src/vlib/threads.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15 #define _GNU_SOURCE
  16
  17 #include <signal.h>
  18 #include <math.h>
  19 #include <vppinfra/format.h>
  20 #include <vlib/vlib.h>
  21
  22 #include <vlib/threads.h>
  23 #include <vlib/unix/cj.h>
  24
  25 DECLARE_CJ_GLOBAL_LOG;
  26
  27 #define FRAME_QUEUE_NELTS 32
  28
  29 u32
  30 vl (void *p)
  31 {
  32   return vec_len (p);
  33 }
  34
  35 vlib_worker_thread_t *vlib_worker_threads;
  36 vlib_thread_main_t vlib_thread_main;
  37
  38 /*
  39  * Barrier tracing can be enabled on a normal build to collect information
  40  * on barrier use, including timings and call stacks.  Deliberately not
  41  * keyed off CLIB_DEBUG, because that can add significant overhead which
  42  * imapacts observed timings.
  43  */
  44
  45 #ifdef BARRIER_TRACING
  46  /*
  47   * Output of barrier tracing can be to syslog or elog as suits
  48   */
  49 #ifdef BARRIER_TRACING_ELOG
  50 static u32
  51 elog_id_for_msg_name (const char *msg_name)
  52 {
  53   uword *p, r;
  54   static uword *h;
  55   u8 *name_copy;
  56
  57   if (!h)
  58     h = hash_create_string (0, sizeof (uword));
  59
  60   p = hash_get_mem (h, msg_name);
  61   if (p)
  62     return p[0];
  63   r = elog_string (&vlib_global_main.elog_main, "%s", msg_name);
  64
  65   name_copy = format (0, "%s%c", msg_name, 0);
  66
  67   hash_set_mem (h, name_copy, r);
  68
  69   return r;
  70 }
  71
  72   /*
  73    * elog Barrier trace functions, which are nulled out if BARRIER_TRACING isn't
  74    * defined
  75    */
  76
  77 static inline void
  78 barrier_trace_sync (f64 t_entry, f64 t_open, f64 t_closed)
  79 {
  80     /* *INDENT-OFF* */
  81     ELOG_TYPE_DECLARE (e) =
  82       {
  83         .format = "barrier <%d#%s(O:%dus:%dus)(%dus)",
  84         .format_args = "i4T4i4i4i4",
  85       };
  86     /* *INDENT-ON* */
  87   struct
  88   {
  89     u32 count, caller, t_entry, t_open, t_closed;
  90   } *ed = 0;
  91
  92   ed = ELOG_DATA (&vlib_global_main.elog_main, e);
  93   ed->count = (int) vlib_worker_threads[0].barrier_sync_count;
  94   ed->caller = elog_id_for_msg_name (vlib_worker_threads[0].barrier_caller);
  95   ed->t_entry = (int) (1000000.0 * t_entry);
  96   ed->t_open = (int) (1000000.0 * t_open);
  97   ed->t_closed = (int) (1000000.0 * t_closed);
  98 }
  99
 100 static inline void
 101 barrier_trace_sync_rec (f64 t_entry)
 102 {
 103     /* *INDENT-OFF* */
 104     ELOG_TYPE_DECLARE (e) =
 105       {
 106         .format = "barrier    <%d(%dus)%s",
 107         .format_args = "i4i4T4",
 108       };
 109     /* *INDENT-ON* */
 110   struct
 111   {
 112     u32 depth, t_entry, caller;
 113   } *ed = 0;
 114
 115   ed = ELOG_DATA (&vlib_global_main.elog_main, e);
 116   ed->depth = (int) vlib_worker_threads[0].recursion_level - 1;
 117   ed->t_entry = (int) (1000000.0 * t_entry);
 118   ed->caller = elog_id_for_msg_name (vlib_worker_threads[0].barrier_caller);
 119 }
 120
 121 static inline void
 122 barrier_trace_release_rec (f64 t_entry)
 123 {
 124     /* *INDENT-OFF* */
 125     ELOG_TYPE_DECLARE (e) =
 126       {
 127         .format = "barrier      (%dus)%d>",
 128         .format_args = "i4i4",
 129       };
 130     /* *INDENT-ON* */
 131   struct
 132   {
 133     u32 t_entry, depth;
 134   } *ed = 0;
 135
 136   ed = ELOG_DATA (&vlib_global_main.elog_main, e);
 137   ed->t_entry = (int) (1000000.0 * t_entry);
 138   ed->depth = (int) vlib_worker_threads[0].recursion_level;
 139 }
 140
 141 static inline void
 142 barrier_trace_release (f64 t_entry, f64 t_closed_total, f64 t_update_main)
 143 {
 144     /* *INDENT-OFF* */
 145     ELOG_TYPE_DECLARE (e) =
 146       {
 147         .format = "barrier   (%dus){%d}(C:%dus)#%d>",
 148         .format_args = "i4i4i4i4",
 149       };
 150     /* *INDENT-ON* */
 151   struct
 152   {
 153     u32 t_entry, t_update_main, t_closed_total, count;
 154   } *ed = 0;
 155
 156   ed = ELOG_DATA (&vlib_global_main.elog_main, e);
 157   ed->t_entry = (int) (1000000.0 * t_entry);
 158   ed->t_update_main = (int) (1000000.0 * t_update_main);
 159   ed->t_closed_total = (int) (1000000.0 * t_closed_total);
 160   ed->count = (int) vlib_worker_threads[0].barrier_sync_count;
 161
 162   /* Reset context for next trace */
 163   vlib_worker_threads[0].barrier_context = NULL;
 164 }
 165 #else
 166 char barrier_trace[65536];
 167 char *btp = barrier_trace;
 168
 169   /*
 170    * syslog Barrier trace functions, which are nulled out if BARRIER_TRACING
 171    * isn't defined
 172    */
 173
 174
 175 static inline void
 176 barrier_trace_sync (f64 t_entry, f64 t_open, f64 t_closed)
 177 {
 178   btp += sprintf (btp, "<%u#%s",
 179                   (unsigned int) vlib_worker_threads[0].barrier_sync_count,
 180                   vlib_worker_threads[0].barrier_caller);
 181
 182   if (vlib_worker_threads[0].barrier_context)
 183     {
 184       btp += sprintf (btp, "[%s]", vlib_worker_threads[0].barrier_context);
 185
 186     }
 187
 188   btp += sprintf (btp, "(O:%dus:%dus)(%dus):",
 189                   (int) (1000000.0 * t_entry),
 190                   (int) (1000000.0 * t_open), (int) (1000000.0 * t_closed));
 191
 192 }
 193
 194 static inline void
 195 barrier_trace_sync_rec (f64 t_entry)
 196 {
 197   btp += sprintf (btp, "<%u(%dus)%s:",
 198                   (int) vlib_worker_threads[0].recursion_level - 1,
 199                   (int) (1000000.0 * t_entry),
 200                   vlib_worker_threads[0].barrier_caller);
 201 }
 202
 203 static inline void
 204 barrier_trace_release_rec (f64 t_entry)
 205 {
 206   btp += sprintf (btp, ":(%dus)%u>", (int) (1000000.0 * t_entry),
 207                   (int) vlib_worker_threads[0].recursion_level);
 208 }
 209
 210 static inline void
 211 barrier_trace_release (f64 t_entry, f64 t_closed_total, f64 t_update_main)
 212 {
 213
 214   btp += sprintf (btp, ":(%dus)", (int) (1000000.0 * t_entry));
 215   if (t_update_main > 0)
 216     {
 217       btp += sprintf (btp, "{%dus}", (int) (1000000.0 * t_update_main));
 218     }
 219
 220   btp += sprintf (btp, "(C:%dus)#%u>",
 221                   (int) (1000000.0 * t_closed_total),
 222                   (int) vlib_worker_threads[0].barrier_sync_count);
 223
 224   /* Dump buffer to syslog, and reset for next trace */
 225   fformat (stderr, "BTRC %s\n", barrier_trace);
 226   btp = barrier_trace;
 227   vlib_worker_threads[0].barrier_context = NULL;
 228 }
 229 #endif
 230 #else
 231
 232   /* Null functions for default case where barrier tracing isn't used */
 233 static inline void
 234 barrier_trace_sync (f64 t_entry, f64 t_open, f64 t_closed)
 235 {
 236 }
 237
 238 static inline void
 239 barrier_trace_sync_rec (f64 t_entry)
 240 {
 241 }
 242
 243 static inline void
 244 barrier_trace_release_rec (f64 t_entry)
 245 {
 246 }
 247
 248 static inline void
 249 barrier_trace_release (f64 t_entry, f64 t_closed_total, f64 t_update_main)
 250 {
 251 }
 252 #endif
 253
 254 uword
 255 os_get_nthreads (void)
 256 {
 257   u32 len;
 258
 259   len = vec_len (vlib_thread_stacks);
 260   if (len == 0)
 261     return 1;
 262   else
 263     return len;
 264 }
 265
 266 void
 267 vlib_set_thread_name (char *name)
 268 {
 269   int pthread_setname_np (pthread_t __target_thread, const char *__name);
 270   int rv;
 271   pthread_t thread = pthread_self ();
 272
 273   if (thread)
 274     {
 275       rv = pthread_setname_np (thread, name);
 276       if (rv)
 277         clib_warning ("pthread_setname_np returned %d", rv);
 278     }
 279 }
 280
 281 static int
 282 sort_registrations_by_no_clone (void *a0, void *a1)
 283 {
 284   vlib_thread_registration_t **tr0 = a0;
 285   vlib_thread_registration_t **tr1 = a1;
 286
 287   return ((i32) ((*tr0)->no_data_structure_clone)
 288           - ((i32) ((*tr1)->no_data_structure_clone)));
 289 }
 290
 291 static uword *
 292 clib_sysfs_list_to_bitmap (char *filename)
 293 {
 294   FILE *fp;
 295   uword *r = 0;
 296
 297   fp = fopen (filename, "r");
 298
 299   if (fp != NULL)
 300     {
 301       u8 *buffer = 0;
 302       vec_validate (buffer, 256 - 1);
 303       if (fgets ((char *) buffer, 256, fp))
 304         {
 305           unformat_input_t in;
 306           unformat_init_string (&in, (char *) buffer,
 307                                 strlen ((char *) buffer));
 308           if (unformat (&in, "%U", unformat_bitmap_list, &r) != 1)
 309             clib_warning ("unformat_bitmap_list failed");
 310           unformat_free (&in);
 311         }
 312       vec_free (buffer);
 313       fclose (fp);
 314     }
 315   return r;
 316 }
 317
 318
 319 /* Called early in the init sequence */
 320
 321 clib_error_t *
 322 vlib_thread_init (vlib_main_t * vm)
 323 {
 324   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
 325   vlib_worker_thread_t *w;
 326   vlib_thread_registration_t *tr;
 327   u32 n_vlib_mains = 1;
 328   u32 first_index = 1;
 329   u32 i;
 330   uword *avail_cpu;
 331
 332   /* get bitmaps of active cpu cores and sockets */
 333   tm->cpu_core_bitmap =
 334     clib_sysfs_list_to_bitmap ("/sys/devices/system/cpu/online");
 335   tm->cpu_socket_bitmap =
 336     clib_sysfs_list_to_bitmap ("/sys/devices/system/node/online");
 337
 338   avail_cpu = clib_bitmap_dup (tm->cpu_core_bitmap);
 339
 340   /* skip cores */
 341   for (i = 0; i < tm->skip_cores; i++)
 342     {
 343       uword c = clib_bitmap_first_set (avail_cpu);
 344       if (c == ~0)
 345         return clib_error_return (0, "no available cpus to skip");
 346
 347       avail_cpu = clib_bitmap_set (avail_cpu, c, 0);
 348     }
 349
 350   /* grab cpu for main thread */
 351   if (!tm->main_lcore)
 352     {
 353       tm->main_lcore = clib_bitmap_first_set (avail_cpu);
 354       if (tm->main_lcore == (u8) ~ 0)
 355         return clib_error_return (0, "no available cpus to be used for the"
 356                                   " main thread");
 357     }
 358   else
 359     {
 360       if (clib_bitmap_get (avail_cpu, tm->main_lcore) == 0)
 361         return clib_error_return (0, "cpu %u is not available to be used"
 362                                   " for the main thread", tm->main_lcore);
 363     }
 364   avail_cpu = clib_bitmap_set (avail_cpu, tm->main_lcore, 0);
 365
 366   /* assume that there is socket 0 only if there is no data from sysfs */
 367   if (!tm->cpu_socket_bitmap)
 368     tm->cpu_socket_bitmap = clib_bitmap_set (0, 0, 1);
 369
 370   /* pin main thread to main_lcore  */
 371   if (tm->cb.vlib_thread_set_lcore_cb)
 372     {
 373       tm->cb.vlib_thread_set_lcore_cb (0, tm->main_lcore);
 374     }
 375   else
 376     {
 377       cpu_set_t cpuset;
 378       CPU_ZERO (&cpuset);
 379       CPU_SET (tm->main_lcore, &cpuset);
 380       pthread_setaffinity_np (pthread_self (), sizeof (cpu_set_t), &cpuset);
 381     }
 382
 383   /* as many threads as stacks... */
 384   vec_validate_aligned (vlib_worker_threads, vec_len (vlib_thread_stacks) - 1,
 385                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 386
 387   /* Preallocate thread 0 */
 388   _vec_len (vlib_worker_threads) = 1;
 389   w = vlib_worker_threads;
 390   w->thread_mheap = clib_mem_get_heap ();
 391   w->thread_stack = vlib_thread_stacks[0];
 392   w->lcore_id = tm->main_lcore;
 393   w->lwp = syscall (SYS_gettid);
 394   w->thread_id = pthread_self ();
 395   tm->n_vlib_mains = 1;
 396
 397   if (tm->sched_policy != ~0)
 398     {
 399       struct sched_param sched_param;
 400       if (!sched_getparam (w->lwp, &sched_param))
 401         {
 402           if (tm->sched_priority != ~0)
 403             sched_param.sched_priority = tm->sched_priority;
 404           sched_setscheduler (w->lwp, tm->sched_policy, &sched_param);
 405         }
 406     }
 407
 408   /* assign threads to cores and set n_vlib_mains */
 409   tr = tm->next;
 410
 411   while (tr)
 412     {
 413       vec_add1 (tm->registrations, tr);
 414       tr = tr->next;
 415     }
 416
 417   vec_sort_with_function (tm->registrations, sort_registrations_by_no_clone);
 418
 419   for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
 420     {
 421       int j;
 422       tr = tm->registrations[i];
 423       tr->first_index = first_index;
 424       first_index += tr->count;
 425       n_vlib_mains += (tr->no_data_structure_clone == 0) ? tr->count : 0;
 426
 427       /* construct coremask */
 428       if (tr->use_pthreads || !tr->count)
 429         continue;
 430
 431       if (tr->coremask)
 432         {
 433           uword c;
 434           /* *INDENT-OFF* */
 435           clib_bitmap_foreach (c, tr->coremask, ({
 436             if (clib_bitmap_get(avail_cpu, c) == 0)
 437               return clib_error_return (0, "cpu %u is not available to be used"
 438                                         " for the '%s' thread",c, tr->name);
 439
 440             avail_cpu = clib_bitmap_set(avail_cpu, c, 0);
 441           }));
 442 /* *INDENT-ON* */
 443
 444         }
 445       else
 446         {
 447           for (j = 0; j < tr->count; j++)
 448             {
 449               uword c = clib_bitmap_first_set (avail_cpu);
 450               if (c == ~0)
 451                 return clib_error_return (0,
 452                                           "no available cpus to be used for"
 453                                           " the '%s' thread", tr->name);
 454
 455               avail_cpu = clib_bitmap_set (avail_cpu, c, 0);
 456               tr->coremask = clib_bitmap_set (tr->coremask, c, 1);
 457             }
 458         }
 459     }
 460
 461   clib_bitmap_free (avail_cpu);
 462
 463   tm->n_vlib_mains = n_vlib_mains;
 464
 465   vec_validate_aligned (vlib_worker_threads, first_index - 1,
 466                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 467
 468   return 0;
 469 }
 470
 471 vlib_frame_queue_t *
 472 vlib_frame_queue_alloc (int nelts)
 473 {
 474   vlib_frame_queue_t *fq;
 475
 476   fq = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (*fq), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 477   memset (fq, 0, sizeof (*fq));
 478   fq->nelts = nelts;
 479   fq->vector_threshold = 128;   // packets
 480   vec_validate_aligned (fq->elts, nelts - 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 481
 482   if (1)
 483     {
 484       if (((uword) & fq->tail) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
 485         fformat (stderr, "WARNING: fq->tail unaligned\n");
 486       if (((uword) & fq->head) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
 487         fformat (stderr, "WARNING: fq->head unaligned\n");
 488       if (((uword) fq->elts) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
 489         fformat (stderr, "WARNING: fq->elts unaligned\n");
 490
 491       if (sizeof (fq->elts[0]) % CLIB_CACHE_LINE_BYTES)
 492         fformat (stderr, "WARNING: fq->elts[0] size %d\n",
 493                  sizeof (fq->elts[0]));
 494       if (nelts & (nelts - 1))
 495         {
 496           fformat (stderr, "FATAL: nelts MUST be a power of 2\n");
 497           abort ();
 498         }
 499     }
 500
 501   return (fq);
 502 }
 503
 504 void vl_msg_api_handler_no_free (void *) __attribute__ ((weak));
 505 void
 506 vl_msg_api_handler_no_free (void *v)
 507 {
 508 }
 509
 510 /* Turned off, save as reference material... */
 511 #if 0
 512 static inline int
 513 vlib_frame_queue_dequeue_internal (int thread_id,
 514                                    vlib_main_t * vm, vlib_node_main_t * nm)
 515 {
 516   vlib_frame_queue_t *fq = vlib_frame_queues[thread_id];
 517   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
 518   vlib_frame_t *f;
 519   vlib_pending_frame_t *p;
 520   vlib_node_runtime_t *r;
 521   u32 node_runtime_index;
 522   int msg_type;
 523   u64 before;
 524   int processed = 0;
 525
 526   ASSERT (vm == vlib_mains[thread_id]);
 527
 528   while (1)
 529     {
 530       if (fq->head == fq->tail)
 531         return processed;
 532
 533       elt = fq->elts + ((fq->head + 1) & (fq->nelts - 1));
 534
 535       if (!elt->valid)
 536         return processed;
 537
 538       before = clib_cpu_time_now ();
 539
 540       f = elt->frame;
 541       node_runtime_index = elt->node_runtime_index;
 542       msg_type = elt->msg_type;
 543
 544       switch (msg_type)
 545         {
 546         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_FREE_BUFFERS:
 547           vlib_buffer_free (vm, vlib_frame_vector_args (f), f->n_vectors);
 548           /* note fallthrough... */
 549         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_FREE_FRAME:
 550           r = vec_elt_at_index (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL],
 551                                 node_runtime_index);
 552           vlib_frame_free (vm, r, f);
 553           break;
 554         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_DISPATCH_FRAME:
 555           vec_add2 (vm->node_main.pending_frames, p, 1);
 556           f->flags |= (VLIB_FRAME_PENDING | VLIB_FRAME_FREE_AFTER_DISPATCH);
 557           p->node_runtime_index = elt->node_runtime_index;
 558           p->frame_index = vlib_frame_index (vm, f);
 559           p->next_frame_index = VLIB_PENDING_FRAME_NO_NEXT_FRAME;
 560           fq->dequeue_vectors += (u64) f->n_vectors;
 561           break;
 562         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_API_MSG:
 563           vl_msg_api_handler_no_free (f);
 564           break;
 565         default:
 566           clib_warning ("bogus frame queue message, type %d", msg_type);
 567           break;
 568         }
 569       elt->valid = 0;
 570       fq->dequeues++;
 571       fq->dequeue_ticks += clib_cpu_time_now () - before;
 572       CLIB_MEMORY_BARRIER ();
 573       fq->head++;
 574       processed++;
 575     }
 576   ASSERT (0);
 577   return processed;
 578 }
 579
 580 int
 581 vlib_frame_queue_dequeue (int thread_id,
 582                           vlib_main_t * vm, vlib_node_main_t * nm)
 583 {
 584   return vlib_frame_queue_dequeue_internal (thread_id, vm, nm);
 585 }
 586
 587 int
 588 vlib_frame_queue_enqueue (vlib_main_t * vm, u32 node_runtime_index,
 589                           u32 frame_queue_index, vlib_frame_t * frame,
 590                           vlib_frame_queue_msg_type_t type)
 591 {
 592   vlib_frame_queue_t *fq = vlib_frame_queues[frame_queue_index];
 593   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
 594   u32 save_count;
 595   u64 new_tail;
 596   u64 before = clib_cpu_time_now ();
 597
 598   ASSERT (fq);
 599
 600   new_tail = __sync_add_and_fetch (&fq->tail, 1);
 601
 602   /* Wait until a ring slot is available */
 603   while (new_tail >= fq->head + fq->nelts)
 604     {
 605       f64 b4 = vlib_time_now_ticks (vm, before);
 606       vlib_worker_thread_barrier_check (vm, b4);
 607       /* Bad idea. Dequeue -> enqueue -> dequeue -> trouble */
 608       // vlib_frame_queue_dequeue (vm->thread_index, vm, nm);
 609     }
 610
 611   elt = fq->elts + (new_tail & (fq->nelts - 1));
 612
 613   /* this would be very bad... */
 614   while (elt->valid)
 615     {
 616     }
 617
 618   /* Once we enqueue the frame, frame->n_vectors is owned elsewhere... */
 619   save_count = frame->n_vectors;
 620
 621   elt->frame = frame;
 622   elt->node_runtime_index = node_runtime_index;
 623   elt->msg_type = type;
 624   CLIB_MEMORY_BARRIER ();
 625   elt->valid = 1;
 626
 627   return save_count;
 628 }
 629 #endif /* 0 */
 630
 631 /* To be called by vlib worker threads upon startup */
 632 void
 633 vlib_worker_thread_init (vlib_worker_thread_t * w)
 634 {
 635   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
 636
 637   /*
 638    * Note: disabling signals in worker threads as follows
 639    * prevents the api post-mortem dump scheme from working
 640    * {
 641    *    sigset_t s;
 642    *    sigfillset (&s);
 643    *    pthread_sigmask (SIG_SETMASK, &s, 0);
 644    *  }
 645    */
 646
 647   clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
 648
 649   if (vec_len (tm->thread_prefix) && w->registration->short_name)
 650     {
 651       w->name = format (0, "%v_%s_%d%c", tm->thread_prefix,
 652                         w->registration->short_name, w->instance_id, '\0');
 653       vlib_set_thread_name ((char *) w->name);
 654     }
 655
 656   if (!w->registration->use_pthreads)
 657     {
 658
 659       /* Initial barrier sync, for both worker and i/o threads */
 660       clib_smp_atomic_add (vlib_worker_threads->workers_at_barrier, 1);
 661
 662       while (*vlib_worker_threads->wait_at_barrier)
 663         ;
 664
 665       clib_smp_atomic_add (vlib_worker_threads->workers_at_barrier, -1);
 666     }
 667 }
 668
 669 void *
 670 vlib_worker_thread_bootstrap_fn (void *arg)
 671 {
 672   void *rv;
 673   vlib_worker_thread_t *w = arg;
 674
 675   w->lwp = syscall (SYS_gettid);
 676   w->thread_id = pthread_self ();
 677
 678   __os_thread_index = w - vlib_worker_threads;
 679
 680   rv = (void *) clib_calljmp
 681     ((uword (*)(uword)) w->thread_function,
 682      (uword) arg, w->thread_stack + VLIB_THREAD_STACK_SIZE);
 683   /* NOTREACHED, we hope */
 684   return rv;
 685 }
 686
 687 static clib_error_t *
 688 vlib_launch_thread_int (void *fp, vlib_worker_thread_t * w, unsigned lcore_id)
 689 {
 690   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
 691   void *(*fp_arg) (void *) = fp;
 692
 693   w->lcore_id = lcore_id;
 694   if (tm->cb.vlib_launch_thread_cb && !w->registration->use_pthreads)
 695     return tm->cb.vlib_launch_thread_cb (fp, (void *) w, lcore_id);
 696   else
 697     {
 698       pthread_t worker;
 699       cpu_set_t cpuset;
 700       CPU_ZERO (&cpuset);
 701       CPU_SET (lcore_id, &cpuset);
 702
 703       if (pthread_create (&worker, NULL /* attr */ , fp_arg, (void *) w))
 704         return clib_error_return_unix (0, "pthread_create");
 705
 706       if (pthread_setaffinity_np (worker, sizeof (cpu_set_t), &cpuset))
 707         return clib_error_return_unix (0, "pthread_setaffinity_np");
 708
 709       return 0;
 710     }
 711 }
 712
 713 static clib_error_t *
 714 start_workers (vlib_main_t * vm)
 715 {
 716   int i, j;
 717   vlib_worker_thread_t *w;
 718   vlib_main_t *vm_clone;
 719   void *oldheap;
 720   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
 721   vlib_thread_registration_t *tr;
 722   vlib_node_runtime_t *rt;
 723   u32 n_vlib_mains = tm->n_vlib_mains;
 724   u32 worker_thread_index;
 725   u8 *main_heap = clib_mem_get_per_cpu_heap ();
 726   mheap_t *main_heap_header = mheap_header (main_heap);
 727
 728   vec_reset_length (vlib_worker_threads);
 729
 730   /* Set up the main thread */
 731   vec_add2_aligned (vlib_worker_threads, w, 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 732   w->elog_track.name = "main thread";
 733   elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
 734
 735   if (vec_len (tm->thread_prefix))
 736     {
 737       w->name = format (0, "%v_main%c", tm->thread_prefix, '\0');
 738       vlib_set_thread_name ((char *) w->name);
 739     }
 740
 741   /*
 742    * Truth of the matter: we always use at least two
 743    * threads. So, make the main heap thread-safe
 744    * and make the event log thread-safe.
 745    */
 746   main_heap_header->flags |= MHEAP_FLAG_THREAD_SAFE;
 747   vm->elog_main.lock =
 748     clib_mem_alloc_aligned (CLIB_CACHE_LINE_BYTES, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 749   vm->elog_main.lock[0] = 0;
 750
 751   if (n_vlib_mains > 1)
 752     {
 753       /* Replace hand-crafted length-1 vector with a real vector */
 754       vlib_mains = 0;
 755
 756       vec_validate_aligned (vlib_mains, tm->n_vlib_mains - 1,
 757                             CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 758       _vec_len (vlib_mains) = 0;
 759       vec_add1_aligned (vlib_mains, vm, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 760
 761       vlib_worker_threads->wait_at_barrier =
 762         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 763       vlib_worker_threads->workers_at_barrier =
 764         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 765
 766       vlib_worker_threads->node_reforks_required =
 767         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 768
 769       /* Ask for an initial barrier sync */
 770       *vlib_worker_threads->workers_at_barrier = 0;
 771       *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 1;
 772
 773       /* Without update or refork */
 774       *vlib_worker_threads->node_reforks_required = 0;
 775       vm->need_vlib_worker_thread_node_runtime_update = 0;
 776
 777       /* init timing */
 778       vm->barrier_epoch = 0;
 779       vm->barrier_no_close_before = 0;
 780
 781       worker_thread_index = 1;
 782
 783       for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
 784         {
 785           vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
 786           vlib_buffer_main_t *bm_clone;
 787           vlib_buffer_free_list_t *fl_clone, *fl_orig;
 788           vlib_buffer_free_list_t *orig_freelist_pool;
 789           int k;
 790
 791           tr = tm->registrations[i];
 792
 793           if (tr->count == 0)
 794             continue;
 795
 796           for (k = 0; k < tr->count; k++)
 797             {
 798               vlib_node_t *n;
 799
 800               vec_add2 (vlib_worker_threads, w, 1);
 801               if (tr->mheap_size)
 802                 w->thread_mheap =
 803                   mheap_alloc (0 /* use VM */ , tr->mheap_size);
 804               else
 805                 w->thread_mheap = main_heap;
 806
 807               w->thread_stack =
 808                 vlib_thread_stack_init (w - vlib_worker_threads);
 809               w->thread_function = tr->function;
 810               w->thread_function_arg = w;
 811               w->instance_id = k;
 812               w->registration = tr;
 813
 814               w->elog_track.name =
 815                 (char *) format (0, "%s %d", tr->name, k + 1);
 816               vec_add1 (w->elog_track.name, 0);
 817               elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
 818
 819               if (tr->no_data_structure_clone)
 820                 continue;
 821
 822               /* Fork vlib_global_main et al. Look for bugs here */
 823               oldheap = clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
 824
 825               vm_clone = clib_mem_alloc (sizeof (*vm_clone));
 826               clib_memcpy (vm_clone, vlib_mains[0], sizeof (*vm_clone));
 827
 828               vm_clone->thread_index = worker_thread_index;
 829               vm_clone->heap_base = w->thread_mheap;
 830               vm_clone->mbuf_alloc_list = 0;
 831               vm_clone->init_functions_called =
 832                 hash_create (0, /* value bytes */ 0);
 833               memset (&vm_clone->random_buffer, 0,
 834                       sizeof (vm_clone->random_buffer));
 835
 836               nm = &vlib_mains[0]->node_main;
 837               nm_clone = &vm_clone->node_main;
 838               /* fork next frames array, preserving node runtime indices */
 839               nm_clone->next_frames = vec_dup (nm->next_frames);
 840               for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->next_frames); j++)
 841                 {
 842                   vlib_next_frame_t *nf = &nm_clone->next_frames[j];
 843                   u32 save_node_runtime_index;
 844                   u32 save_flags;
 845
 846                   save_node_runtime_index = nf->node_runtime_index;
 847                   save_flags = nf->flags & VLIB_FRAME_NO_FREE_AFTER_DISPATCH;
 848                   vlib_next_frame_init (nf);
 849                   nf->node_runtime_index = save_node_runtime_index;
 850                   nf->flags = save_flags;
 851                 }
 852
 853               /* fork the frame dispatch queue */
 854               nm_clone->pending_frames = 0;
 855               vec_validate (nm_clone->pending_frames, 10);      /* $$$$$?????? */
 856               _vec_len (nm_clone->pending_frames) = 0;
 857
 858               /* fork nodes */
 859               nm_clone->nodes = 0;
 860
 861               /* Allocate all nodes in single block for speed */
 862               n = clib_mem_alloc_no_fail (vec_len (nm->nodes) * sizeof (*n));
 863
 864               for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
 865                 {
 866                   clib_memcpy (n, nm->nodes[j], sizeof (*n));
 867                   /* none of the copied nodes have enqueue rights given out */
 868                   n->owner_node_index = VLIB_INVALID_NODE_INDEX;
 869                   memset (&n->stats_total, 0, sizeof (n->stats_total));
 870                   memset (&n->stats_last_clear, 0,
 871                           sizeof (n->stats_last_clear));
 872                   vec_add1 (nm_clone->nodes, n);
 873                   n++;
 874                 }
 875               nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL] =
 876                 vec_dup (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL]);
 877               vec_foreach (rt,
 878                            nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL])
 879               {
 880                 vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
 881                 rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
 882                 /* copy initial runtime_data from node */
 883                 if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
 884                   clib_memcpy (rt->runtime_data, n->runtime_data,
 885                                clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
 886                                          n->runtime_data_bytes));
 887               }
 888
 889               nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT] =
 890                 vec_dup (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT]);
 891               vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT])
 892               {
 893                 vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
 894                 rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
 895                 /* copy initial runtime_data from node */
 896                 if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
 897                   clib_memcpy (rt->runtime_data, n->runtime_data,
 898                                clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
 899                                          n->runtime_data_bytes));
 900               }
 901
 902               nm_clone->processes = vec_dup (nm->processes);
 903
 904               /* zap the (per worker) frame freelists, etc */
 905               nm_clone->frame_sizes = 0;
 906               nm_clone->frame_size_hash = hash_create (0, sizeof (uword));
 907
 908               /* Packet trace buffers are guaranteed to be empty, nothing to do here */
 909
 910               clib_mem_set_heap (oldheap);
 911               vec_add1_aligned (vlib_mains, vm_clone, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 912
 913               vm_clone->error_main.counters =
 914                 vec_dup (vlib_mains[0]->error_main.counters);
 915               vm_clone->error_main.counters_last_clear =
 916                 vec_dup (vlib_mains[0]->error_main.counters_last_clear);
 917
 918               /* Fork the vlib_buffer_main_t free lists, etc. */
 919               bm_clone = vec_dup (vm_clone->buffer_main);
 920               vm_clone->buffer_main = bm_clone;
 921
 922               orig_freelist_pool = bm_clone->buffer_free_list_pool;
 923               bm_clone->buffer_free_list_pool = 0;
 924
 925             /* *INDENT-OFF* */
 926             pool_foreach (fl_orig, orig_freelist_pool,
 927                           ({
 928                             pool_get_aligned (bm_clone->buffer_free_list_pool,
 929                                               fl_clone, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 930                             ASSERT (fl_orig - orig_freelist_pool
 931                                     == fl_clone - bm_clone->buffer_free_list_pool);
 932
 933                             fl_clone[0] = fl_orig[0];
 934                             fl_clone->buffers = 0;
 935                             fl_clone->n_alloc = 0;
 936                           }));
 937 /* *INDENT-ON* */
 938
 939               worker_thread_index++;
 940             }
 941         }
 942     }
 943   else
 944     {
 945       /* only have non-data-structure copy threads to create... */
 946       for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
 947         {
 948           tr = tm->registrations[i];
 949
 950           for (j = 0; j < tr->count; j++)
 951             {
 952               vec_add2 (vlib_worker_threads, w, 1);
 953               if (tr->mheap_size)
 954                 w->thread_mheap =
 955                   mheap_alloc (0 /* use VM */ , tr->mheap_size);
 956               else
 957                 w->thread_mheap = main_heap;
 958               w->thread_stack =
 959                 vlib_thread_stack_init (w - vlib_worker_threads);
 960               w->thread_function = tr->function;
 961               w->thread_function_arg = w;
 962               w->instance_id = j;
 963               w->elog_track.name =
 964                 (char *) format (0, "%s %d", tr->name, j + 1);
 965               w->registration = tr;
 966               vec_add1 (w->elog_track.name, 0);
 967               elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
 968             }
 969         }
 970     }
 971
 972   worker_thread_index = 1;
 973
 974   for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
 975     {
 976       clib_error_t *err;
 977       int j;
 978
 979       tr = tm->registrations[i];
 980
 981       if (tr->use_pthreads || tm->use_pthreads)
 982         {
 983           for (j = 0; j < tr->count; j++)
 984             {
 985               w = vlib_worker_threads + worker_thread_index++;
 986               err = vlib_launch_thread_int (vlib_worker_thread_bootstrap_fn,
 987                                             w, 0);
 988               if (err)
 989                 clib_error_report (err);
 990             }
 991         }
 992       else
 993         {
 994           uword c;
 995           /* *INDENT-OFF* */
 996           clib_bitmap_foreach (c, tr->coremask, ({
 997             w = vlib_worker_threads + worker_thread_index++;
 998             err = vlib_launch_thread_int (vlib_worker_thread_bootstrap_fn,
 999                                           w, c);
1000             if (err)
1001               clib_error_report (err);
1002           }));
1003           /* *INDENT-ON* */
1004         }
1005     }
1006   vlib_worker_thread_barrier_sync (vm);
1007   vlib_worker_thread_barrier_release (vm);
1008   return 0;
1009 }
1010
1011 VLIB_MAIN_LOOP_ENTER_FUNCTION (start_workers);
1012
1013
1014 static inline void
1015 worker_thread_node_runtime_update_internal (void)
1016 {
1017   int i, j;
1018   vlib_main_t *vm;
1019   vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
1020   vlib_main_t *vm_clone;
1021   vlib_node_runtime_t *rt;
1022   never_inline void
1023     vlib_node_runtime_sync_stats (vlib_main_t * vm,
1024                                   vlib_node_runtime_t * r,
1025                                   uword n_calls,
1026                                   uword n_vectors, uword n_clocks);
1027
1028   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1029
1030   vm = vlib_mains[0];
1031   nm = &vm->node_main;
1032
1033   ASSERT (*vlib_worker_threads->wait_at_barrier == 1);
1034
1035   /*
1036    * Scrape all runtime stats, so we don't lose node runtime(s) with
1037    * pending counts, or throw away worker / io thread counts.
1038    */
1039   for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
1040     {
1041       vlib_node_t *n;
1042       n = nm->nodes[j];
1043       vlib_node_sync_stats (vm, n);
1044     }
1045
1046   for (i = 1; i < vec_len (vlib_mains); i++)
1047     {
1048       vlib_node_t *n;
1049
1050       vm_clone = vlib_mains[i];
1051       nm_clone = &vm_clone->node_main;
1052
1053       for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->nodes); j++)
1054         {
1055           n = nm_clone->nodes[j];
1056
1057           rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, n->index);
1058           vlib_node_runtime_sync_stats (vm_clone, rt, 0, 0, 0);
1059         }
1060     }
1061
1062   /* Per-worker clone rebuilds are now done on each thread */
1063 }
1064
1065
1066 void
1067 vlib_worker_thread_node_refork (void)
1068 {
1069   vlib_main_t *vm, *vm_clone;
1070   vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
1071   vlib_node_t **old_nodes_clone;
1072   vlib_node_runtime_t *rt, *old_rt;
1073
1074   vlib_node_t *new_n_clone;
1075
1076   int j;
1077
1078   vm = vlib_mains[0];
1079   nm = &vm->node_main;
1080   vm_clone = vlib_get_main ();
1081   nm_clone = &vm_clone->node_main;
1082
1083   /* Re-clone error heap */
1084   u64 *old_counters = vm_clone->error_main.counters;
1085   u64 *old_counters_all_clear = vm_clone->error_main.counters_last_clear;
1086
1087   clib_memcpy (&vm_clone->error_main, &vm->error_main,
1088                sizeof (vm->error_main));
1089   j = vec_len (vm->error_main.counters) - 1;
1090   vec_validate_aligned (old_counters, j, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1091   vec_validate_aligned (old_counters_all_clear, j, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1092   vm_clone->error_main.counters = old_counters;
1093   vm_clone->error_main.counters_last_clear = old_counters_all_clear;
1094
1095   nm_clone = &vm_clone->node_main;
1096   vec_free (nm_clone->next_frames);
1097   nm_clone->next_frames = vec_dup (nm->next_frames);
1098
1099   for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->next_frames); j++)
1100     {
1101       vlib_next_frame_t *nf = &nm_clone->next_frames[j];
1102       u32 save_node_runtime_index;
1103       u32 save_flags;
1104
1105       save_node_runtime_index = nf->node_runtime_index;
1106       save_flags = nf->flags & VLIB_FRAME_NO_FREE_AFTER_DISPATCH;
1107       vlib_next_frame_init (nf);
1108       nf->node_runtime_index = save_node_runtime_index;
1109       nf->flags = save_flags;
1110     }
1111
1112   old_nodes_clone = nm_clone->nodes;
1113   nm_clone->nodes = 0;
1114
1115   /* re-fork nodes */
1116
1117   /* Allocate all nodes in single block for speed */
1118   new_n_clone =
1119     clib_mem_alloc_no_fail (vec_len (nm->nodes) * sizeof (*new_n_clone));
1120   for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
1121     {
1122       vlib_node_t *old_n_clone;
1123       vlib_node_t *new_n;
1124
1125       new_n = nm->nodes[j];
1126       old_n_clone = old_nodes_clone[j];
1127
1128       clib_memcpy (new_n_clone, new_n, sizeof (*new_n));
1129       /* none of the copied nodes have enqueue rights given out */
1130       new_n_clone->owner_node_index = VLIB_INVALID_NODE_INDEX;
1131
1132       if (j >= vec_len (old_nodes_clone))
1133         {
1134           /* new node, set to zero */
1135           memset (&new_n_clone->stats_total, 0,
1136                   sizeof (new_n_clone->stats_total));
1137           memset (&new_n_clone->stats_last_clear, 0,
1138                   sizeof (new_n_clone->stats_last_clear));
1139         }
1140       else
1141         {
1142           /* Copy stats if the old data is valid */
1143           clib_memcpy (&new_n_clone->stats_total,
1144                        &old_n_clone->stats_total,
1145                        sizeof (new_n_clone->stats_total));
1146           clib_memcpy (&new_n_clone->stats_last_clear,
1147                        &old_n_clone->stats_last_clear,
1148                        sizeof (new_n_clone->stats_last_clear));
1149
1150           /* keep previous node state */
1151           new_n_clone->state = old_n_clone->state;
1152         }
1153       vec_add1 (nm_clone->nodes, new_n_clone);
1154       new_n_clone++;
1155     }
1156   /* Free the old node clones */
1157   clib_mem_free (old_nodes_clone[0]);
1158
1159   vec_free (old_nodes_clone);
1160
1161
1162   /* re-clone internal nodes */
1163   old_rt = nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL];
1164   nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL] =
1165     vec_dup (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL]);
1166
1167   vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL])
1168   {
1169     vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
1170     rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
1171     /* copy runtime_data, will be overwritten later for existing rt */
1172     if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
1173       clib_memcpy (rt->runtime_data, n->runtime_data,
1174                    clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
1175                              n->runtime_data_bytes));
1176   }
1177
1178   for (j = 0; j < vec_len (old_rt); j++)
1179     {
1180       rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, old_rt[j].node_index);
1181       rt->state = old_rt[j].state;
1182       clib_memcpy (rt->runtime_data, old_rt[j].runtime_data,
1183                    VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE);
1184     }
1185
1186   vec_free (old_rt);
1187
1188   /* re-clone input nodes */
1189   old_rt = nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT];
1190   nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT] =
1191     vec_dup (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT]);
1192
1193   vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT])
1194   {
1195     vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
1196     rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
1197     /* copy runtime_data, will be overwritten later for existing rt */
1198     if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
1199       clib_memcpy (rt->runtime_data, n->runtime_data,
1200                    clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
1201                              n->runtime_data_bytes));
1202   }
1203
1204   for (j = 0; j < vec_len (old_rt); j++)
1205     {
1206       rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, old_rt[j].node_index);
1207       rt->state = old_rt[j].state;
1208       clib_memcpy (rt->runtime_data, old_rt[j].runtime_data,
1209                    VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE);
1210     }
1211
1212   vec_free (old_rt);
1213
1214   nm_clone->processes = vec_dup (nm->processes);
1215 }
1216
1217 void
1218 vlib_worker_thread_node_runtime_update (void)
1219 {
1220   /*
1221    * Make a note that we need to do a node runtime update
1222    * prior to releasing the barrier.
1223    */
1224   vlib_global_main.need_vlib_worker_thread_node_runtime_update = 1;
1225 }
1226
1227 u32
1228 unformat_sched_policy (unformat_input_t * input, va_list * args)
1229 {
1230   u32 *r = va_arg (*args, u32 *);
1231
1232   if (0);
1233 #define _(v,f,s) else if (unformat (input, s)) *r = SCHED_POLICY_##f;
1234   foreach_sched_policy
1235 #undef _
1236     else
1237     return 0;
1238   return 1;
1239 }
1240
1241 static clib_error_t *
1242 cpu_config (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
1243 {
1244   vlib_thread_registration_t *tr;
1245   uword *p;
1246   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
1247   u8 *name;
1248   u64 coremask;
1249   uword *bitmap;
1250   u32 count;
1251
1252   tm->thread_registrations_by_name = hash_create_string (0, sizeof (uword));
1253
1254   tm->n_thread_stacks = 1;      /* account for main thread */
1255   tm->sched_policy = ~0;
1256   tm->sched_priority = ~0;
1257
1258   tr = tm->next;
1259
1260   while (tr)
1261     {
1262       hash_set_mem (tm->thread_registrations_by_name, tr->name, (uword) tr);
1263       tr = tr->next;
1264     }
1265
1266   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1267     {
1268       if (unformat (input, "use-pthreads"))
1269         tm->use_pthreads = 1;
1270       else if (unformat (input, "thread-prefix %v", &tm->thread_prefix))
1271         ;
1272       else if (unformat (input, "main-core %u", &tm->main_lcore))
1273         ;
1274       else if (unformat (input, "skip-cores %u", &tm->skip_cores))
1275         ;
1276       else if (unformat (input, "coremask-%s %llx", &name, &coremask))
1277         {
1278           p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, name);
1279           if (p == 0)
1280             return clib_error_return (0, "no such thread type '%s'", name);
1281
1282           tr = (vlib_thread_registration_t *) p[0];
1283
1284           if (tr->use_pthreads)
1285             return clib_error_return (0,
1286                                       "coremask cannot be set for '%s' threads",
1287                                       name);
1288
1289           tr->coremask = clib_bitmap_set_multiple
1290             (tr->coremask, 0, coremask, BITS (coremask));
1291           tr->count = clib_bitmap_count_set_bits (tr->coremask);
1292         }
1293       else if (unformat (input, "corelist-%s %U", &name, unformat_bitmap_list,
1294                          &bitmap))
1295         {
1296           p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, name);
1297           if (p == 0)
1298             return clib_error_return (0, "no such thread type '%s'", name);
1299
1300           tr = (vlib_thread_registration_t *) p[0];
1301
1302           if (tr->use_pthreads)
1303             return clib_error_return (0,
1304                                       "corelist cannot be set for '%s' threads",
1305                                       name);
1306
1307           tr->coremask = bitmap;
1308           tr->count = clib_bitmap_count_set_bits (tr->coremask);
1309         }
1310       else
1311         if (unformat
1312             (input, "scheduler-policy %U", unformat_sched_policy,
1313              &tm->sched_policy))
1314         ;
1315       else if (unformat (input, "scheduler-priority %u", &tm->sched_priority))
1316         ;
1317       else if (unformat (input, "%s %u", &name, &count))
1318         {
1319           p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, name);
1320           if (p == 0)
1321             return clib_error_return (0, "no such thread type 3 '%s'", name);
1322
1323           tr = (vlib_thread_registration_t *) p[0];
1324           if (tr->fixed_count)
1325             return clib_error_return
1326               (0, "number of %s threads not configurable", tr->name);
1327           tr->count = count;
1328         }
1329       else
1330         break;
1331     }
1332
1333   if (tm->sched_priority != ~0)
1334     {
1335       if (tm->sched_policy == SCHED_FIFO || tm->sched_policy == SCHED_RR)
1336         {
1337           u32 prio_max = sched_get_priority_max (tm->sched_policy);
1338           u32 prio_min = sched_get_priority_min (tm->sched_policy);
1339           if (tm->sched_priority > prio_max)
1340             tm->sched_priority = prio_max;
1341           if (tm->sched_priority < prio_min)
1342             tm->sched_priority = prio_min;
1343         }
1344       else
1345         {
1346           return clib_error_return
1347             (0,
1348              "scheduling priority (%d) is not allowed for `normal` scheduling policy",
1349              tm->sched_priority);
1350         }
1351     }
1352   tr = tm->next;
1353
1354   if (!tm->thread_prefix)
1355     tm->thread_prefix = format (0, "vpp");
1356
1357   while (tr)
1358     {
1359       tm->n_thread_stacks += tr->count;
1360       tm->n_pthreads += tr->count * tr->use_pthreads;
1361       tm->n_threads += tr->count * (tr->use_pthreads == 0);
1362       tr = tr->next;
1363     }
1364
1365   return 0;
1366 }
1367
1368 VLIB_EARLY_CONFIG_FUNCTION (cpu_config, "cpu");
1369
1370 #if !defined (__x86_64__) && !defined (__i386__) && !defined (__aarch64__) && !defined (__powerpc64__) && !defined(__arm__)
1371 void
1372 __sync_fetch_and_add_8 (void)
1373 {
1374   fformat (stderr, "%s called\n", __FUNCTION__);
1375   abort ();
1376 }
1377
1378 void
1379 __sync_add_and_fetch_8 (void)
1380 {
1381   fformat (stderr, "%s called\n", __FUNCTION__);
1382   abort ();
1383 }
1384 #endif
1385
1386 void vnet_main_fixup (vlib_fork_fixup_t which) __attribute__ ((weak));
1387 void
1388 vnet_main_fixup (vlib_fork_fixup_t which)
1389 {
1390 }
1391
1392 void
1393 vlib_worker_thread_fork_fixup (vlib_fork_fixup_t which)
1394 {
1395   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1396
1397   if (vlib_mains == 0)
1398     return;
1399
1400   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1401   vlib_worker_thread_barrier_sync (vm);
1402
1403   switch (which)
1404     {
1405     case VLIB_WORKER_THREAD_FORK_FIXUP_NEW_SW_IF_INDEX:
1406       vnet_main_fixup (VLIB_WORKER_THREAD_FORK_FIXUP_NEW_SW_IF_INDEX);
1407       break;
1408
1409     default:
1410       ASSERT (0);
1411     }
1412   vlib_worker_thread_barrier_release (vm);
1413 }
1414
1415   /*
1416    * Enforce minimum open time to minimize packet loss due to Rx overflow,
1417    * based on a test based heuristic that barrier should be open for at least
1418    * 3 time as long as it is closed (with an upper bound of 1ms because by that
1419    *  point it is probably too late to make a difference)
1420    */
1421
1422 #ifndef BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT
1423 #define BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT 0.001
1424 #endif
1425
1426 #ifndef BARRIER_MINIMUM_OPEN_FACTOR
1427 #define BARRIER_MINIMUM_OPEN_FACTOR 3
1428 #endif
1429
1430 void
1431 vlib_worker_thread_barrier_sync_int (vlib_main_t * vm)
1432 {
1433   f64 deadline;
1434   f64 now;
1435   f64 t_entry;
1436   f64 t_open;
1437   f64 t_closed;
1438   u32 count;
1439
1440   if (vec_len (vlib_mains) < 2)
1441     return;
1442
1443   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1444
1445   count = vec_len (vlib_mains) - 1;
1446
1447   /* Record entry relative to last close */
1448   now = vlib_time_now (vm);
1449   t_entry = now - vm->barrier_epoch;
1450
1451   /* Tolerate recursive calls */
1452   if (++vlib_worker_threads[0].recursion_level > 1)
1453     {
1454       barrier_trace_sync_rec (t_entry);
1455       return;
1456     }
1457
1458   vlib_worker_threads[0].barrier_sync_count++;
1459
1460   /* Enforce minimum barrier open time to minimize packet loss */
1461   ASSERT (vm->barrier_no_close_before <= (now + BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT));
1462   while ((now = vlib_time_now (vm)) < vm->barrier_no_close_before)
1463     ;
1464
1465   /* Record time of closure */
1466   t_open = now - vm->barrier_epoch;
1467   vm->barrier_epoch = now;
1468
1469   deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1470
1471   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 1;
1472   while (*vlib_worker_threads->workers_at_barrier != count)
1473     {
1474       if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1475         {
1476           fformat (stderr, "%s: worker thread deadlock\n", __FUNCTION__);
1477           os_panic ();
1478         }
1479     }
1480
1481   t_closed = now - vm->barrier_epoch;
1482
1483   barrier_trace_sync (t_entry, t_open, t_closed);
1484
1485 }
1486
1487 void
1488 vlib_worker_thread_barrier_release (vlib_main_t * vm)
1489 {
1490   f64 deadline;
1491   f64 now;
1492   f64 minimum_open;
1493   f64 t_entry;
1494   f64 t_closed_total;
1495   f64 t_update_main = 0.0;
1496   int refork_needed = 0;
1497
1498   if (vec_len (vlib_mains) < 2)
1499     return;
1500
1501   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1502
1503
1504   now = vlib_time_now (vm);
1505   t_entry = now - vm->barrier_epoch;
1506
1507   if (--vlib_worker_threads[0].recursion_level > 0)
1508     {
1509       barrier_trace_release_rec (t_entry);
1510       return;
1511     }
1512
1513   /* Update (all) node runtimes before releasing the barrier, if needed */
1514   if (vm->need_vlib_worker_thread_node_runtime_update)
1515     {
1516       /* Do stats elements on main thread */
1517       worker_thread_node_runtime_update_internal ();
1518       vm->need_vlib_worker_thread_node_runtime_update = 0;
1519
1520       /* Do per thread rebuilds in parallel */
1521       refork_needed = 1;
1522       clib_smp_atomic_add (vlib_worker_threads->node_reforks_required,
1523                            (vec_len (vlib_mains) - 1));
1524       now = vlib_time_now (vm);
1525       t_update_main = now - vm->barrier_epoch;
1526     }
1527
1528   deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1529
1530   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 0;
1531
1532   while (*vlib_worker_threads->workers_at_barrier > 0)
1533     {
1534       if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1535         {
1536           fformat (stderr, "%s: worker thread deadlock\n", __FUNCTION__);
1537           os_panic ();
1538         }
1539     }
1540
1541   /* Wait for reforks before continuing */
1542   if (refork_needed)
1543     {
1544       now = vlib_time_now (vm);
1545
1546       deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1547
1548       while (*vlib_worker_threads->node_reforks_required > 0)
1549         {
1550           if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1551             {
1552               fformat (stderr, "%s: worker thread refork deadlock\n",
1553                        __FUNCTION__);
1554               os_panic ();
1555             }
1556         }
1557     }
1558
1559   t_closed_total = now - vm->barrier_epoch;
1560
1561   minimum_open = t_closed_total * BARRIER_MINIMUM_OPEN_FACTOR;
1562
1563   if (minimum_open > BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT)
1564     {
1565       minimum_open = BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT;
1566     }
1567
1568   vm->barrier_no_close_before = now + minimum_open;
1569
1570   /* Record barrier epoch (used to enforce minimum open time) */
1571   vm->barrier_epoch = now;
1572
1573   barrier_trace_release (t_entry, t_closed_total, t_update_main);
1574
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Check the frame queue to see if any frames are available.
1579  * If so, pull the packets off the frames and put them to
1580  * the handoff node.
1581  */
1582 int
1583 vlib_frame_queue_dequeue (vlib_main_t * vm, vlib_frame_queue_main_t * fqm)
1584 {
1585   u32 thread_id = vm->thread_index;
1586   vlib_frame_queue_t *fq = fqm->vlib_frame_queues[thread_id];
1587   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
1588   u32 *from, *to;
1589   vlib_frame_t *f;
1590   int msg_type;
1591   int processed = 0;
1592   u32 n_left_to_node;
1593   u32 vectors = 0;
1594
1595   ASSERT (fq);
1596   ASSERT (vm == vlib_mains[thread_id]);
1597
1598   if (PREDICT_FALSE (fqm->node_index == ~0))
1599     return 0;
1600   /*
1601    * Gather trace data for frame queues
1602    */
1603   if (PREDICT_FALSE (fq->trace))
1604     {
1605       frame_queue_trace_t *fqt;
1606       frame_queue_nelt_counter_t *fqh;
1607       u32 elix;
1608
1609       fqt = &fqm->frame_queue_traces[thread_id];
1610
1611       fqt->nelts = fq->nelts;
1612       fqt->head = fq->head;
1613       fqt->head_hint = fq->head_hint;
1614       fqt->tail = fq->tail;
1615       fqt->threshold = fq->vector_threshold;
1616       fqt->n_in_use = fqt->tail - fqt->head;
1617       if (fqt->n_in_use >= fqt->nelts)
1618         {
1619           // if beyond max then use max
1620           fqt->n_in_use = fqt->nelts - 1;
1621         }
1622
1623       /* Record the number of elements in use in the histogram */
1624       fqh = &fqm->frame_queue_histogram[thread_id];
1625       fqh->count[fqt->n_in_use]++;
1626
1627       /* Record a snapshot of the elements in use */
1628       for (elix = 0; elix < fqt->nelts; elix++)
1629         {
1630           elt = fq->elts + ((fq->head + 1 + elix) & (fq->nelts - 1));
1631           if (1 || elt->valid)
1632             {
1633               fqt->n_vectors[elix] = elt->n_vectors;
1634             }
1635         }
1636       fqt->written = 1;
1637     }
1638
1639   while (1)
1640     {
1641       if (fq->head == fq->tail)
1642         {
1643           fq->head_hint = fq->head;
1644           return processed;
1645         }
1646
1647       elt = fq->elts + ((fq->head + 1) & (fq->nelts - 1));
1648
1649       if (!elt->valid)
1650         {
1651           fq->head_hint = fq->head;
1652           return processed;
1653         }
1654
1655       from = elt->buffer_index;
1656       msg_type = elt->msg_type;
1657
1658       ASSERT (msg_type == VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_DISPATCH_FRAME);
1659       ASSERT (elt->n_vectors <= VLIB_FRAME_SIZE);
1660
1661       f = vlib_get_frame_to_node (vm, fqm->node_index);
1662
1663       to = vlib_frame_vector_args (f);
1664
1665       n_left_to_node = elt->n_vectors;
1666
1667       while (n_left_to_node >= 4)
1668         {
1669           to[0] = from[0];
1670           to[1] = from[1];
1671           to[2] = from[2];
1672           to[3] = from[3];
1673           to += 4;
1674           from += 4;
1675           n_left_to_node -= 4;
1676         }
1677
1678       while (n_left_to_node > 0)
1679         {
1680           to[0] = from[0];
1681           to++;
1682           from++;
1683           n_left_to_node--;
1684         }
1685
1686       vectors += elt->n_vectors;
1687       f->n_vectors = elt->n_vectors;
1688       vlib_put_frame_to_node (vm, fqm->node_index, f);
1689
1690       elt->valid = 0;
1691       elt->n_vectors = 0;
1692       elt->msg_type = 0xfefefefe;
1693       CLIB_MEMORY_BARRIER ();
1694       fq->head++;
1695       processed++;
1696
1697       /*
1698        * Limit the number of packets pushed into the graph
1699        */
1700       if (vectors >= fq->vector_threshold)
1701         {
1702           fq->head_hint = fq->head;
1703           return processed;
1704         }
1705     }
1706   ASSERT (0);
1707   return processed;
1708 }
1709
1710 void
1711 vlib_worker_thread_fn (void *arg)
1712 {
1713   vlib_worker_thread_t *w = (vlib_worker_thread_t *) arg;
1714   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
1715   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1716   clib_error_t *e;
1717
1718   ASSERT (vm->thread_index == vlib_get_thread_index ());
1719
1720   vlib_worker_thread_init (w);
1721   clib_time_init (&vm->clib_time);
1722   clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
1723
1724   /* Wait until the dpdk init sequence is complete */
1725   while (tm->extern_thread_mgmt && tm->worker_thread_release == 0)
1726     vlib_worker_thread_barrier_check ();
1727
1728   e = vlib_call_init_exit_functions
1729     (vm, vm->worker_init_function_registrations, 1 /* call_once */ );
1730   if (e)
1731     clib_error_report (e);
1732
1733   vlib_worker_loop (vm);
1734 }
1735
1736 /* *INDENT-OFF* */
1737 VLIB_REGISTER_THREAD (worker_thread_reg, static) = {
1738   .name = "workers",
1739   .short_name = "wk",
1740   .function = vlib_worker_thread_fn,
1741 };
1742 /* *INDENT-ON* */
1743
1744 u32
1745 vlib_frame_queue_main_init (u32 node_index, u32 frame_queue_nelts)
1746 {
1747   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
1748   vlib_frame_queue_main_t *fqm;
1749   vlib_frame_queue_t *fq;
1750   int i;
1751
1752   if (frame_queue_nelts == 0)
1753     frame_queue_nelts = FRAME_QUEUE_NELTS;
1754
1755   vec_add2 (tm->frame_queue_mains, fqm, 1);
1756
1757   fqm->node_index = node_index;
1758
1759   vec_validate (fqm->vlib_frame_queues, tm->n_vlib_mains - 1);
1760   _vec_len (fqm->vlib_frame_queues) = 0;
1761   for (i = 0; i < tm->n_vlib_mains; i++)
1762     {
1763       fq = vlib_frame_queue_alloc (frame_queue_nelts);
1764       vec_add1 (fqm->vlib_frame_queues, fq);
1765     }
1766
1767   return (fqm - tm->frame_queue_mains);
1768 }
1769
1770
1771 int
1772 vlib_thread_cb_register (struct vlib_main_t *vm, vlib_thread_callbacks_t * cb)
1773 {
1774   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
1775
1776   if (tm->extern_thread_mgmt)
1777     return -1;
1778
1779   tm->cb.vlib_launch_thread_cb = cb->vlib_launch_thread_cb;
1780   tm->extern_thread_mgmt = 1;
1781   return 0;
1782 }
1783
1784 clib_error_t *
1785 threads_init (vlib_main_t * vm)
1786 {
1787   return 0;
1788 }
1789
1790 VLIB_INIT_FUNCTION (threads_init);
1791
1792 /*
1793  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1794  *
1795  * Local Variables:
1796  * eval: (c-set-style "gnu")
1797  * End:
1798  */