ring: optimisations
authorIntel <intel.com>
Mon, 3 Jun 2013 00:00:00 +0000 (00:00 +0000)
committerThomas Monjalon <thomas.monjalon@6wind.com>
Tue, 17 Sep 2013 12:09:22 +0000 (14:09 +0200)
Signed-off-by: Intel
config/defconfig_i686-default-linuxapp-gcc
config/defconfig_i686-default-linuxapp-icc
config/defconfig_x86_64-default-linuxapp-gcc
config/defconfig_x86_64-default-linuxapp-icc
lib/librte_ring/rte_ring.c
lib/librte_ring/rte_ring.h

index a28b7f8..27c7f9f 100644 (file)
@@ -173,6 +173,7 @@ CONFIG_RTE_PMD_PACKET_PREFETCH=y
 #
 CONFIG_RTE_LIBRTE_RING=y
 CONFIG_RTE_LIBRTE_RING_DEBUG=n
+CONFIG_RTE_RING_SPLIT_PROD_CONS=n
 
 #
 # Compile librte_mempool
index b4e0fc2..697e501 100644 (file)
@@ -174,6 +174,7 @@ CONFIG_RTE_PMD_PACKET_PREFETCH=y
 #
 CONFIG_RTE_LIBRTE_RING=y
 CONFIG_RTE_LIBRTE_RING_DEBUG=n
+CONFIG_RTE_RING_SPLIT_PROD_CONS=n
 
 #
 # Compile librte_mempool
index daf9753..778cd85 100644 (file)
@@ -174,6 +174,7 @@ CONFIG_RTE_PMD_PACKET_PREFETCH=y
 #
 CONFIG_RTE_LIBRTE_RING=y
 CONFIG_RTE_LIBRTE_RING_DEBUG=n
+CONFIG_RTE_RING_SPLIT_PROD_CONS=n
 
 #
 # Compile librte_mempool
index ff668ca..b8fa480 100644 (file)
@@ -174,6 +174,7 @@ CONFIG_RTE_PMD_PACKET_PREFETCH=y
 #
 CONFIG_RTE_LIBRTE_RING=y
 CONFIG_RTE_LIBRTE_RING_DEBUG=n
+CONFIG_RTE_RING_SPLIT_PROD_CONS=n
 
 #
 # Compile librte_mempool
index 18ad22a..b5899f9 100644 (file)
@@ -110,8 +110,10 @@ rte_ring_create(const char *name, unsigned count, int socket_id,
        /* compilation-time checks */
        RTE_BUILD_BUG_ON((sizeof(struct rte_ring) &
                          CACHE_LINE_MASK) != 0);
+#ifdef RTE_RING_SPLIT_PROD_CONS
        RTE_BUILD_BUG_ON((offsetof(struct rte_ring, cons) &
                          CACHE_LINE_MASK) != 0);
+#endif
        RTE_BUILD_BUG_ON((offsetof(struct rte_ring, prod) &
                          CACHE_LINE_MASK) != 0);
 #ifdef RTE_LIBRTE_RING_DEBUG
index 664aabd..3529072 100644 (file)
@@ -159,17 +159,24 @@ struct rte_ring {
                uint32_t mask;           /**< Mask (size-1) of ring. */
                volatile uint32_t head;  /**< Consumer head. */
                volatile uint32_t tail;  /**< Consumer tail. */
+#ifdef RTE_RING_SPLIT_PROD_CONS
        } cons __rte_cache_aligned;
-
+#else
+       } cons;
+#endif
 
 #ifdef RTE_LIBRTE_RING_DEBUG
        struct rte_ring_debug_stats stats[RTE_MAX_LCORE];
 #endif
 
-       void * volatile ring[0] \
-                       __rte_cache_aligned; /**< Memory space of ring starts here. */
+       void * ring[0] __rte_cache_aligned; /**< Memory space of ring starts here.
+                                                                                * not volatile so need to be careful
+                                                                                * about compiler re-ordering */
 };
 
+/* dummy assembly operation to prevent compiler re-ordering of instructions */
+#define COMPILER_BARRIER() do { asm volatile("" ::: "memory"); } while(0)
+
 #define RING_F_SP_ENQ 0x0001 /**< The default enqueue is "single-producer". */
 #define RING_F_SC_DEQ 0x0002 /**< The default dequeue is "single-consumer". */
 #define RTE_RING_QUOT_EXCEED (1 << 31)  /**< Quota exceed for burst ops */
@@ -261,6 +268,58 @@ int rte_ring_set_water_mark(struct rte_ring *r, unsigned count);
  */
 void rte_ring_dump(const struct rte_ring *r);
 
+/* 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 { \
+       const uint32_t size = r->prod.size; \
+       uint32_t idx = prod_head & mask; \
+       if (likely(idx + n < size)) { \
+               for (i = 0; i < (n & ((~(unsigned)0x3))); i+=4, idx+=4) { \
+                       r->ring[idx] = obj_table[i]; \
+                       r->ring[idx+1] = obj_table[i+1]; \
+                       r->ring[idx+2] = obj_table[i+2]; \
+                       r->ring[idx+3] = obj_table[i+3]; \
+               } \
+               switch (n & 0x3) { \
+                       case 3: r->ring[idx++] = obj_table[i++]; \
+                       case 2: r->ring[idx++] = obj_table[i++]; \
+                       case 1: r->ring[idx++] = obj_table[i++]; \
+               } \
+       } else { \
+               for (i = 0; idx < size; i++, idx++)\
+                       r->ring[idx] = obj_table[i]; \
+               for (idx = 0; i < n; i++, idx++) \
+                       r->ring[idx] = obj_table[i]; \
+       } \
+} while(0)
+
+/* 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 { \
+       uint32_t idx = cons_head & mask; \
+       const uint32_t size = r->cons.size; \
+       if (likely(idx + n < size)) { \
+               for (i = 0; i < (n & (~(unsigned)0x3)); i+=4, idx+=4) {\
+                       obj_table[i] = r->ring[idx]; \
+                       obj_table[i+1] = r->ring[idx+1]; \
+                       obj_table[i+2] = r->ring[idx+2]; \
+                       obj_table[i+3] = r->ring[idx+3]; \
+               } \
+               switch (n & 0x3) { \
+                       case 3: obj_table[i++] = r->ring[idx++]; \
+                       case 2: obj_table[i++] = r->ring[idx++]; \
+                       case 1: obj_table[i++] = r->ring[idx++]; \
+               } \
+       } else { \
+               for (i = 0; idx < size; i++, idx++) \
+                       obj_table[i] = r->ring[idx]; \
+               for (idx = 0; i < n; i++, idx++) \
+                       obj_table[i] = r->ring[idx]; \
+       } \
+} while (0)
+
 /**
  * @internal Enqueue several objects on the ring (multi-producers safe).
  *
@@ -286,7 +345,7 @@ void rte_ring_dump(const struct rte_ring *r);
  *   if behavior = RTE_RING_QUEUE_VARIABLE
  *   - n: Actual number of objects enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 __rte_ring_mp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned n, enum rte_ring_queue_behavior behavior)
 {
@@ -334,9 +393,8 @@ __rte_ring_mp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
        } while (unlikely(success == 0));
 
        /* write entries in ring */
-       for (i = 0; likely(i < n); i++)
-               r->ring[(prod_head + i) & mask] = obj_table[i];
-       rte_wmb();
+       ENQUEUE_PTRS();
+       COMPILER_BARRIER();
 
        /* if we exceed the watermark */
        if (unlikely(((mask + 1) - free_entries + n) > r->prod.watermark)) {
@@ -382,7 +440,7 @@ __rte_ring_mp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
  *   if behavior = RTE_RING_QUEUE_VARIABLE
  *   - n: Actual number of objects enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 __rte_ring_sp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned n, enum rte_ring_queue_behavior behavior)
 {
@@ -421,9 +479,8 @@ __rte_ring_sp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
        r->prod.head = prod_next;
 
        /* write entries in ring */
-       for (i = 0; likely(i < n); i++)
-               r->ring[(prod_head + i) & mask] = obj_table[i];
-       rte_wmb();
+       ENQUEUE_PTRS();
+       COMPILER_BARRIER();
 
        /* if we exceed the watermark */
        if (unlikely(((mask + 1) - free_entries + n) > r->prod.watermark)) {
@@ -467,7 +524,7 @@ __rte_ring_sp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
  *   - n: Actual number of objects dequeued.
  */
 
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 __rte_ring_mc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                 unsigned n, enum rte_ring_queue_behavior behavior)
 {
@@ -492,7 +549,7 @@ __rte_ring_mc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                entries = (prod_tail - cons_head);
 
                /* Set the actual entries for dequeue */
-               if (unlikely(n > entries)) {
+               if (n > entries) {
                        if (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) {
                                __RING_STAT_ADD(r, deq_fail, n);
                                return -ENOENT;
@@ -513,10 +570,8 @@ __rte_ring_mc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
        } while (unlikely(success == 0));
 
        /* copy in table */
-       rte_rmb();
-       for (i = 0; likely(i < n); i++) {
-               obj_table[i] = r->ring[(cons_head + i) & mask];
-       }
+       DEQUEUE_PTRS();
+       COMPILER_BARRIER();
 
        /*
         * If there are other dequeues in progress that preceded us,
@@ -554,7 +609,7 @@ __rte_ring_mc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
  *   if behavior = RTE_RING_QUEUE_VARIABLE
  *   - n: Actual number of objects dequeued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 __rte_ring_sc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                 unsigned n, enum rte_ring_queue_behavior behavior)
 {
@@ -571,7 +626,7 @@ __rte_ring_sc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
         * and size(ring)-1. */
        entries = prod_tail - cons_head;
 
-       if (unlikely(n > entries)) {
+       if (n > entries) {
                if (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) {
                        __RING_STAT_ADD(r, deq_fail, n);
                        return -ENOENT;
@@ -590,10 +645,8 @@ __rte_ring_sc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
        r->cons.head = cons_next;
 
        /* copy in table */
-       rte_rmb();
-       for (i = 0; likely(i < n); i++) {
-               obj_table[i] = r->ring[(cons_head + i) & mask];
-       }
+       DEQUEUE_PTRS();
+       COMPILER_BARRIER();
 
        __RING_STAT_ADD(r, deq_success, n);
        r->cons.tail = cons_next;
@@ -618,7 +671,7 @@ __rte_ring_sc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
  *     high water mark is exceeded.
  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue, no object is enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned n)
 {
@@ -640,7 +693,7 @@ rte_ring_mp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
  *     high water mark is exceeded.
  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned n)
 {
@@ -666,7 +719,7 @@ rte_ring_sp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
  *     high water mark is exceeded.
  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                      unsigned n)
 {
@@ -692,7 +745,7 @@ rte_ring_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
  *     high water mark is exceeded.
  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mp_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 {
        return rte_ring_mp_enqueue_bulk(r, &obj, 1);
@@ -711,7 +764,7 @@ rte_ring_mp_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
  *     high water mark is exceeded.
  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sp_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 {
        return rte_ring_sp_enqueue_bulk(r, &obj, 1);
@@ -734,7 +787,7 @@ rte_ring_sp_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
  *     high water mark is exceeded.
  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 {
        if (r->prod.sp_enqueue)
@@ -760,7 +813,7 @@ rte_ring_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue; no object is
  *     dequeued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 {
        return __rte_ring_mc_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED);
@@ -781,7 +834,7 @@ rte_ring_mc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue; no object is
  *     dequeued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 {
        return __rte_ring_sc_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED);
@@ -805,7 +858,7 @@ rte_ring_sc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue, no object is
  *     dequeued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 {
        if (r->cons.sc_dequeue)
@@ -829,7 +882,7 @@ rte_ring_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue; no object is
  *     dequeued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mc_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 {
        return rte_ring_mc_dequeue_bulk(r, obj_p, 1);
@@ -847,7 +900,7 @@ rte_ring_mc_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue, no object is
  *     dequeued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sc_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 {
        return rte_ring_sc_dequeue_bulk(r, obj_p, 1);
@@ -869,7 +922,7 @@ rte_ring_sc_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue, no object is
  *     dequeued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 {
        if (r->cons.sc_dequeue)
@@ -976,7 +1029,7 @@ struct rte_ring *rte_ring_lookup(const char *name);
  * @return
  *   - n: Actual number of objects enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned n)
 {
@@ -995,7 +1048,7 @@ rte_ring_mp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
  * @return
  *   - n: Actual number of objects enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned n)
 {
@@ -1018,7 +1071,7 @@ rte_ring_sp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
  * @return
  *   - n: Actual number of objects enqueued.
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                      unsigned n)
 {
@@ -1045,7 +1098,7 @@ 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
+static inline int __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);
@@ -1065,7 +1118,7 @@ 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
+static inline int __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);
@@ -1087,7 +1140,7 @@ rte_ring_sc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
  * @return
  *   - Number of objects dequeued, or a negative error code on error
  */
-static inline int
+static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 {
        if (r->cons.sc_dequeue)