Reorganize source tree to use single autotools instance
[vpp.git] / src / vlib / mc.h
diff --git a/src/vlib/mc.h b/src/vlib/mc.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..dc95b0e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,687 @@
+/*
+ * mc.h: vlib reliable sequenced multicast distributed applications
+ *
+ * Copyright (c) 2010 Cisco and/or its affiliates.
+ * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+ * you may not use this file except in compliance with the License.
+ * You may obtain a copy of the License at:
+ *
+ *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+ *
+ * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+ * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+ * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+ * See the License for the specific language governing permissions and
+ * limitations under the License.
+ */
+
+#ifndef included_vlib_mc_h
+#define included_vlib_mc_h
+
+#include <vppinfra/elog.h>
+#include <vppinfra/fifo.h>
+#include <vppinfra/mhash.h>
+#include <vlib/node.h>
+
+#ifndef MC_EVENT_LOGGING
+#define MC_EVENT_LOGGING 1
+#endif
+
+always_inline uword
+mc_need_byte_swap (void)
+{
+  return CLIB_ARCH_IS_LITTLE_ENDIAN;
+}
+
+/*
+ * Used to uniquely identify hosts.
+ * For IP4 this would be ip4_address plus tcp/udp port.
+ */
+typedef union
+{
+  u8 as_u8[8];
+  u64 as_u64;
+} mc_peer_id_t;
+
+always_inline mc_peer_id_t
+mc_byte_swap_peer_id (mc_peer_id_t i)
+{
+  /* Peer id is already in network byte order. */
+  return i;
+}
+
+always_inline int
+mc_peer_id_compare (mc_peer_id_t a, mc_peer_id_t b)
+{
+  return memcmp (a.as_u8, b.as_u8, sizeof (a.as_u8));
+}
+
+/* Assert mastership.  Lowest peer_id amount all peers wins mastership.
+   Only sent/received over mastership channel (MC_TRANSPORT_MASTERSHIP).
+   So, we don't need a message opcode. */
+typedef CLIB_PACKED (struct
+                    {
+                    /* Peer id asserting mastership. */
+                    mc_peer_id_t peer_id;
+                    /* Global sequence number asserted. */
+                    u32 global_sequence;}) mc_msg_master_assert_t;
+
+always_inline void
+mc_byte_swap_msg_master_assert (mc_msg_master_assert_t * r)
+{
+  if (mc_need_byte_swap ())
+    {
+      r->peer_id = mc_byte_swap_peer_id (r->peer_id);
+      r->global_sequence = clib_byte_swap_u32 (r->global_sequence);
+    }
+}
+
+#define foreach_mc_msg_type                    \
+  _ (master_assert)                            \
+  _ (join_or_leave_request)                    \
+  _ (join_reply)                               \
+  _ (user_request)                             \
+  _ (user_ack)                                 \
+  _ (catchup_request)                          \
+  _ (catchup_reply)
+
+typedef enum
+{
+#define _(f) MC_MSG_TYPE_##f,
+  foreach_mc_msg_type
+#undef _
+} mc_relay_msg_type_t;
+
+/* Request to join a given stream.  Multicast over MC_TRANSPORT_JOIN. */
+typedef CLIB_PACKED (struct
+                    {
+mc_peer_id_t peer_id; mc_relay_msg_type_t type:32;
+                    /* MC_MSG_TYPE_join_or_leave_request */
+                    /* Stream to join or leave. */
+                    u32 stream_index;
+                    /* join = 1, leave = 0 */
+                    u8 is_join;}) mc_msg_join_or_leave_request_t;
+
+always_inline void
+mc_byte_swap_msg_join_or_leave_request (mc_msg_join_or_leave_request_t * r)
+{
+  if (mc_need_byte_swap ())
+    {
+      r->peer_id = mc_byte_swap_peer_id (r->peer_id);
+      r->type = clib_byte_swap_u32 (r->type);
+      r->stream_index = clib_byte_swap_u32 (r->stream_index);
+    }
+}
+
+/* Join reply.  Multicast over MC_TRANSPORT_JOIN. */
+typedef CLIB_PACKED (struct
+                    {
+mc_peer_id_t peer_id; mc_relay_msg_type_t type:32;
+                    /* MC_MSG_TYPE_join_reply */
+                    u32 stream_index;
+                    /* Peer ID to contact to catchup with this stream. */
+                    mc_peer_id_t catchup_peer_id;}) mc_msg_join_reply_t;
+
+always_inline void
+mc_byte_swap_msg_join_reply (mc_msg_join_reply_t * r)
+{
+  if (mc_need_byte_swap ())
+    {
+      r->peer_id = mc_byte_swap_peer_id (r->peer_id);
+      r->type = clib_byte_swap_u32 (r->type);
+      r->stream_index = clib_byte_swap_u32 (r->stream_index);
+      r->catchup_peer_id = mc_byte_swap_peer_id (r->catchup_peer_id);
+    }
+}
+
+/* Generic (application) request.  Multicast over MC_TRANSPORT_USER_REQUEST_TO_RELAY and then
+   relayed by relay master after filling in global sequence number. */
+typedef CLIB_PACKED (struct
+                    {
+                    mc_peer_id_t peer_id; u32 stream_index;
+                    /* Global sequence number as filled in by relay master. */
+                    u32 global_sequence;
+                    /* Local sequence number as filled in by peer sending message. */
+                    u32 local_sequence;
+                    /* Size of request data. */
+                    u32 n_data_bytes;
+                    /* Opaque request data. */
+                    u8 data[0];}) mc_msg_user_request_t;
+
+always_inline void
+mc_byte_swap_msg_user_request (mc_msg_user_request_t * r)
+{
+  if (mc_need_byte_swap ())
+    {
+      r->peer_id = mc_byte_swap_peer_id (r->peer_id);
+      r->stream_index = clib_byte_swap_u32 (r->stream_index);
+      r->global_sequence = clib_byte_swap_u32 (r->global_sequence);
+      r->local_sequence = clib_byte_swap_u32 (r->local_sequence);
+      r->n_data_bytes = clib_byte_swap_u32 (r->n_data_bytes);
+    }
+}
+
+/* Sent unicast over ACK channel. */
+typedef CLIB_PACKED (struct
+                    {
+                    mc_peer_id_t peer_id;
+                    u32 global_sequence; u32 stream_index;
+                    u32 local_sequence;
+                    i32 seq_cmp_result;}) mc_msg_user_ack_t;
+
+always_inline void
+mc_byte_swap_msg_user_ack (mc_msg_user_ack_t * r)
+{
+  if (mc_need_byte_swap ())
+    {
+      r->peer_id = mc_byte_swap_peer_id (r->peer_id);
+      r->stream_index = clib_byte_swap_u32 (r->stream_index);
+      r->global_sequence = clib_byte_swap_u32 (r->global_sequence);
+      r->local_sequence = clib_byte_swap_u32 (r->local_sequence);
+      r->seq_cmp_result = clib_byte_swap_i32 (r->seq_cmp_result);
+    }
+}
+
+/* Sent/received unicast over catchup channel (e.g. using TCP). */
+typedef CLIB_PACKED (struct
+                    {
+                    mc_peer_id_t peer_id;
+                    u32 stream_index;}) mc_msg_catchup_request_t;
+
+always_inline void
+mc_byte_swap_msg_catchup_request (mc_msg_catchup_request_t * r)
+{
+  if (mc_need_byte_swap ())
+    {
+      r->peer_id = mc_byte_swap_peer_id (r->peer_id);
+      r->stream_index = clib_byte_swap_u32 (r->stream_index);
+    }
+}
+
+/* Sent/received unicast over catchup channel. */
+typedef CLIB_PACKED (struct
+                    {
+                    mc_peer_id_t peer_id; u32 stream_index;
+                    /* Last global sequence number included in catchup data. */
+                    u32 last_global_sequence_included;
+                    /* Size of catchup data. */
+                    u32 n_data_bytes;
+                    /* Catchup data. */
+                    u8 data[0];}) mc_msg_catchup_reply_t;
+
+always_inline void
+mc_byte_swap_msg_catchup_reply (mc_msg_catchup_reply_t * r)
+{
+  if (mc_need_byte_swap ())
+    {
+      r->peer_id = mc_byte_swap_peer_id (r->peer_id);
+      r->stream_index = clib_byte_swap_u32 (r->stream_index);
+      r->last_global_sequence_included =
+       clib_byte_swap_u32 (r->last_global_sequence_included);
+      r->n_data_bytes = clib_byte_swap_u32 (r->n_data_bytes);
+    }
+}
+
+typedef struct _mc_serialize_msg
+{
+  /* Name for this type. */
+  char *name;
+
+  /* Functions to serialize/unserialize data. */
+  serialize_function_t *serialize;
+  serialize_function_t *unserialize;
+
+  /* Maximum message size in bytes when serialized.
+     If zero then this will be set to the largest sent message. */
+  u32 max_n_bytes_serialized;
+
+  /* Opaque to use for first argument to serialize/unserialize function. */
+  u32 opaque;
+
+  /* Index in global message vector. */
+  u32 global_index;
+
+  /* Registration list */
+  struct _mc_serialize_msg *next_registration;
+} mc_serialize_msg_t;
+
+typedef struct
+{
+  /* Index into global message vector. */
+  u32 global_index;
+} mc_serialize_stream_msg_t;
+
+#define MC_SERIALIZE_MSG(x,...)                                 \
+    __VA_ARGS__ mc_serialize_msg_t x;                           \
+static void __mc_serialize_msg_registration_##x (void)          \
+    __attribute__((__constructor__)) ;                          \
+static void __mc_serialize_msg_registration_##x (void)          \
+{                                                               \
+    vlib_main_t * vm = vlib_get_main();                         \
+    x.next_registration = vm->mc_msg_registrations;             \
+    vm->mc_msg_registrations = &x;                              \
+}                                                               \
+__VA_ARGS__ mc_serialize_msg_t x
+
+typedef enum
+{
+  MC_TRANSPORT_MASTERSHIP,
+  MC_TRANSPORT_JOIN,
+  MC_TRANSPORT_USER_REQUEST_TO_RELAY,
+  MC_TRANSPORT_USER_REQUEST_FROM_RELAY,
+  MC_N_TRANSPORT_TYPE,
+} mc_transport_type_t;
+
+typedef struct
+{
+  clib_error_t *(*tx_buffer) (void *opaque, mc_transport_type_t type,
+                             u32 buffer_index);
+
+  clib_error_t *(*tx_ack) (void *opaque, mc_peer_id_t peer_id,
+                          u32 buffer_index);
+
+  /* Returns catchup opaque. */
+    uword (*catchup_request_fun) (void *opaque, u32 stream_index,
+                                 mc_peer_id_t catchup_peer_id);
+
+  void (*catchup_send_fun) (void *opaque, uword catchup_opaque,
+                           u8 * data_vector);
+
+  /* Opaque passed to callbacks. */
+  void *opaque;
+
+  mc_peer_id_t our_ack_peer_id;
+  mc_peer_id_t our_catchup_peer_id;
+
+  /* Max packet size (MTU) for this transport.
+     For IP this is interface MTU less IP + UDP header size. */
+  u32 max_packet_size;
+
+  format_function_t *format_peer_id;
+} mc_transport_t;
+
+typedef struct
+{
+  /* Count of messages received from this peer from the past/future
+     (with seq_cmp != 0). */
+  u64 n_msgs_from_past;
+  u64 n_msgs_from_future;
+} mc_stream_peer_stats_t;
+
+typedef struct
+{
+  /* ID of this peer. */
+  mc_peer_id_t id;
+
+  /* The last sequence we received from this peer. */
+  u32 last_sequence_received;
+
+  mc_stream_peer_stats_t stats, stats_last_clear;
+} mc_stream_peer_t;
+
+typedef struct
+{
+  u32 buffer_index;
+
+  /* Cached copy of local sequence number from buffer. */
+  u32 local_sequence;
+
+  /* Number of times this buffer has been sent (retried). */
+  u32 n_retries;
+
+  /* Previous/next retries in doubly-linked list. */
+  u32 prev_index, next_index;
+
+  /* Bitmap of all peers which have acked this msg */
+  uword *unacked_by_peer_bitmap;
+
+  /* Message send or resend time */
+  f64 sent_at;
+} mc_retry_t;
+
+typedef struct
+{
+  /* Number of retries sent for this stream. */
+  u64 n_retries;
+} mc_stream_stats_t;
+
+struct mc_main_t;
+struct mc_stream_t;
+
+typedef struct
+{
+  /* Stream name. */
+  char *name;
+
+  /* Number of outstanding messages. */
+  u32 window_size;
+
+  /* Retry interval, in seconds */
+  f64 retry_interval;
+
+  /* Retry limit */
+  u32 retry_limit;
+
+  /* User rx buffer callback */
+  void (*rx_buffer) (struct mc_main_t * mc_main,
+                    struct mc_stream_t * stream,
+                    mc_peer_id_t peer_id, u32 buffer_index);
+
+  /* User callback to create a snapshot */
+  u8 *(*catchup_snapshot) (struct mc_main_t * mc_main,
+                          u8 * snapshot_vector,
+                          u32 last_global_sequence_included);
+
+  /* User callback to replay a snapshot */
+  void (*catchup) (struct mc_main_t * mc_main,
+                  u8 * snapshot_data, u32 n_snapshot_data_bytes);
+
+  /* Callback to save a snapshot for offline replay */
+  void (*save_snapshot) (struct mc_main_t * mc_main,
+                        u32 is_catchup,
+                        u8 * snapshot_data, u32 n_snapshot_data_bytes);
+
+  /* Called when a peer dies */
+  void (*peer_died) (struct mc_main_t * mc_main,
+                    struct mc_stream_t * stream, mc_peer_id_t peer_id);
+} mc_stream_config_t;
+
+#define foreach_mc_stream_state                        \
+  _ (invalid)                                  \
+  _ (name_known)                               \
+  _ (join_in_progress)                         \
+  _ (catchup)                                  \
+  _ (ready)
+
+typedef enum
+{
+#define _(f) MC_STREAM_STATE_##f,
+  foreach_mc_stream_state
+#undef _
+} mc_stream_state_t;
+
+typedef struct mc_stream_t
+{
+  mc_stream_config_t config;
+
+  mc_stream_state_t state;
+
+  /* Index in stream pool. */
+  u32 index;
+
+  /* Stream index 0 is always for MC internal use. */
+#define MC_STREAM_INDEX_INTERNAL 0
+
+  mc_retry_t *retry_pool;
+
+  /* Head and tail index of retry pool. */
+  u32 retry_head_index, retry_tail_index;
+
+  /*
+   * Country club for recently retired messages
+   * If the set of peers is expanding and a new peer
+   * misses a message, we can easily retire the FIFO
+   * element before we even know about the new peer
+   */
+  mc_retry_t *retired_fifo;
+
+  /* Hash mapping local sequence to retry pool index. */
+  uword *retry_index_by_local_sequence;
+
+  /* catch-up fifo of VLIB buffer indices.
+     start recording when catching up. */
+  u32 *catchup_fifo;
+
+  mc_stream_stats_t stats, stats_last_clear;
+
+  /* Peer pool. */
+  mc_stream_peer_t *peers;
+
+  /* Bitmap with ones for all peers in peer pool. */
+  uword *all_peer_bitmap;
+
+  /* Map of 64 bit id to index in stream pool. */
+  mhash_t peer_index_by_id;
+
+  /* Timeout, in case we're alone in the world */
+  f64 join_timeout;
+
+  vlib_one_time_waiting_process_t *procs_waiting_for_join_done;
+
+  vlib_one_time_waiting_process_t *procs_waiting_for_open_window;
+
+  /* Next sequence number to use */
+  u32 our_local_sequence;
+
+  /*
+   * Last global sequence we processed.
+   * When supplying catchup data, we need to tell
+   * the client precisely where to start replaying
+   */
+  u32 last_global_sequence_processed;
+
+  /* Vector of unique messages we've sent on this stream. */
+  mc_serialize_stream_msg_t *stream_msgs;
+
+  /* Vector global message index into per stream message index. */
+  u32 *stream_msg_index_by_global_index;
+
+  /* Hashed by message name. */
+  uword *stream_msg_index_by_name;
+
+  u64 user_requests_sent;
+  u64 user_requests_received;
+} mc_stream_t;
+
+always_inline void
+mc_stream_free (mc_stream_t * s)
+{
+  pool_free (s->retry_pool);
+  hash_free (s->retry_index_by_local_sequence);
+  clib_fifo_free (s->catchup_fifo);
+  pool_free (s->peers);
+  mhash_free (&s->peer_index_by_id);
+  vec_free (s->procs_waiting_for_join_done);
+  vec_free (s->procs_waiting_for_open_window);
+}
+
+always_inline void
+mc_stream_init (mc_stream_t * s)
+{
+  memset (s, 0, sizeof (s[0]));
+  s->retry_head_index = s->retry_tail_index = ~0;
+}
+
+typedef struct
+{
+  u32 stream_index;
+  u32 catchup_opaque;
+  u8 *catchup_snapshot;
+} mc_catchup_process_arg_t;
+
+typedef enum
+{
+  MC_RELAY_STATE_NEGOTIATE,
+  MC_RELAY_STATE_MASTER,
+  MC_RELAY_STATE_SLAVE,
+} mc_relay_state_t;
+
+typedef struct
+{
+  mc_peer_id_t peer_id;
+
+  f64 time_last_master_assert_received;
+} mc_mastership_peer_t;
+
+typedef struct
+{
+  u32 stream_index;
+  u32 buffer_index;
+} mc_stream_and_buffer_t;
+
+typedef struct mc_main_t
+{
+  mc_relay_state_t relay_state;
+
+  /* Mastership */
+  u32 we_can_be_relay_master;
+
+  u64 relay_master_peer_id;
+
+  mc_mastership_peer_t *mastership_peers;
+
+  /* Map of 64 bit id to index in stream pool. */
+  mhash_t mastership_peer_index_by_id;
+
+  /* The transport we're using. */
+  mc_transport_t transport;
+
+  /* Last-used global sequence number. */
+  u32 relay_global_sequence;
+
+  /* Vector of streams. */
+  mc_stream_t *stream_vector;
+
+  /* Hash table mapping stream name to pool index. */
+  uword *stream_index_by_name;
+
+  uword *procs_waiting_for_stream_name_by_name;
+
+  vlib_one_time_waiting_process_t **procs_waiting_for_stream_name_pool;
+
+  int joins_in_progress;
+
+  mc_catchup_process_arg_t *catchup_process_args;
+
+  /* Node indices for mastership, join ager,
+     retry and catchup processes. */
+  u32 mastership_process;
+  u32 join_ager_process;
+  u32 retry_process;
+  u32 catchup_process;
+  u32 unserialize_process;
+
+  /* Global vector of messages. */
+  mc_serialize_msg_t **global_msgs;
+
+  /* Hash table mapping message name to index. */
+  uword *global_msg_index_by_name;
+
+  /* Shared serialize/unserialize main. */
+  serialize_main_t serialize_mains[VLIB_N_RX_TX];
+
+  vlib_serialize_buffer_main_t serialize_buffer_mains[VLIB_N_RX_TX];
+
+  /* Convenience variables */
+  struct vlib_main_t *vlib_main;
+  elog_main_t *elog_main;
+
+  /* Maps 64 bit peer id to elog string table offset for this formatted peer id. */
+  mhash_t elog_id_by_peer_id;
+
+  uword *elog_id_by_msg_name;
+
+  /* For mc_unserialize. */
+  mc_stream_and_buffer_t *mc_unserialize_stream_and_buffers;
+} mc_main_t;
+
+always_inline mc_stream_t *
+mc_stream_by_name (mc_main_t * m, char *name)
+{
+  uword *p = hash_get (m->stream_index_by_name, name);
+  return p ? vec_elt_at_index (m->stream_vector, p[0]) : 0;
+}
+
+always_inline mc_stream_t *
+mc_stream_by_index (mc_main_t * m, u32 i)
+{
+  return i < vec_len (m->stream_vector) ? m->stream_vector + i : 0;
+}
+
+always_inline void
+mc_clear_stream_stats (mc_main_t * m)
+{
+  mc_stream_t *s;
+  mc_stream_peer_t *p;
+  vec_foreach (s, m->stream_vector)
+  {
+    s->stats_last_clear = s->stats;
+      /* *INDENT-OFF* */
+      pool_foreach (p, s->peers, ({
+       p->stats_last_clear = p->stats;
+      }));
+      /* *INDENT-ON* */
+  }
+}
+
+/* Declare all message handlers. */
+#define _(f) void mc_msg_##f##_handler (mc_main_t * mcm, mc_msg_##f##_t * msg, u32 buffer_index);
+foreach_mc_msg_type
+#undef _
+  u32 mc_stream_join (mc_main_t * mcm, mc_stream_config_t *);
+
+void mc_stream_leave (mc_main_t * mcm, u32 stream_index);
+
+void mc_wait_for_stream_ready (mc_main_t * m, char *stream_name);
+
+u32 mc_stream_send (mc_main_t * mcm, u32 stream_index, u32 buffer_index);
+
+void mc_main_init (mc_main_t * mcm, char *tag);
+
+void mc_enable_disable_mastership (mc_main_t * mcm, int we_can_be_master);
+
+void *mc_get_vlib_buffer (struct vlib_main_t *vm, u32 n_bytes,
+                         u32 * bi_return);
+
+format_function_t format_mc_main;
+
+clib_error_t *mc_serialize_internal (mc_main_t * mc,
+                                    u32 stream_index,
+                                    u32 multiple_messages_per_vlib_buffer,
+                                    mc_serialize_msg_t * msg, ...);
+
+clib_error_t *mc_serialize_va (mc_main_t * mc,
+                              u32 stream_index,
+                              u32 multiple_messages_per_vlib_buffer,
+                              mc_serialize_msg_t * msg, va_list * va);
+
+#define mc_serialize_stream(mc,si,msg,args...)                 \
+  mc_serialize_internal((mc),(si),(0),(msg),(msg)->serialize,args)
+
+#define mc_serialize(mc,msg,args...)                           \
+  mc_serialize_internal((mc),(~0),(0),(msg),(msg)->serialize,args)
+
+#define mc_serialize2(mc,add,msg,args...)                              \
+  mc_serialize_internal((mc),(~0),(add),(msg),(msg)->serialize,args)
+
+void mc_unserialize (mc_main_t * mcm, mc_stream_t * s, u32 buffer_index);
+uword mc_unserialize_message (mc_main_t * mcm, mc_stream_t * s,
+                             serialize_main_t * m);
+
+serialize_function_t serialize_mc_main, unserialize_mc_main;
+
+always_inline uword
+mc_max_message_size_in_bytes (mc_main_t * mcm)
+{
+  return mcm->transport.max_packet_size - sizeof (mc_msg_user_request_t);
+}
+
+always_inline word
+mc_serialize_n_bytes_left (mc_main_t * mcm, serialize_main_t * m)
+{
+  return mc_max_message_size_in_bytes (mcm) -
+    serialize_vlib_buffer_n_bytes (m);
+}
+
+void unserialize_mc_stream (serialize_main_t * m, va_list * va);
+void mc_stream_join_process_hold (void);
+
+#endif /* included_vlib_mc_h */
+
+/*
+ * fd.io coding-style-patch-verification: ON
+ *
+ * Local Variables:
+ * eval: (c-set-style "gnu")
+ * End:
+ */