ring: eliminate duplication of size and mask fields
[dpdk.git] / lib / librte_ring / rte_ring.h
index de036ce..d650215 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*-
  *   BSD LICENSE
  *
- *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
+ *   Copyright(c) 2010-2017 Intel Corporation. All rights reserved.
  *   All rights reserved.
  *
  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
@@ -100,12 +100,13 @@ extern "C" {
 #include <rte_lcore.h>
 #include <rte_atomic.h>
 #include <rte_branch_prediction.h>
+#include <rte_memzone.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 a possible from ring */
+       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE   /* Enq/Deq as many items as possible from ring */
 };
 
 #ifdef RTE_LIBRTE_RING_DEBUG
@@ -126,8 +127,10 @@ struct rte_ring_debug_stats {
 } __rte_cache_aligned;
 #endif
 
-#define RTE_RING_NAMESIZE 32 /**< The maximum length of a ring name. */
 #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)
 
 #ifndef RTE_RING_PAUSE_REP_COUNT
 #define RTE_RING_PAUSE_REP_COUNT 0 /**< Yield after pause num of times, no yield
@@ -136,6 +139,21 @@ struct rte_ring_debug_stats {
 
 struct rte_memzone; /* forward declaration, so as not to require memzone.h */
 
+#if RTE_CACHE_LINE_SIZE < 128
+#define PROD_ALIGN (RTE_CACHE_LINE_SIZE * 2)
+#define CONS_ALIGN (RTE_CACHE_LINE_SIZE * 2)
+#else
+#define PROD_ALIGN RTE_CACHE_LINE_SIZE
+#define CONS_ALIGN RTE_CACHE_LINE_SIZE
+#endif
+
+/* 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.
  *
@@ -147,39 +165,30 @@ struct rte_memzone; /* forward declaration, so as not to require memzone.h */
  * a problem.
  */
 struct rte_ring {
-       char name[RTE_RING_NAMESIZE];    /**< Name of the ring. */
-       int flags;                       /**< Flags supplied at creation. */
+       /*
+        * 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];    /**< 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 watermark;      /**< Max items before EDQUOT in producer. */
 
        /** Ring producer status. */
-       struct prod {
-               uint32_t watermark;      /**< Maximum items before EDQUOT. */
-               uint32_t sp_enqueue;     /**< True, if single producer. */
-               uint32_t size;           /**< Size of ring. */
-               uint32_t mask;           /**< Mask (size-1) of ring. */
-               volatile uint32_t head;  /**< Producer head. */
-               volatile uint32_t tail;  /**< Producer tail. */
-       } prod __rte_cache_aligned;
+       struct rte_ring_headtail prod __rte_aligned(PROD_ALIGN);
 
        /** Ring consumer status. */
-       struct cons {
-               uint32_t sc_dequeue;     /**< True, if single consumer. */
-               uint32_t size;           /**< Size of the 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
+       struct rte_ring_headtail cons __rte_aligned(CONS_ALIGN);
 
 #ifdef RTE_LIBRTE_RING_DEBUG
        struct rte_ring_debug_stats stats[RTE_MAX_LCORE];
 #endif
 
-       void * ring[0] __rte_cache_aligned; /**< Memory space of ring starts here.
+       void *ring[] __rte_cache_aligned;   /**< Memory space of ring starts here.
                                             * not volatile so need to be careful
                                             * about compiler re-ordering */
 };
@@ -333,7 +342,7 @@ void rte_ring_free(struct rte_ring *r);
 int rte_ring_set_water_mark(struct rte_ring *r, unsigned count);
 
 /**
- * Dump the status of the ring to the console.
+ * Dump the status of the ring to a file.
  *
  * @param f
  *   A pointer to a file for output
@@ -346,7 +355,7 @@ void rte_ring_dump(FILE *f, const struct rte_ring *r);
  * 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; \
+       const uint32_t size = r->size; \
        uint32_t idx = prod_head & mask; \
        if (likely(idx + n < size)) { \
                for (i = 0; i < (n & ((~(unsigned)0x3))); i+=4, idx+=4) { \
@@ -373,7 +382,7 @@ void rte_ring_dump(FILE *f, const struct rte_ring *r);
  * single and multi consumer dequeue functions */
 #define DEQUEUE_PTRS() do { \
        uint32_t idx = cons_head & mask; \
-       const uint32_t size = r->cons.size; \
+       const uint32_t size = r->size; \
        if (likely(idx + n < size)) { \
                for (i = 0; i < (n & (~(unsigned)0x3)); i+=4, idx+=4) {\
                        obj_table[i] = r->ring[idx]; \
@@ -428,9 +437,14 @@ __rte_ring_mp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
        const unsigned max = n;
        int success;
        unsigned i, rep = 0;
-       uint32_t mask = r->prod.mask;
+       uint32_t mask = r->mask;
        int ret;
 
+       /* Avoid the unnecessary cmpset operation below, which is also
+        * potentially harmful when n equals 0. */
+       if (n == 0)
+               return 0;
+
        /* move prod.head atomically */
        do {
                /* Reset n to the initial burst count */
@@ -471,7 +485,7 @@ __rte_ring_mp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
        rte_smp_wmb();
 
        /* if we exceed the watermark */
-       if (unlikely(((mask + 1) - free_entries + n) > r->prod.watermark)) {
+       if (unlikely(((mask + 1) - free_entries + n) > r->watermark)) {
                ret = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ? -EDQUOT :
                                (int)(n | RTE_RING_QUOT_EXCEED);
                __RING_STAT_ADD(r, enq_quota, n);
@@ -530,7 +544,7 @@ __rte_ring_sp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
        uint32_t prod_head, cons_tail;
        uint32_t prod_next, free_entries;
        unsigned i;
-       uint32_t mask = r->prod.mask;
+       uint32_t mask = r->mask;
        int ret;
 
        prod_head = r->prod.head;
@@ -566,7 +580,7 @@ __rte_ring_sp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
        rte_smp_wmb();
 
        /* if we exceed the watermark */
-       if (unlikely(((mask + 1) - free_entries + n) > r->prod.watermark)) {
+       if (unlikely(((mask + 1) - free_entries + n) > r->watermark)) {
                ret = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ? -EDQUOT :
                        (int)(n | RTE_RING_QUOT_EXCEED);
                __RING_STAT_ADD(r, enq_quota, n);
@@ -616,7 +630,12 @@ __rte_ring_mc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
        const unsigned max = n;
        int success;
        unsigned i, rep = 0;
-       uint32_t mask = r->prod.mask;
+       uint32_t mask = r->mask;
+
+       /* Avoid the unnecessary cmpset operation below, which is also
+        * potentially harmful when n equals 0. */
+       if (n == 0)
+               return 0;
 
        /* move cons.head atomically */
        do {
@@ -708,7 +727,7 @@ __rte_ring_sc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
        uint32_t cons_head, prod_tail;
        uint32_t cons_next, entries;
        unsigned i;
-       uint32_t mask = r->prod.mask;
+       uint32_t mask = r->mask;
 
        cons_head = r->cons.head;
        prod_tail = r->prod.tail;
@@ -815,7 +834,7 @@ static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                      unsigned n)
 {
-       if (r->prod.sp_enqueue)
+       if (r->prod.single)
                return rte_ring_sp_enqueue_bulk(r, obj_table, n);
        else
                return rte_ring_mp_enqueue_bulk(r, obj_table, n);
@@ -882,7 +901,7 @@ rte_ring_sp_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_enqueue(struct rte_ring *r, void *obj)
 {
-       if (r->prod.sp_enqueue)
+       if (r->prod.single)
                return rte_ring_sp_enqueue(r, obj);
        else
                return rte_ring_mp_enqueue(r, obj);
@@ -953,7 +972,7 @@ rte_ring_sc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 {
-       if (r->cons.sc_dequeue)
+       if (r->cons.single)
                return rte_ring_sc_dequeue_bulk(r, obj_table, n);
        else
                return rte_ring_mc_dequeue_bulk(r, obj_table, n);
@@ -1017,7 +1036,7 @@ rte_ring_sc_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 static inline int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_p)
 {
-       if (r->cons.sc_dequeue)
+       if (r->cons.single)
                return rte_ring_sc_dequeue(r, obj_p);
        else
                return rte_ring_mc_dequeue(r, obj_p);
@@ -1037,7 +1056,7 @@ rte_ring_full(const struct rte_ring *r)
 {
        uint32_t prod_tail = r->prod.tail;
        uint32_t cons_tail = r->cons.tail;
-       return (((cons_tail - prod_tail - 1) & r->prod.mask) == 0);
+       return ((cons_tail - prod_tail - 1) & r->mask) == 0;
 }
 
 /**
@@ -1070,7 +1089,7 @@ rte_ring_count(const struct rte_ring *r)
 {
        uint32_t prod_tail = r->prod.tail;
        uint32_t cons_tail = r->cons.tail;
-       return ((prod_tail - cons_tail) & r->prod.mask);
+       return (prod_tail - cons_tail) & r->mask;
 }
 
 /**
@@ -1086,7 +1105,21 @@ rte_ring_free_count(const struct rte_ring *r)
 {
        uint32_t prod_tail = r->prod.tail;
        uint32_t cons_tail = r->cons.tail;
-       return ((cons_tail - prod_tail - 1) & r->prod.mask);
+       return (cons_tail - prod_tail - 1) & r->mask;
+}
+
+/**
+ * Return the size of the ring.
+ *
+ * @param r
+ *   A pointer to the ring structure.
+ * @return
+ *   The number of elements which can be stored in the ring.
+ */
+static inline unsigned int
+rte_ring_get_size(const struct rte_ring *r)
+{
+       return r->size;
 }
 
 /**
@@ -1170,7 +1203,7 @@ static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                      unsigned n)
 {
-       if (r->prod.sp_enqueue)
+       if (r->prod.single)
                return rte_ring_sp_enqueue_burst(r, obj_table, n);
        else
                return rte_ring_mp_enqueue_burst(r, obj_table, n);
@@ -1238,7 +1271,7 @@ rte_ring_sc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned n)
 {
-       if (r->cons.sc_dequeue)
+       if (r->cons.single)
                return rte_ring_sc_dequeue_burst(r, obj_table, n);
        else
                return rte_ring_mc_dequeue_burst(r, obj_table, n);