vlib/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 #include <sched.h>
  17
  18 #include <signal.h>
  19 #include <math.h>
  20 #include <vppinfra/format.h>
  21 #include <vlib/vlib.h>
  22
  23 #include <vlib/threads.h>
  24 #include <vlib/unix/cj.h>
  25
  26
  27 #if DPDK==1
  28 #include <rte_config.h>
  29 #include <rte_common.h>
  30 #include <rte_eal.h>
  31 #include <rte_launch.h>
  32 #include <rte_lcore.h>
  33 #endif
  34 DECLARE_CJ_GLOBAL_LOG;
  35
  36 #define FRAME_QUEUE_NELTS 32
  37
  38
  39 #if DPDK==1
  40 /*
  41  *  Weak definitions of DPDK symbols used in this file.
  42  *  Needed for linking test programs without DPDK libs.
  43  */
  44 unsigned __thread      __attribute__((weak)) RTE_PER_LCORE(_lcore_id);
  45 struct lcore_config    __attribute__((weak)) lcore_config[];
  46 unsigned               __attribute__((weak)) rte_socket_id();
  47 int                    __attribute__((weak)) rte_eal_remote_launch();
  48 #endif
  49 u32 vl(void *p)
  50 {
  51   return vec_len (p);
  52 }
  53
  54 void debug_hex_bytes (u8 *s, u32 n)
  55 {
  56     fformat (stderr, "%U\n", format_hex_bytes, s, n);
  57 }
  58
  59 vlib_thread_main_t vlib_thread_main;
  60
  61 uword
  62 os_get_cpu_number (void)
  63 {
  64   void * sp;
  65   uword n;
  66   u32 len;
  67
  68   len = vec_len (vlib_thread_stacks);
  69   if (len == 0)
  70     return 0;
  71
  72   /* Get any old stack address. */
  73   sp = &sp;
  74
  75   n = ((uword)sp - (uword)vlib_thread_stacks[0])
  76       >> VLIB_LOG2_THREAD_STACK_SIZE;
  77
  78   /* "processes" have their own stacks, and they always run in thread 0 */
  79   n = n >= len ? 0 : n;
  80
  81   return n;
  82 }
  83
  84 void
  85 vlib_set_thread_name (char *name)
  86 {
  87   int pthread_setname_np (pthread_t __target_thread, const char *__name);
  88   pthread_t thread = pthread_self();
  89
  90   if (thread)
  91     pthread_setname_np(thread, name);
  92 }
  93
  94 static int sort_registrations_by_no_clone  (void *a0, void * a1)
  95 {
  96   vlib_thread_registration_t ** tr0 = a0;
  97   vlib_thread_registration_t ** tr1 = a1;
  98
  99   return ((i32)((*tr0)->no_data_structure_clone)
 100           - ((i32)((*tr1)->no_data_structure_clone)));
 101 }
 102
 103 static uword *
 104 vlib_sysfs_list_to_bitmap(char * filename)
 105 {
 106   FILE *fp;
 107   uword *r = 0;
 108
 109   fp = fopen (filename, "r");
 110
 111   if (fp != NULL)
 112     {
 113       u8 * buffer = 0;
 114       vec_validate (buffer, 256-1);
 115       if (fgets ((char *)buffer, 256, fp))
 116         {
 117           unformat_input_t in;
 118           unformat_init_string (&in, (char *) buffer, strlen ((char *) buffer));
 119           unformat(&in, "%U", unformat_bitmap_list, &r);
 120           unformat_free (&in);
 121         }
 122       vec_free(buffer);
 123       fclose(fp);
 124     }
 125   return r;
 126 }
 127
 128
 129 /* Called early in the init sequence */
 130
 131 clib_error_t *
 132 vlib_thread_init (vlib_main_t * vm)
 133 {
 134   vlib_thread_main_t * tm = &vlib_thread_main;
 135   vlib_worker_thread_t * w;
 136   vlib_thread_registration_t * tr;
 137   u32 n_vlib_mains = 1;
 138   u32 first_index = 1;
 139   u32 i;
 140   uword * avail_cpu;
 141
 142   /* get bitmaps of active cpu cores and sockets */
 143   tm->cpu_core_bitmap =
 144     vlib_sysfs_list_to_bitmap("/sys/devices/system/cpu/online");
 145   tm->cpu_socket_bitmap =
 146     vlib_sysfs_list_to_bitmap("/sys/devices/system/node/online");
 147
 148   avail_cpu = clib_bitmap_dup(tm->cpu_core_bitmap);
 149
 150   /* skip cores */
 151   for (i=0; i < tm->skip_cores; i++)
 152     {
 153       uword c = clib_bitmap_first_set(avail_cpu);
 154       if (c == ~0)
 155         return clib_error_return (0, "no available cpus to skip");
 156
 157       avail_cpu = clib_bitmap_set(avail_cpu, c, 0);
 158     }
 159
 160   /* grab cpu for main thread */
 161   if (!tm->main_lcore)
 162     {
 163       tm->main_lcore = clib_bitmap_first_set(avail_cpu);
 164       if (tm->main_lcore == (u8) ~0)
 165         return clib_error_return (0, "no available cpus to be used for the"
 166                                   " main thread");
 167     }
 168   else
 169     {
 170       if (clib_bitmap_get(avail_cpu, tm->main_lcore) == 0)
 171         return clib_error_return (0, "cpu %u is not available to be used"
 172                                   " for the main thread", tm->main_lcore);
 173     }
 174   avail_cpu = clib_bitmap_set(avail_cpu, tm->main_lcore, 0);
 175
 176   /* assume that there is socket 0 only if there is no data from sysfs */
 177   if (!tm->cpu_socket_bitmap)
 178     tm->cpu_socket_bitmap = clib_bitmap_set(0, 0, 1);
 179
 180   /* pin main thread to main_lcore  */
 181 #if DPDK==0
 182   {
 183      cpu_set_t cpuset;
 184      CPU_ZERO(&cpuset);
 185      CPU_SET(tm->main_lcore, &cpuset);
 186      pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
 187   }
 188 #endif
 189
 190   /* as many threads as stacks... */
 191   vec_validate_aligned (vlib_worker_threads, vec_len(vlib_thread_stacks)-1,
 192                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 193
 194   /* Preallocate thread 0 */
 195   _vec_len(vlib_worker_threads) = 1;
 196   w = vlib_worker_threads;
 197   w->thread_mheap = clib_mem_get_heap();
 198   w->thread_stack = vlib_thread_stacks[0];
 199   w->dpdk_lcore_id = -1;
 200   w->lwp = syscall(SYS_gettid);
 201   tm->n_vlib_mains = 1;
 202
 203   /* assign threads to cores and set n_vlib_mains */
 204   tr = tm->next;
 205
 206   while (tr)
 207     {
 208       vec_add1 (tm->registrations, tr);
 209       tr = tr->next;
 210     }
 211
 212   vec_sort_with_function
 213     (tm->registrations, sort_registrations_by_no_clone);
 214
 215   for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
 216     {
 217       int j;
 218       tr = tm->registrations[i];
 219       tr->first_index = first_index;
 220       first_index += tr->count;
 221       n_vlib_mains += (tr->no_data_structure_clone == 0) ? tr->count : 0;
 222
 223       /* construct coremask */
 224       if (tr->use_pthreads || !tr->count)
 225         continue;
 226
 227       if (tr->coremask)
 228         {
 229           uword c;
 230           clib_bitmap_foreach (c, tr->coremask, ({
 231             if (clib_bitmap_get(avail_cpu, c) == 0)
 232               return clib_error_return (0, "cpu %u is not available to be used"
 233                                         " for the '%s' thread",c, tr->name);
 234
 235             avail_cpu = clib_bitmap_set(avail_cpu, c, 0);
 236           }));
 237
 238         }
 239       else
 240         {
 241           for (j=0; j < tr->count; j++)
 242             {
 243               uword c = clib_bitmap_first_set(avail_cpu);
 244               if (c == ~0)
 245               return clib_error_return (0, "no available cpus to be used for"
 246                                         " the '%s' thread", tr->name);
 247
 248               avail_cpu = clib_bitmap_set(avail_cpu, c, 0);
 249               tr->coremask = clib_bitmap_set(tr->coremask, c, 1);
 250             }
 251         }
 252     }
 253
 254   clib_bitmap_free(avail_cpu);
 255
 256   tm->n_vlib_mains = n_vlib_mains;
 257
 258   vec_validate_aligned (vlib_worker_threads, first_index-1,
 259                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 260
 261
 262   tm->efd.enabled = VLIB_EFD_DISABLED;
 263   tm->efd.queue_hi_thresh = ((VLIB_EFD_DEF_WORKER_HI_THRESH_PCT *
 264                               FRAME_QUEUE_NELTS)/100);
 265   return 0;
 266 }
 267
 268 vlib_worker_thread_t *
 269 vlib_alloc_thread (vlib_main_t * vm)
 270 {
 271   vlib_worker_thread_t * w;
 272
 273   if (vec_len(vlib_worker_threads) >= vec_len (vlib_thread_stacks))
 274     {
 275       clib_warning ("out of worker threads... Quitting...");
 276       exit(1);
 277     }
 278   vec_add2 (vlib_worker_threads, w, 1);
 279   w->thread_stack = vlib_thread_stacks[w - vlib_worker_threads];
 280   return w;
 281 }
 282
 283 vlib_frame_queue_t * vlib_frame_queue_alloc (int nelts)
 284 {
 285   vlib_frame_queue_t * fq;
 286
 287   fq = clib_mem_alloc_aligned(sizeof (*fq), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 288   memset (fq, 0, sizeof (*fq));
 289   fq->nelts = nelts;
 290   fq->vector_threshold = 128; // packets
 291   vec_validate_aligned (fq->elts, nelts-1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 292
 293   if (1)
 294   {
 295     if (((uword)&fq->tail) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
 296       fformat(stderr, "WARNING: fq->tail unaligned\n");
 297     if (((uword)&fq->head) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
 298       fformat(stderr, "WARNING: fq->head unaligned\n");
 299     if (((uword)fq->elts) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
 300       fformat(stderr, "WARNING: fq->elts unaligned\n");
 301
 302     if (sizeof (fq->elts[0]) % CLIB_CACHE_LINE_BYTES)
 303       fformat(stderr, "WARNING: fq->elts[0] size %d\n",
 304               sizeof (fq->elts[0]));
 305     if (nelts & (nelts -1))
 306       {
 307         fformat (stderr, "FATAL: nelts MUST be a power of 2\n");
 308         abort();
 309       }
 310   }
 311
 312   return (fq);
 313 }
 314
 315 void vl_msg_api_handler_no_free (void *) __attribute__ ((weak));
 316 void vl_msg_api_handler_no_free (void *v) { }
 317
 318 /* Turned off, save as reference material... */
 319 #if 0
 320 static inline int vlib_frame_queue_dequeue_internal (int thread_id,
 321                                                       vlib_main_t *vm,
 322                                                       vlib_node_main_t *nm)
 323 {
 324   vlib_frame_queue_t *fq = vlib_frame_queues[thread_id];
 325   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
 326   vlib_frame_t *f;
 327   vlib_pending_frame_t *p;
 328   vlib_node_runtime_t *r;
 329   u32 node_runtime_index;
 330   int msg_type;
 331   u64 before;
 332   int processed = 0;
 333
 334   ASSERT(vm == vlib_mains[thread_id]);
 335
 336   while (1)
 337     {
 338       if (fq->head == fq->tail)
 339         return processed;
 340
 341       elt = fq->elts + ((fq->head+1) & (fq->nelts-1));
 342
 343       if (!elt->valid)
 344         return processed;
 345
 346       before = clib_cpu_time_now();
 347
 348       f = elt->frame;
 349       node_runtime_index = elt->node_runtime_index;
 350       msg_type = elt->msg_type;
 351
 352       switch (msg_type)
 353         {
 354         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_FREE_BUFFERS:
 355           vlib_buffer_free (vm, vlib_frame_vector_args (f), f->n_vectors);
 356           /* note fallthrough... */
 357         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_FREE_FRAME:
 358           r = vec_elt_at_index (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL],
 359                                 node_runtime_index);
 360           vlib_frame_free (vm, r, f);
 361           break;
 362         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_DISPATCH_FRAME:
 363           vec_add2 (vm->node_main.pending_frames, p, 1);
 364           f->flags |= (VLIB_FRAME_PENDING | VLIB_FRAME_FREE_AFTER_DISPATCH);
 365           p->node_runtime_index = elt->node_runtime_index;
 366           p->frame_index = vlib_frame_index (vm, f);
 367           p->next_frame_index = VLIB_PENDING_FRAME_NO_NEXT_FRAME;
 368           fq->dequeue_vectors += (u64) f->n_vectors;
 369           break;
 370         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_API_MSG:
 371           vl_msg_api_handler_no_free (f);
 372           break;
 373         default:
 374           clib_warning ("bogus frame queue message, type %d", msg_type);
 375           break;
 376         }
 377       elt->valid = 0;
 378       fq->dequeues++;
 379       fq->dequeue_ticks += clib_cpu_time_now() - before;
 380       CLIB_MEMORY_BARRIER();
 381       fq->head++;
 382       processed++;
 383     }
 384   ASSERT(0);
 385   return processed;
 386 }
 387
 388 int vlib_frame_queue_dequeue (int thread_id,
 389                                vlib_main_t *vm,
 390                                vlib_node_main_t *nm)
 391 {
 392   return vlib_frame_queue_dequeue_internal (thread_id, vm, nm);
 393 }
 394
 395 int vlib_frame_queue_enqueue (vlib_main_t *vm, u32 node_runtime_index,
 396                               u32 frame_queue_index, vlib_frame_t *frame,
 397                               vlib_frame_queue_msg_type_t type)
 398 {
 399   vlib_frame_queue_t *fq = vlib_frame_queues[frame_queue_index];
 400   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
 401   u32 save_count;
 402   u64 new_tail;
 403   u64 before = clib_cpu_time_now();
 404
 405   ASSERT (fq);
 406
 407   new_tail = __sync_add_and_fetch (&fq->tail, 1);
 408
 409   /* Wait until a ring slot is available */
 410   while (new_tail >= fq->head + fq->nelts)
 411     {
 412       f64 b4 = vlib_time_now_ticks (vm, before);
 413       vlib_worker_thread_barrier_check (vm, b4);
 414       /* Bad idea. Dequeue -> enqueue -> dequeue -> trouble */
 415       // vlib_frame_queue_dequeue (vm->cpu_index, vm, nm);
 416     }
 417
 418   elt = fq->elts + (new_tail & (fq->nelts-1));
 419
 420   /* this would be very bad... */
 421   while (elt->valid)
 422     {
 423     }
 424
 425   /* Once we enqueue the frame, frame->n_vectors is owned elsewhere... */
 426   save_count = frame->n_vectors;
 427
 428   elt->frame = frame;
 429   elt->node_runtime_index = node_runtime_index;
 430   elt->msg_type = type;
 431   CLIB_MEMORY_BARRIER();
 432   elt->valid = 1;
 433
 434   return save_count;
 435 }
 436 #endif /* 0 */
 437
 438 /* To be called by vlib worker threads upon startup */
 439 void vlib_worker_thread_init (vlib_worker_thread_t * w)
 440 {
 441   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main();
 442
 443   /* worker threads wants no signals. */
 444   {
 445     sigset_t s;
 446     sigfillset (&s);
 447     pthread_sigmask (SIG_SETMASK, &s, 0);
 448   }
 449
 450   clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
 451
 452   if (vec_len(tm->thread_prefix) && w->registration->short_name)
 453     {
 454       w->name = format(0, "%v_%s_%d%c", tm->thread_prefix,
 455                                         w->registration->short_name,
 456                                         w->instance_id,
 457                                         '\0');
 458       vlib_set_thread_name((char *)w->name);
 459     }
 460
 461   if (!w->registration->use_pthreads)
 462     {
 463
 464       /* Initial barrier sync, for both worker and i/o threads */
 465       clib_smp_atomic_add (vlib_worker_threads->workers_at_barrier, 1);
 466
 467       while (*vlib_worker_threads->wait_at_barrier)
 468           ;
 469
 470       clib_smp_atomic_add (vlib_worker_threads->workers_at_barrier, -1);
 471     }
 472 }
 473
 474 void *vlib_worker_thread_bootstrap_fn (void *arg)
 475 {
 476   void *rv;
 477   vlib_worker_thread_t *w = arg;
 478
 479   w->lwp = syscall(SYS_gettid);
 480   w->dpdk_lcore_id = -1;
 481 #if DPDK==1
 482   if (w->registration && !w->registration->use_pthreads &&
 483       rte_socket_id) /* do we really have dpdk linked */
 484     {
 485       unsigned lcore = rte_lcore_id();
 486       lcore = lcore < RTE_MAX_LCORE ? lcore : -1;
 487       w->dpdk_lcore_id = lcore;
 488     }
 489 #endif
 490
 491   rv = (void *) clib_calljmp
 492       ((uword (*)(uword)) w->thread_function,
 493        (uword) arg, w->thread_stack + VLIB_THREAD_STACK_SIZE);
 494   /* NOTREACHED, we hope */
 495   return rv;
 496 }
 497
 498 static int
 499 vlib_launch_thread (void *fp, vlib_worker_thread_t *w, unsigned lcore_id)
 500 {
 501   void *(*fp_arg)(void *) = fp;
 502
 503 #if DPDK==1
 504   if (!w->registration->use_pthreads)
 505     if (rte_eal_remote_launch) /* do we have dpdk linked */
 506       return rte_eal_remote_launch (fp, (void *)w, lcore_id);
 507     else
 508       return -1;
 509   else
 510 #endif
 511   {
 512     int ret;
 513     pthread_t worker;
 514     cpu_set_t cpuset;
 515     CPU_ZERO(&cpuset);
 516     CPU_SET(lcore_id, &cpuset);
 517
 518     ret = pthread_create (&worker, NULL /* attr */, fp_arg, (void *)w);
 519     if(ret == 0)
 520         return pthread_setaffinity_np(worker, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
 521     else
 522         return ret;
 523   }
 524 }
 525
 526 static clib_error_t * start_workers (vlib_main_t * vm)
 527 {
 528   int i, j;
 529   vlib_worker_thread_t *w;
 530   vlib_main_t *vm_clone;
 531   void *oldheap;
 532   vlib_frame_queue_t *fq;
 533   vlib_thread_main_t * tm = &vlib_thread_main;
 534   vlib_thread_registration_t * tr;
 535   vlib_node_runtime_t * rt;
 536   u32 n_vlib_mains = tm->n_vlib_mains;
 537   u32 worker_thread_index;
 538
 539   vec_reset_length (vlib_worker_threads);
 540
 541   /* Set up the main thread */
 542   vec_add2_aligned (vlib_worker_threads, w, 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 543   w->elog_track.name = "main thread";
 544   elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
 545
 546   if (vec_len(tm->thread_prefix))
 547     {
 548       w->name = format(0, "%v_main%c", tm->thread_prefix, '\0');
 549       vlib_set_thread_name((char *)w->name);
 550     }
 551
 552 #if DPDK==1
 553   w->dpdk_lcore_id = -1;
 554   if (rte_socket_id) /* do we really have dpdk linked */
 555     {
 556       unsigned lcore = rte_lcore_id();
 557       w->dpdk_lcore_id = lcore < RTE_MAX_LCORE ? lcore : -1;;
 558     }
 559 #endif
 560
 561   if (n_vlib_mains > 1)
 562     {
 563       u8 * heap = clib_mem_get_per_cpu_heap();
 564       mheap_t * h = mheap_header (heap);
 565
 566       /* make the main heap thread-safe */
 567       h->flags |= MHEAP_FLAG_THREAD_SAFE;
 568
 569       /* Make the event-log MP-safe */
 570       vm->elog_main.lock =
 571         clib_mem_alloc_aligned (CLIB_CACHE_LINE_BYTES,
 572                                 CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 573
 574       vm->elog_main.lock[0] = 0;
 575
 576       vec_validate (vlib_mains, tm->n_vlib_mains - 1);
 577       _vec_len (vlib_mains) = 0;
 578       vec_add1 (vlib_mains, vm);
 579
 580       vec_validate (vlib_frame_queues, tm->n_vlib_mains - 1);
 581       _vec_len (vlib_frame_queues) = 0;
 582       fq = vlib_frame_queue_alloc (FRAME_QUEUE_NELTS);
 583       vec_add1 (vlib_frame_queues, fq);
 584
 585       vlib_worker_threads->wait_at_barrier =
 586         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 587       vlib_worker_threads->workers_at_barrier =
 588         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 589
 590       /* Ask for an initial barrier sync */
 591       *vlib_worker_threads->workers_at_barrier = 0;
 592       *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 1;
 593
 594       worker_thread_index = 1;
 595
 596       for (i = 0; i < vec_len(tm->registrations); i++)
 597         {
 598           vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
 599           vlib_buffer_main_t *bm_clone;
 600           vlib_buffer_free_list_t *fl_clone, *fl_orig;
 601           vlib_buffer_free_list_t *orig_freelist_pool;
 602           int k;
 603
 604           tr = tm->registrations[i];
 605
 606           if (tr->count == 0)
 607             continue;
 608
 609           for (k = 0; k < tr->count; k++)
 610           {
 611             vec_add2 (vlib_worker_threads, w, 1);
 612             /*
 613              * Share the main heap which is now thread-safe.
 614              *
 615              * To allocate separate heaps, code:
 616              * mheap_alloc (0 / * use VM * /, tr->mheap_size);
 617              */
 618             w->thread_mheap = heap;
 619             w->thread_stack = vlib_thread_stacks[w - vlib_worker_threads];
 620             w->thread_function = tr->function;
 621             w->thread_function_arg = w;
 622             w->instance_id = k;
 623             w->registration = tr;
 624
 625             w->elog_track.name =
 626                 (char *) format (0, "%s %d", tr->name, k+1);
 627             vec_add1 (w->elog_track.name, 0);
 628             elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
 629
 630             if (tr->no_data_structure_clone)
 631               continue;
 632
 633             /* Allocate "to-worker-N" frame queue */
 634             fq = vlib_frame_queue_alloc (FRAME_QUEUE_NELTS);
 635             vec_validate (vlib_frame_queues, worker_thread_index);
 636             vlib_frame_queues[worker_thread_index] = fq;
 637
 638             /* Fork vlib_global_main et al. Look for bugs here */
 639             oldheap = clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
 640
 641             vm_clone = clib_mem_alloc (sizeof (*vm_clone));
 642             memcpy (vm_clone, vlib_mains[0], sizeof (*vm_clone));
 643
 644             vm_clone->cpu_index = worker_thread_index;
 645             vm_clone->heap_base = w->thread_mheap;
 646             vm_clone->mbuf_alloc_list = 0;
 647             memset (&vm_clone->random_buffer, 0, sizeof (vm_clone->random_buffer));
 648
 649             nm = &vlib_mains[0]->node_main;
 650             nm_clone = &vm_clone->node_main;
 651             /* fork next frames array, preserving node runtime indices */
 652             nm_clone->next_frames = vec_dup (nm->next_frames);
 653             for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->next_frames); j++)
 654               {
 655                 vlib_next_frame_t *nf = &nm_clone->next_frames[j];
 656                 u32 save_node_runtime_index;
 657                 u32 save_flags;
 658
 659                 save_node_runtime_index = nf->node_runtime_index;
 660                 save_flags = nf->flags & VLIB_FRAME_NO_FREE_AFTER_DISPATCH;
 661                 vlib_next_frame_init (nf);
 662                 nf->node_runtime_index = save_node_runtime_index;
 663                 nf->flags = save_flags;
 664               }
 665
 666             /* fork the frame dispatch queue */
 667             nm_clone->pending_frames = 0;
 668             vec_validate (nm_clone->pending_frames, 10); /* $$$$$?????? */
 669             _vec_len (nm_clone->pending_frames) = 0;
 670
 671             /* fork nodes */
 672             nm_clone->nodes = 0;
 673             for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
 674               {
 675                 vlib_node_t *n;
 676                 n = clib_mem_alloc_no_fail (sizeof(*n));
 677                 memcpy (n, nm->nodes[j], sizeof (*n));
 678                 /* none of the copied nodes have enqueue rights given out */
 679                 n->owner_node_index = VLIB_INVALID_NODE_INDEX;
 680                 memset (&n->stats_total, 0, sizeof (n->stats_total));
 681                 memset (&n->stats_last_clear, 0, sizeof (n->stats_last_clear));
 682                 vec_add1 (nm_clone->nodes, n);
 683               }
 684             nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL] =
 685               vec_dup (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL]);
 686
 687             nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT] =
 688               vec_dup (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT]);
 689             vec_foreach(rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT])
 690               rt->cpu_index = vm_clone->cpu_index;
 691
 692             nm_clone->processes = vec_dup (nm->processes);
 693
 694             /* zap the (per worker) frame freelists, etc */
 695             nm_clone->frame_sizes = 0;
 696             nm_clone->frame_size_hash = 0;
 697
 698             /* Packet trace buffers are guaranteed to be empty, nothing to do here */
 699
 700             clib_mem_set_heap (oldheap);
 701             vec_add1 (vlib_mains, vm_clone);
 702
 703             vm_clone->error_main.counters =
 704               vec_dup(vlib_mains[0]->error_main.counters);
 705             vm_clone->error_main.counters_last_clear =
 706               vec_dup(vlib_mains[0]->error_main.counters_last_clear);
 707
 708             /* Fork the vlib_buffer_main_t free lists, etc. */
 709             bm_clone = vec_dup (vm_clone->buffer_main);
 710             vm_clone->buffer_main = bm_clone;
 711
 712             orig_freelist_pool = bm_clone->buffer_free_list_pool;
 713             bm_clone->buffer_free_list_pool = 0;
 714
 715             pool_foreach (fl_orig, orig_freelist_pool,
 716                           ({
 717                             pool_get_aligned (bm_clone->buffer_free_list_pool,
 718                                               fl_clone, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 719                             ASSERT (fl_orig - orig_freelist_pool
 720                                     == fl_clone - bm_clone->buffer_free_list_pool);
 721
 722                             fl_clone[0] = fl_orig[0];
 723                             fl_clone->aligned_buffers = 0;
 724                             fl_clone->unaligned_buffers = 0;
 725                             fl_clone->n_alloc = 0;
 726                           }));
 727
 728             worker_thread_index++;
 729           }
 730         }
 731     }
 732   else
 733     {
 734       /* only have non-data-structure copy threads to create... */
 735       for (i = 0; i < vec_len(tm->registrations); i++)
 736         {
 737           tr = tm->registrations[i];
 738
 739           for (j = 0; j < tr->count; j++)
 740             {
 741               vec_add2 (vlib_worker_threads, w, 1);
 742               w->thread_mheap = mheap_alloc (0 /* use VM */, tr->mheap_size);
 743               w->thread_stack = vlib_thread_stacks[w - vlib_worker_threads];
 744               w->thread_function = tr->function;
 745               w->thread_function_arg = w;
 746               w->instance_id = j;
 747               w->elog_track.name =
 748                   (char *) format (0, "%s %d", tr->name, j+1);
 749               w->registration = tr;
 750               vec_add1 (w->elog_track.name, 0);
 751               elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
 752             }
 753         }
 754     }
 755
 756   worker_thread_index = 1;
 757
 758   for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
 759     {
 760       int j;
 761
 762       tr = tm->registrations[i];
 763
 764       if (tr->use_pthreads || tm->use_pthreads)
 765         {
 766           for (j = 0; j < tr->count; j++)
 767             {
 768               w = vlib_worker_threads + worker_thread_index++;
 769               if (vlib_launch_thread (vlib_worker_thread_bootstrap_fn, w, 0) < 0)
 770                 clib_warning ("Couldn't start '%s' pthread ", tr->name);
 771             }
 772         }
 773       else
 774         {
 775             uword c;
 776             clib_bitmap_foreach (c, tr->coremask, ({
 777               w = vlib_worker_threads + worker_thread_index++;
 778               if (vlib_launch_thread (vlib_worker_thread_bootstrap_fn, w, c) < 0)
 779                 clib_warning ("Couldn't start DPDK lcore %d", c);
 780
 781             }));
 782         }
 783     }
 784   vlib_worker_thread_barrier_sync(vm);
 785   vlib_worker_thread_barrier_release(vm);
 786   return 0;
 787 }
 788
 789 VLIB_MAIN_LOOP_ENTER_FUNCTION (start_workers);
 790
 791 void vlib_worker_thread_node_runtime_update(void)
 792 {
 793   int i, j;
 794   vlib_worker_thread_t *w;
 795   vlib_main_t *vm;
 796   vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
 797   vlib_node_t ** old_nodes_clone;
 798   vlib_main_t *vm_clone;
 799   vlib_node_runtime_t * rt, * old_rt;
 800   void *oldheap;
 801   never_inline void
 802     vlib_node_runtime_sync_stats (vlib_main_t * vm,
 803                                   vlib_node_runtime_t * r,
 804                                   uword n_calls,
 805                                   uword n_vectors,
 806                                   uword n_clocks);
 807
 808   ASSERT (os_get_cpu_number() == 0);
 809
 810   if (vec_len (vlib_mains) == 0)
 811     return;
 812
 813   vm = vlib_mains[0];
 814   nm = &vm->node_main;
 815
 816   ASSERT (os_get_cpu_number() == 0);
 817   ASSERT (*vlib_worker_threads->wait_at_barrier == 1);
 818
 819   /*
 820    * Scrape all runtime stats, so we don't lose node runtime(s) with
 821    * pending counts, or throw away worker / io thread counts.
 822    */
 823   for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
 824     {
 825       vlib_node_t * n;
 826       n = nm->nodes[j];
 827       vlib_node_sync_stats (vm, n);
 828     }
 829
 830   for (i = 1; i < vec_len (vlib_mains); i++)
 831     {
 832       vlib_node_t * n;
 833
 834       vm_clone = vlib_mains[i];
 835       nm_clone = &vm_clone->node_main;
 836
 837       for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->nodes); j++)
 838         {
 839           n = nm_clone->nodes[j];
 840
 841           rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, n->index);
 842           vlib_node_runtime_sync_stats (vm_clone, rt, 0, 0, 0);
 843         }
 844     }
 845
 846   for (i = 1; i < vec_len (vlib_mains); i++)
 847     {
 848       vlib_node_runtime_t * rt;
 849       w = vlib_worker_threads + i;
 850       oldheap = clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
 851
 852       vm_clone = vlib_mains[i];
 853
 854       /* Re-clone error heap */
 855       u64 * old_counters = vm_clone->error_main.counters;
 856       u64 * old_counters_all_clear = vm_clone->error_main.counters_last_clear;
 857       memcpy (&vm_clone->error_main, &vm->error_main, sizeof (vm->error_main));
 858       j = vec_len(vm->error_main.counters) - 1;
 859       vec_validate_aligned(old_counters, j, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 860       vec_validate_aligned(old_counters_all_clear, j, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 861       vm_clone->error_main.counters = old_counters;
 862       vm_clone->error_main.counters_last_clear = old_counters_all_clear;
 863
 864       nm_clone = &vm_clone->node_main;
 865       vec_free (nm_clone->next_frames);
 866       nm_clone->next_frames = vec_dup (nm->next_frames);
 867
 868       for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->next_frames); j++)
 869         {
 870           vlib_next_frame_t *nf = &nm_clone->next_frames[j];
 871           u32 save_node_runtime_index;
 872           u32 save_flags;
 873
 874           save_node_runtime_index = nf->node_runtime_index;
 875           save_flags = nf->flags & VLIB_FRAME_NO_FREE_AFTER_DISPATCH;
 876           vlib_next_frame_init (nf);
 877           nf->node_runtime_index = save_node_runtime_index;
 878           nf->flags = save_flags;
 879         }
 880
 881       old_nodes_clone = nm_clone->nodes;
 882       nm_clone->nodes = 0;
 883
 884       /* re-fork nodes */
 885       for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++) {
 886         vlib_node_t *old_n_clone;
 887         vlib_node_t *new_n, *new_n_clone;
 888
 889         new_n = nm->nodes[j];
 890         old_n_clone = old_nodes_clone[j];
 891
 892         new_n_clone = clib_mem_alloc_no_fail (sizeof(*new_n_clone));
 893         memcpy (new_n_clone, new_n, sizeof (*new_n));
 894         /* none of the copied nodes have enqueue rights given out */
 895         new_n_clone->owner_node_index = VLIB_INVALID_NODE_INDEX;
 896
 897         if (j >= vec_len (old_nodes_clone))
 898           {
 899             /* new node, set to zero */
 900             memset (&new_n_clone->stats_total, 0,
 901                     sizeof (new_n_clone->stats_total));
 902             memset (&new_n_clone->stats_last_clear, 0,
 903                     sizeof (new_n_clone->stats_last_clear));
 904           }
 905         else
 906           {
 907             /* Copy stats if the old data is valid */
 908             memcpy (&new_n_clone->stats_total,
 909                     &old_n_clone->stats_total,
 910                     sizeof (new_n_clone->stats_total));
 911             memcpy (&new_n_clone->stats_last_clear,
 912                     &old_n_clone->stats_last_clear,
 913                     sizeof (new_n_clone->stats_last_clear));
 914
 915             /* keep previous node state */
 916             new_n_clone->state = old_n_clone->state;
 917           }
 918         vec_add1 (nm_clone->nodes, new_n_clone);
 919       }
 920       /* Free the old node clone */
 921       for (j = 0; j < vec_len(old_nodes_clone); j++)
 922         clib_mem_free (old_nodes_clone[j]);
 923       vec_free (old_nodes_clone);
 924
 925       vec_free (nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL]);
 926
 927       nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL] =
 928           vec_dup (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL]);
 929
 930       /* clone input node runtime */
 931       old_rt = nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT];
 932
 933       nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT] =
 934         vec_dup (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT]);
 935
 936       vec_foreach(rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT])
 937         {
 938           rt->cpu_index = vm_clone->cpu_index;
 939         }
 940
 941       for (j=0; j < vec_len(old_rt); j++)
 942         {
 943           rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, old_rt[j].node_index);
 944           rt->state = old_rt[j].state;
 945         }
 946
 947       vec_free(old_rt);
 948
 949       nm_clone->processes = vec_dup (nm->processes);
 950
 951       clib_mem_set_heap (oldheap);
 952
 953       // vnet_main_fork_fixup (i);
 954     }
 955 }
 956
 957 static clib_error_t *
 958 cpu_config (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
 959 {
 960   vlib_thread_registration_t *tr;
 961   uword * p;
 962   vlib_thread_main_t * tm = &vlib_thread_main;
 963   u8 * name;
 964   u64 coremask;
 965   uword * bitmap;
 966   u32 count;
 967
 968   tm->thread_registrations_by_name = hash_create_string (0, sizeof (uword));
 969   tm->n_thread_stacks = 1;      /* account for main thread */
 970
 971   tr = tm->next;
 972
 973   while (tr)
 974     {
 975       hash_set_mem (tm->thread_registrations_by_name, tr->name, (uword)tr);
 976       tr = tr->next;
 977     }
 978
 979   while (unformat_check_input(input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
 980     {
 981       if (unformat (input, "main-thread-io"))
 982         tm->main_thread_is_io_node = 1;
 983       else if (unformat (input, "use-pthreads"))
 984         tm->use_pthreads = 1;
 985       else if (unformat (input, "thread-prefix %v", &tm->thread_prefix))
 986           ;
 987       else if (unformat (input, "main-core %u", &tm->main_lcore))
 988           ;
 989       else if (unformat (input, "skip-cores %u", &tm->skip_cores))
 990           ;
 991       else if (unformat (input, "coremask-%s %llx", &name, &coremask))
 992         {
 993           p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, name);
 994           if (p == 0)
 995             return clib_error_return (0, "no such thread type '%s'", name);
 996
 997           tr = (vlib_thread_registration_t *)p[0];
 998
 999           if  (tr->use_pthreads)
1000             return clib_error_return (0, "coremask cannot be set for '%s' threads",
1001                                       name);
1002
1003           tr->coremask = clib_bitmap_set_multiple
1004             (tr->coremask, 0, coremask, BITS(coremask));
1005           tr->count = clib_bitmap_count_set_bits (tr->coremask);
1006         }
1007       else if (unformat (input, "corelist-%s %U", &name, unformat_bitmap_list,
1008                &bitmap))
1009         {
1010           p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, name);
1011           if (p == 0)
1012             return clib_error_return (0, "no such thread type '%s'", name);
1013
1014           tr = (vlib_thread_registration_t *)p[0];
1015
1016           if  (tr->use_pthreads)
1017             return clib_error_return (0, "corelist cannot be set for '%s' threads",
1018                                       name);
1019
1020           tr->coremask = bitmap;
1021           tr->count = clib_bitmap_count_set_bits (tr->coremask);
1022         }
1023       else if (unformat (input, "%s %u", &name, &count))
1024         {
1025           p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, name);
1026           if (p == 0)
1027               return clib_error_return (0, "no such thread type '%s'", name);
1028
1029           tr = (vlib_thread_registration_t *)p[0];
1030           if (tr->fixed_count)
1031             return clib_error_return
1032               (0, "number of %s threads not configurable", tr->name);
1033           tr->count = count;
1034         }
1035       else
1036         break;
1037     }
1038
1039   tr = tm->next;
1040
1041   if (!tm->thread_prefix)
1042     tm->thread_prefix = format(0, "vpp");
1043
1044   while (tr)
1045     {
1046       tm->n_thread_stacks += tr->count;
1047       tm->n_pthreads += tr->count * tr->use_pthreads;
1048       tm->n_eal_threads += tr->count * (tr->use_pthreads == 0);
1049       tr = tr->next;
1050     }
1051
1052   return 0;
1053 }
1054
1055 VLIB_EARLY_CONFIG_FUNCTION (cpu_config, "cpu");
1056
1057 #if !defined (__x86_64__) && !defined (__aarch64__) && !defined (__powerpc64__) && !defined(__arm__)
1058 void __sync_fetch_and_add_8 (void)
1059 {
1060   fformat(stderr, "%s called\n", __FUNCTION__);
1061   abort();
1062 }
1063 void __sync_add_and_fetch_8 (void)
1064 {
1065   fformat(stderr, "%s called\n", __FUNCTION__);
1066   abort();
1067 }
1068 #endif
1069
1070 void vnet_main_fixup (vlib_fork_fixup_t which) __attribute__ ((weak));
1071 void vnet_main_fixup (vlib_fork_fixup_t which) { }
1072
1073 void vlib_worker_thread_fork_fixup (vlib_fork_fixup_t which)
1074 {
1075   vlib_main_t * vm = vlib_get_main();
1076
1077   if (vlib_mains == 0)
1078     return;
1079
1080   ASSERT(os_get_cpu_number() == 0);
1081   vlib_worker_thread_barrier_sync(vm);
1082
1083   switch (which)
1084     {
1085     case VLIB_WORKER_THREAD_FORK_FIXUP_NEW_SW_IF_INDEX:
1086       vnet_main_fixup (VLIB_WORKER_THREAD_FORK_FIXUP_NEW_SW_IF_INDEX);
1087       break;
1088
1089     default:
1090       ASSERT(0);
1091     }
1092   vlib_worker_thread_barrier_release(vm);
1093 }
1094
1095 void vlib_worker_thread_barrier_sync(vlib_main_t *vm)
1096 {
1097   f64 deadline;
1098   u32 count;
1099
1100   if (!vlib_mains)
1101       return;
1102
1103   count = vec_len (vlib_mains) - 1;
1104
1105   /* Tolerate recursive calls */
1106   if (++vlib_worker_threads[0].recursion_level > 1)
1107       return;
1108
1109   vlib_worker_threads[0].barrier_sync_count++;
1110
1111   ASSERT (os_get_cpu_number() == 0);
1112
1113   deadline = vlib_time_now (vm) + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1114
1115   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 1;
1116   while (*vlib_worker_threads->workers_at_barrier != count)
1117     {
1118       if (vlib_time_now(vm) > deadline)
1119         {
1120           fformat(stderr, "%s: worker thread deadlock\n", __FUNCTION__);
1121           os_panic();
1122         }
1123     }
1124 }
1125
1126 void vlib_worker_thread_barrier_release(vlib_main_t * vm)
1127 {
1128   f64 deadline;
1129
1130   if (!vlib_mains)
1131       return;
1132
1133   if (--vlib_worker_threads[0].recursion_level > 0)
1134     return;
1135
1136   deadline = vlib_time_now (vm) + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1137
1138   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 0;
1139
1140   while (*vlib_worker_threads->workers_at_barrier > 0)
1141     {
1142       if (vlib_time_now(vm) > deadline)
1143         {
1144           fformat(stderr, "%s: worker thread deadlock\n", __FUNCTION__);
1145           os_panic();
1146         }
1147     }
1148 }
1149
1150 static clib_error_t *
1151 show_threads_fn (vlib_main_t * vm,
1152        unformat_input_t * input,
1153        vlib_cli_command_t * cmd)
1154 {
1155   vlib_worker_thread_t * w;
1156   int i;
1157
1158   vlib_cli_output (vm, "%-7s%-20s%-12s%-8s%-7s%-7s%-7s%-10s",
1159                    "ID", "Name", "Type", "LWP",
1160                    "lcore", "Core", "Socket", "State");
1161
1162 #if !defined(__powerpc64__)
1163   for (i = 0; i < vec_len(vlib_worker_threads); i++)
1164     {
1165       w = vlib_worker_threads + i;
1166       u8 * line = NULL;
1167
1168       line = format(line, "%-7d%-20s%-12s%-8d",
1169                     i,
1170                     w->name ? w->name : (u8 *) "",
1171                     w->registration ? w->registration->name : "",
1172                     w->lwp);
1173
1174 #if DPDK==1
1175       int lcore = w->dpdk_lcore_id;
1176       if (lcore > -1)
1177         {
1178           line = format(line, "%-7u%-7u%-7u",
1179                         lcore,
1180                         lcore_config[lcore].core_id,
1181                         lcore_config[lcore].socket_id);
1182
1183           switch(lcore_config[lcore].state)
1184             {
1185               case WAIT:
1186                 line = format(line, "wait");
1187                 break;
1188               case RUNNING:
1189                 line = format(line, "running");
1190                 break;
1191               case FINISHED:
1192                 line = format(line, "finished");
1193                 break;
1194               default:
1195                 line = format(line, "unknown");
1196             }
1197         }
1198 #endif
1199       vlib_cli_output(vm, "%v", line);
1200       vec_free(line);
1201     }
1202 #endif
1203
1204   return 0;
1205 }
1206
1207
1208 VLIB_CLI_COMMAND (show_threads_command, static) = {
1209   .path = "show threads",
1210   .short_help = "Show threads",
1211   .function = show_threads_fn,
1212 };