ring: introduce RTS ring mode
[dpdk.git] / lib / librte_ring / rte_ring.h
index e265e94..c42e1cf 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
  *
- * Copyright (c) 2010-2017 Intel Corporation
+ * Copyright (c) 2010-2020 Intel Corporation
  * Copyright (c) 2007-2009 Kip Macy kmacy@freebsd.org
  * All rights reserved.
  * Derived from FreeBSD's bufring.h
 extern "C" {
 #endif
 
-#include <stdio.h>
-#include <stdint.h>
-#include <sys/queue.h>
-#include <errno.h>
-#include <rte_common.h>
-#include <rte_config.h>
-#include <rte_memory.h>
-#include <rte_lcore.h>
-#include <rte_atomic.h>
-#include <rte_branch_prediction.h>
-#include <rte_memzone.h>
-#include <rte_pause.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 as possible from ring */
-};
-
-#define RTE_RING_MZ_PREFIX "RG_"
-/** The maximum length of a ring name. */
-#define RTE_RING_NAMESIZE (RTE_MEMZONE_NAMESIZE - \
-                          sizeof(RTE_RING_MZ_PREFIX) + 1)
-
-struct rte_memzone; /* forward declaration, so as not to require memzone.h */
-
-/* structure to hold a pair of head/tail values and other metadata */
-struct rte_ring_headtail {
-       volatile uint32_t head;  /**< Prod/consumer head. */
-       volatile uint32_t tail;  /**< Prod/consumer tail. */
-       uint32_t single;         /**< True if single prod/cons */
-};
-
-/**
- * An RTE ring structure.
- *
- * The producer and the consumer have a head and a tail index. The particularity
- * of these index is that they are not between 0 and size(ring). These indexes
- * are between 0 and 2^32, and we mask their value when we access the ring[]
- * field. Thanks to this assumption, we can do subtractions between 2 index
- * values in a modulo-32bit base: that's why the overflow of the indexes is not
- * a problem.
- */
-struct rte_ring {
-       /*
-        * Note: this field kept the RTE_MEMZONE_NAMESIZE size due to ABI
-        * compatibility requirements, it could be changed to RTE_RING_NAMESIZE
-        * next time the ABI changes
-        */
-       char name[RTE_MEMZONE_NAMESIZE] __rte_cache_aligned; /**< Name of the ring. */
-       int flags;               /**< Flags supplied at creation. */
-       const struct rte_memzone *memzone;
-                       /**< Memzone, if any, containing the rte_ring */
-       uint32_t size;           /**< Size of ring. */
-       uint32_t mask;           /**< Mask (size-1) of ring. */
-       uint32_t capacity;       /**< Usable size of ring */
-
-       char pad0 __rte_cache_aligned; /**< empty cache line */
-
-       /** Ring producer status. */
-       struct rte_ring_headtail prod __rte_cache_aligned;
-       char pad1 __rte_cache_aligned; /**< empty cache line */
-
-       /** Ring consumer status. */
-       struct rte_ring_headtail cons __rte_cache_aligned;
-       char pad2 __rte_cache_aligned; /**< empty cache line */
-};
-
-#define RING_F_SP_ENQ 0x0001 /**< The default enqueue is "single-producer". */
-#define RING_F_SC_DEQ 0x0002 /**< The default dequeue is "single-consumer". */
-/**
- * Ring is to hold exactly requested number of entries.
- * Without this flag set, the ring size requested must be a power of 2, and the
- * usable space will be that size - 1. With the flag, the requested size will
- * be rounded up to the next power of two, but the usable space will be exactly
- * that requested. Worst case, if a power-of-2 size is requested, half the
- * ring space will be wasted.
- */
-#define RING_F_EXACT_SZ 0x0004
-#define RTE_RING_SZ_MASK  (0x7fffffffU) /**< Ring size mask */
-
-/* @internal defines for passing to the enqueue dequeue worker functions */
-#define __IS_SP 1
-#define __IS_MP 0
-#define __IS_SC 1
-#define __IS_MC 0
+#include <rte_ring_core.h>
 
 /**
  * Calculate the memory size needed for a ring
@@ -165,12 +79,24 @@ ssize_t rte_ring_get_memsize(unsigned 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".
+ *   - One of mutually exclusive flags that define producer behavior:
+ *      - 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".
+ *      - RING_F_MP_RTS_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
+ *        using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
+ *        is "multi-producer RTS mode".
+ *     If none of these flags is set, then default "multi-producer"
+ *     behavior is selected.
+ *   - One of mutually exclusive flags that define consumer behavior:
+ *      - 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".
+ *      - RING_F_MC_RTS_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
+ *        using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
+ *        is "multi-consumer RTS mode".
+ *     If none of these flags is set, then default "multi-consumer"
+ *     behavior is selected.
  * @return
  *   0 on success, or a negative value on error.
  */
@@ -200,12 +126,24 @@ int rte_ring_init(struct rte_ring *r, const char *name, unsigned count,
  *   constraint for the reserved zone.
  * @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".
+ *   - One of mutually exclusive flags that define producer behavior:
+ *      - 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".
+ *      - RING_F_MP_RTS_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
+ *        using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
+ *        is "multi-producer RTS mode".
+ *     If none of these flags is set, then default "multi-producer"
+ *     behavior is selected.
+ *   - One of mutually exclusive flags that define consumer behavior:
+ *      - 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".
+ *      - RING_F_MC_RTS_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
+ *        using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
+ *        is "multi-consumer RTS mode".
+ *     If none of these flags is set, then default "multi-consumer"
+ *     behavior is selected.
  * @return
  *   On success, the pointer to the new allocated ring. NULL on error with
  *    rte_errno set appropriately. Possible errno values include:
@@ -218,6 +156,7 @@ int rte_ring_init(struct rte_ring *r, const char *name, unsigned count,
  */
 struct rte_ring *rte_ring_create(const char *name, unsigned count,
                                 int socket_id, unsigned flags);
+
 /**
  * De-allocate all memory used by the ring.
  *
@@ -421,7 +360,7 @@ rte_ring_mp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
        return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
-                       __IS_MP, free_space);
+                       RTE_RING_SYNC_MT, free_space);
 }
 
 /**
@@ -444,9 +383,13 @@ rte_ring_sp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
        return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
-                       __IS_SP, free_space);
+                       RTE_RING_SYNC_ST, free_space);
 }
 
+#ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
+#include <rte_ring_elem.h>
+#endif
+
 /**
  * Enqueue several objects on a ring.
  *
@@ -470,8 +413,21 @@ static __rte_always_inline unsigned int
 rte_ring_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                      unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
-       return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
-                       r->prod.single, free_space);
+       switch (r->prod.sync_type) {
+       case RTE_RING_SYNC_MT:
+               return rte_ring_mp_enqueue_bulk(r, obj_table, n, free_space);
+       case RTE_RING_SYNC_ST:
+               return rte_ring_sp_enqueue_bulk(r, obj_table, n, free_space);
+#ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
+       case RTE_RING_SYNC_MT_RTS:
+               return rte_ring_mp_rts_enqueue_bulk(r, obj_table, n,
+                       free_space);
+#endif
+       }
+
+       /* valid ring should never reach this point */
+       RTE_ASSERT(0);
+       return 0;
 }
 
 /**
@@ -555,7 +511,7 @@ rte_ring_mc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                unsigned int n, unsigned int *available)
 {
        return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
-                       __IS_MC, available);
+                       RTE_RING_SYNC_MT, available);
 }
 
 /**
@@ -579,7 +535,7 @@ rte_ring_sc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                unsigned int n, unsigned int *available)
 {
        return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
-                       __IS_SC, available);
+                       RTE_RING_SYNC_ST, available);
 }
 
 /**
@@ -605,8 +561,20 @@ static __rte_always_inline unsigned int
 rte_ring_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned int n,
                unsigned int *available)
 {
-       return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
-                               r->cons.single, available);
+       switch (r->cons.sync_type) {
+       case RTE_RING_SYNC_MT:
+               return rte_ring_mc_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
+       case RTE_RING_SYNC_ST:
+               return rte_ring_sc_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
+#ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
+       case RTE_RING_SYNC_MT_RTS:
+               return rte_ring_mc_rts_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
+#endif
+       }
+
+       /* valid ring should never reach this point */
+       RTE_ASSERT(0);
+       return 0;
 }
 
 /**
@@ -670,6 +638,23 @@ rte_ring_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
        return rte_ring_dequeue_bulk(r, obj_p, 1, NULL) ? 0 : -ENOENT;
 }
 
+/**
+ * Flush a ring.
+ *
+ * This function flush all the elements in a ring
+ *
+ * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice
+ *
+ * @warning
+ * Make sure the ring is not in use while calling this function.
+ *
+ * @param r
+ *   A pointer to the ring structure.
+ */
+__rte_experimental
+void
+rte_ring_reset(struct rte_ring *r);
+
 /**
  * Return the number of entries in a ring.
  *
@@ -761,6 +746,62 @@ rte_ring_get_capacity(const struct rte_ring *r)
        return r->capacity;
 }
 
+/**
+ * Return sync type used by producer in the ring.
+ *
+ * @param r
+ *   A pointer to the ring structure.
+ * @return
+ *   Producer sync type value.
+ */
+static inline enum rte_ring_sync_type
+rte_ring_get_prod_sync_type(const struct rte_ring *r)
+{
+       return r->prod.sync_type;
+}
+
+/**
+ * Check is the ring for single producer.
+ *
+ * @param r
+ *   A pointer to the ring structure.
+ * @return
+ *   true if ring is SP, zero otherwise.
+ */
+static inline int
+rte_ring_is_prod_single(const struct rte_ring *r)
+{
+       return (rte_ring_get_prod_sync_type(r) == RTE_RING_SYNC_ST);
+}
+
+/**
+ * Return sync type used by consumer in the ring.
+ *
+ * @param r
+ *   A pointer to the ring structure.
+ * @return
+ *   Consumer sync type value.
+ */
+static inline enum rte_ring_sync_type
+rte_ring_get_cons_sync_type(const struct rte_ring *r)
+{
+       return r->cons.sync_type;
+}
+
+/**
+ * Check is the ring for single consumer.
+ *
+ * @param r
+ *   A pointer to the ring structure.
+ * @return
+ *   true if ring is SC, zero otherwise.
+ */
+static inline int
+rte_ring_is_cons_single(const struct rte_ring *r)
+{
+       return (rte_ring_get_cons_sync_type(r) == RTE_RING_SYNC_ST);
+}
+
 /**
  * Dump the status of all rings on the console
  *
@@ -804,7 +845,7 @@ rte_ring_mp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
        return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n,
-                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, __IS_MP, free_space);
+                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, RTE_RING_SYNC_MT, free_space);
 }
 
 /**
@@ -827,7 +868,7 @@ rte_ring_sp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
        return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n,
-                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, __IS_SP, free_space);
+                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, RTE_RING_SYNC_ST, free_space);
 }
 
 /**
@@ -853,8 +894,21 @@ static __rte_always_inline unsigned
 rte_ring_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                      unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
-       return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_VARIABLE,
-                       r->prod.single, free_space);
+       switch (r->prod.sync_type) {
+       case RTE_RING_SYNC_MT:
+               return rte_ring_mp_enqueue_burst(r, obj_table, n, free_space);
+       case RTE_RING_SYNC_ST:
+               return rte_ring_sp_enqueue_burst(r, obj_table, n, free_space);
+#ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
+       case RTE_RING_SYNC_MT_RTS:
+               return rte_ring_mp_rts_enqueue_burst(r, obj_table, n,
+                       free_space);
+#endif
+       }
+
+       /* valid ring should never reach this point */
+       RTE_ASSERT(0);
+       return 0;
 }
 
 /**
@@ -882,7 +936,7 @@ rte_ring_mc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                unsigned int n, unsigned int *available)
 {
        return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n,
-                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, __IS_MC, available);
+                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, RTE_RING_SYNC_MT, available);
 }
 
 /**
@@ -907,7 +961,7 @@ rte_ring_sc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                unsigned int n, unsigned int *available)
 {
        return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n,
-                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, __IS_SC, available);
+                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, RTE_RING_SYNC_ST, available);
 }
 
 /**
@@ -933,9 +987,21 @@ static __rte_always_inline unsigned
 rte_ring_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                unsigned int n, unsigned int *available)
 {
-       return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n,
-                               RTE_RING_QUEUE_VARIABLE,
-                               r->cons.single, available);
+       switch (r->cons.sync_type) {
+       case RTE_RING_SYNC_MT:
+               return rte_ring_mc_dequeue_burst(r, obj_table, n, available);
+       case RTE_RING_SYNC_ST:
+               return rte_ring_sc_dequeue_burst(r, obj_table, n, available);
+#ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
+       case RTE_RING_SYNC_MT_RTS:
+               return rte_ring_mc_rts_dequeue_burst(r, obj_table, n,
+                       available);
+#endif
+       }
+
+       /* valid ring should never reach this point */
+       RTE_ASSERT(0);
+       return 0;
 }
 
 #ifdef __cplusplus