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 SVM_FIFO_TRACE (0)
  40 #define OOO_SEGMENT_INVALID_INDEX ((u32)~0)
  41
  42 typedef struct
  43 {
  44   u32 offset;
  45   u32 len;
  46   u32 action;
  47 } svm_fifo_trace_elem_t;
  48
  49 typedef struct _svm_fifo
  50 {
  51   volatile u32 cursize;         /**< current fifo size */
  52   u32 nitems;
  53     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (end_cursize);
  54
  55   volatile u32 has_event;       /**< non-zero if deq event exists */
  56
  57   /* Backpointers */
  58   u32 master_session_index;
  59   u32 client_session_index;
  60   u8 master_thread_index;
  61   u8 client_thread_index;
  62   u32 segment_manager;
  63     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (end_shared);
  64   u32 head;
  65     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (end_consumer);
  66
  67   /* producer */
  68   u32 tail;
  69
  70   ooo_segment_t *ooo_segments;  /**< Pool of ooo segments */
  71   u32 ooos_list_head;           /**< Head of out-of-order linked-list */
  72   u32 ooos_newest;              /**< Last segment to have been updated */
  73   struct _svm_fifo *next;       /**< next in freelist/active chain */
  74   struct _svm_fifo *prev;       /**< prev in active chain */
  75 #if SVM_FIFO_TRACE
  76   svm_fifo_trace_elem_t *trace;
  77 #endif
  78   u32 freelist_index;           /**< aka log2(allocated_size) - const. */
  79   i8 refcnt;                    /**< reference count  */
  80     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (data);
  81 } svm_fifo_t;
  82
  83 typedef enum
  84 {
  85   SVM_FIFO_FULL = -2,
  86 } svm_fifo_err_t;
  87
  88 #if SVM_FIFO_TRACE
  89 #define svm_fifo_trace_add(_f, _s, _l, _t)              \
  90 {                                                       \
  91   svm_fifo_trace_elem_t *trace_elt;                     \
  92   vec_add2(_f->trace, trace_elt, 1);                    \
  93   trace_elt->offset = _s;                               \
  94   trace_elt->len = _l;                                  \
  95   trace_elt->action = _t;                               \
  96 }
  97 #else
  98 #define svm_fifo_trace_add(_f, _s, _l, _t)
  99 #endif
 100
 101 u8 *svm_fifo_dump_trace (u8 * s, svm_fifo_t * f);
 102 u8 *svm_fifo_replay (u8 * s, svm_fifo_t * f, u8 no_read, u8 verbose);
 103
 104 static inline u32
 105 svm_fifo_max_dequeue (svm_fifo_t * f)
 106 {
 107   return f->cursize;
 108 }
 109
 110 static inline int
 111 svm_fifo_is_full (svm_fifo_t * f)
 112 {
 113   return (f->cursize == f->nitems);
 114 }
 115
 116 static inline int
 117 svm_fifo_is_empty (svm_fifo_t * f)
 118 {
 119   return (f->cursize == 0);
 120 }
 121
 122 static inline u32
 123 svm_fifo_max_enqueue (svm_fifo_t * f)
 124 {
 125   return f->nitems - svm_fifo_max_dequeue (f);
 126 }
 127
 128 static inline int
 129 svm_fifo_has_event (svm_fifo_t * f)
 130 {
 131   return f->has_event;
 132 }
 133
 134 static inline u8
 135 svm_fifo_has_ooo_data (svm_fifo_t * f)
 136 {
 137   return f->ooos_list_head != OOO_SEGMENT_INVALID_INDEX;
 138 }
 139
 140 /**
 141  * Sets fifo event flag.
 142  *
 143  * Also acts as a release barrier.
 144  *
 145  * @return 1 if flag was not set.
 146  */
 147 always_inline u8
 148 svm_fifo_set_event (svm_fifo_t * f)
 149 {
 150 //  return __sync_lock_test_and_set (&f->has_event, 1) == 0;
 151 //  return __sync_bool_compare_and_swap (&f->has_event, 0, 1);
 152   return !__atomic_exchange_n (&f->has_event, 1, __ATOMIC_RELEASE);
 153 }
 154
 155 /**
 156  * Unsets fifo event flag.
 157  *
 158  * Also acts as a release barrier.
 159  */
 160 always_inline void
 161 svm_fifo_unset_event (svm_fifo_t * f)
 162 {
 163   __sync_lock_release (&f->has_event);
 164 }
 165
 166 svm_fifo_t *svm_fifo_create (u32 data_size_in_bytes);
 167 void svm_fifo_free (svm_fifo_t * f);
 168
 169 int svm_fifo_enqueue_nowait (svm_fifo_t * f, u32 max_bytes,
 170                              const u8 * copy_from_here);
 171 int svm_fifo_enqueue_with_offset (svm_fifo_t * f, u32 offset,
 172                                   u32 required_bytes, u8 * copy_from_here);
 173 int svm_fifo_dequeue_nowait (svm_fifo_t * f, u32 max_bytes, u8 * copy_here);
 174
 175 int svm_fifo_peek (svm_fifo_t * f, u32 offset, u32 max_bytes, u8 * copy_here);
 176 int svm_fifo_dequeue_drop (svm_fifo_t * f, u32 max_bytes);
 177 void svm_fifo_dequeue_drop_all (svm_fifo_t * f);
 178 u32 svm_fifo_number_ooo_segments (svm_fifo_t * f);
 179 ooo_segment_t *svm_fifo_first_ooo_segment (svm_fifo_t * f);
 180 void svm_fifo_init_pointers (svm_fifo_t * f, u32 pointer);
 181 void svm_fifo_overwrite_head (svm_fifo_t * f, u8 * data, u32 len);
 182
 183 format_function_t format_svm_fifo;
 184
 185 always_inline ooo_segment_t *
 186 svm_fifo_newest_ooo_segment (svm_fifo_t * f)
 187 {
 188   if (f->ooos_newest == OOO_SEGMENT_INVALID_INDEX)
 189     return 0;
 190   return pool_elt_at_index (f->ooo_segments, f->ooos_newest);
 191 }
 192
 193 always_inline void
 194 svm_fifo_newest_ooo_segment_reset (svm_fifo_t * f)
 195 {
 196   f->ooos_newest = OOO_SEGMENT_INVALID_INDEX;
 197 }
 198
 199 /**
 200  * Max contiguous chunk of data that can be read
 201  */
 202 always_inline u32
 203 svm_fifo_max_read_chunk (svm_fifo_t * f)
 204 {
 205   return ((f->tail > f->head) ? (f->tail - f->head) : (f->nitems - f->head));
 206 }
 207
 208 /**
 209  * Max contiguous chunk of data that can be written
 210  */
 211 always_inline u32
 212 svm_fifo_max_write_chunk (svm_fifo_t * f)
 213 {
 214   return ((f->tail >= f->head) ? (f->nitems - f->tail) : (f->head - f->tail));
 215 }
 216
 217 /**
 218  * Advance tail pointer
 219  *
 220  * Useful for moving tail pointer after external enqueue.
 221  */
 222 always_inline void
 223 svm_fifo_enqueue_nocopy (svm_fifo_t * f, u32 bytes)
 224 {
 225   ASSERT (bytes <= svm_fifo_max_enqueue (f));
 226   f->tail = (f->tail + bytes) % f->nitems;
 227   f->cursize += bytes;
 228 }
 229
 230 always_inline u8 *
 231 svm_fifo_head (svm_fifo_t * f)
 232 {
 233   return (f->data + f->head);
 234 }
 235
 236 always_inline u8 *
 237 svm_fifo_tail (svm_fifo_t * f)
 238 {
 239   return (f->data + f->tail);
 240 }
 241
 242 always_inline u32
 243 ooo_segment_distance_from_tail (svm_fifo_t * f, u32 pos)
 244 {
 245   /* Ambiguous. Assumption is that ooo segments don't touch tail */
 246   if (PREDICT_FALSE (pos == f->tail && f->tail == f->head))
 247     return f->nitems;
 248
 249   return (((f->nitems + pos) - f->tail) % f->nitems);
 250 }
 251
 252 always_inline u32
 253 ooo_segment_distance_to_tail (svm_fifo_t * f, u32 pos)
 254 {
 255   return (((f->nitems + f->tail) - pos) % f->nitems);
 256 }
 257
 258 always_inline u32
 259 ooo_segment_offset (svm_fifo_t * f, ooo_segment_t * s)
 260 {
 261   return ooo_segment_distance_from_tail (f, s->start);
 262 }
 263
 264 always_inline u32
 265 ooo_segment_end_offset (svm_fifo_t * f, ooo_segment_t * s)
 266 {
 267   return ooo_segment_distance_from_tail (f, s->start) + s->length;
 268 }
 269
 270 always_inline u32
 271 ooo_segment_length (svm_fifo_t * f, ooo_segment_t * s)
 272 {
 273   return s->length;
 274 }
 275
 276 always_inline ooo_segment_t *
 277 ooo_segment_get_prev (svm_fifo_t * f, ooo_segment_t * s)
 278 {
 279   if (s->prev == OOO_SEGMENT_INVALID_INDEX)
 280     return 0;
 281   return pool_elt_at_index (f->ooo_segments, s->prev);
 282 }
 283
 284 always_inline ooo_segment_t *
 285 ooo_segment_next (svm_fifo_t * f, ooo_segment_t * s)
 286 {
 287   if (s->next == OOO_SEGMENT_INVALID_INDEX)
 288     return 0;
 289   return pool_elt_at_index (f->ooo_segments, s->next);
 290 }
 291
 292 #endif /* __included_ssvm_fifo_h__ */
 293
 294 /*
 295  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 296  *
 297  * Local Variables:
 298  * eval: (c-set-style "gnu")
 299  * End:
 300  */