {
        return __rte_ring_sc_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_VARIABLE);
@@ -1135,9 +1222,9 @@ rte_ring_sc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
  * @param n
  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
  * @return
- *   - Number of objects dequeued, or a negative error code on error
+ *   - Number of objects dequeued
  */
-static inline int __attribute__((always_inline))
+static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 {
        if (r->cons.sc_dequeue)