Improve fifo allocator performance
[vpp.git] / src / svm / svm_fifo.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2016 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 #ifndef __included_ssvm_fifo_h__
16 #define __included_ssvm_fifo_h__
17
18 #include <vppinfra/clib.h>
19 #include <vppinfra/vec.h>
20 #include <vppinfra/mheap.h>
21 #include <vppinfra/heap.h>
22 #include <vppinfra/pool.h>
23 #include <vppinfra/format.h>
24 #include <pthread.h>
25
26 /** Out-of-order segment */
27 typedef struct
28 {
29   u32 next;     /**< Next linked-list element pool index */
30   u32 prev;     /**< Previous linked-list element pool index */
31
32   u32 start;    /**< Start of segment, normalized*/
33   u32 length;   /**< Length of segment */
34 } ooo_segment_t;
35
36 format_function_t format_ooo_segment;
37 format_function_t format_ooo_list;
38
39 #define OOO_SEGMENT_INVALID_INDEX ((u32)~0)
40
41 typedef struct _svm_fifo
42 {
43   volatile u32 cursize;         /**< current fifo size */
44   u32 nitems;
45     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (end_cursize);
46
47   volatile u32 has_event;       /**< non-zero if deq event exists */
48
49   /* Backpointers */
50   u32 master_session_index;
51   u32 client_session_index;
52   u8 master_thread_index;
53   u8 client_thread_index;
54   u32 segment_manager;
55     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (end_shared);
56   u32 head;
57     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (end_consumer);
58
59   /* producer */
60   u32 tail;
61
62   ooo_segment_t *ooo_segments;  /**< Pool of ooo segments */
63   u32 ooos_list_head;           /**< Head of out-of-order linked-list */
64   u32 ooos_newest;              /**< Last segment to have been updated */
65   struct _svm_fifo *next;       /**< next in freelist/active chain */
66   struct _svm_fifo *prev;       /**< prev in active chain */
67     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (data);
68 } svm_fifo_t;
69
70 static inline u32
71 svm_fifo_max_dequeue (svm_fifo_t * f)
72 {
73   return f->cursize;
74 }
75
76 static inline u32
77 svm_fifo_max_enqueue (svm_fifo_t * f)
78 {
79   return f->nitems - svm_fifo_max_dequeue (f);
80 }
81
82 static inline u8
83 svm_fifo_has_ooo_data (svm_fifo_t * f)
84 {
85   return f->ooos_list_head != OOO_SEGMENT_INVALID_INDEX;
86 }
87
88 /**
89  * Sets fifo event flag.
90  *
91  * @return 1 if flag was not set.
92  */
93 always_inline u8
94 svm_fifo_set_event (svm_fifo_t * f)
95 {
96   /* Probably doesn't need to be atomic. Still, better avoid surprises */
97   return __sync_lock_test_and_set (&f->has_event, 1) == 0;
98 }
99
100 /**
101  * Unsets fifo event flag.
102  */
103 always_inline void
104 svm_fifo_unset_event (svm_fifo_t * f)
105 {
106   /* Probably doesn't need to be atomic. Still, better avoid surprises */
107   __sync_lock_release (&f->has_event);
108 }
109
110 svm_fifo_t *svm_fifo_create (u32 data_size_in_bytes);
111 void svm_fifo_free (svm_fifo_t * f);
112
113 int svm_fifo_enqueue_nowait (svm_fifo_t * f, u32 max_bytes,
114                              u8 * copy_from_here);
115 int svm_fifo_enqueue_with_offset (svm_fifo_t * f, u32 offset,
116                                   u32 required_bytes, u8 * copy_from_here);
117 int svm_fifo_dequeue_nowait (svm_fifo_t * f, u32 max_bytes, u8 * copy_here);
118
119 int svm_fifo_peek (svm_fifo_t * f, u32 offset, u32 max_bytes, u8 * copy_here);
120 int svm_fifo_dequeue_drop (svm_fifo_t * f, u32 max_bytes);
121 u32 svm_fifo_number_ooo_segments (svm_fifo_t * f);
122 ooo_segment_t *svm_fifo_first_ooo_segment (svm_fifo_t * f);
123 void svm_fifo_init_pointers (svm_fifo_t * f, u32 pointer);
124
125 format_function_t format_svm_fifo;
126
127 always_inline ooo_segment_t *
128 svm_fifo_newest_ooo_segment (svm_fifo_t * f)
129 {
130   return f->ooo_segments + f->ooos_newest;
131 }
132
133 always_inline u32
134 ooo_segment_offset (svm_fifo_t * f, ooo_segment_t * s)
135 {
136 //  return ((f->nitems + s->fifo_position - f->tail) % f->nitems);
137   return s->start;
138 }
139
140 always_inline u32
141 ooo_segment_end_offset (svm_fifo_t * f, ooo_segment_t * s)
142 {
143 //  return ((f->nitems + s->fifo_position + s->length - f->tail) % f->nitems);
144   return s->start + s->length;
145 }
146
147 always_inline ooo_segment_t *
148 ooo_segment_get_prev (svm_fifo_t * f, ooo_segment_t * s)
149 {
150   if (s->prev == OOO_SEGMENT_INVALID_INDEX)
151     return 0;
152   return pool_elt_at_index (f->ooo_segments, s->prev);
153 }
154
155 #endif /* __included_ssvm_fifo_h__ */
156
157 /*
158  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
159  *
160  * Local Variables:
161  * eval: (c-set-style "gnu")
162  * End:
163  */