net/bnxt: refactor init/uninit
[dpdk.git] / lib / librte_hash / rte_hash.h
index 3beaca7..73c415f 100644 (file)
@@ -14,6 +14,9 @@
 #include <stdint.h>
 #include <stddef.h>
 
+#include <rte_compat.h>
+#include <rte_rcu_qsbr.h>
+
 #ifdef __cplusplus
 extern "C" {
 #endif
@@ -34,7 +37,29 @@ extern "C" {
 /** Default behavior of insertion, single writer/multi writer */
 #define RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_MULTI_WRITER_ADD 0x02
 
-/** Signature of key that is stored internally. */
+/** Flag to support reader writer concurrency */
+#define RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_RW_CONCURRENCY 0x04
+
+/** Flag to indicate the extendable bucket table feature should be used */
+#define RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_EXT_TABLE 0x08
+
+/** Flag to disable freeing of key index on hash delete.
+ * Refer to rte_hash_del_xxx APIs for more details.
+ * This is enabled by default when RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_RW_CONCURRENCY_LF
+ * is enabled. However, if internal RCU is enabled, freeing of internal
+ * memory/index is done on delete
+ */
+#define RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_NO_FREE_ON_DEL 0x10
+
+/** Flag to support lock free reader writer concurrency. Both single writer
+ * and multi writer use cases are supported.
+ */
+#define RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_RW_CONCURRENCY_LF 0x20
+
+/**
+ * The type of hash value of a key.
+ * It should be a value of at least 32bit with fully random pattern.
+ */
 typedef uint32_t hash_sig_t;
 
 /** Type of function that can be used for calculating the hash value. */
@@ -44,6 +69,13 @@ typedef uint32_t (*rte_hash_function)(const void *key, uint32_t key_len,
 /** Type of function used to compare the hash key. */
 typedef int (*rte_hash_cmp_eq_t)(const void *key1, const void *key2, size_t key_len);
 
+/**
+ * Type of function used to free data stored in the key.
+ * Required when using internal RCU to allow application to free key-data once
+ * the key is returned to the ring of free key-slots.
+ */
+typedef void (*rte_hash_free_key_data)(void *p, void *key_data);
+
 /**
  * Parameters used when creating the hash table.
  */
@@ -58,6 +90,39 @@ struct rte_hash_parameters {
        uint8_t extra_flag;             /**< Indicate if additional parameters are present. */
 };
 
+/** RCU reclamation modes */
+enum rte_hash_qsbr_mode {
+       /** Create defer queue for reclaim. */
+       RTE_HASH_QSBR_MODE_DQ = 0,
+       /** Use blocking mode reclaim. No defer queue created. */
+       RTE_HASH_QSBR_MODE_SYNC
+};
+
+/** HASH RCU QSBR configuration structure. */
+struct rte_hash_rcu_config {
+       struct rte_rcu_qsbr *v;         /**< RCU QSBR variable. */
+       enum rte_hash_qsbr_mode mode;
+       /**< Mode of RCU QSBR. RTE_HASH_QSBR_MODE_xxx
+        * '0' for default: create defer queue for reclaim.
+        */
+       uint32_t dq_size;
+       /**< RCU defer queue size.
+        * default: total hash table entries.
+        */
+       uint32_t trigger_reclaim_limit; /**< Threshold to trigger auto reclaim. */
+       uint32_t max_reclaim_size;
+       /**< Max entries to reclaim in one go.
+        * default: RTE_HASH_RCU_DQ_RECLAIM_MAX.
+        */
+       void *key_data_ptr;
+       /**< Pointer passed to the free function. Typically, this is the
+        * pointer to the data structure to which the resource to free
+        * (key-data) belongs. This can be NULL.
+        */
+       rte_hash_free_key_data free_key_data_func;
+       /**< Function to call to free the resource (key-data). */
+};
+
 /** @internal A hash table structure. */
 struct rte_hash;
 
@@ -116,17 +181,57 @@ void
 rte_hash_free(struct rte_hash *h);
 
 /**
- * Reset all hash structure, by zeroing all entries
+ * Reset all hash structure, by zeroing all entries.
+ * When RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_RW_CONCURRENCY_LF is enabled,
+ * it is application's responsibility to make sure that
+ * none of the readers are referencing the hash table
+ * while calling this API.
+ *
  * @param h
  *   Hash table to reset
  */
 void
 rte_hash_reset(struct rte_hash *h);
 
+/**
+ * Return the number of keys in the hash table
+ * @param h
+ *  Hash table to query from
+ * @return
+ *   - -EINVAL if parameters are invalid
+ *   - A value indicating how many keys were inserted in the table.
+ */
+int32_t
+rte_hash_count(const struct rte_hash *h);
+
+/**
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice
+ *
+ * Return the maximum key value ID that could possibly be returned by
+ * rte_hash_add_key function.
+ *
+ * @param h
+ *  Hash table to query from
+ * @return
+ *   - -EINVAL if parameters are invalid
+ *   - A value indicating the max key ID of key slots present in the table.
+ */
+__rte_experimental
+int32_t
+rte_hash_max_key_id(const struct rte_hash *h);
+
 /**
  * Add a key-value pair to an existing hash table.
  * This operation is not multi-thread safe
- * and should only be called from one thread.
+ * and should only be called from one thread by default.
+ * Thread safety can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
+ * If the key exists already in the table, this API updates its value
+ * with 'data' passed in this API. It is the responsibility of
+ * the application to manage any memory associated with the old value.
+ * The readers might still be using the old value even after this API
+ * has returned.
  *
  * @param h
  *   Hash table to add the key to.
@@ -146,7 +251,14 @@ rte_hash_add_key_data(const struct rte_hash *h, const void *key, void *data);
  * Add a key-value pair with a pre-computed hash value
  * to an existing hash table.
  * This operation is not multi-thread safe
- * and should only be called from one thread.
+ * and should only be called from one thread by default.
+ * Thread safety can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
+ * If the key exists already in the table, this API updates its value
+ * with 'data' passed in this API. It is the responsibility of
+ * the application to manage any memory associated with the old value.
+ * The readers might still be using the old value even after this API
+ * has returned.
  *
  * @param h
  *   Hash table to add the key to.
@@ -167,7 +279,9 @@ rte_hash_add_key_with_hash_data(const struct rte_hash *h, const void *key,
 
 /**
  * Add a key to an existing hash table. This operation is not multi-thread safe
- * and should only be called from one thread.
+ * and should only be called from one thread by default.
+ * Thread safety can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
  *
  * @param h
  *   Hash table to add the key to.
@@ -177,7 +291,9 @@ rte_hash_add_key_with_hash_data(const struct rte_hash *h, const void *key,
  *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
  *   - -ENOSPC if there is no space in the hash for this key.
  *   - A positive value that can be used by the caller as an offset into an
- *     array of user data. This value is unique for this key.
+ *     array of user data. This value is unique for this key. This
+ *     unique key id may be larger than the user specified entry count
+ *     when RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_MULTI_WRITER_ADD flag is set.
  */
 int32_t
 rte_hash_add_key(const struct rte_hash *h, const void *key);
@@ -185,7 +301,9 @@ rte_hash_add_key(const struct rte_hash *h, const void *key);
 /**
  * Add a key to an existing hash table.
  * This operation is not multi-thread safe
- * and should only be called from one thread.
+ * and should only be called from one thread by default.
+ * Thread safety can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
  *
  * @param h
  *   Hash table to add the key to.
@@ -197,7 +315,9 @@ rte_hash_add_key(const struct rte_hash *h, const void *key);
  *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
  *   - -ENOSPC if there is no space in the hash for this key.
  *   - A positive value that can be used by the caller as an offset into an
- *     array of user data. This value is unique for this key.
+ *     array of user data. This value is unique for this key. This
+ *     unique key ID may be larger than the user specified entry count
+ *     when RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_MULTI_WRITER_ADD flag is set.
  */
 int32_t
 rte_hash_add_key_with_hash(const struct rte_hash *h, const void *key, hash_sig_t sig);
@@ -205,7 +325,18 @@ rte_hash_add_key_with_hash(const struct rte_hash *h, const void *key, hash_sig_t
 /**
  * Remove a key from an existing hash table.
  * This operation is not multi-thread safe
- * and should only be called from one thread.
+ * and should only be called from one thread by default.
+ * Thread safety can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
+ * If RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_NO_FREE_ON_DEL or
+ * RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_RW_CONCURRENCY_LF is enabled and
+ * internal RCU is NOT enabled,
+ * the key index returned by rte_hash_add_key_xxx APIs will not be
+ * freed by this API. rte_hash_free_key_with_position API must be called
+ * additionally to free the index associated with the key.
+ * rte_hash_free_key_with_position API should be called after all
+ * the readers have stopped referencing the entry corresponding to
+ * this key. RCU mechanisms could be used to determine such a state.
  *
  * @param h
  *   Hash table to remove the key from.
@@ -224,7 +355,18 @@ rte_hash_del_key(const struct rte_hash *h, const void *key);
 /**
  * Remove a key from an existing hash table.
  * This operation is not multi-thread safe
- * and should only be called from one thread.
+ * and should only be called from one thread by default.
+ * Thread safety can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
+ * If RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_NO_FREE_ON_DEL or
+ * RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_RW_CONCURRENCY_LF is enabled and
+ * internal RCU is NOT enabled,
+ * the key index returned by rte_hash_add_key_xxx APIs will not be
+ * freed by this API. rte_hash_free_key_with_position API must be called
+ * additionally to free the index associated with the key.
+ * rte_hash_free_key_with_position API should be called after all
+ * the readers have stopped referencing the entry corresponding to
+ * this key. RCU mechanisms could be used to determine such a state.
  *
  * @param h
  *   Hash table to remove the key from.
@@ -244,7 +386,9 @@ rte_hash_del_key_with_hash(const struct rte_hash *h, const void *key, hash_sig_t
 
 /**
  * Find a key in the hash table given the position.
- * This operation is multi-thread safe.
+ * This operation is multi-thread safe with regarding to other lookup threads.
+ * Read-write concurrency can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
  *
  * @param h
  *   Hash table to get the key from.
@@ -254,16 +398,48 @@ rte_hash_del_key_with_hash(const struct rte_hash *h, const void *key, hash_sig_t
  *   Output containing a pointer to the key
  * @return
  *   - 0 if retrieved successfully
- *   - EINVAL if the parameters are invalid.
- *   - ENOENT if no valid key is found in the given position.
+ *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
+ *   - -ENOENT if no valid key is found in the given position.
  */
 int
 rte_hash_get_key_with_position(const struct rte_hash *h, const int32_t position,
                               void **key);
 
+/**
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice
+ *
+ * Free a hash key in the hash table given the position
+ * of the key. This operation is not multi-thread safe and should
+ * only be called from one thread by default. Thread safety
+ * can be enabled by setting flag during table creation.
+ * If RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_NO_FREE_ON_DEL or
+ * RTE_HASH_EXTRA_FLAGS_RW_CONCURRENCY_LF is enabled and
+ * internal RCU is NOT enabled,
+ * the key index returned by rte_hash_del_key_xxx APIs must be freed
+ * using this API. This API should be called after all the readers
+ * have stopped referencing the entry corresponding to this key.
+ * RCU mechanisms could be used to determine such a state.
+ * This API does not validate if the key is already freed.
+ *
+ * @param h
+ *   Hash table to free the key from.
+ * @param position
+ *   Position returned when the key was deleted.
+ * @return
+ *   - 0 if freed successfully
+ *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
+ */
+__rte_experimental
+int
+rte_hash_free_key_with_position(const struct rte_hash *h,
+                               const int32_t position);
+
 /**
  * Find a key-value pair in the hash table.
- * This operation is multi-thread safe.
+ * This operation is multi-thread safe with regarding to other lookup threads.
+ * Read-write concurrency can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
  *
  * @param h
  *   Hash table to look in.
@@ -272,9 +448,11 @@ rte_hash_get_key_with_position(const struct rte_hash *h, const int32_t position,
  * @param data
  *   Output with pointer to data returned from the hash table.
  * @return
- *   0 if successful lookup
- *   - EINVAL if the parameters are invalid.
- *   - ENOENT if the key is not found.
+ *   - A positive value that can be used by the caller as an offset into an
+ *     array of user data. This value is unique for this key, and is the same
+ *     value that was returned when the key was added.
+ *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
+ *   - -ENOENT if the key is not found.
  */
 int
 rte_hash_lookup_data(const struct rte_hash *h, const void *key, void **data);
@@ -282,7 +460,9 @@ rte_hash_lookup_data(const struct rte_hash *h, const void *key, void **data);
 /**
  * Find a key-value pair with a pre-computed hash value
  * to an existing hash table.
- * This operation is multi-thread safe.
+ * This operation is multi-thread safe with regarding to other lookup threads.
+ * Read-write concurrency can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
  *
  * @param h
  *   Hash table to look in.
@@ -293,9 +473,11 @@ rte_hash_lookup_data(const struct rte_hash *h, const void *key, void **data);
  * @param data
  *   Output with pointer to data returned from the hash table.
  * @return
- *   0 if successful lookup
- *   - EINVAL if the parameters are invalid.
- *   - ENOENT if the key is not found.
+ *   - A positive value that can be used by the caller as an offset into an
+ *     array of user data. This value is unique for this key, and is the same
+ *     value that was returned when the key was added.
+ *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
+ *   - -ENOENT if the key is not found.
  */
 int
 rte_hash_lookup_with_hash_data(const struct rte_hash *h, const void *key,
@@ -303,7 +485,9 @@ rte_hash_lookup_with_hash_data(const struct rte_hash *h, const void *key,
 
 /**
  * Find a key in the hash table.
- * This operation is multi-thread safe.
+ * This operation is multi-thread safe with regarding to other lookup threads.
+ * Read-write concurrency can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
  *
  * @param h
  *   Hash table to look in.
@@ -321,14 +505,16 @@ rte_hash_lookup(const struct rte_hash *h, const void *key);
 
 /**
  * Find a key in the hash table.
- * This operation is multi-thread safe.
+ * This operation is multi-thread safe with regarding to other lookup threads.
+ * Read-write concurrency can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
  *
  * @param h
  *   Hash table to look in.
  * @param key
  *   Key to find.
  * @param sig
- *   Hash value to remove from the hash table.
+ *   Precomputed hash value for 'key'.
  * @return
  *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
  *   - -ENOENT if the key is not found.
@@ -342,7 +528,7 @@ rte_hash_lookup_with_hash(const struct rte_hash *h,
 
 /**
  * Calc a hash value by key.
- * This operation is not multi-thread safe.
+ * This operation is not multi-process safe.
  *
  * @param h
  *   Hash table to look in.
@@ -356,7 +542,9 @@ rte_hash_hash(const struct rte_hash *h, const void *key);
 
 /**
  * Find multiple keys in the hash table.
- * This operation is multi-thread safe.
+ * This operation is multi-thread safe with regarding to other lookup threads.
+ * Read-write concurrency can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
  *
  * @param h
  *   Hash table to look in.
@@ -375,9 +563,72 @@ int
 rte_hash_lookup_bulk_data(const struct rte_hash *h, const void **keys,
                      uint32_t num_keys, uint64_t *hit_mask, void *data[]);
 
+/**
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice
+ *
+ * Find multiple keys in the hash table with precomputed hash value array.
+ * This operation is multi-thread safe with regarding to other lookup threads.
+ * Read-write concurrency can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
+ *
+ * @param h
+ *   Hash table to look in.
+ * @param keys
+ *   A pointer to a list of keys to look for.
+ * @param sig
+ *   A pointer to a list of precomputed hash values for keys.
+ * @param num_keys
+ *   How many keys are in the keys list (less than RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX).
+ * @param positions
+ *   Output containing a list of values, corresponding to the list of keys that
+ *   can be used by the caller as an offset into an array of user data. These
+ *   values are unique for each key, and are the same values that were returned
+ *   when each key was added. If a key in the list was not found, then -ENOENT
+ *   will be the value.
+ * @return
+ *   -EINVAL if there's an error, otherwise 0.
+ */
+__rte_experimental
+int
+rte_hash_lookup_with_hash_bulk(const struct rte_hash *h, const void **keys,
+               hash_sig_t *sig, uint32_t num_keys, int32_t *positions);
+
+/**
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice
+ *
+ * Find multiple keys in the hash table with precomputed hash value array.
+ * This operation is multi-thread safe with regarding to other lookup threads.
+ * Read-write concurrency can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
+ *
+ * @param h
+ *   Hash table to look in.
+ * @param keys
+ *   A pointer to a list of keys to look for.
+ * @param sig
+ *   A pointer to a list of precomputed hash values for keys.
+ * @param num_keys
+ *   How many keys are in the keys list (less than RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX).
+ * @param hit_mask
+ *   Output containing a bitmask with all successful lookups.
+ * @param data
+ *   Output containing array of data returned from all the successful lookups.
+ * @return
+ *   -EINVAL if there's an error, otherwise number of successful lookups.
+ */
+__rte_experimental
+int
+rte_hash_lookup_with_hash_bulk_data(const struct rte_hash *h,
+               const void **keys, hash_sig_t *sig,
+               uint32_t num_keys, uint64_t *hit_mask, void *data[]);
+
 /**
  * Find multiple keys in the hash table.
- * This operation is multi-thread safe.
+ * This operation is multi-thread safe with regarding to other lookup threads.
+ * Read-write concurrency can be enabled by setting flag during
+ * table creation.
  *
  * @param h
  *   Hash table to look in.
@@ -419,6 +670,30 @@ rte_hash_lookup_bulk(const struct rte_hash *h, const void **keys,
  */
 int32_t
 rte_hash_iterate(const struct rte_hash *h, const void **key, void **data, uint32_t *next);
+
+/**
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice
+ *
+ * Associate RCU QSBR variable with a Hash object.
+ * This API should be called to enable the integrated RCU QSBR support and
+ * should be called immediately after creating the Hash object.
+ *
+ * @param h
+ *   the hash object to add RCU QSBR
+ * @param cfg
+ *   RCU QSBR configuration
+ * @return
+ *   On success - 0
+ *   On error - 1 with error code set in rte_errno.
+ *   Possible rte_errno codes are:
+ *   - EINVAL - invalid pointer
+ *   - EEXIST - already added QSBR
+ *   - ENOMEM - memory allocation failure
+ */
+__rte_experimental
+int rte_hash_rcu_qsbr_add(struct rte_hash *h, struct rte_hash_rcu_config *cfg);
+
 #ifdef __cplusplus
 }
 #endif