lib/librte_ring/rte_ring.h

   1 /*-
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  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.h
  36  *
  37  **************************************************************************
  38  *
  39  * Copyright (c) 2007-2009 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  *
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  46  *    this list of conditions and the following disclaimer.
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  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
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  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 #ifndef _RTE_RING_H_
  67 #define _RTE_RING_H_
  68
  69 /**
  70  * @file
  71  * RTE Ring
  72  *
  73  * The Ring Manager is a fixed-size queue, implemented as a table of
  74  * pointers. Head and tail pointers are modified atomically, allowing
  75  * concurrent access to it. It has the following features:
  76  *
  77  * - FIFO (First In First Out)
  78  * - Maximum size is fixed; the pointers are stored in a table.
  79  * - Lockless implementation.
  80  * - Multi- or single-consumer dequeue.
  81  * - Multi- or single-producer enqueue.
  82  * - Bulk dequeue.
  83  * - Bulk enqueue.
  84  *
  85  * Note: the ring implementation is not preemptable. A lcore must not
  86  * be interrupted by another task that uses the same ring.
  87  *
  88  */
  89
  90 #ifdef __cplusplus
  91 extern "C" {
  92 #endif
  93
  94 #include <stdio.h>
  95 #include <stdint.h>
  96 #include <sys/queue.h>
  97 #include <errno.h>
  98 #include <rte_common.h>
  99 #include <rte_memory.h>
 100 #include <rte_lcore.h>
 101 #include <rte_atomic.h>
 102 #include <rte_branch_prediction.h>
 103 #include <rte_memzone.h>
 104
 105 #define RTE_TAILQ_RING_NAME "RTE_RING"
 106
 107 enum rte_ring_queue_behavior {
 108         RTE_RING_QUEUE_FIXED = 0, /* Enq/Deq a fixed number of items from a ring */
 109         RTE_RING_QUEUE_VARIABLE   /* Enq/Deq as many items as possible from ring */
 110 };
 111
 112 #define RTE_RING_MZ_PREFIX "RG_"
 113 /**< The maximum length of a ring name. */
 114 #define RTE_RING_NAMESIZE (RTE_MEMZONE_NAMESIZE - \
 115                            sizeof(RTE_RING_MZ_PREFIX) + 1)
 116
 117 struct rte_memzone; /* forward declaration, so as not to require memzone.h */
 118
 119 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE < 128
 120 #define PROD_ALIGN (RTE_CACHE_LINE_SIZE * 2)
 121 #define CONS_ALIGN (RTE_CACHE_LINE_SIZE * 2)
 122 #else
 123 #define PROD_ALIGN RTE_CACHE_LINE_SIZE
 124 #define CONS_ALIGN RTE_CACHE_LINE_SIZE
 125 #endif
 126
 127 /* structure to hold a pair of head/tail values and other metadata */
 128 struct rte_ring_headtail {
 129         volatile uint32_t head;  /**< Prod/consumer head. */
 130         volatile uint32_t tail;  /**< Prod/consumer tail. */
 131         uint32_t single;         /**< True if single prod/cons */
 132 };
 133
 134 /**
 135  * An RTE ring structure.
 136  *
 137  * The producer and the consumer have a head and a tail index. The particularity
 138  * of these index is that they are not between 0 and size(ring). These indexes
 139  * are between 0 and 2^32, and we mask their value when we access the ring[]
 140  * field. Thanks to this assumption, we can do subtractions between 2 index
 141  * values in a modulo-32bit base: that's why the overflow of the indexes is not
 142  * a problem.
 143  */
 144 struct rte_ring {
 145         /*
 146          * Note: this field kept the RTE_MEMZONE_NAMESIZE size due to ABI
 147          * compatibility requirements, it could be changed to RTE_RING_NAMESIZE
 148          * next time the ABI changes
 149          */
 150         char name[RTE_MEMZONE_NAMESIZE];    /**< Name of the ring. */
 151         int flags;               /**< Flags supplied at creation. */
 152         const struct rte_memzone *memzone;
 153                         /**< Memzone, if any, containing the rte_ring */
 154         uint32_t size;           /**< Size of ring. */
 155         uint32_t mask;           /**< Mask (size-1) of ring. */
 156
 157         /** Ring producer status. */
 158         struct rte_ring_headtail prod __rte_aligned(PROD_ALIGN);
 159
 160         /** Ring consumer status. */
 161         struct rte_ring_headtail cons __rte_aligned(CONS_ALIGN);
 162
 163         void *ring[] __rte_cache_aligned;   /**< Memory space of ring starts here.
 164                                              * not volatile so need to be careful
 165                                              * about compiler re-ordering */
 166 };
 167
 168 #define RING_F_SP_ENQ 0x0001 /**< The default enqueue is "single-producer". */
 169 #define RING_F_SC_DEQ 0x0002 /**< The default dequeue is "single-consumer". */
 170 #define RTE_RING_SZ_MASK  (unsigned)(0x0fffffff) /**< Ring size mask */
 171
 172 /**
 173  * Calculate the memory size needed for a ring
 174  *
 175  * This function returns the number of bytes needed for a ring, given
 176  * the number of elements in it. This value is the sum of the size of
 177  * the structure rte_ring and the size of the memory needed by the
 178  * objects pointers. The value is aligned to a cache line size.
 179  *
 180  * @param count
 181  *   The number of elements in the ring (must be a power of 2).
 182  * @return
 183  *   - The memory size needed for the ring on success.
 184  *   - -EINVAL if count is not a power of 2.
 185  */
 186 ssize_t rte_ring_get_memsize(unsigned count);
 187
 188 /**
 189  * Initialize a ring structure.
 190  *
 191  * Initialize a ring structure in memory pointed by "r". The size of the
 192  * memory area must be large enough to store the ring structure and the
 193  * object table. It is advised to use rte_ring_get_memsize() to get the
 194  * appropriate size.
 195  *
 196  * The ring size is set to *count*, which must be a power of two. Water
 197  * marking is disabled by default. The real usable ring size is
 198  * *count-1* instead of *count* to differentiate a free ring from an
 199  * empty ring.
 200  *
 201  * The ring is not added in RTE_TAILQ_RING global list. Indeed, the
 202  * memory given by the caller may not be shareable among dpdk
 203  * processes.
 204  *
 205  * @param r
 206  *   The pointer to the ring structure followed by the objects table.
 207  * @param name
 208  *   The name of the ring.
 209  * @param count
 210  *   The number of elements in the ring (must be a power of 2).
 211  * @param flags
 212  *   An OR of the following:
 213  *    - RING_F_SP_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
 214  *      using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
 215  *      is "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
 216  *    - RING_F_SC_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
 217  *      using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
 218  *      is "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
 219  * @return
 220  *   0 on success, or a negative value on error.
 221  */
 222 int rte_ring_init(struct rte_ring *r, const char *name, unsigned count,
 223         unsigned flags);
 224
 225 /**
 226  * Create a new ring named *name* in memory.
 227  *
 228  * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. Then it
 229  * calls rte_ring_init() to initialize an empty ring.
 230  *
 231  * The new ring size is set to *count*, which must be a power of
 232  * two. Water marking is disabled by default. The real usable ring size
 233  * is *count-1* instead of *count* to differentiate a free ring from an
 234  * empty ring.
 235  *
 236  * The ring is added in RTE_TAILQ_RING list.
 237  *
 238  * @param name
 239  *   The name of the ring.
 240  * @param count
 241  *   The size of the ring (must be a power of 2).
 242  * @param socket_id
 243  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in case of
 244  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
 245  *   constraint for the reserved zone.
 246  * @param flags
 247  *   An OR of the following:
 248  *    - RING_F_SP_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
 249  *      using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
 250  *      is "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
 251  *    - RING_F_SC_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
 252  *      using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
 253  *      is "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
 254  * @return
 255  *   On success, the pointer to the new allocated ring. NULL on error with
 256  *    rte_errno set appropriately. Possible errno values include:
 257  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
 258  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
 259  *    - EINVAL - count provided is not a power of 2
 260  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
 261  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
 262  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
 263  */
 264 struct rte_ring *rte_ring_create(const char *name, unsigned count,
 265                                  int socket_id, unsigned flags);
 266 /**
 267  * De-allocate all memory used by the ring.
 268  *
 269  * @param r
 270  *   Ring to free
 271  */
 272 void rte_ring_free(struct rte_ring *r);
 273
 274 /**
 275  * Dump the status of the ring to a file.
 276  *
 277  * @param f
 278  *   A pointer to a file for output
 279  * @param r
 280  *   A pointer to the ring structure.
 281  */
 282 void rte_ring_dump(FILE *f, const struct rte_ring *r);
 283
 284 /* the actual enqueue of pointers on the ring.
 285  * Placed here since identical code needed in both
 286  * single and multi producer enqueue functions */
 287 #define ENQUEUE_PTRS() do { \
 288         const uint32_t size = r->size; \
 289         uint32_t idx = prod_head & mask; \
 290         if (likely(idx + n < size)) { \
 291                 for (i = 0; i < (n & ((~(unsigned)0x3))); i+=4, idx+=4) { \
 292                         r->ring[idx] = obj_table[i]; \
 293                         r->ring[idx+1] = obj_table[i+1]; \
 294                         r->ring[idx+2] = obj_table[i+2]; \
 295                         r->ring[idx+3] = obj_table[i+3]; \
 296                 } \
 297                 switch (n & 0x3) { \
 298                         case 3: r->ring[idx++] = obj_table[i++]; \
 299                         case 2: r->ring[idx++] = obj_table[i++]; \
 300                         case 1: r->ring[idx++] = obj_table[i++]; \
 301                 } \
 302         } else { \
 303                 for (i = 0; idx < size; i++, idx++)\
 304                         r->ring[idx] = obj_table[i]; \
 305                 for (idx = 0; i < n; i++, idx++) \
 306                         r->ring[idx] = obj_table[i]; \
 307         } \
 308 } while(0)
 309
 310 /* the actual copy of pointers on the ring to obj_table.
 311  * Placed here since identical code needed in both
 312  * single and multi consumer dequeue functions */
 313 #define DEQUEUE_PTRS() do { \
 314         uint32_t idx = cons_head & mask; \
 315         const uint32_t size = r->size; \
 316         if (likely(idx + n < size)) { \
 317                 for (i = 0; i < (n & (~(unsigned)0x3)); i+=4, idx+=4) {\
 318                         obj_table[i] = r->ring[idx]; \
 319                         obj_table[i+1] = r->ring[idx+1]; \
 320                         obj_table[i+2] = r->ring[idx+2]; \
 321                         obj_table[i+3] = r->ring[idx+3]; \
 322                 } \
 323                 switch (n & 0x3) { \
 324                         case 3: obj_table[i++] = r->ring[idx++]; \
 325                         case 2: obj_table[i++] = r->ring[idx++]; \
 326                         case 1: obj_table[i++] = r->ring[idx++]; \
 327                 } \
 328         } else { \
 329                 for (i = 0; idx < size; i++, idx++) \
 330                         obj_table[i] = r->ring[idx]; \
 331                 for (idx = 0; i < n; i++, idx++) \
 332                         obj_table[i] = r->ring[idx]; \
 333         } \
 334 } while (0)
 335
 336 /**
 337  * @internal Enqueue several objects on the ring (multi-producers safe).
 338  *
 339  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 340  * producer index atomically.
 341  *
 342  * @param r
 343  *   A pointer to the ring structure.
 344  * @param obj_table
 345  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 346  * @param n
 347  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 348  * @param behavior
 349  *   RTE_RING_QUEUE_FIXED:    Enqueue a fixed number of items from a ring
 350  *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Enqueue as many items a possible from ring
 351  * @return
 352  *   Actual number of objects enqueued.
 353  *   If behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED, this will be 0 or n only.
 354  */
 355 static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 356 __rte_ring_mp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 357                          unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
 358                          unsigned int *free_space)
 359 {
 360         uint32_t prod_head, prod_next;
 361         uint32_t cons_tail, free_entries;
 362         const unsigned int max = n;
 363         int success;
 364         unsigned int i;
 365         uint32_t mask = r->mask;
 366
 367         /* move prod.head atomically */
 368         do {
 369                 /* Reset n to the initial burst count */
 370                 n = max;
 371
 372                 prod_head = r->prod.head;
 373                 cons_tail = r->cons.tail;
 374                 /* The subtraction is done between two unsigned 32bits value
 375                  * (the result is always modulo 32 bits even if we have
 376                  * prod_head > cons_tail). So 'free_entries' is always between 0
 377                  * and size(ring)-1. */
 378                 free_entries = (mask + cons_tail - prod_head);
 379
 380                 /* check that we have enough room in ring */
 381                 if (unlikely(n > free_entries))
 382                         n = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ?
 383                                         0 : free_entries;
 384
 385                 if (n == 0)
 386                         goto end;
 387
 388                 prod_next = prod_head + n;
 389                 success = rte_atomic32_cmpset(&r->prod.head, prod_head,
 390                                               prod_next);
 391         } while (unlikely(success == 0));
 392
 393         /* write entries in ring */
 394         ENQUEUE_PTRS();
 395         rte_smp_wmb();
 396
 397         /*
 398          * If there are other enqueues in progress that preceded us,
 399          * we need to wait for them to complete
 400          */
 401         while (unlikely(r->prod.tail != prod_head))
 402                 rte_pause();
 403
 404         r->prod.tail = prod_next;
 405 end:
 406         if (free_space != NULL)
 407                 *free_space = free_entries - n;
 408         return n;
 409 }
 410
 411 /**
 412  * @internal Enqueue several objects on a ring (NOT multi-producers safe).
 413  *
 414  * @param r
 415  *   A pointer to the ring structure.
 416  * @param obj_table
 417  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 418  * @param n
 419  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 420  * @param behavior
 421  *   RTE_RING_QUEUE_FIXED:    Enqueue a fixed number of items from a ring
 422  *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Enqueue as many items a possible from ring
 423  * @return
 424  *   Actual number of objects enqueued.
 425  *   If behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED, this will be 0 or n only.
 426  */
 427 static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 428 __rte_ring_sp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 429                          unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
 430                          unsigned int *free_space)
 431 {
 432         uint32_t prod_head, cons_tail;
 433         uint32_t prod_next, free_entries;
 434         unsigned int i;
 435         uint32_t mask = r->mask;
 436
 437         prod_head = r->prod.head;
 438         cons_tail = r->cons.tail;
 439         /* The subtraction is done between two unsigned 32bits value
 440          * (the result is always modulo 32 bits even if we have
 441          * prod_head > cons_tail). So 'free_entries' is always between 0
 442          * and size(ring)-1. */
 443         free_entries = mask + cons_tail - prod_head;
 444
 445         /* check that we have enough room in ring */
 446         if (unlikely(n > free_entries))
 447                 n = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ? 0 : free_entries;
 448
 449         if (n == 0)
 450                 goto end;
 451
 452
 453         prod_next = prod_head + n;
 454         r->prod.head = prod_next;
 455
 456         /* write entries in ring */
 457         ENQUEUE_PTRS();
 458         rte_smp_wmb();
 459
 460         r->prod.tail = prod_next;
 461 end:
 462         if (free_space != NULL)
 463                 *free_space = free_entries - n;
 464         return n;
 465 }
 466
 467 /**
 468  * @internal Dequeue several objects from a ring (multi-consumers safe). When
 469  * the request objects are more than the available objects, only dequeue the
 470  * actual number of objects
 471  *
 472  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 473  * consumer index atomically.
 474  *
 475  * @param r
 476  *   A pointer to the ring structure.
 477  * @param obj_table
 478  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
 479  * @param n
 480  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
 481  * @param behavior
 482  *   RTE_RING_QUEUE_FIXED:    Dequeue a fixed number of items from a ring
 483  *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Dequeue as many items a possible from ring
 484  * @return
 485  *   - Actual number of objects dequeued.
 486  *     If behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED, this will be 0 or n only.
 487  */
 488
 489 static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 490 __rte_ring_mc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
 491                  unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
 492                  unsigned int *available)
 493 {
 494         uint32_t cons_head, prod_tail;
 495         uint32_t cons_next, entries;
 496         const unsigned max = n;
 497         int success;
 498         unsigned int i;
 499         uint32_t mask = r->mask;
 500
 501         /* move cons.head atomically */
 502         do {
 503                 /* Restore n as it may change every loop */
 504                 n = max;
 505
 506                 cons_head = r->cons.head;
 507                 prod_tail = r->prod.tail;
 508                 /* The subtraction is done between two unsigned 32bits value
 509                  * (the result is always modulo 32 bits even if we have
 510                  * cons_head > prod_tail). So 'entries' is always between 0
 511                  * and size(ring)-1. */
 512                 entries = (prod_tail - cons_head);
 513
 514                 /* Set the actual entries for dequeue */
 515                 if (n > entries)
 516                         n = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ? 0 : entries;
 517
 518                 if (unlikely(n == 0))
 519                         goto end;
 520
 521                 cons_next = cons_head + n;
 522                 success = rte_atomic32_cmpset(&r->cons.head, cons_head,
 523                                               cons_next);
 524         } while (unlikely(success == 0));
 525
 526         /* copy in table */
 527         DEQUEUE_PTRS();
 528         rte_smp_rmb();
 529
 530         /*
 531          * If there are other dequeues in progress that preceded us,
 532          * we need to wait for them to complete
 533          */
 534         while (unlikely(r->cons.tail != cons_head))
 535                 rte_pause();
 536
 537         r->cons.tail = cons_next;
 538 end:
 539         if (available != NULL)
 540                 *available = entries - n;
 541         return n;
 542 }
 543
 544 /**
 545  * @internal Dequeue several objects from a ring (NOT multi-consumers safe).
 546  * When the request objects are more than the available objects, only dequeue
 547  * the actual number of objects
 548  *
 549  * @param r
 550  *   A pointer to the ring structure.
 551  * @param obj_table
 552  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
 553  * @param n
 554  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
 555  * @param behavior
 556  *   RTE_RING_QUEUE_FIXED:    Dequeue a fixed number of items from a ring
 557  *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Dequeue as many items a possible from ring
 558  * @return
 559  *   - Actual number of objects dequeued.
 560  *     If behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED, this will be 0 or n only.
 561  */
 562 static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 563 __rte_ring_sc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
 564                  unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
 565                  unsigned int *available)
 566 {
 567         uint32_t cons_head, prod_tail;
 568         uint32_t cons_next, entries;
 569         unsigned int i;
 570         uint32_t mask = r->mask;
 571
 572         cons_head = r->cons.head;
 573         prod_tail = r->prod.tail;
 574         /* The subtraction is done between two unsigned 32bits value
 575          * (the result is always modulo 32 bits even if we have
 576          * cons_head > prod_tail). So 'entries' is always between 0
 577          * and size(ring)-1. */
 578         entries = prod_tail - cons_head;
 579
 580         if (n > entries)
 581                 n = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ? 0 : entries;
 582
 583         if (unlikely(entries == 0))
 584                 goto end;
 585
 586         cons_next = cons_head + n;
 587         r->cons.head = cons_next;
 588
 589         /* copy in table */
 590         DEQUEUE_PTRS();
 591         rte_smp_rmb();
 592
 593         r->cons.tail = cons_next;
 594 end:
 595         if (available != NULL)
 596                 *available = entries - n;
 597         return n;
 598 }
 599
 600 /**
 601  * Enqueue several objects on the ring (multi-producers safe).
 602  *
 603  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 604  * producer index atomically.
 605  *
 606  * @param r
 607  *   A pointer to the ring structure.
 608  * @param obj_table
 609  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 610  * @param n
 611  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 612  * @param free_space
 613  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
 614  *   enqueue operation has finished.
 615  * @return
 616  *   The number of objects enqueued, either 0 or n
 617  */
 618 static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 619 rte_ring_mp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 620                          unsigned int n, unsigned int *free_space)
 621 {
 622         return __rte_ring_mp_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
 623                         free_space);
 624 }
 625
 626 /**
 627  * Enqueue several objects on a ring (NOT multi-producers safe).
 628  *
 629  * @param r
 630  *   A pointer to the ring structure.
 631  * @param obj_table
 632  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 633  * @param n
 634  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 635  * @param free_space
 636  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
 637  *   enqueue operation has finished.
 638  * @return
 639  *   The number of objects enqueued, either 0 or n
 640  */
 641 static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 642 rte_ring_sp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 643                          unsigned int n, unsigned int *free_space)
 644 {
 645         return __rte_ring_sp_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
 646                         free_space);
 647 }
 648
 649 /**
 650  * Enqueue several objects on a ring.
 651  *
 652  * This function calls the multi-producer or the single-producer
 653  * version depending on the default behavior that was specified at
 654  * ring creation time (see flags).
 655  *
 656  * @param r
 657  *   A pointer to the ring structure.
 658  * @param obj_table
 659  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 660  * @param n
 661  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 662  * @param free_space
 663  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
 664  *   enqueue operation has finished.
 665  * @return
 666  *   The number of objects enqueued, either 0 or n
 667  */
 668 static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 669 rte_ring_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 670                       unsigned int n, unsigned int *free_space)
 671 {
 672         if (r->prod.single)
 673                 return rte_ring_sp_enqueue_bulk(r, obj_table, n, free_space);
 674         else
 675                 return rte_ring_mp_enqueue_bulk(r, obj_table, n, free_space);
 676 }
 677
 678 /**
 679  * Enqueue one object on a ring (multi-producers safe).
 680  *
 681  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 682  * producer index atomically.
 683  *
 684  * @param r
 685  *   A pointer to the ring structure.
 686  * @param obj
 687  *   A pointer to the object to be added.
 688  * @return
 689  *   - 0: Success; objects enqueued.
 690  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
 691  */
 692 static inline int __attribute__((always_inline))
 693 rte_ring_mp_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 694 {
 695         return rte_ring_mp_enqueue_bulk(r, &obj, 1, NULL) ? 0 : -ENOBUFS;
 696 }
 697
 698 /**
 699  * Enqueue one object on a ring (NOT multi-producers safe).
 700  *
 701  * @param r
 702  *   A pointer to the ring structure.
 703  * @param obj
 704  *   A pointer to the object to be added.
 705  * @return
 706  *   - 0: Success; objects enqueued.
 707  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
 708  */
 709 static inline int __attribute__((always_inline))
 710 rte_ring_sp_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 711 {
 712         return rte_ring_sp_enqueue_bulk(r, &obj, 1, NULL) ? 0 : -ENOBUFS;
 713 }
 714
 715 /**
 716  * Enqueue one object on a ring.
 717  *
 718  * This function calls the multi-producer or the single-producer
 719  * version, depending on the default behaviour that was specified at
 720  * ring creation time (see flags).
 721  *
 722  * @param r
 723  *   A pointer to the ring structure.
 724  * @param obj
 725  *   A pointer to the object to be added.
 726  * @return
 727  *   - 0: Success; objects enqueued.
 728  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
 729  */
 730 static inline int __attribute__((always_inline))
 731 rte_ring_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 732 {
 733         return rte_ring_enqueue_bulk(r, &obj, 1, NULL) ? 0 : -ENOBUFS;
 734 }
 735
 736 /**
 737  * Dequeue several objects from a ring (multi-consumers safe).
 738  *
 739  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 740  * consumer index atomically.
 741  *
 742  * @param r
 743  *   A pointer to the ring structure.
 744  * @param obj_table
 745  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
 746  * @param n
 747  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
 748  * @param available
 749  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
 750  *   dequeue has finished.
 751  * @return
 752  *   The number of objects dequeued, either 0 or n
 753  */
 754 static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 755 rte_ring_mc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table,
 756                 unsigned int n, unsigned int *available)
 757 {
 758         return __rte_ring_mc_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
 759                         available);
 760 }
 761
 762 /**
 763  * Dequeue several objects from a ring (NOT multi-consumers safe).
 764  *
 765  * @param r
 766  *   A pointer to the ring structure.
 767  * @param obj_table
 768  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
 769  * @param n
 770  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table,
 771  *   must be strictly positive.
 772  * @param available
 773  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
 774  *   dequeue has finished.
 775  * @return
 776  *   The number of objects dequeued, either 0 or n
 777  */
 778 static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 779 rte_ring_sc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table,
 780                 unsigned int n, unsigned int *available)
 781 {
 782         return __rte_ring_sc_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
 783                         available);
 784 }
 785
 786 /**
 787  * Dequeue several objects from a ring.
 788  *
 789  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
 790  * version, depending on the default behaviour that was specified at
 791  * ring creation time (see flags).
 792  *
 793  * @param r
 794  *   A pointer to the ring structure.
 795  * @param obj_table
 796  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
 797  * @param n
 798  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
 799  * @param available
 800  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
 801  *   dequeue has finished.
 802  * @return
 803  *   The number of objects dequeued, either 0 or n
 804  */
 805 static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 806 rte_ring_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned int n,
 807                 unsigned int *available)
 808 {
 809         if (r->cons.single)
 810                 return rte_ring_sc_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
 811         else
 812                 return rte_ring_mc_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
 813 }
 814
 815 /**
 816  * Dequeue one object from a ring (multi-consumers safe).
 817  *
 818  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 819  * consumer index atomically.
 820  *
 821  * @param r
 822  *   A pointer to the ring structure.
 823  * @param obj_p
 824  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
 825  * @return
 826  *   - 0: Success; objects dequeued.
 827  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue; no object is
 828  *     dequeued.
 829  */
 830 static inline int __attribute__((always_inline))
 831 rte_ring_mc_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 832 {
 833         return rte_ring_mc_dequeue_bulk(r, obj_p, 1, NULL)  ? 0 : -ENOBUFS;
 834 }
 835
 836 /**
 837  * Dequeue one object from a ring (NOT multi-consumers safe).
 838  *
 839  * @param r
 840  *   A pointer to the ring structure.
 841  * @param obj_p
 842  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
 843  * @return
 844  *   - 0: Success; objects dequeued.
 845  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue, no object is
 846  *     dequeued.
 847  */
 848 static inline int __attribute__((always_inline))
 849 rte_ring_sc_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 850 {
 851         return rte_ring_sc_dequeue_bulk(r, obj_p, 1, NULL) ? 0 : -ENOBUFS;
 852 }
 853
 854 /**
 855  * Dequeue one object from a ring.
 856  *
 857  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
 858  * version depending on the default behaviour that was specified at
 859  * ring creation time (see flags).
 860  *
 861  * @param r
 862  *   A pointer to the ring structure.
 863  * @param obj_p
 864  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
 865  * @return
 866  *   - 0: Success, objects dequeued.
 867  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue, no object is
 868  *     dequeued.
 869  */
 870 static inline int __attribute__((always_inline))
 871 rte_ring_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 872 {
 873         return rte_ring_dequeue_bulk(r, obj_p, 1, NULL) ? 0 : -ENOBUFS;
 874 }
 875
 876 /**
 877  * Test if a ring is full.
 878  *
 879  * @param r
 880  *   A pointer to the ring structure.
 881  * @return
 882  *   - 1: The ring is full.
 883  *   - 0: The ring is not full.
 884  */
 885 static inline int
 886 rte_ring_full(const struct rte_ring *r)
 887 {
 888         uint32_t prod_tail = r->prod.tail;
 889         uint32_t cons_tail = r->cons.tail;
 890         return ((cons_tail - prod_tail - 1) & r->mask) == 0;
 891 }
 892
 893 /**
 894  * Test if a ring is empty.
 895  *
 896  * @param r
 897  *   A pointer to the ring structure.
 898  * @return
 899  *   - 1: The ring is empty.
 900  *   - 0: The ring is not empty.
 901  */
 902 static inline int
 903 rte_ring_empty(const struct rte_ring *r)
 904 {
 905         uint32_t prod_tail = r->prod.tail;
 906         uint32_t cons_tail = r->cons.tail;
 907         return !!(cons_tail == prod_tail);
 908 }
 909
 910 /**
 911  * Return the number of entries in a ring.
 912  *
 913  * @param r
 914  *   A pointer to the ring structure.
 915  * @return
 916  *   The number of entries in the ring.
 917  */
 918 static inline unsigned
 919 rte_ring_count(const struct rte_ring *r)
 920 {
 921         uint32_t prod_tail = r->prod.tail;
 922         uint32_t cons_tail = r->cons.tail;
 923         return (prod_tail - cons_tail) & r->mask;
 924 }
 925
 926 /**
 927  * Return the number of free entries in a ring.
 928  *
 929  * @param r
 930  *   A pointer to the ring structure.
 931  * @return
 932  *   The number of free entries in the ring.
 933  */
 934 static inline unsigned
 935 rte_ring_free_count(const struct rte_ring *r)
 936 {
 937         uint32_t prod_tail = r->prod.tail;
 938         uint32_t cons_tail = r->cons.tail;
 939         return (cons_tail - prod_tail - 1) & r->mask;
 940 }
 941
 942 /**
 943  * Return the size of the ring.
 944  *
 945  * @param r
 946  *   A pointer to the ring structure.
 947  * @return
 948  *   The number of elements which can be stored in the ring.
 949  */
 950 static inline unsigned int
 951 rte_ring_get_size(const struct rte_ring *r)
 952 {
 953         return r->size;
 954 }
 955
 956 /**
 957  * Dump the status of all rings on the console
 958  *
 959  * @param f
 960  *   A pointer to a file for output
 961  */
 962 void rte_ring_list_dump(FILE *f);
 963
 964 /**
 965  * Search a ring from its name
 966  *
 967  * @param name
 968  *   The name of the ring.
 969  * @return
 970  *   The pointer to the ring matching the name, or NULL if not found,
 971  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
 972  *    - ENOENT - required entry not available to return.
 973  */
 974 struct rte_ring *rte_ring_lookup(const char *name);
 975
 976 /**
 977  * Enqueue several objects on the ring (multi-producers safe).
 978  *
 979  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 980  * producer index atomically.
 981  *
 982  * @param r
 983  *   A pointer to the ring structure.
 984  * @param obj_table
 985  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 986  * @param n
 987  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 988  * @param free_space
 989  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
 990  *   enqueue operation has finished.
 991  * @return
 992  *   - n: Actual number of objects enqueued.
 993  */
 994 static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 995 rte_ring_mp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 996                          unsigned int n, unsigned int *free_space)
 997 {
 998         return __rte_ring_mp_do_enqueue(r, obj_table, n,
 999                         RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, free_space);
1000 }
1001
1002 /**
1003  * Enqueue several objects on a ring (NOT multi-producers safe).
1004  *
1005  * @param r
1006  *   A pointer to the ring structure.
1007  * @param obj_table
1008  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1009  * @param n
1010  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
1011  * @param free_space
1012  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
1013  *   enqueue operation has finished.
1014  * @return
1015  *   - n: Actual number of objects enqueued.
1016  */
1017 static inline unsigned __attribute__((always_inline))
1018 rte_ring_sp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
1019                          unsigned int n, unsigned int *free_space)
1020 {
1021         return __rte_ring_sp_do_enqueue(r, obj_table, n,
1022                         RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, free_space);
1023 }
1024
1025 /**
1026  * Enqueue several objects on a ring.
1027  *
1028  * This function calls the multi-producer or the single-producer
1029  * version depending on the default behavior that was specified at
1030  * ring creation time (see flags).
1031  *
1032  * @param r
1033  *   A pointer to the ring structure.
1034  * @param obj_table
1035  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1036  * @param n
1037  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
1038  * @param free_space
1039  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
1040  *   enqueue operation has finished.
1041  * @return
1042  *   - n: Actual number of objects enqueued.
1043  */
1044 static inline unsigned __attribute__((always_inline))
1045 rte_ring_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
1046                       unsigned int n, unsigned int *free_space)
1047 {
1048         if (r->prod.single)
1049                 return rte_ring_sp_enqueue_burst(r, obj_table, n, free_space);
1050         else
1051                 return rte_ring_mp_enqueue_burst(r, obj_table, n, free_space);
1052 }
1053
1054 /**
1055  * Dequeue several objects from a ring (multi-consumers safe). When the request
1056  * objects are more than the available objects, only dequeue the actual number
1057  * of objects
1058  *
1059  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
1060  * consumer index atomically.
1061  *
1062  * @param r
1063  *   A pointer to the ring structure.
1064  * @param obj_table
1065  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1066  * @param n
1067  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
1068  * @param available
1069  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
1070  *   dequeue has finished.
1071  * @return
1072  *   - n: Actual number of objects dequeued, 0 if ring is empty
1073  */
1074 static inline unsigned __attribute__((always_inline))
1075 rte_ring_mc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
1076                 unsigned int n, unsigned int *available)
1077 {
1078         return __rte_ring_mc_do_dequeue(r, obj_table, n,
1079                         RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, available);
1080 }
1081
1082 /**
1083  * Dequeue several objects from a ring (NOT multi-consumers safe).When the
1084  * request objects are more than the available objects, only dequeue the
1085  * actual number of objects
1086  *
1087  * @param r
1088  *   A pointer to the ring structure.
1089  * @param obj_table
1090  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1091  * @param n
1092  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
1093  * @param available
1094  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
1095  *   dequeue has finished.
1096  * @return
1097  *   - n: Actual number of objects dequeued, 0 if ring is empty
1098  */
1099 static inline unsigned __attribute__((always_inline))
1100 rte_ring_sc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
1101                 unsigned int n, unsigned int *available)
1102 {
1103         return __rte_ring_sc_do_dequeue(r, obj_table, n,
1104                         RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, available);
1105 }
1106
1107 /**
1108  * Dequeue multiple objects from a ring up to a maximum number.
1109  *
1110  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1111  * version, depending on the default behaviour that was specified at
1112  * ring creation time (see flags).
1113  *
1114  * @param r
1115  *   A pointer to the ring structure.
1116  * @param obj_table
1117  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1118  * @param n
1119  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
1120  * @param available
1121  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
1122  *   dequeue has finished.
1123  * @return
1124  *   - Number of objects dequeued
1125  */
1126 static inline unsigned __attribute__((always_inline))
1127 rte_ring_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
1128                 unsigned int n, unsigned int *available)
1129 {
1130         if (r->cons.single)
1131                 return rte_ring_sc_dequeue_burst(r, obj_table, n, available);
1132         else
1133                 return rte_ring_mc_dequeue_burst(r, obj_table, n, available);
1134 }
1135
1136 #ifdef __cplusplus
1137 }
1138 #endif
1139
1140 #endif /* _RTE_RING_H_ */