vlib/vlib/main.h

   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 /*
  16  * main.h: VLIB main data structure
  17  *
  18  * Copyright (c) 2008 Eliot Dresselhaus
  19  *
  20  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
  21  * a copy of this software and associated documentation files (the
  22  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
  23  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  24  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  25  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  26  * the following conditions:
  27  *
  28  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  29  * included in all copies or substantial portions of the Software.
  30  *
  31  *  THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  32  *  EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  33  *  MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  34  *  NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE
  35  *  LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION
  36  *  OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION
  37  *  WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  38  */
  39
  40 #ifndef included_vlib_main_h
  41 #define included_vlib_main_h
  42
  43 #include <vppinfra/elog.h>
  44 #include <vppinfra/format.h>
  45 #include <vppinfra/longjmp.h>
  46 #include <vppinfra/pool.h>
  47 #include <vppinfra/random_buffer.h>
  48 #include <vppinfra/time.h>
  49
  50 #include <pthread.h>
  51
  52
  53 /* By default turn off node/error event logging.
  54    Override with -DVLIB_ELOG_MAIN_LOOP */
  55 #ifndef VLIB_ELOG_MAIN_LOOP
  56 #define VLIB_ELOG_MAIN_LOOP 0
  57 #endif
  58
  59 typedef struct vlib_main_t {
  60   /* Instruction level timing state. */
  61   clib_time_t clib_time;
  62
  63   /* Time stamp of last node dispatch. */
  64   u64 cpu_time_last_node_dispatch;
  65
  66   /* Time stamp when main loop was entered (time 0). */
  67   u64 cpu_time_main_loop_start;
  68
  69   /* Incremented once for each main loop. */
  70   u32 main_loop_count;
  71
  72   /* Count of vectors processed this main loop. */
  73   u32 main_loop_vectors_processed;
  74   u32 main_loop_nodes_processed;
  75
  76   /* Circular buffer of input node vector counts.
  77      Indexed by low bits of
  78      (main_loop_count >> VLIB_LOG2_INPUT_VECTORS_PER_MAIN_LOOP). */
  79   u32 vector_counts_per_main_loop[2];
  80   u32 node_counts_per_main_loop[2];
  81
  82   /* Every so often we switch to the next counter. */
  83 #define VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE 7
  84
  85   /* Jump target to exit main loop with given code. */
  86   u32 main_loop_exit_set;
  87   clib_longjmp_t main_loop_exit;
  88 #define VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_NONE 0
  89 #define VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_PANIC 1
  90   /* Exit via CLI. */
  91 #define VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_CLI 2
  92
  93   /* Error marker to use when exiting main loop. */
  94   clib_error_t * main_loop_error;
  95
  96   /* Name for e.g. syslog. */
  97   char * name;
  98
  99   /* Start and size of CLIB heap. */
 100   void * heap_base;
 101   uword heap_size;
 102
 103   vlib_buffer_main_t * buffer_main;
 104
 105   vlib_physmem_main_t physmem_main;
 106
 107   /* Allocate/free buffer memory for DMA transfers, descriptor rings, etc.
 108      buffer memory is guaranteed to be cache-aligned. */
 109   void * (* os_physmem_alloc_aligned) (vlib_physmem_main_t * pm,
 110                                        uword n_bytes,
 111                                        uword alignment);
 112   void (* os_physmem_free) (void * x);
 113
 114   /* Node graph main structure. */
 115   vlib_node_main_t node_main;
 116
 117   /* Command line interface. */
 118   vlib_cli_main_t cli_main;
 119
 120   /* Packet trace buffer. */
 121   vlib_trace_main_t trace_main;
 122
 123   /* Error handling. */
 124   vlib_error_main_t error_main;
 125
 126   /* Punt packets to underlying operating system for when fast switching
 127      code does not know what to do. */
 128   void (* os_punt_frame) (struct vlib_main_t * vm,
 129                           struct vlib_node_runtime_t * node,
 130                           vlib_frame_t * frame);
 131
 132   /* Multicast distribution.  Set to zero for MC disabled. */
 133   mc_main_t * mc_main;
 134
 135   /* Stream index to use for distribution when MC is enabled. */
 136   u32 mc_stream_index;
 137
 138   vlib_one_time_waiting_process_t * procs_waiting_for_mc_stream_join;
 139
 140   /* Event logger. */
 141   elog_main_t elog_main;
 142
 143   /* Node call and return event types. */
 144   elog_event_type_t * node_call_elog_event_types;
 145   elog_event_type_t * node_return_elog_event_types;
 146
 147   elog_event_type_t * error_elog_event_types;
 148
 149   /* Seed for random number generator. */
 150   uword random_seed;
 151
 152   /* Buffer of random data for various uses. */
 153   clib_random_buffer_t random_buffer;
 154
 155   /* Hash table to record which init functions have been called. */
 156   uword * init_functions_called;
 157
 158   /* to compare with node runtime */
 159   u32 cpu_index;
 160
 161   void **mbuf_alloc_list;
 162
 163   /* List of init functions to call, setup by constructors */
 164   _vlib_init_function_list_elt_t *init_function_registrations;
 165   _vlib_init_function_list_elt_t *main_loop_enter_function_registrations;
 166   _vlib_init_function_list_elt_t *main_loop_exit_function_registrations;
 167   _vlib_init_function_list_elt_t *api_init_function_registrations;
 168   vlib_config_function_runtime_t *config_function_registrations;
 169   mc_serialize_msg_t *mc_msg_registrations; /* mc_main is a pointer... */
 170
 171   /* control-plane API queue signal pending */
 172   volatile u32 queue_signal_pending;
 173   void (*queue_signal_callback)(struct vlib_main_t *);
 174 } vlib_main_t;
 175
 176 /* Global main structure. */
 177 vlib_main_t vlib_global_main;
 178
 179 always_inline f64
 180 vlib_time_now (vlib_main_t * vm)
 181 { return clib_time_now (&vm->clib_time); }
 182
 183 always_inline f64
 184 vlib_time_now_ticks (vlib_main_t * vm, u64 n)
 185 { return clib_time_now_internal (&vm->clib_time, n); }
 186
 187 /* Busy wait for specified time. */
 188 always_inline void
 189 vlib_time_wait (vlib_main_t * vm, f64 wait)
 190 {
 191   f64 t = vlib_time_now (vm);
 192   f64 limit = t + wait;
 193   while (t < limit)
 194     t = vlib_time_now (vm);
 195 }
 196
 197 /* Time a piece of code. */
 198 #define vlib_time_code(vm,body)                 \
 199 do {                                            \
 200     f64 _t[2];                                  \
 201     _t[0] = vlib_time_now (vm);                 \
 202     do { body; } while (0);                     \
 203     _t[1] = vlib_time_now (vm);                 \
 204     clib_warning ("%.7e", _t[1] - _t[0]);       \
 205 } while (0)
 206
 207 #define vlib_wait_with_timeout(vm,suspend_time,timeout_time,test)       \
 208 ({                                                                      \
 209     uword __vlib_wait_with_timeout = 0;                                 \
 210     f64 __vlib_wait_time = 0;                                           \
 211     while (! (__vlib_wait_with_timeout = (test))                        \
 212            && __vlib_wait_time < (timeout_time))                        \
 213       {                                                                 \
 214         vlib_process_suspend (vm, suspend_time);                        \
 215         __vlib_wait_time += suspend_time;                               \
 216       }                                                                 \
 217     __vlib_wait_with_timeout;                                           \
 218 })
 219
 220 always_inline void
 221 vlib_panic_with_error (vlib_main_t * vm, clib_error_t * error)
 222 {
 223   vm->main_loop_error = error;
 224   clib_longjmp (&vm->main_loop_exit, VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_PANIC);
 225 }
 226
 227 #define vlib_panic_with_msg(vm,args...) \
 228   vlib_panic_with_error (vm, clib_error_return (0, args))
 229
 230 always_inline void
 231 vlib_panic (vlib_main_t * vm)
 232 { vlib_panic_with_error (vm, 0); }
 233
 234 always_inline u32
 235 vlib_vector_input_stats_index (vlib_main_t * vm, word delta)
 236 {
 237   u32 i;
 238   i = vm->main_loop_count >> VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE;
 239   ASSERT (is_pow2 (ARRAY_LEN (vm->vector_counts_per_main_loop)));
 240   return (i + delta) & (ARRAY_LEN (vm->vector_counts_per_main_loop) - 1);
 241 }
 242
 243 /* Estimate input rate based on previous
 244    2^VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE
 245    samples. */
 246 always_inline u32
 247 vlib_last_vectors_per_main_loop (vlib_main_t * vm)
 248 {
 249   u32 i = vlib_vector_input_stats_index (vm, -1);
 250   u32 n = vm->vector_counts_per_main_loop[i];
 251   return n >> VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE;
 252 }
 253
 254 /* Total ave vector count per iteration of main loop. */
 255 always_inline f64
 256 vlib_last_vectors_per_main_loop_as_f64 (vlib_main_t * vm)
 257 {
 258   u32 i = vlib_vector_input_stats_index (vm, -1);
 259   u32 v = vm->vector_counts_per_main_loop[i];
 260   return (f64) v / (f64) (1 << VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE);
 261 }
 262
 263 /* Total ave vectors/node count per iteration of main loop. */
 264 always_inline f64
 265 vlib_last_vector_length_per_node (vlib_main_t * vm)
 266 {
 267   u32 i = vlib_vector_input_stats_index (vm, -1);
 268   u32 v = vm->vector_counts_per_main_loop[i];
 269   u32 n = vm->node_counts_per_main_loop[i];
 270   return n == 0 ? 0 : (f64) v / (f64) n;
 271 }
 272
 273 u32 wraps;
 274
 275 always_inline void
 276 vlib_increment_main_loop_counter (vlib_main_t * vm)
 277 {
 278   u32 i, c, n, v, is_wrap;
 279
 280   c = vm->main_loop_count++;
 281
 282   is_wrap = (c & pow2_mask (VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE)) == 0;
 283
 284   if (is_wrap)
 285       wraps++;
 286
 287   i = vlib_vector_input_stats_index (vm, /* delta */ is_wrap);
 288
 289   v = is_wrap ? 0 : vm->vector_counts_per_main_loop[i];
 290   n = is_wrap ? 0 : vm->node_counts_per_main_loop[i];
 291
 292   v += vm->main_loop_vectors_processed;
 293   n += vm->main_loop_nodes_processed;
 294   vm->main_loop_vectors_processed = 0;
 295   vm->main_loop_nodes_processed = 0;
 296   vm->vector_counts_per_main_loop[i] = v;
 297   vm->node_counts_per_main_loop[i] = n;
 298 }
 299
 300 always_inline void vlib_set_queue_signal_callback
 301 (vlib_main_t *vm, void (*fp)(vlib_main_t *))
 302 {
 303   vm->queue_signal_callback = fp;
 304 }
 305
 306 /* Main routine. */
 307 int vlib_main (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input);
 308
 309 /* Thread stacks, for os_get_cpu_number */
 310 u8 **vlib_thread_stacks;
 311
 312 /* Number of thread stacks that the application needs */
 313 u32 vlib_app_num_thread_stacks_needed (void) __attribute__ ((weak));
 314
 315 #endif /* included_vlib_main_h */