svm_fifo rework to avoid contention on cursize
[vpp.git] / src / vcl / vcl_private.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2018-2019 Cisco and/or its affiliates.
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this
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 #include <vcl/vcl_private.h>
17
18 static pthread_key_t vcl_worker_stop_key;
19
20 static const char *
21 vppcom_app_state_str (app_state_t state)
22 {
23   char *st;
24
25   switch (state)
26     {
27     case STATE_APP_START:
28       st = "STATE_APP_START";
29       break;
30
31     case STATE_APP_CONN_VPP:
32       st = "STATE_APP_CONN_VPP";
33       break;
34
35     case STATE_APP_ENABLED:
36       st = "STATE_APP_ENABLED";
37       break;
38
39     case STATE_APP_ATTACHED:
40       st = "STATE_APP_ATTACHED";
41       break;
42
43     default:
44       st = "UNKNOWN_APP_STATE";
45       break;
46     }
47
48   return st;
49 }
50
51 int
52 vcl_wait_for_app_state_change (app_state_t app_state)
53 {
54   vcl_worker_t *wrk = vcl_worker_get_current ();
55   f64 timeout = clib_time_now (&wrk->clib_time) + vcm->cfg.app_timeout;
56
57   while (clib_time_now (&wrk->clib_time) < timeout)
58     {
59       if (vcm->app_state == app_state)
60         return VPPCOM_OK;
61       if (vcm->app_state == STATE_APP_FAILED)
62         return VPPCOM_ECONNABORTED;
63     }
64   VDBG (0, "timeout waiting for state %s (%d)",
65         vppcom_app_state_str (app_state), app_state);
66   vcl_evt (VCL_EVT_SESSION_TIMEOUT, vcm, app_state);
67
68   return VPPCOM_ETIMEDOUT;
69 }
70
71 vcl_mq_evt_conn_t *
72 vcl_mq_evt_conn_alloc (vcl_worker_t * wrk)
73 {
74   vcl_mq_evt_conn_t *mqc;
75   pool_get (wrk->mq_evt_conns, mqc);
76   memset (mqc, 0, sizeof (*mqc));
77   return mqc;
78 }
79
80 u32
81 vcl_mq_evt_conn_index (vcl_worker_t * wrk, vcl_mq_evt_conn_t * mqc)
82 {
83   return (mqc - wrk->mq_evt_conns);
84 }
85
86 vcl_mq_evt_conn_t *
87 vcl_mq_evt_conn_get (vcl_worker_t * wrk, u32 mq_conn_idx)
88 {
89   return pool_elt_at_index (wrk->mq_evt_conns, mq_conn_idx);
90 }
91
92 int
93 vcl_mq_epoll_add_evfd (vcl_worker_t * wrk, svm_msg_q_t * mq)
94 {
95   struct epoll_event e = { 0 };
96   vcl_mq_evt_conn_t *mqc;
97   u32 mqc_index;
98   int mq_fd;
99
100   mq_fd = svm_msg_q_get_consumer_eventfd (mq);
101
102   if (wrk->mqs_epfd < 0 || mq_fd == -1)
103     return -1;
104
105   mqc = vcl_mq_evt_conn_alloc (wrk);
106   mqc_index = vcl_mq_evt_conn_index (wrk, mqc);
107   mqc->mq_fd = mq_fd;
108   mqc->mq = mq;
109
110   e.events = EPOLLIN;
111   e.data.u32 = mqc_index;
112   if (epoll_ctl (wrk->mqs_epfd, EPOLL_CTL_ADD, mq_fd, &e) < 0)
113     {
114       VDBG (0, "failed to add mq eventfd to mq epoll fd");
115       return -1;
116     }
117
118   return mqc_index;
119 }
120
121 int
122 vcl_mq_epoll_del_evfd (vcl_worker_t * wrk, u32 mqc_index)
123 {
124   vcl_mq_evt_conn_t *mqc;
125
126   if (wrk->mqs_epfd || mqc_index == ~0)
127     return -1;
128
129   mqc = vcl_mq_evt_conn_get (wrk, mqc_index);
130   if (epoll_ctl (wrk->mqs_epfd, EPOLL_CTL_DEL, mqc->mq_fd, 0) < 0)
131     {
132       VDBG (0, "failed to del mq eventfd to mq epoll fd");
133       return -1;
134     }
135   return 0;
136 }
137
138 static vcl_worker_t *
139 vcl_worker_alloc (void)
140 {
141   vcl_worker_t *wrk;
142   pool_get (vcm->workers, wrk);
143   memset (wrk, 0, sizeof (*wrk));
144   wrk->wrk_index = wrk - vcm->workers;
145   wrk->forked_child = ~0;
146   return wrk;
147 }
148
149 static void
150 vcl_worker_free (vcl_worker_t * wrk)
151 {
152   pool_put (vcm->workers, wrk);
153 }
154
155 void
156 vcl_worker_cleanup (vcl_worker_t * wrk, u8 notify_vpp)
157 {
158   clib_spinlock_lock (&vcm->workers_lock);
159   if (notify_vpp)
160     {
161       if (wrk->wrk_index == vcl_get_worker_index ())
162         vcl_send_app_worker_add_del (0 /* is_add */ );
163       else
164         vcl_send_child_worker_del (wrk);
165     }
166   if (wrk->mqs_epfd > 0)
167     close (wrk->mqs_epfd);
168   hash_free (wrk->session_index_by_vpp_handles);
169   vec_free (wrk->mq_events);
170   vec_free (wrk->mq_msg_vector);
171   vcl_worker_free (wrk);
172   clib_spinlock_unlock (&vcm->workers_lock);
173 }
174
175 static void
176 vcl_worker_cleanup_cb (void *arg)
177 {
178   vcl_worker_t *wrk = vcl_worker_get_current ();
179   u32 wrk_index = wrk->wrk_index;
180   vcl_worker_cleanup (wrk, 1 /* notify vpp */ );
181   vcl_set_worker_index (~0);
182   VDBG (0, "cleaned up worker %u", wrk_index);
183 }
184
185 vcl_worker_t *
186 vcl_worker_alloc_and_init ()
187 {
188   vcl_worker_t *wrk;
189
190   /* This was initialized already */
191   if (vcl_get_worker_index () != ~0)
192     return 0;
193
194   if (pool_elts (vcm->workers) == vcm->cfg.max_workers)
195     {
196       VDBG (0, "max-workers %u limit reached", vcm->cfg.max_workers);
197       return 0;
198     }
199
200   clib_spinlock_lock (&vcm->workers_lock);
201   wrk = vcl_worker_alloc ();
202   vcl_set_worker_index (wrk->wrk_index);
203   wrk->thread_id = pthread_self ();
204   wrk->current_pid = getpid ();
205
206   wrk->mqs_epfd = -1;
207   if (vcm->cfg.use_mq_eventfd)
208     {
209       wrk->mqs_epfd = epoll_create (1);
210       if (wrk->mqs_epfd < 0)
211         {
212           clib_unix_warning ("epoll_create() returned");
213           goto done;
214         }
215     }
216
217   wrk->session_index_by_vpp_handles = hash_create (0, sizeof (uword));
218   clib_time_init (&wrk->clib_time);
219   vec_validate (wrk->mq_events, 64);
220   vec_validate (wrk->mq_msg_vector, 128);
221   vec_reset_length (wrk->mq_msg_vector);
222   vec_validate (wrk->unhandled_evts_vector, 128);
223   vec_reset_length (wrk->unhandled_evts_vector);
224   clib_spinlock_unlock (&vcm->workers_lock);
225
226 done:
227   return wrk;
228 }
229
230 int
231 vcl_worker_register_with_vpp (void)
232 {
233   vcl_worker_t *wrk = vcl_worker_get_current ();
234
235   clib_spinlock_lock (&vcm->workers_lock);
236
237   vcm->app_state = STATE_APP_ADDING_WORKER;
238   vcl_send_app_worker_add_del (1 /* is_add */ );
239   if (vcl_wait_for_app_state_change (STATE_APP_READY))
240     {
241       VDBG (0, "failed to add worker to vpp");
242       return -1;
243     }
244   if (pthread_key_create (&vcl_worker_stop_key, vcl_worker_cleanup_cb))
245     VDBG (0, "failed to add pthread cleanup function");
246   if (pthread_setspecific (vcl_worker_stop_key, &wrk->thread_id))
247     VDBG (0, "failed to setup key value");
248
249   clib_spinlock_unlock (&vcm->workers_lock);
250
251   VDBG (0, "added worker %u", wrk->wrk_index);
252   return 0;
253 }
254
255 int
256 vcl_worker_set_bapi (void)
257 {
258   vcl_worker_t *wrk = vcl_worker_get_current ();
259   int i;
260
261   /* Find the first worker with the same pid */
262   for (i = 0; i < vec_len (vcm->workers); i++)
263     {
264       if (i == wrk->wrk_index)
265         continue;
266       if (vcm->workers[i].current_pid == wrk->current_pid)
267         {
268           wrk->vl_input_queue = vcm->workers[i].vl_input_queue;
269           wrk->my_client_index = vcm->workers[i].my_client_index;
270           return 0;
271         }
272     }
273   return -1;
274 }
275
276 void
277 vcl_segment_table_add (u64 segment_handle, u32 svm_segment_index)
278 {
279   clib_rwlock_writer_lock (&vcm->segment_table_lock);
280   hash_set (vcm->segment_table, segment_handle, svm_segment_index);
281   clib_rwlock_writer_unlock (&vcm->segment_table_lock);
282 }
283
284 u32
285 vcl_segment_table_lookup (u64 segment_handle)
286 {
287   uword *seg_indexp;
288
289   clib_rwlock_reader_lock (&vcm->segment_table_lock);
290   seg_indexp = hash_get (vcm->segment_table, segment_handle);
291   clib_rwlock_reader_unlock (&vcm->segment_table_lock);
292
293   if (!seg_indexp)
294     return VCL_INVALID_SEGMENT_INDEX;
295   return ((u32) * seg_indexp);
296 }
297
298 void
299 vcl_segment_table_del (u64 segment_handle)
300 {
301   clib_rwlock_writer_lock (&vcm->segment_table_lock);
302   hash_unset (vcm->segment_table, segment_handle);
303   clib_rwlock_writer_unlock (&vcm->segment_table_lock);
304 }
305
306 void
307 vcl_cleanup_bapi (void)
308 {
309   socket_client_main_t *scm = &socket_client_main;
310   api_main_t *am = &api_main;
311
312   am->my_client_index = ~0;
313   am->my_registration = 0;
314   am->vl_input_queue = 0;
315   am->msg_index_by_name_and_crc = 0;
316   scm->socket_fd = 0;
317
318   vl_client_api_unmap ();
319 }
320
321 int
322 vcl_session_read_ready (vcl_session_t * session)
323 {
324   /* Assumes caller has acquired spinlock: vcm->sessions_lockp */
325   if (PREDICT_FALSE (session->is_vep))
326     {
327       VDBG (0, "ERROR: session %u: cannot read from an epoll session!",
328             session->session_index);
329       return VPPCOM_EBADFD;
330     }
331
332   if (PREDICT_FALSE (!(session->session_state & (STATE_OPEN | STATE_LISTEN))))
333     {
334       vcl_session_state_t state = session->session_state;
335       int rv;
336
337       rv = ((state & STATE_DISCONNECT) ? VPPCOM_ECONNRESET : VPPCOM_ENOTCONN);
338
339       VDBG (1, "session %u [0x%llx]: not open! state 0x%x (%s), ret %d (%s)",
340             session->session_index, session->vpp_handle, state,
341             vppcom_session_state_str (state), rv, vppcom_retval_str (rv));
342       return rv;
343     }
344
345   if (session->session_state & STATE_LISTEN)
346     return clib_fifo_elts (session->accept_evts_fifo);
347
348   if (vcl_session_is_ct (session))
349     return svm_fifo_max_dequeue_cons (session->ct_rx_fifo);
350
351   return svm_fifo_max_dequeue_cons (session->rx_fifo);
352 }
353
354 int
355 vcl_session_write_ready (vcl_session_t * session)
356 {
357   /* Assumes caller has acquired spinlock: vcm->sessions_lockp */
358   if (PREDICT_FALSE (session->is_vep))
359     {
360       VDBG (0, "session %u [0x%llx]: cannot write to an epoll session!",
361             session->session_index, session->vpp_handle);
362       return VPPCOM_EBADFD;
363     }
364
365   if (PREDICT_FALSE (session->session_state & STATE_LISTEN))
366     {
367       if (session->tx_fifo)
368         return svm_fifo_max_enqueue_prod (session->tx_fifo);
369       else
370         return VPPCOM_EBADFD;
371     }
372
373   if (PREDICT_FALSE (!(session->session_state & STATE_OPEN)))
374     {
375       vcl_session_state_t state = session->session_state;
376       int rv;
377
378       rv = ((state & STATE_DISCONNECT) ? VPPCOM_ECONNRESET : VPPCOM_ENOTCONN);
379       VDBG (0, "session %u [0x%llx]: not open! state 0x%x (%s), ret %d (%s)",
380             session->session_index, session->vpp_handle, state,
381             vppcom_session_state_str (state), rv, vppcom_retval_str (rv));
382       return rv;
383     }
384
385   if (vcl_session_is_ct (session))
386     return svm_fifo_max_enqueue_prod (session->ct_tx_fifo);
387
388   return svm_fifo_max_enqueue_prod (session->tx_fifo);
389 }
390
391 /*
392  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
393  *
394  * Local Variables:
395  * eval: (c-set-style "gnu")
396  * End:
397  */