src/vlib/main.h

   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 /*
  16  * main.h: VLIB main data structure
  17  *
  18  * Copyright (c) 2008 Eliot Dresselhaus
  19  *
  20  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
  21  * a copy of this software and associated documentation files (the
  22  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
  23  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  24  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  25  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  26  * the following conditions:
  27  *
  28  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  29  * included in all copies or substantial portions of the Software.
  30  *
  31  *  THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  32  *  EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  33  *  MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  34  *  NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE
  35  *  LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION
  36  *  OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION
  37  *  WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  38  */
  39
  40 #ifndef included_vlib_main_h
  41 #define included_vlib_main_h
  42
  43 #include <vppinfra/elog.h>
  44 #include <vppinfra/format.h>
  45 #include <vppinfra/longjmp.h>
  46 #include <vppinfra/pool.h>
  47 #include <vppinfra/random_buffer.h>
  48 #include <vppinfra/time.h>
  49
  50 #include <pthread.h>
  51
  52
  53 /* By default turn off node/error event logging.
  54    Override with -DVLIB_ELOG_MAIN_LOOP */
  55 #ifndef VLIB_ELOG_MAIN_LOOP
  56 #define VLIB_ELOG_MAIN_LOOP 0
  57 #endif
  58
  59 typedef struct vlib_main_t
  60 {
  61   /* Instruction level timing state. */
  62   clib_time_t clib_time;
  63
  64   /* Time stamp of last node dispatch. */
  65   u64 cpu_time_last_node_dispatch;
  66
  67   /* Time stamp when main loop was entered (time 0). */
  68   u64 cpu_time_main_loop_start;
  69
  70   /* Incremented once for each main loop. */
  71   u32 main_loop_count;
  72
  73   /* Count of vectors processed this main loop. */
  74   u32 main_loop_vectors_processed;
  75   u32 main_loop_nodes_processed;
  76
  77   /* Circular buffer of input node vector counts.
  78      Indexed by low bits of
  79      (main_loop_count >> VLIB_LOG2_INPUT_VECTORS_PER_MAIN_LOOP). */
  80   u32 vector_counts_per_main_loop[2];
  81   u32 node_counts_per_main_loop[2];
  82
  83   /* Every so often we switch to the next counter. */
  84 #define VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE 7
  85
  86   /* Jump target to exit main loop with given code. */
  87   u32 main_loop_exit_set;
  88   clib_longjmp_t main_loop_exit;
  89 #define VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_NONE 0
  90 #define VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_PANIC 1
  91   /* Exit via CLI. */
  92 #define VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_CLI 2
  93
  94   /* Error marker to use when exiting main loop. */
  95   clib_error_t *main_loop_error;
  96
  97   /* Name for e.g. syslog. */
  98   char *name;
  99
 100   /* Start and size of CLIB heap. */
 101   void *heap_base;
 102   uword heap_size;
 103
 104   vlib_buffer_main_t *buffer_main;
 105
 106   vlib_physmem_main_t physmem_main;
 107
 108   /* Allocate/free buffer memory for DMA transfers, descriptor rings, etc.
 109      buffer memory is guaranteed to be cache-aligned. */
 110   void *(*os_physmem_alloc_aligned) (vlib_physmem_main_t * pm,
 111                                      uword n_bytes, uword alignment);
 112   void (*os_physmem_free) (void *x);
 113
 114   /* Node graph main structure. */
 115   vlib_node_main_t node_main;
 116
 117   /* Command line interface. */
 118   vlib_cli_main_t cli_main;
 119
 120   /* Packet trace buffer. */
 121   vlib_trace_main_t trace_main;
 122
 123   /* Error handling. */
 124   vlib_error_main_t error_main;
 125
 126   /* Punt packets to underlying operating system for when fast switching
 127      code does not know what to do. */
 128   void (*os_punt_frame) (struct vlib_main_t * vm,
 129                          struct vlib_node_runtime_t * node,
 130                          vlib_frame_t * frame);
 131
 132   /* Multicast distribution.  Set to zero for MC disabled. */
 133   mc_main_t *mc_main;
 134
 135   /* Stream index to use for distribution when MC is enabled. */
 136   u32 mc_stream_index;
 137
 138   vlib_one_time_waiting_process_t *procs_waiting_for_mc_stream_join;
 139
 140   /* Event logger. */
 141   elog_main_t elog_main;
 142
 143   /* Node call and return event types. */
 144   elog_event_type_t *node_call_elog_event_types;
 145   elog_event_type_t *node_return_elog_event_types;
 146
 147   elog_event_type_t *error_elog_event_types;
 148
 149   /* Seed for random number generator. */
 150   uword random_seed;
 151
 152   /* Buffer of random data for various uses. */
 153   clib_random_buffer_t random_buffer;
 154
 155   /* Hash table to record which init functions have been called. */
 156   uword *init_functions_called;
 157
 158   /* to compare with node runtime */
 159   u32 thread_index;
 160
 161   void **mbuf_alloc_list;
 162
 163   /* List of init functions to call, setup by constructors */
 164   _vlib_init_function_list_elt_t *init_function_registrations;
 165   _vlib_init_function_list_elt_t *worker_init_function_registrations;
 166   _vlib_init_function_list_elt_t *main_loop_enter_function_registrations;
 167   _vlib_init_function_list_elt_t *main_loop_exit_function_registrations;
 168   _vlib_init_function_list_elt_t *api_init_function_registrations;
 169   vlib_config_function_runtime_t *config_function_registrations;
 170   mc_serialize_msg_t *mc_msg_registrations;     /* mc_main is a pointer... */
 171
 172   /* control-plane API queue signal pending, length indication */
 173   volatile u32 queue_signal_pending;
 174   volatile u32 api_queue_nonempty;
 175   void (*queue_signal_callback) (struct vlib_main_t *);
 176   u8 **argv;
 177
 178   /* debugging */
 179   volatile int parked_at_barrier;
 180 } vlib_main_t;
 181
 182 /* Global main structure. */
 183 extern vlib_main_t vlib_global_main;
 184
 185 void vlib_worker_loop (vlib_main_t * vm);
 186
 187 always_inline f64
 188 vlib_time_now (vlib_main_t * vm)
 189 {
 190   return clib_time_now (&vm->clib_time);
 191 }
 192
 193 always_inline f64
 194 vlib_time_now_ticks (vlib_main_t * vm, u64 n)
 195 {
 196   return clib_time_now_internal (&vm->clib_time, n);
 197 }
 198
 199 /* Busy wait for specified time. */
 200 always_inline void
 201 vlib_time_wait (vlib_main_t * vm, f64 wait)
 202 {
 203   f64 t = vlib_time_now (vm);
 204   f64 limit = t + wait;
 205   while (t < limit)
 206     t = vlib_time_now (vm);
 207 }
 208
 209 /* Time a piece of code. */
 210 #define vlib_time_code(vm,body)                 \
 211 do {                                            \
 212     f64 _t[2];                                  \
 213     _t[0] = vlib_time_now (vm);                 \
 214     do { body; } while (0);                     \
 215     _t[1] = vlib_time_now (vm);                 \
 216     clib_warning ("%.7e", _t[1] - _t[0]);       \
 217 } while (0)
 218
 219 #define vlib_wait_with_timeout(vm,suspend_time,timeout_time,test)       \
 220 ({                                                                      \
 221     uword __vlib_wait_with_timeout = 0;                                 \
 222     f64 __vlib_wait_time = 0;                                           \
 223     while (! (__vlib_wait_with_timeout = (test))                        \
 224            && __vlib_wait_time < (timeout_time))                        \
 225       {                                                                 \
 226         vlib_process_suspend (vm, suspend_time);                        \
 227         __vlib_wait_time += suspend_time;                               \
 228       }                                                                 \
 229     __vlib_wait_with_timeout;                                           \
 230 })
 231
 232 always_inline void
 233 vlib_panic_with_error (vlib_main_t * vm, clib_error_t * error)
 234 {
 235   vm->main_loop_error = error;
 236   clib_longjmp (&vm->main_loop_exit, VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_PANIC);
 237 }
 238
 239 #define vlib_panic_with_msg(vm,args...) \
 240   vlib_panic_with_error (vm, clib_error_return (0, args))
 241
 242 always_inline void
 243 vlib_panic (vlib_main_t * vm)
 244 {
 245   vlib_panic_with_error (vm, 0);
 246 }
 247
 248 always_inline u32
 249 vlib_vector_input_stats_index (vlib_main_t * vm, word delta)
 250 {
 251   u32 i;
 252   i = vm->main_loop_count >> VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE;
 253   ASSERT (is_pow2 (ARRAY_LEN (vm->vector_counts_per_main_loop)));
 254   return (i + delta) & (ARRAY_LEN (vm->vector_counts_per_main_loop) - 1);
 255 }
 256
 257 /* Estimate input rate based on previous
 258    2^VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE
 259    samples. */
 260 always_inline u32
 261 vlib_last_vectors_per_main_loop (vlib_main_t * vm)
 262 {
 263   u32 i = vlib_vector_input_stats_index (vm, -1);
 264   u32 n = vm->vector_counts_per_main_loop[i];
 265   return n >> VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE;
 266 }
 267
 268 /* Total ave vector count per iteration of main loop. */
 269 always_inline f64
 270 vlib_last_vectors_per_main_loop_as_f64 (vlib_main_t * vm)
 271 {
 272   u32 i = vlib_vector_input_stats_index (vm, -1);
 273   u32 v = vm->vector_counts_per_main_loop[i];
 274   return (f64) v / (f64) (1 << VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE);
 275 }
 276
 277 /* Total ave vectors/node count per iteration of main loop. */
 278 always_inline f64
 279 vlib_last_vector_length_per_node (vlib_main_t * vm)
 280 {
 281   u32 i = vlib_vector_input_stats_index (vm, -1);
 282   u32 v = vm->vector_counts_per_main_loop[i];
 283   u32 n = vm->node_counts_per_main_loop[i];
 284   return n == 0 ? 0 : (f64) v / (f64) n;
 285 }
 286
 287 extern u32 wraps;
 288
 289 always_inline void
 290 vlib_increment_main_loop_counter (vlib_main_t * vm)
 291 {
 292   u32 i, c, n, v, is_wrap;
 293
 294   c = vm->main_loop_count++;
 295
 296   is_wrap = (c & pow2_mask (VLIB_LOG2_MAIN_LOOPS_PER_STATS_UPDATE)) == 0;
 297
 298   if (is_wrap)
 299     wraps++;
 300
 301   i = vlib_vector_input_stats_index (vm, /* delta */ is_wrap);
 302
 303   v = is_wrap ? 0 : vm->vector_counts_per_main_loop[i];
 304   n = is_wrap ? 0 : vm->node_counts_per_main_loop[i];
 305
 306   v += vm->main_loop_vectors_processed;
 307   n += vm->main_loop_nodes_processed;
 308   vm->main_loop_vectors_processed = 0;
 309   vm->main_loop_nodes_processed = 0;
 310   vm->vector_counts_per_main_loop[i] = v;
 311   vm->node_counts_per_main_loop[i] = n;
 312 }
 313
 314 always_inline void vlib_set_queue_signal_callback
 315   (vlib_main_t * vm, void (*fp) (vlib_main_t *))
 316 {
 317   vm->queue_signal_callback = fp;
 318 }
 319
 320 /* Main routine. */
 321 int vlib_main (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input);
 322
 323 /* Thread stacks, for os_get_cpu_number */
 324 extern u8 **vlib_thread_stacks;
 325
 326 /* Number of thread stacks that the application needs */
 327 u32 vlib_app_num_thread_stacks_needed (void) __attribute__ ((weak));
 328
 329 extern void vlib_node_sync_stats (vlib_main_t * vm, vlib_node_t * n);
 330
 331 #endif /* included_vlib_main_h */
 332
 333 /*
 334  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 335  *
 336  * Local Variables:
 337  * eval: (c-set-style "gnu")
 338  * End:
 339  */