lib/librte_ring/rte_ring.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 /*
  35  * Derived from FreeBSD's bufring.c
  36  *
  37  **************************************************************************
  38  *
  39  * Copyright (c) 2007,2008 Kip Macy kmacy@freebsd.org
  40  * All rights reserved.
  41  *
  42  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  43  * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
  44  *
  45  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
  46  *    this list of conditions and the following disclaimer.
  47  *
  48  * 2. The name of Kip Macy nor the names of other
  49  *    contributors may be used to endorse or promote products derived from
  50  *    this software without specific prior written permission.
  51  *
  52  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
  53  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  54  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  55  * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
  56  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  57  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  58  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  59  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  60  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  61  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  62  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  63  *
  64  ***************************************************************************/
  65
  66 #include <stdio.h>
  67 #include <stdarg.h>
  68 #include <string.h>
  69 #include <stdint.h>
  70 #include <inttypes.h>
  71 #include <errno.h>
  72 #include <sys/queue.h>
  73
  74 #include <rte_common.h>
  75 #include <rte_log.h>
  76 #include <rte_memory.h>
  77 #include <rte_memzone.h>
  78 #include <rte_malloc.h>
  79 #include <rte_launch.h>
  80 #include <rte_eal.h>
  81 #include <rte_eal_memconfig.h>
  82 #include <rte_atomic.h>
  83 #include <rte_per_lcore.h>
  84 #include <rte_lcore.h>
  85 #include <rte_branch_prediction.h>
  86 #include <rte_errno.h>
  87 #include <rte_string_fns.h>
  88 #include <rte_spinlock.h>
  89
  90 #include "rte_ring.h"
  91
  92 TAILQ_HEAD(rte_ring_list, rte_tailq_entry);
  93
  94 /* true if x is a power of 2 */
  95 #define POWEROF2(x) ((((x)-1) & (x)) == 0)
  96
  97 /* return the size of memory occupied by a ring */
  98 ssize_t
  99 rte_ring_get_memsize(unsigned count)
 100 {
 101         ssize_t sz;
 102
 103         /* count must be a power of 2 */
 104         if ((!POWEROF2(count)) || (count > RTE_RING_SZ_MASK )) {
 105                 RTE_LOG(ERR, RING,
 106                         "Requested size is invalid, must be power of 2, and "
 107                         "do not exceed the size limit %u\n", RTE_RING_SZ_MASK);
 108                 return -EINVAL;
 109         }
 110
 111         sz = sizeof(struct rte_ring) + count * sizeof(void *);
 112         sz = RTE_ALIGN(sz, RTE_CACHE_LINE_SIZE);
 113         return sz;
 114 }
 115
 116 int
 117 rte_ring_init(struct rte_ring *r, const char *name, unsigned count,
 118         unsigned flags)
 119 {
 120         /* compilation-time checks */
 121         RTE_BUILD_BUG_ON((sizeof(struct rte_ring) &
 122                           RTE_CACHE_LINE_MASK) != 0);
 123 #ifdef RTE_RING_SPLIT_PROD_CONS
 124         RTE_BUILD_BUG_ON((offsetof(struct rte_ring, cons) &
 125                           RTE_CACHE_LINE_MASK) != 0);
 126 #endif
 127         RTE_BUILD_BUG_ON((offsetof(struct rte_ring, prod) &
 128                           RTE_CACHE_LINE_MASK) != 0);
 129 #ifdef RTE_LIBRTE_RING_DEBUG
 130         RTE_BUILD_BUG_ON((sizeof(struct rte_ring_debug_stats) &
 131                           RTE_CACHE_LINE_MASK) != 0);
 132         RTE_BUILD_BUG_ON((offsetof(struct rte_ring, stats) &
 133                           RTE_CACHE_LINE_MASK) != 0);
 134 #endif
 135
 136         /* init the ring structure */
 137         memset(r, 0, sizeof(*r));
 138         snprintf(r->name, sizeof(r->name), "%s", name);
 139         r->flags = flags;
 140         r->prod.watermark = count;
 141         r->prod.sp_enqueue = !!(flags & RING_F_SP_ENQ);
 142         r->cons.sc_dequeue = !!(flags & RING_F_SC_DEQ);
 143         r->prod.size = r->cons.size = count;
 144         r->prod.mask = r->cons.mask = count-1;
 145         r->prod.head = r->cons.head = 0;
 146         r->prod.tail = r->cons.tail = 0;
 147
 148         return 0;
 149 }
 150
 151 /* create the ring */
 152 struct rte_ring *
 153 rte_ring_create(const char *name, unsigned count, int socket_id,
 154                 unsigned flags)
 155 {
 156         char mz_name[RTE_MEMZONE_NAMESIZE];
 157         struct rte_ring *r;
 158         struct rte_tailq_entry *te;
 159         const struct rte_memzone *mz;
 160         ssize_t ring_size;
 161         int mz_flags = 0;
 162         struct rte_ring_list* ring_list = NULL;
 163
 164         /* check that we have an initialised tail queue */
 165         if ((ring_list =
 166              RTE_TAILQ_LOOKUP_BY_IDX(RTE_TAILQ_RING, rte_ring_list)) == NULL) {
 167                 rte_errno = E_RTE_NO_TAILQ;
 168                 return NULL;
 169         }
 170
 171         ring_size = rte_ring_get_memsize(count);
 172         if (ring_size < 0) {
 173                 rte_errno = ring_size;
 174                 return NULL;
 175         }
 176
 177         te = rte_zmalloc("RING_TAILQ_ENTRY", sizeof(*te), 0);
 178         if (te == NULL) {
 179                 RTE_LOG(ERR, RING, "Cannot reserve memory for tailq\n");
 180                 rte_errno = ENOMEM;
 181                 return NULL;
 182         }
 183
 184         snprintf(mz_name, sizeof(mz_name), "%s%s", RTE_RING_MZ_PREFIX, name);
 185
 186         rte_rwlock_write_lock(RTE_EAL_TAILQ_RWLOCK);
 187
 188         /* reserve a memory zone for this ring. If we can't get rte_config or
 189          * we are secondary process, the memzone_reserve function will set
 190          * rte_errno for us appropriately - hence no check in this this function */
 191         mz = rte_memzone_reserve(mz_name, ring_size, socket_id, mz_flags);
 192         if (mz != NULL) {
 193                 r = mz->addr;
 194                 /* no need to check return value here, we already checked the
 195                  * arguments above */
 196                 rte_ring_init(r, name, count, flags);
 197
 198                 te->data = (void *) r;
 199
 200                 TAILQ_INSERT_TAIL(ring_list, te, next);
 201         } else {
 202                 r = NULL;
 203                 RTE_LOG(ERR, RING, "Cannot reserve memory\n");
 204                 rte_free(te);
 205         }
 206         rte_rwlock_write_unlock(RTE_EAL_TAILQ_RWLOCK);
 207
 208         return r;
 209 }
 210
 211 /*
 212  * change the high water mark. If *count* is 0, water marking is
 213  * disabled
 214  */
 215 int
 216 rte_ring_set_water_mark(struct rte_ring *r, unsigned count)
 217 {
 218         if (count >= r->prod.size)
 219                 return -EINVAL;
 220
 221         /* if count is 0, disable the watermarking */
 222         if (count == 0)
 223                 count = r->prod.size;
 224
 225         r->prod.watermark = count;
 226         return 0;
 227 }
 228
 229 /* dump the status of the ring on the console */
 230 void
 231 rte_ring_dump(FILE *f, const struct rte_ring *r)
 232 {
 233 #ifdef RTE_LIBRTE_RING_DEBUG
 234         struct rte_ring_debug_stats sum;
 235         unsigned lcore_id;
 236 #endif
 237
 238         fprintf(f, "ring <%s>@%p\n", r->name, r);
 239         fprintf(f, "  flags=%x\n", r->flags);
 240         fprintf(f, "  size=%"PRIu32"\n", r->prod.size);
 241         fprintf(f, "  ct=%"PRIu32"\n", r->cons.tail);
 242         fprintf(f, "  ch=%"PRIu32"\n", r->cons.head);
 243         fprintf(f, "  pt=%"PRIu32"\n", r->prod.tail);
 244         fprintf(f, "  ph=%"PRIu32"\n", r->prod.head);
 245         fprintf(f, "  used=%u\n", rte_ring_count(r));
 246         fprintf(f, "  avail=%u\n", rte_ring_free_count(r));
 247         if (r->prod.watermark == r->prod.size)
 248                 fprintf(f, "  watermark=0\n");
 249         else
 250                 fprintf(f, "  watermark=%"PRIu32"\n", r->prod.watermark);
 251
 252         /* sum and dump statistics */
 253 #ifdef RTE_LIBRTE_RING_DEBUG
 254         memset(&sum, 0, sizeof(sum));
 255         for (lcore_id = 0; lcore_id < RTE_MAX_LCORE; lcore_id++) {
 256                 sum.enq_success_bulk += r->stats[lcore_id].enq_success_bulk;
 257                 sum.enq_success_objs += r->stats[lcore_id].enq_success_objs;
 258                 sum.enq_quota_bulk += r->stats[lcore_id].enq_quota_bulk;
 259                 sum.enq_quota_objs += r->stats[lcore_id].enq_quota_objs;
 260                 sum.enq_fail_bulk += r->stats[lcore_id].enq_fail_bulk;
 261                 sum.enq_fail_objs += r->stats[lcore_id].enq_fail_objs;
 262                 sum.deq_success_bulk += r->stats[lcore_id].deq_success_bulk;
 263                 sum.deq_success_objs += r->stats[lcore_id].deq_success_objs;
 264                 sum.deq_fail_bulk += r->stats[lcore_id].deq_fail_bulk;
 265                 sum.deq_fail_objs += r->stats[lcore_id].deq_fail_objs;
 266         }
 267         fprintf(f, "  size=%"PRIu32"\n", r->prod.size);
 268         fprintf(f, "  enq_success_bulk=%"PRIu64"\n", sum.enq_success_bulk);
 269         fprintf(f, "  enq_success_objs=%"PRIu64"\n", sum.enq_success_objs);
 270         fprintf(f, "  enq_quota_bulk=%"PRIu64"\n", sum.enq_quota_bulk);
 271         fprintf(f, "  enq_quota_objs=%"PRIu64"\n", sum.enq_quota_objs);
 272         fprintf(f, "  enq_fail_bulk=%"PRIu64"\n", sum.enq_fail_bulk);
 273         fprintf(f, "  enq_fail_objs=%"PRIu64"\n", sum.enq_fail_objs);
 274         fprintf(f, "  deq_success_bulk=%"PRIu64"\n", sum.deq_success_bulk);
 275         fprintf(f, "  deq_success_objs=%"PRIu64"\n", sum.deq_success_objs);
 276         fprintf(f, "  deq_fail_bulk=%"PRIu64"\n", sum.deq_fail_bulk);
 277         fprintf(f, "  deq_fail_objs=%"PRIu64"\n", sum.deq_fail_objs);
 278 #else
 279         fprintf(f, "  no statistics available\n");
 280 #endif
 281 }
 282
 283 /* dump the status of all rings on the console */
 284 void
 285 rte_ring_list_dump(FILE *f)
 286 {
 287         const struct rte_tailq_entry *te;
 288         struct rte_ring_list *ring_list;
 289
 290         /* check that we have an initialised tail queue */
 291         if ((ring_list =
 292              RTE_TAILQ_LOOKUP_BY_IDX(RTE_TAILQ_RING, rte_ring_list)) == NULL) {
 293                 rte_errno = E_RTE_NO_TAILQ;
 294                 return;
 295         }
 296
 297         rte_rwlock_read_lock(RTE_EAL_TAILQ_RWLOCK);
 298
 299         TAILQ_FOREACH(te, ring_list, next) {
 300                 rte_ring_dump(f, (struct rte_ring *) te->data);
 301         }
 302
 303         rte_rwlock_read_unlock(RTE_EAL_TAILQ_RWLOCK);
 304 }
 305
 306 /* search a ring from its name */
 307 struct rte_ring *
 308 rte_ring_lookup(const char *name)
 309 {
 310         struct rte_tailq_entry *te;
 311         struct rte_ring *r = NULL;
 312         struct rte_ring_list *ring_list;
 313
 314         /* check that we have an initialized tail queue */
 315         if ((ring_list =
 316              RTE_TAILQ_LOOKUP_BY_IDX(RTE_TAILQ_RING, rte_ring_list)) == NULL) {
 317                 rte_errno = E_RTE_NO_TAILQ;
 318                 return NULL;
 319         }
 320
 321         rte_rwlock_read_lock(RTE_EAL_TAILQ_RWLOCK);
 322
 323         TAILQ_FOREACH(te, ring_list, next) {
 324                 r = (struct rte_ring *) te->data;
 325                 if (strncmp(name, r->name, RTE_RING_NAMESIZE) == 0)
 326                         break;
 327         }
 328
 329         rte_rwlock_read_unlock(RTE_EAL_TAILQ_RWLOCK);
 330
 331         if (te == NULL) {
 332                 rte_errno = ENOENT;
 333                 return NULL;
 334         }
 335
 336         return r;
 337 }