lib/librte_ring/rte_ring.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  *
   3  * Copyright (c) 2010-2020 Intel Corporation
   4  * Copyright (c) 2007-2009 Kip Macy kmacy@freebsd.org
   5  * All rights reserved.
   6  * Derived from FreeBSD's bufring.h
   7  * Used as BSD-3 Licensed with permission from Kip Macy.
   8  */
   9
  10 #ifndef _RTE_RING_H_
  11 #define _RTE_RING_H_
  12
  13 /**
  14  * @file
  15  * RTE Ring
  16  *
  17  * The Ring Manager is a fixed-size queue, implemented as a table of
  18  * pointers. Head and tail pointers are modified atomically, allowing
  19  * concurrent access to it. It has the following features:
  20  *
  21  * - FIFO (First In First Out)
  22  * - Maximum size is fixed; the pointers are stored in a table.
  23  * - Lockless implementation.
  24  * - Multi- or single-consumer dequeue.
  25  * - Multi- or single-producer enqueue.
  26  * - Bulk dequeue.
  27  * - Bulk enqueue.
  28  * - Ability to select different sync modes for producer/consumer.
  29  * - Dequeue start/finish (depending on consumer sync modes).
  30  * - Enqueue start/finish (depending on producer sync mode).
  31  *
  32  * Note: the ring implementation is not preemptible. Refer to Programmer's
  33  * guide/Environment Abstraction Layer/Multiple pthread/Known Issues/rte_ring
  34  * for more information.
  35  *
  36  */
  37
  38 #ifdef __cplusplus
  39 extern "C" {
  40 #endif
  41
  42 #include <rte_ring_core.h>
  43
  44 /**
  45  * Calculate the memory size needed for a ring
  46  *
  47  * This function returns the number of bytes needed for a ring, given
  48  * the number of elements in it. This value is the sum of the size of
  49  * the structure rte_ring and the size of the memory needed by the
  50  * objects pointers. The value is aligned to a cache line size.
  51  *
  52  * @param count
  53  *   The number of elements in the ring (must be a power of 2).
  54  * @return
  55  *   - The memory size needed for the ring on success.
  56  *   - -EINVAL if count is not a power of 2.
  57  */
  58 ssize_t rte_ring_get_memsize(unsigned count);
  59
  60 /**
  61  * Initialize a ring structure.
  62  *
  63  * Initialize a ring structure in memory pointed by "r". The size of the
  64  * memory area must be large enough to store the ring structure and the
  65  * object table. It is advised to use rte_ring_get_memsize() to get the
  66  * appropriate size.
  67  *
  68  * The ring size is set to *count*, which must be a power of two. Water
  69  * marking is disabled by default. The real usable ring size is
  70  * *count-1* instead of *count* to differentiate a free ring from an
  71  * empty ring.
  72  *
  73  * The ring is not added in RTE_TAILQ_RING global list. Indeed, the
  74  * memory given by the caller may not be shareable among dpdk
  75  * processes.
  76  *
  77  * @param r
  78  *   The pointer to the ring structure followed by the objects table.
  79  * @param name
  80  *   The name of the ring.
  81  * @param count
  82  *   The number of elements in the ring (must be a power of 2).
  83  * @param flags
  84  *   An OR of the following:
  85  *   - One of mutually exclusive flags that define producer behavior:
  86  *      - RING_F_SP_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
  87  *        using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
  88  *        is "single-producer".
  89  *      - RING_F_MP_RTS_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
  90  *        using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
  91  *        is "multi-producer RTS mode".
  92  *      - RING_F_MP_HTS_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
  93  *        using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
  94  *        is "multi-producer HTS mode".
  95  *     If none of these flags is set, then default "multi-producer"
  96  *     behavior is selected.
  97  *   - One of mutually exclusive flags that define consumer behavior:
  98  *      - RING_F_SC_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
  99  *        using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
 100  *        is "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
 101  *      - RING_F_MC_RTS_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
 102  *        using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
 103  *        is "multi-consumer RTS mode".
 104  *      - RING_F_MC_HTS_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
 105  *        using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
 106  *        is "multi-consumer HTS mode".
 107  *     If none of these flags is set, then default "multi-consumer"
 108  *     behavior is selected.
 109  * @return
 110  *   0 on success, or a negative value on error.
 111  */
 112 int rte_ring_init(struct rte_ring *r, const char *name, unsigned count,
 113         unsigned flags);
 114
 115 /**
 116  * Create a new ring named *name* in memory.
 117  *
 118  * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. Then it
 119  * calls rte_ring_init() to initialize an empty ring.
 120  *
 121  * The new ring size is set to *count*, which must be a power of
 122  * two. Water marking is disabled by default. The real usable ring size
 123  * is *count-1* instead of *count* to differentiate a free ring from an
 124  * empty ring.
 125  *
 126  * The ring is added in RTE_TAILQ_RING list.
 127  *
 128  * @param name
 129  *   The name of the ring.
 130  * @param count
 131  *   The size of the ring (must be a power of 2).
 132  * @param socket_id
 133  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in case of
 134  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
 135  *   constraint for the reserved zone.
 136  * @param flags
 137  *   An OR of the following:
 138  *   - One of mutually exclusive flags that define producer behavior:
 139  *      - RING_F_SP_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
 140  *        using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
 141  *        is "single-producer".
 142  *      - RING_F_MP_RTS_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
 143  *        using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
 144  *        is "multi-producer RTS mode".
 145  *      - RING_F_MP_HTS_ENQ: If this flag is set, the default behavior when
 146  *        using ``rte_ring_enqueue()`` or ``rte_ring_enqueue_bulk()``
 147  *        is "multi-producer HTS mode".
 148  *     If none of these flags is set, then default "multi-producer"
 149  *     behavior is selected.
 150  *   - One of mutually exclusive flags that define consumer behavior:
 151  *      - RING_F_SC_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
 152  *        using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
 153  *        is "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
 154  *      - RING_F_MC_RTS_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
 155  *        using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
 156  *        is "multi-consumer RTS mode".
 157  *      - RING_F_MC_HTS_DEQ: If this flag is set, the default behavior when
 158  *        using ``rte_ring_dequeue()`` or ``rte_ring_dequeue_bulk()``
 159  *        is "multi-consumer HTS mode".
 160  *     If none of these flags is set, then default "multi-consumer"
 161  *     behavior is selected.
 162  * @return
 163  *   On success, the pointer to the new allocated ring. NULL on error with
 164  *    rte_errno set appropriately. Possible errno values include:
 165  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
 166  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
 167  *    - EINVAL - count provided is not a power of 2
 168  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
 169  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
 170  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
 171  */
 172 struct rte_ring *rte_ring_create(const char *name, unsigned count,
 173                                  int socket_id, unsigned flags);
 174
 175 /**
 176  * De-allocate all memory used by the ring.
 177  *
 178  * @param r
 179  *   Ring to free
 180  */
 181 void rte_ring_free(struct rte_ring *r);
 182
 183 /**
 184  * Dump the status of the ring to a file.
 185  *
 186  * @param f
 187  *   A pointer to a file for output
 188  * @param r
 189  *   A pointer to the ring structure.
 190  */
 191 void rte_ring_dump(FILE *f, const struct rte_ring *r);
 192
 193 /* the actual enqueue of pointers on the ring.
 194  * Placed here since identical code needed in both
 195  * single and multi producer enqueue functions */
 196 #define ENQUEUE_PTRS(r, ring_start, prod_head, obj_table, n, obj_type) do { \
 197         unsigned int i; \
 198         const uint32_t size = (r)->size; \
 199         uint32_t idx = prod_head & (r)->mask; \
 200         obj_type *ring = (obj_type *)ring_start; \
 201         if (likely(idx + n < size)) { \
 202                 for (i = 0; i < (n & ((~(unsigned)0x3))); i+=4, idx+=4) { \
 203                         ring[idx] = obj_table[i]; \
 204                         ring[idx+1] = obj_table[i+1]; \
 205                         ring[idx+2] = obj_table[i+2]; \
 206                         ring[idx+3] = obj_table[i+3]; \
 207                 } \
 208                 switch (n & 0x3) { \
 209                 case 3: \
 210                         ring[idx++] = obj_table[i++]; /* fallthrough */ \
 211                 case 2: \
 212                         ring[idx++] = obj_table[i++]; /* fallthrough */ \
 213                 case 1: \
 214                         ring[idx++] = obj_table[i++]; \
 215                 } \
 216         } else { \
 217                 for (i = 0; idx < size; i++, idx++)\
 218                         ring[idx] = obj_table[i]; \
 219                 for (idx = 0; i < n; i++, idx++) \
 220                         ring[idx] = obj_table[i]; \
 221         } \
 222 } while (0)
 223
 224 /* the actual copy of pointers on the ring to obj_table.
 225  * Placed here since identical code needed in both
 226  * single and multi consumer dequeue functions */
 227 #define DEQUEUE_PTRS(r, ring_start, cons_head, obj_table, n, obj_type) do { \
 228         unsigned int i; \
 229         uint32_t idx = cons_head & (r)->mask; \
 230         const uint32_t size = (r)->size; \
 231         obj_type *ring = (obj_type *)ring_start; \
 232         if (likely(idx + n < size)) { \
 233                 for (i = 0; i < (n & (~(unsigned)0x3)); i+=4, idx+=4) {\
 234                         obj_table[i] = ring[idx]; \
 235                         obj_table[i+1] = ring[idx+1]; \
 236                         obj_table[i+2] = ring[idx+2]; \
 237                         obj_table[i+3] = ring[idx+3]; \
 238                 } \
 239                 switch (n & 0x3) { \
 240                 case 3: \
 241                         obj_table[i++] = ring[idx++]; /* fallthrough */ \
 242                 case 2: \
 243                         obj_table[i++] = ring[idx++]; /* fallthrough */ \
 244                 case 1: \
 245                         obj_table[i++] = ring[idx++]; \
 246                 } \
 247         } else { \
 248                 for (i = 0; idx < size; i++, idx++) \
 249                         obj_table[i] = ring[idx]; \
 250                 for (idx = 0; i < n; i++, idx++) \
 251                         obj_table[i] = ring[idx]; \
 252         } \
 253 } while (0)
 254
 255 /* Between load and load. there might be cpu reorder in weak model
 256  * (powerpc/arm).
 257  * There are 2 choices for the users
 258  * 1.use rmb() memory barrier
 259  * 2.use one-direction load_acquire/store_release barrier,defined by
 260  * CONFIG_RTE_USE_C11_MEM_MODEL=y
 261  * It depends on performance test results.
 262  * By default, move common functions to rte_ring_generic.h
 263  */
 264 #ifdef RTE_USE_C11_MEM_MODEL
 265 #include "rte_ring_c11_mem.h"
 266 #else
 267 #include "rte_ring_generic.h"
 268 #endif
 269
 270 /**
 271  * @internal Enqueue several objects on the ring
 272  *
 273   * @param r
 274  *   A pointer to the ring structure.
 275  * @param obj_table
 276  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 277  * @param n
 278  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 279  * @param behavior
 280  *   RTE_RING_QUEUE_FIXED:    Enqueue a fixed number of items from a ring
 281  *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Enqueue as many items as possible from ring
 282  * @param is_sp
 283  *   Indicates whether to use single producer or multi-producer head update
 284  * @param free_space
 285  *   returns the amount of space after the enqueue operation has finished
 286  * @return
 287  *   Actual number of objects enqueued.
 288  *   If behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED, this will be 0 or n only.
 289  */
 290 static __rte_always_inline unsigned int
 291 __rte_ring_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 292                  unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
 293                  unsigned int is_sp, unsigned int *free_space)
 294 {
 295         uint32_t prod_head, prod_next;
 296         uint32_t free_entries;
 297
 298         n = __rte_ring_move_prod_head(r, is_sp, n, behavior,
 299                         &prod_head, &prod_next, &free_entries);
 300         if (n == 0)
 301                 goto end;
 302
 303         ENQUEUE_PTRS(r, &r[1], prod_head, obj_table, n, void *);
 304
 305         update_tail(&r->prod, prod_head, prod_next, is_sp, 1);
 306 end:
 307         if (free_space != NULL)
 308                 *free_space = free_entries - n;
 309         return n;
 310 }
 311
 312 /**
 313  * @internal Dequeue several objects from the ring
 314  *
 315  * @param r
 316  *   A pointer to the ring structure.
 317  * @param obj_table
 318  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 319  * @param n
 320  *   The number of objects to pull from the ring.
 321  * @param behavior
 322  *   RTE_RING_QUEUE_FIXED:    Dequeue a fixed number of items from a ring
 323  *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Dequeue as many items as possible from ring
 324  * @param is_sc
 325  *   Indicates whether to use single consumer or multi-consumer head update
 326  * @param available
 327  *   returns the number of remaining ring entries after the dequeue has finished
 328  * @return
 329  *   - Actual number of objects dequeued.
 330  *     If behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED, this will be 0 or n only.
 331  */
 332 static __rte_always_inline unsigned int
 333 __rte_ring_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
 334                  unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
 335                  unsigned int is_sc, unsigned int *available)
 336 {
 337         uint32_t cons_head, cons_next;
 338         uint32_t entries;
 339
 340         n = __rte_ring_move_cons_head(r, (int)is_sc, n, behavior,
 341                         &cons_head, &cons_next, &entries);
 342         if (n == 0)
 343                 goto end;
 344
 345         DEQUEUE_PTRS(r, &r[1], cons_head, obj_table, n, void *);
 346
 347         update_tail(&r->cons, cons_head, cons_next, is_sc, 0);
 348
 349 end:
 350         if (available != NULL)
 351                 *available = entries - n;
 352         return n;
 353 }
 354
 355 /**
 356  * Enqueue several objects on the ring (multi-producers safe).
 357  *
 358  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 359  * producer index atomically.
 360  *
 361  * @param r
 362  *   A pointer to the ring structure.
 363  * @param obj_table
 364  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 365  * @param n
 366  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 367  * @param free_space
 368  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
 369  *   enqueue operation has finished.
 370  * @return
 371  *   The number of objects enqueued, either 0 or n
 372  */
 373 static __rte_always_inline unsigned int
 374 rte_ring_mp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 375                          unsigned int n, unsigned int *free_space)
 376 {
 377         return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
 378                         RTE_RING_SYNC_MT, free_space);
 379 }
 380
 381 /**
 382  * Enqueue several objects on a ring (NOT multi-producers safe).
 383  *
 384  * @param r
 385  *   A pointer to the ring structure.
 386  * @param obj_table
 387  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 388  * @param n
 389  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 390  * @param free_space
 391  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
 392  *   enqueue operation has finished.
 393  * @return
 394  *   The number of objects enqueued, either 0 or n
 395  */
 396 static __rte_always_inline unsigned int
 397 rte_ring_sp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 398                          unsigned int n, unsigned int *free_space)
 399 {
 400         return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
 401                         RTE_RING_SYNC_ST, free_space);
 402 }
 403
 404 #ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
 405 #include <rte_ring_elem.h>
 406 #endif
 407
 408 /**
 409  * Enqueue several objects on a ring.
 410  *
 411  * This function calls the multi-producer or the single-producer
 412  * version depending on the default behavior that was specified at
 413  * ring creation time (see flags).
 414  *
 415  * @param r
 416  *   A pointer to the ring structure.
 417  * @param obj_table
 418  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 419  * @param n
 420  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 421  * @param free_space
 422  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
 423  *   enqueue operation has finished.
 424  * @return
 425  *   The number of objects enqueued, either 0 or n
 426  */
 427 static __rte_always_inline unsigned int
 428 rte_ring_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 429                       unsigned int n, unsigned int *free_space)
 430 {
 431         switch (r->prod.sync_type) {
 432         case RTE_RING_SYNC_MT:
 433                 return rte_ring_mp_enqueue_bulk(r, obj_table, n, free_space);
 434         case RTE_RING_SYNC_ST:
 435                 return rte_ring_sp_enqueue_bulk(r, obj_table, n, free_space);
 436 #ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
 437         case RTE_RING_SYNC_MT_RTS:
 438                 return rte_ring_mp_rts_enqueue_bulk(r, obj_table, n,
 439                         free_space);
 440         case RTE_RING_SYNC_MT_HTS:
 441                 return rte_ring_mp_hts_enqueue_bulk(r, obj_table, n,
 442                         free_space);
 443 #endif
 444         }
 445
 446         /* valid ring should never reach this point */
 447         RTE_ASSERT(0);
 448         return 0;
 449 }
 450
 451 /**
 452  * Enqueue one object on a ring (multi-producers safe).
 453  *
 454  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 455  * producer index atomically.
 456  *
 457  * @param r
 458  *   A pointer to the ring structure.
 459  * @param obj
 460  *   A pointer to the object to be added.
 461  * @return
 462  *   - 0: Success; objects enqueued.
 463  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
 464  */
 465 static __rte_always_inline int
 466 rte_ring_mp_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 467 {
 468         return rte_ring_mp_enqueue_bulk(r, &obj, 1, NULL) ? 0 : -ENOBUFS;
 469 }
 470
 471 /**
 472  * Enqueue one object on a ring (NOT multi-producers safe).
 473  *
 474  * @param r
 475  *   A pointer to the ring structure.
 476  * @param obj
 477  *   A pointer to the object to be added.
 478  * @return
 479  *   - 0: Success; objects enqueued.
 480  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
 481  */
 482 static __rte_always_inline int
 483 rte_ring_sp_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 484 {
 485         return rte_ring_sp_enqueue_bulk(r, &obj, 1, NULL) ? 0 : -ENOBUFS;
 486 }
 487
 488 /**
 489  * Enqueue one object on a ring.
 490  *
 491  * This function calls the multi-producer or the single-producer
 492  * version, depending on the default behaviour that was specified at
 493  * ring creation time (see flags).
 494  *
 495  * @param r
 496  *   A pointer to the ring structure.
 497  * @param obj
 498  *   A pointer to the object to be added.
 499  * @return
 500  *   - 0: Success; objects enqueued.
 501  *   - -ENOBUFS: Not enough room in the ring to enqueue; no object is enqueued.
 502  */
 503 static __rte_always_inline int
 504 rte_ring_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 505 {
 506         return rte_ring_enqueue_bulk(r, &obj, 1, NULL) ? 0 : -ENOBUFS;
 507 }
 508
 509 /**
 510  * Dequeue several objects from a ring (multi-consumers safe).
 511  *
 512  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 513  * consumer index atomically.
 514  *
 515  * @param r
 516  *   A pointer to the ring structure.
 517  * @param obj_table
 518  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
 519  * @param n
 520  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
 521  * @param available
 522  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
 523  *   dequeue has finished.
 524  * @return
 525  *   The number of objects dequeued, either 0 or n
 526  */
 527 static __rte_always_inline unsigned int
 528 rte_ring_mc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table,
 529                 unsigned int n, unsigned int *available)
 530 {
 531         return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
 532                         RTE_RING_SYNC_MT, available);
 533 }
 534
 535 /**
 536  * Dequeue several objects from a ring (NOT multi-consumers safe).
 537  *
 538  * @param r
 539  *   A pointer to the ring structure.
 540  * @param obj_table
 541  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
 542  * @param n
 543  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table,
 544  *   must be strictly positive.
 545  * @param available
 546  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
 547  *   dequeue has finished.
 548  * @return
 549  *   The number of objects dequeued, either 0 or n
 550  */
 551 static __rte_always_inline unsigned int
 552 rte_ring_sc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table,
 553                 unsigned int n, unsigned int *available)
 554 {
 555         return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
 556                         RTE_RING_SYNC_ST, available);
 557 }
 558
 559 /**
 560  * Dequeue several objects from a ring.
 561  *
 562  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
 563  * version, depending on the default behaviour that was specified at
 564  * ring creation time (see flags).
 565  *
 566  * @param r
 567  *   A pointer to the ring structure.
 568  * @param obj_table
 569  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
 570  * @param n
 571  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
 572  * @param available
 573  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
 574  *   dequeue has finished.
 575  * @return
 576  *   The number of objects dequeued, either 0 or n
 577  */
 578 static __rte_always_inline unsigned int
 579 rte_ring_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned int n,
 580                 unsigned int *available)
 581 {
 582         switch (r->cons.sync_type) {
 583         case RTE_RING_SYNC_MT:
 584                 return rte_ring_mc_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
 585         case RTE_RING_SYNC_ST:
 586                 return rte_ring_sc_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
 587 #ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
 588         case RTE_RING_SYNC_MT_RTS:
 589                 return rte_ring_mc_rts_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
 590         case RTE_RING_SYNC_MT_HTS:
 591                 return rte_ring_mc_hts_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
 592 #endif
 593         }
 594
 595         /* valid ring should never reach this point */
 596         RTE_ASSERT(0);
 597         return 0;
 598 }
 599
 600 /**
 601  * Dequeue one object from a ring (multi-consumers safe).
 602  *
 603  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 604  * consumer index atomically.
 605  *
 606  * @param r
 607  *   A pointer to the ring structure.
 608  * @param obj_p
 609  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
 610  * @return
 611  *   - 0: Success; objects dequeued.
 612  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue; no object is
 613  *     dequeued.
 614  */
 615 static __rte_always_inline int
 616 rte_ring_mc_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 617 {
 618         return rte_ring_mc_dequeue_bulk(r, obj_p, 1, NULL)  ? 0 : -ENOENT;
 619 }
 620
 621 /**
 622  * Dequeue one object from a ring (NOT multi-consumers safe).
 623  *
 624  * @param r
 625  *   A pointer to the ring structure.
 626  * @param obj_p
 627  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
 628  * @return
 629  *   - 0: Success; objects dequeued.
 630  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue, no object is
 631  *     dequeued.
 632  */
 633 static __rte_always_inline int
 634 rte_ring_sc_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 635 {
 636         return rte_ring_sc_dequeue_bulk(r, obj_p, 1, NULL) ? 0 : -ENOENT;
 637 }
 638
 639 /**
 640  * Dequeue one object from a ring.
 641  *
 642  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
 643  * version depending on the default behaviour that was specified at
 644  * ring creation time (see flags).
 645  *
 646  * @param r
 647  *   A pointer to the ring structure.
 648  * @param obj_p
 649  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
 650  * @return
 651  *   - 0: Success, objects dequeued.
 652  *   - -ENOENT: Not enough entries in the ring to dequeue, no object is
 653  *     dequeued.
 654  */
 655 static __rte_always_inline int
 656 rte_ring_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 657 {
 658         return rte_ring_dequeue_bulk(r, obj_p, 1, NULL) ? 0 : -ENOENT;
 659 }
 660
 661 /**
 662  * Flush a ring.
 663  *
 664  * This function flush all the elements in a ring
 665  *
 666  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice
 667  *
 668  * @warning
 669  * Make sure the ring is not in use while calling this function.
 670  *
 671  * @param r
 672  *   A pointer to the ring structure.
 673  */
 674 __rte_experimental
 675 void
 676 rte_ring_reset(struct rte_ring *r);
 677
 678 /**
 679  * Return the number of entries in a ring.
 680  *
 681  * @param r
 682  *   A pointer to the ring structure.
 683  * @return
 684  *   The number of entries in the ring.
 685  */
 686 static inline unsigned
 687 rte_ring_count(const struct rte_ring *r)
 688 {
 689         uint32_t prod_tail = r->prod.tail;
 690         uint32_t cons_tail = r->cons.tail;
 691         uint32_t count = (prod_tail - cons_tail) & r->mask;
 692         return (count > r->capacity) ? r->capacity : count;
 693 }
 694
 695 /**
 696  * Return the number of free entries in a ring.
 697  *
 698  * @param r
 699  *   A pointer to the ring structure.
 700  * @return
 701  *   The number of free entries in the ring.
 702  */
 703 static inline unsigned
 704 rte_ring_free_count(const struct rte_ring *r)
 705 {
 706         return r->capacity - rte_ring_count(r);
 707 }
 708
 709 /**
 710  * Test if a ring is full.
 711  *
 712  * @param r
 713  *   A pointer to the ring structure.
 714  * @return
 715  *   - 1: The ring is full.
 716  *   - 0: The ring is not full.
 717  */
 718 static inline int
 719 rte_ring_full(const struct rte_ring *r)
 720 {
 721         return rte_ring_free_count(r) == 0;
 722 }
 723
 724 /**
 725  * Test if a ring is empty.
 726  *
 727  * @param r
 728  *   A pointer to the ring structure.
 729  * @return
 730  *   - 1: The ring is empty.
 731  *   - 0: The ring is not empty.
 732  */
 733 static inline int
 734 rte_ring_empty(const struct rte_ring *r)
 735 {
 736         return rte_ring_count(r) == 0;
 737 }
 738
 739 /**
 740  * Return the size of the ring.
 741  *
 742  * @param r
 743  *   A pointer to the ring structure.
 744  * @return
 745  *   The size of the data store used by the ring.
 746  *   NOTE: this is not the same as the usable space in the ring. To query that
 747  *   use ``rte_ring_get_capacity()``.
 748  */
 749 static inline unsigned int
 750 rte_ring_get_size(const struct rte_ring *r)
 751 {
 752         return r->size;
 753 }
 754
 755 /**
 756  * Return the number of elements which can be stored in the ring.
 757  *
 758  * @param r
 759  *   A pointer to the ring structure.
 760  * @return
 761  *   The usable size of the ring.
 762  */
 763 static inline unsigned int
 764 rte_ring_get_capacity(const struct rte_ring *r)
 765 {
 766         return r->capacity;
 767 }
 768
 769 /**
 770  * Return sync type used by producer in the ring.
 771  *
 772  * @param r
 773  *   A pointer to the ring structure.
 774  * @return
 775  *   Producer sync type value.
 776  */
 777 static inline enum rte_ring_sync_type
 778 rte_ring_get_prod_sync_type(const struct rte_ring *r)
 779 {
 780         return r->prod.sync_type;
 781 }
 782
 783 /**
 784  * Check is the ring for single producer.
 785  *
 786  * @param r
 787  *   A pointer to the ring structure.
 788  * @return
 789  *   true if ring is SP, zero otherwise.
 790  */
 791 static inline int
 792 rte_ring_is_prod_single(const struct rte_ring *r)
 793 {
 794         return (rte_ring_get_prod_sync_type(r) == RTE_RING_SYNC_ST);
 795 }
 796
 797 /**
 798  * Return sync type used by consumer in the ring.
 799  *
 800  * @param r
 801  *   A pointer to the ring structure.
 802  * @return
 803  *   Consumer sync type value.
 804  */
 805 static inline enum rte_ring_sync_type
 806 rte_ring_get_cons_sync_type(const struct rte_ring *r)
 807 {
 808         return r->cons.sync_type;
 809 }
 810
 811 /**
 812  * Check is the ring for single consumer.
 813  *
 814  * @param r
 815  *   A pointer to the ring structure.
 816  * @return
 817  *   true if ring is SC, zero otherwise.
 818  */
 819 static inline int
 820 rte_ring_is_cons_single(const struct rte_ring *r)
 821 {
 822         return (rte_ring_get_cons_sync_type(r) == RTE_RING_SYNC_ST);
 823 }
 824
 825 /**
 826  * Dump the status of all rings on the console
 827  *
 828  * @param f
 829  *   A pointer to a file for output
 830  */
 831 void rte_ring_list_dump(FILE *f);
 832
 833 /**
 834  * Search a ring from its name
 835  *
 836  * @param name
 837  *   The name of the ring.
 838  * @return
 839  *   The pointer to the ring matching the name, or NULL if not found,
 840  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
 841  *    - ENOENT - required entry not available to return.
 842  */
 843 struct rte_ring *rte_ring_lookup(const char *name);
 844
 845 /**
 846  * Enqueue several objects on the ring (multi-producers safe).
 847  *
 848  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 849  * producer index atomically.
 850  *
 851  * @param r
 852  *   A pointer to the ring structure.
 853  * @param obj_table
 854  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 855  * @param n
 856  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 857  * @param free_space
 858  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
 859  *   enqueue operation has finished.
 860  * @return
 861  *   - n: Actual number of objects enqueued.
 862  */
 863 static __rte_always_inline unsigned
 864 rte_ring_mp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 865                          unsigned int n, unsigned int *free_space)
 866 {
 867         return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n,
 868                         RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, RTE_RING_SYNC_MT, free_space);
 869 }
 870
 871 /**
 872  * Enqueue several objects on a ring (NOT multi-producers safe).
 873  *
 874  * @param r
 875  *   A pointer to the ring structure.
 876  * @param obj_table
 877  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 878  * @param n
 879  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 880  * @param free_space
 881  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
 882  *   enqueue operation has finished.
 883  * @return
 884  *   - n: Actual number of objects enqueued.
 885  */
 886 static __rte_always_inline unsigned
 887 rte_ring_sp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 888                          unsigned int n, unsigned int *free_space)
 889 {
 890         return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n,
 891                         RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, RTE_RING_SYNC_ST, free_space);
 892 }
 893
 894 /**
 895  * Enqueue several objects on a ring.
 896  *
 897  * This function calls the multi-producer or the single-producer
 898  * version depending on the default behavior that was specified at
 899  * ring creation time (see flags).
 900  *
 901  * @param r
 902  *   A pointer to the ring structure.
 903  * @param obj_table
 904  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
 905  * @param n
 906  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
 907  * @param free_space
 908  *   if non-NULL, returns the amount of space in the ring after the
 909  *   enqueue operation has finished.
 910  * @return
 911  *   - n: Actual number of objects enqueued.
 912  */
 913 static __rte_always_inline unsigned
 914 rte_ring_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
 915                       unsigned int n, unsigned int *free_space)
 916 {
 917         switch (r->prod.sync_type) {
 918         case RTE_RING_SYNC_MT:
 919                 return rte_ring_mp_enqueue_burst(r, obj_table, n, free_space);
 920         case RTE_RING_SYNC_ST:
 921                 return rte_ring_sp_enqueue_burst(r, obj_table, n, free_space);
 922 #ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
 923         case RTE_RING_SYNC_MT_RTS:
 924                 return rte_ring_mp_rts_enqueue_burst(r, obj_table, n,
 925                         free_space);
 926         case RTE_RING_SYNC_MT_HTS:
 927                 return rte_ring_mp_hts_enqueue_burst(r, obj_table, n,
 928                         free_space);
 929 #endif
 930         }
 931
 932         /* valid ring should never reach this point */
 933         RTE_ASSERT(0);
 934         return 0;
 935 }
 936
 937 /**
 938  * Dequeue several objects from a ring (multi-consumers safe). When the request
 939  * objects are more than the available objects, only dequeue the actual number
 940  * of objects
 941  *
 942  * This function uses a "compare and set" instruction to move the
 943  * consumer index atomically.
 944  *
 945  * @param r
 946  *   A pointer to the ring structure.
 947  * @param obj_table
 948  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
 949  * @param n
 950  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
 951  * @param available
 952  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
 953  *   dequeue has finished.
 954  * @return
 955  *   - n: Actual number of objects dequeued, 0 if ring is empty
 956  */
 957 static __rte_always_inline unsigned
 958 rte_ring_mc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
 959                 unsigned int n, unsigned int *available)
 960 {
 961         return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n,
 962                         RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, RTE_RING_SYNC_MT, available);
 963 }
 964
 965 /**
 966  * Dequeue several objects from a ring (NOT multi-consumers safe).When the
 967  * request objects are more than the available objects, only dequeue the
 968  * actual number of objects
 969  *
 970  * @param r
 971  *   A pointer to the ring structure.
 972  * @param obj_table
 973  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
 974  * @param n
 975  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
 976  * @param available
 977  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
 978  *   dequeue has finished.
 979  * @return
 980  *   - n: Actual number of objects dequeued, 0 if ring is empty
 981  */
 982 static __rte_always_inline unsigned
 983 rte_ring_sc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
 984                 unsigned int n, unsigned int *available)
 985 {
 986         return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n,
 987                         RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, RTE_RING_SYNC_ST, available);
 988 }
 989
 990 /**
 991  * Dequeue multiple objects from a ring up to a maximum number.
 992  *
 993  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
 994  * version, depending on the default behaviour that was specified at
 995  * ring creation time (see flags).
 996  *
 997  * @param r
 998  *   A pointer to the ring structure.
 999  * @param obj_table
1000  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1001  * @param n
1002  *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
1003  * @param available
1004  *   If non-NULL, returns the number of remaining ring entries after the
1005  *   dequeue has finished.
1006  * @return
1007  *   - Number of objects dequeued
1008  */
1009 static __rte_always_inline unsigned
1010 rte_ring_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
1011                 unsigned int n, unsigned int *available)
1012 {
1013         switch (r->cons.sync_type) {
1014         case RTE_RING_SYNC_MT:
1015                 return rte_ring_mc_dequeue_burst(r, obj_table, n, available);
1016         case RTE_RING_SYNC_ST:
1017                 return rte_ring_sc_dequeue_burst(r, obj_table, n, available);
1018 #ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
1019         case RTE_RING_SYNC_MT_RTS:
1020                 return rte_ring_mc_rts_dequeue_burst(r, obj_table, n,
1021                         available);
1022         case RTE_RING_SYNC_MT_HTS:
1023                 return rte_ring_mc_hts_dequeue_burst(r, obj_table, n,
1024                         available);
1025 #endif
1026         }
1027
1028         /* valid ring should never reach this point */
1029         RTE_ASSERT(0);
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 #ifdef __cplusplus
1034 }
1035 #endif
1036
1037 #endif /* _RTE_RING_H_ */