07e1d79cf4c3a6910c2a0031fa17382bcc8aca83
[vpp.git] / src / vlib / threads.c
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 #define _GNU_SOURCE
16
17 #include <signal.h>
18 #include <math.h>
19 #include <vppinfra/format.h>
20 #include <vppinfra/linux/sysfs.h>
21 #include <vlib/vlib.h>
22
23 #include <vlib/threads.h>
24 #include <vlib/unix/cj.h>
25
26 #include <vlib/stat_weak_inlines.h>
27
28 DECLARE_CJ_GLOBAL_LOG;
29
30
31 u32
32 vl (void *p)
33 {
34   return vec_len (p);
35 }
36
37 vlib_worker_thread_t *vlib_worker_threads;
38 vlib_thread_main_t vlib_thread_main;
39
40 /*
41  * Barrier tracing can be enabled on a normal build to collect information
42  * on barrier use, including timings and call stacks.  Deliberately not
43  * keyed off CLIB_DEBUG, because that can add significant overhead which
44  * imapacts observed timings.
45  */
46
47 static inline void
48 barrier_trace_sync (f64 t_entry, f64 t_open, f64 t_closed)
49 {
50   if (!vlib_worker_threads->barrier_elog_enabled)
51     return;
52
53     /* *INDENT-OFF* */
54     ELOG_TYPE_DECLARE (e) =
55       {
56         .format = "bar-trace-%s-#%d",
57         .format_args = "T4i4",
58       };
59     /* *INDENT-ON* */
60   struct
61   {
62     u32 caller, count, t_entry, t_open, t_closed;
63   } *ed = 0;
64
65   ed = ELOG_DATA (&vlib_global_main.elog_main, e);
66   ed->count = (int) vlib_worker_threads[0].barrier_sync_count;
67   ed->caller = elog_string (&vlib_global_main.elog_main,
68                             (char *) vlib_worker_threads[0].barrier_caller);
69   ed->t_entry = (int) (1000000.0 * t_entry);
70   ed->t_open = (int) (1000000.0 * t_open);
71   ed->t_closed = (int) (1000000.0 * t_closed);
72 }
73
74 static inline void
75 barrier_trace_sync_rec (f64 t_entry)
76 {
77   if (!vlib_worker_threads->barrier_elog_enabled)
78     return;
79
80     /* *INDENT-OFF* */
81     ELOG_TYPE_DECLARE (e) =
82       {
83         .format = "bar-syncrec-%s-#%d",
84         .format_args = "T4i4",
85       };
86     /* *INDENT-ON* */
87   struct
88   {
89     u32 caller, depth;
90   } *ed = 0;
91
92   ed = ELOG_DATA (&vlib_global_main.elog_main, e);
93   ed->depth = (int) vlib_worker_threads[0].recursion_level - 1;
94   ed->caller = elog_string (&vlib_global_main.elog_main,
95                             (char *) vlib_worker_threads[0].barrier_caller);
96 }
97
98 static inline void
99 barrier_trace_release_rec (f64 t_entry)
100 {
101   if (!vlib_worker_threads->barrier_elog_enabled)
102     return;
103
104     /* *INDENT-OFF* */
105     ELOG_TYPE_DECLARE (e) =
106       {
107         .format = "bar-relrrec-#%d",
108         .format_args = "i4",
109       };
110     /* *INDENT-ON* */
111   struct
112   {
113     u32 depth;
114   } *ed = 0;
115
116   ed = ELOG_DATA (&vlib_global_main.elog_main, e);
117   ed->depth = (int) vlib_worker_threads[0].recursion_level;
118 }
119
120 static inline void
121 barrier_trace_release (f64 t_entry, f64 t_closed_total, f64 t_update_main)
122 {
123   if (!vlib_worker_threads->barrier_elog_enabled)
124     return;
125
126     /* *INDENT-OFF* */
127     ELOG_TYPE_DECLARE (e) =
128       {
129         .format = "bar-rel-#%d-e%d-u%d-t%d",
130         .format_args = "i4i4i4i4",
131       };
132     /* *INDENT-ON* */
133   struct
134   {
135     u32 count, t_entry, t_update_main, t_closed_total;
136   } *ed = 0;
137
138   ed = ELOG_DATA (&vlib_global_main.elog_main, e);
139   ed->t_entry = (int) (1000000.0 * t_entry);
140   ed->t_update_main = (int) (1000000.0 * t_update_main);
141   ed->t_closed_total = (int) (1000000.0 * t_closed_total);
142   ed->count = (int) vlib_worker_threads[0].barrier_sync_count;
143
144   /* Reset context for next trace */
145   vlib_worker_threads[0].barrier_context = NULL;
146 }
147
148 uword
149 os_get_nthreads (void)
150 {
151   return vec_len (vlib_thread_stacks);
152 }
153
154 void
155 vlib_set_thread_name (char *name)
156 {
157   int pthread_setname_np (pthread_t __target_thread, const char *__name);
158   int rv;
159   pthread_t thread = pthread_self ();
160
161   if (thread)
162     {
163       rv = pthread_setname_np (thread, name);
164       if (rv)
165         clib_warning ("pthread_setname_np returned %d", rv);
166     }
167 }
168
169 static int
170 sort_registrations_by_no_clone (void *a0, void *a1)
171 {
172   vlib_thread_registration_t **tr0 = a0;
173   vlib_thread_registration_t **tr1 = a1;
174
175   return ((i32) ((*tr0)->no_data_structure_clone)
176           - ((i32) ((*tr1)->no_data_structure_clone)));
177 }
178
179 static uword *
180 clib_sysfs_list_to_bitmap (char *filename)
181 {
182   FILE *fp;
183   uword *r = 0;
184
185   fp = fopen (filename, "r");
186
187   if (fp != NULL)
188     {
189       u8 *buffer = 0;
190       vec_validate (buffer, 256 - 1);
191       if (fgets ((char *) buffer, 256, fp))
192         {
193           unformat_input_t in;
194           unformat_init_string (&in, (char *) buffer,
195                                 strlen ((char *) buffer));
196           if (unformat (&in, "%U", unformat_bitmap_list, &r) != 1)
197             clib_warning ("unformat_bitmap_list failed");
198           unformat_free (&in);
199         }
200       vec_free (buffer);
201       fclose (fp);
202     }
203   return r;
204 }
205
206
207 /* Called early in the init sequence */
208
209 clib_error_t *
210 vlib_thread_init (vlib_main_t * vm)
211 {
212   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
213   vlib_worker_thread_t *w;
214   vlib_thread_registration_t *tr;
215   u32 n_vlib_mains = 1;
216   u32 first_index = 1;
217   u32 i;
218   uword *avail_cpu;
219
220   /* get bitmaps of active cpu cores and sockets */
221   tm->cpu_core_bitmap =
222     clib_sysfs_list_to_bitmap ("/sys/devices/system/cpu/online");
223   tm->cpu_socket_bitmap =
224     clib_sysfs_list_to_bitmap ("/sys/devices/system/node/online");
225
226   avail_cpu = clib_bitmap_dup (tm->cpu_core_bitmap);
227
228   /* skip cores */
229   for (i = 0; i < tm->skip_cores; i++)
230     {
231       uword c = clib_bitmap_first_set (avail_cpu);
232       if (c == ~0)
233         return clib_error_return (0, "no available cpus to skip");
234
235       avail_cpu = clib_bitmap_set (avail_cpu, c, 0);
236     }
237
238   /* grab cpu for main thread */
239   if (tm->main_lcore == ~0)
240     {
241       /* if main-lcore is not set, we try to use lcore 1 */
242       if (clib_bitmap_get (avail_cpu, 1))
243         tm->main_lcore = 1;
244       else
245         tm->main_lcore = clib_bitmap_first_set (avail_cpu);
246       if (tm->main_lcore == (u8) ~ 0)
247         return clib_error_return (0, "no available cpus to be used for the"
248                                   " main thread");
249     }
250   else
251     {
252       if (clib_bitmap_get (avail_cpu, tm->main_lcore) == 0)
253         return clib_error_return (0, "cpu %u is not available to be used"
254                                   " for the main thread", tm->main_lcore);
255     }
256   avail_cpu = clib_bitmap_set (avail_cpu, tm->main_lcore, 0);
257
258   /* assume that there is socket 0 only if there is no data from sysfs */
259   if (!tm->cpu_socket_bitmap)
260     tm->cpu_socket_bitmap = clib_bitmap_set (0, 0, 1);
261
262   /* pin main thread to main_lcore  */
263   if (tm->cb.vlib_thread_set_lcore_cb)
264     {
265       tm->cb.vlib_thread_set_lcore_cb (0, tm->main_lcore);
266     }
267   else
268     {
269       cpu_set_t cpuset;
270       CPU_ZERO (&cpuset);
271       CPU_SET (tm->main_lcore, &cpuset);
272       pthread_setaffinity_np (pthread_self (), sizeof (cpu_set_t), &cpuset);
273     }
274
275   /* Set up thread 0 */
276   vec_validate_aligned (vlib_worker_threads, 0, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
277   _vec_len (vlib_worker_threads) = 1;
278   w = vlib_worker_threads;
279   w->thread_mheap = clib_mem_get_heap ();
280   w->thread_stack = vlib_thread_stacks[0];
281   w->cpu_id = tm->main_lcore;
282   w->lwp = syscall (SYS_gettid);
283   w->thread_id = pthread_self ();
284   tm->n_vlib_mains = 1;
285
286   if (tm->sched_policy != ~0)
287     {
288       struct sched_param sched_param;
289       if (!sched_getparam (w->lwp, &sched_param))
290         {
291           if (tm->sched_priority != ~0)
292             sched_param.sched_priority = tm->sched_priority;
293           sched_setscheduler (w->lwp, tm->sched_policy, &sched_param);
294         }
295     }
296
297   /* assign threads to cores and set n_vlib_mains */
298   tr = tm->next;
299
300   while (tr)
301     {
302       vec_add1 (tm->registrations, tr);
303       tr = tr->next;
304     }
305
306   vec_sort_with_function (tm->registrations, sort_registrations_by_no_clone);
307
308   for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
309     {
310       int j;
311       tr = tm->registrations[i];
312       tr->first_index = first_index;
313       first_index += tr->count;
314       n_vlib_mains += (tr->no_data_structure_clone == 0) ? tr->count : 0;
315
316       /* construct coremask */
317       if (tr->use_pthreads || !tr->count)
318         continue;
319
320       if (tr->coremask)
321         {
322           uword c;
323           /* *INDENT-OFF* */
324           clib_bitmap_foreach (c, tr->coremask, ({
325             if (clib_bitmap_get(avail_cpu, c) == 0)
326               return clib_error_return (0, "cpu %u is not available to be used"
327                                         " for the '%s' thread",c, tr->name);
328
329             avail_cpu = clib_bitmap_set(avail_cpu, c, 0);
330           }));
331           /* *INDENT-ON* */
332         }
333       else
334         {
335           for (j = 0; j < tr->count; j++)
336             {
337               uword c = clib_bitmap_first_set (avail_cpu);
338               if (c == ~0)
339                 return clib_error_return (0,
340                                           "no available cpus to be used for"
341                                           " the '%s' thread", tr->name);
342
343               avail_cpu = clib_bitmap_set (avail_cpu, c, 0);
344               tr->coremask = clib_bitmap_set (tr->coremask, c, 1);
345             }
346         }
347     }
348
349   clib_bitmap_free (avail_cpu);
350
351   tm->n_vlib_mains = n_vlib_mains;
352
353   /*
354    * Allocate the remaining worker threads, and thread stack vector slots
355    * from now on, calls to os_get_nthreads() will return the correct
356    * answer.
357    */
358   vec_validate_aligned (vlib_worker_threads, first_index - 1,
359                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
360   vec_validate (vlib_thread_stacks, vec_len (vlib_worker_threads) - 1);
361   return 0;
362 }
363
364 vlib_frame_queue_t *
365 vlib_frame_queue_alloc (int nelts)
366 {
367   vlib_frame_queue_t *fq;
368
369   fq = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (*fq), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
370   clib_memset (fq, 0, sizeof (*fq));
371   fq->nelts = nelts;
372   fq->vector_threshold = 128;   // packets
373   vec_validate_aligned (fq->elts, nelts - 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
374
375   if (1)
376     {
377       if (((uword) & fq->tail) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
378         fformat (stderr, "WARNING: fq->tail unaligned\n");
379       if (((uword) & fq->head) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
380         fformat (stderr, "WARNING: fq->head unaligned\n");
381       if (((uword) fq->elts) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
382         fformat (stderr, "WARNING: fq->elts unaligned\n");
383
384       if (sizeof (fq->elts[0]) % CLIB_CACHE_LINE_BYTES)
385         fformat (stderr, "WARNING: fq->elts[0] size %d\n",
386                  sizeof (fq->elts[0]));
387       if (nelts & (nelts - 1))
388         {
389           fformat (stderr, "FATAL: nelts MUST be a power of 2\n");
390           abort ();
391         }
392     }
393
394   return (fq);
395 }
396
397 void vl_msg_api_handler_no_free (void *) __attribute__ ((weak));
398 void
399 vl_msg_api_handler_no_free (void *v)
400 {
401 }
402
403 /* Turned off, save as reference material... */
404 #if 0
405 static inline int
406 vlib_frame_queue_dequeue_internal (int thread_id,
407                                    vlib_main_t * vm, vlib_node_main_t * nm)
408 {
409   vlib_frame_queue_t *fq = vlib_frame_queues[thread_id];
410   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
411   vlib_frame_t *f;
412   vlib_pending_frame_t *p;
413   vlib_node_runtime_t *r;
414   u32 node_runtime_index;
415   int msg_type;
416   u64 before;
417   int processed = 0;
418
419   ASSERT (vm == vlib_mains[thread_id]);
420
421   while (1)
422     {
423       if (fq->head == fq->tail)
424         return processed;
425
426       elt = fq->elts + ((fq->head + 1) & (fq->nelts - 1));
427
428       if (!elt->valid)
429         return processed;
430
431       before = clib_cpu_time_now ();
432
433       f = elt->frame;
434       node_runtime_index = elt->node_runtime_index;
435       msg_type = elt->msg_type;
436
437       switch (msg_type)
438         {
439         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_FREE_BUFFERS:
440           vlib_buffer_free (vm, vlib_frame_vector_args (f), f->n_vectors);
441           /* note fallthrough... */
442         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_FREE_FRAME:
443           r = vec_elt_at_index (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL],
444                                 node_runtime_index);
445           vlib_frame_free (vm, r, f);
446           break;
447         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_DISPATCH_FRAME:
448           vec_add2 (vm->node_main.pending_frames, p, 1);
449           f->flags |= (VLIB_FRAME_PENDING | VLIB_FRAME_FREE_AFTER_DISPATCH);
450           p->node_runtime_index = elt->node_runtime_index;
451           p->frame_index = vlib_frame_index (vm, f);
452           p->next_frame_index = VLIB_PENDING_FRAME_NO_NEXT_FRAME;
453           fq->dequeue_vectors += (u64) f->n_vectors;
454           break;
455         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_API_MSG:
456           vl_msg_api_handler_no_free (f);
457           break;
458         default:
459           clib_warning ("bogus frame queue message, type %d", msg_type);
460           break;
461         }
462       elt->valid = 0;
463       fq->dequeues++;
464       fq->dequeue_ticks += clib_cpu_time_now () - before;
465       CLIB_MEMORY_BARRIER ();
466       fq->head++;
467       processed++;
468     }
469   ASSERT (0);
470   return processed;
471 }
472
473 int
474 vlib_frame_queue_dequeue (int thread_id,
475                           vlib_main_t * vm, vlib_node_main_t * nm)
476 {
477   return vlib_frame_queue_dequeue_internal (thread_id, vm, nm);
478 }
479
480 int
481 vlib_frame_queue_enqueue (vlib_main_t * vm, u32 node_runtime_index,
482                           u32 frame_queue_index, vlib_frame_t * frame,
483                           vlib_frame_queue_msg_type_t type)
484 {
485   vlib_frame_queue_t *fq = vlib_frame_queues[frame_queue_index];
486   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
487   u32 save_count;
488   u64 new_tail;
489   u64 before = clib_cpu_time_now ();
490
491   ASSERT (fq);
492
493   new_tail = clib_atomic_add_fetch (&fq->tail, 1);
494
495   /* Wait until a ring slot is available */
496   while (new_tail >= fq->head + fq->nelts)
497     {
498       f64 b4 = vlib_time_now_ticks (vm, before);
499       vlib_worker_thread_barrier_check (vm, b4);
500       /* Bad idea. Dequeue -> enqueue -> dequeue -> trouble */
501       // vlib_frame_queue_dequeue (vm->thread_index, vm, nm);
502     }
503
504   elt = fq->elts + (new_tail & (fq->nelts - 1));
505
506   /* this would be very bad... */
507   while (elt->valid)
508     {
509     }
510
511   /* Once we enqueue the frame, frame->n_vectors is owned elsewhere... */
512   save_count = frame->n_vectors;
513
514   elt->frame = frame;
515   elt->node_runtime_index = node_runtime_index;
516   elt->msg_type = type;
517   CLIB_MEMORY_BARRIER ();
518   elt->valid = 1;
519
520   return save_count;
521 }
522 #endif /* 0 */
523
524 /* To be called by vlib worker threads upon startup */
525 void
526 vlib_worker_thread_init (vlib_worker_thread_t * w)
527 {
528   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
529
530   /*
531    * Note: disabling signals in worker threads as follows
532    * prevents the api post-mortem dump scheme from working
533    * {
534    *    sigset_t s;
535    *    sigfillset (&s);
536    *    pthread_sigmask (SIG_SETMASK, &s, 0);
537    *  }
538    */
539
540   clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
541
542   if (vec_len (tm->thread_prefix) && w->registration->short_name)
543     {
544       w->name = format (0, "%v_%s_%d%c", tm->thread_prefix,
545                         w->registration->short_name, w->instance_id, '\0');
546       vlib_set_thread_name ((char *) w->name);
547     }
548
549   if (!w->registration->use_pthreads)
550     {
551
552       /* Initial barrier sync, for both worker and i/o threads */
553       clib_atomic_fetch_add (vlib_worker_threads->workers_at_barrier, 1);
554
555       while (*vlib_worker_threads->wait_at_barrier)
556         ;
557
558       clib_atomic_fetch_add (vlib_worker_threads->workers_at_barrier, -1);
559     }
560 }
561
562 void *
563 vlib_worker_thread_bootstrap_fn (void *arg)
564 {
565   void *rv;
566   vlib_worker_thread_t *w = arg;
567
568   w->lwp = syscall (SYS_gettid);
569   w->thread_id = pthread_self ();
570
571   __os_thread_index = w - vlib_worker_threads;
572
573   rv = (void *) clib_calljmp
574     ((uword (*)(uword)) w->thread_function,
575      (uword) arg, w->thread_stack + VLIB_THREAD_STACK_SIZE);
576   /* NOTREACHED, we hope */
577   return rv;
578 }
579
580 static void
581 vlib_get_thread_core_socket (vlib_worker_thread_t * w, unsigned cpu_id)
582 {
583   const char *sys_cpu_path = "/sys/devices/system/cpu/cpu";
584   u8 *p = 0;
585   int core_id = -1, socket_id = -1;
586
587   p = format (p, "%s%u/topology/core_id%c", sys_cpu_path, cpu_id, 0);
588   clib_sysfs_read ((char *) p, "%d", &core_id);
589   vec_reset_length (p);
590   p =
591     format (p, "%s%u/topology/physical_package_id%c", sys_cpu_path, cpu_id,
592             0);
593   clib_sysfs_read ((char *) p, "%d", &socket_id);
594   vec_free (p);
595
596   w->core_id = core_id;
597   w->socket_id = socket_id;
598 }
599
600 static clib_error_t *
601 vlib_launch_thread_int (void *fp, vlib_worker_thread_t * w, unsigned cpu_id)
602 {
603   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
604   void *(*fp_arg) (void *) = fp;
605
606   w->cpu_id = cpu_id;
607   vlib_get_thread_core_socket (w, cpu_id);
608   if (tm->cb.vlib_launch_thread_cb && !w->registration->use_pthreads)
609     return tm->cb.vlib_launch_thread_cb (fp, (void *) w, cpu_id);
610   else
611     {
612       pthread_t worker;
613       cpu_set_t cpuset;
614       CPU_ZERO (&cpuset);
615       CPU_SET (cpu_id, &cpuset);
616
617       if (pthread_create (&worker, NULL /* attr */ , fp_arg, (void *) w))
618         return clib_error_return_unix (0, "pthread_create");
619
620       if (pthread_setaffinity_np (worker, sizeof (cpu_set_t), &cpuset))
621         return clib_error_return_unix (0, "pthread_setaffinity_np");
622
623       return 0;
624     }
625 }
626
627 static clib_error_t *
628 start_workers (vlib_main_t * vm)
629 {
630   int i, j;
631   vlib_worker_thread_t *w;
632   vlib_main_t *vm_clone;
633   void *oldheap;
634   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
635   vlib_thread_registration_t *tr;
636   vlib_node_runtime_t *rt;
637   u32 n_vlib_mains = tm->n_vlib_mains;
638   u32 worker_thread_index;
639   u8 *main_heap = clib_mem_get_per_cpu_heap ();
640
641   vec_reset_length (vlib_worker_threads);
642
643   /* Set up the main thread */
644   vec_add2_aligned (vlib_worker_threads, w, 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
645   w->elog_track.name = "main thread";
646   elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
647
648   if (vec_len (tm->thread_prefix))
649     {
650       w->name = format (0, "%v_main%c", tm->thread_prefix, '\0');
651       vlib_set_thread_name ((char *) w->name);
652     }
653
654   vm->elog_main.lock =
655     clib_mem_alloc_aligned (CLIB_CACHE_LINE_BYTES, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
656   vm->elog_main.lock[0] = 0;
657
658   if (n_vlib_mains > 1)
659     {
660       /* Replace hand-crafted length-1 vector with a real vector */
661       vlib_mains = 0;
662
663       vec_validate_aligned (vlib_mains, tm->n_vlib_mains - 1,
664                             CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
665       _vec_len (vlib_mains) = 0;
666       vec_add1_aligned (vlib_mains, vm, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
667
668       vlib_worker_threads->wait_at_barrier =
669         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
670       vlib_worker_threads->workers_at_barrier =
671         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
672
673       vlib_worker_threads->node_reforks_required =
674         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
675
676       /* We'll need the rpc vector lock... */
677       clib_spinlock_init (&vm->pending_rpc_lock);
678
679       /* Ask for an initial barrier sync */
680       *vlib_worker_threads->workers_at_barrier = 0;
681       *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 1;
682
683       /* Without update or refork */
684       *vlib_worker_threads->node_reforks_required = 0;
685       vm->need_vlib_worker_thread_node_runtime_update = 0;
686
687       /* init timing */
688       vm->barrier_epoch = 0;
689       vm->barrier_no_close_before = 0;
690
691       worker_thread_index = 1;
692
693       for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
694         {
695           vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
696           int k;
697
698           tr = tm->registrations[i];
699
700           if (tr->count == 0)
701             continue;
702
703           for (k = 0; k < tr->count; k++)
704             {
705               vlib_node_t *n;
706
707               vec_add2 (vlib_worker_threads, w, 1);
708               /* Currently unused, may not really work */
709               if (tr->mheap_size)
710                 {
711 #if USE_DLMALLOC == 0
712                   w->thread_mheap =
713                     mheap_alloc (0 /* use VM */ , tr->mheap_size);
714 #else
715                   w->thread_mheap = create_mspace (tr->mheap_size,
716                                                    0 /* unlocked */ );
717 #endif
718                 }
719               else
720                 w->thread_mheap = main_heap;
721
722               w->thread_stack =
723                 vlib_thread_stack_init (w - vlib_worker_threads);
724               w->thread_function = tr->function;
725               w->thread_function_arg = w;
726               w->instance_id = k;
727               w->registration = tr;
728
729               w->elog_track.name =
730                 (char *) format (0, "%s %d", tr->name, k + 1);
731               vec_add1 (w->elog_track.name, 0);
732               elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
733
734               if (tr->no_data_structure_clone)
735                 continue;
736
737               /* Fork vlib_global_main et al. Look for bugs here */
738               oldheap = clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
739
740               vm_clone = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (*vm_clone),
741                                                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
742               clib_memcpy (vm_clone, vlib_mains[0], sizeof (*vm_clone));
743
744               vm_clone->thread_index = worker_thread_index;
745               vm_clone->heap_base = w->thread_mheap;
746               vm_clone->heap_aligned_base = (void *)
747                 (((uword) w->thread_mheap) & ~(VLIB_FRAME_ALIGN - 1));
748               vm_clone->init_functions_called =
749                 hash_create (0, /* value bytes */ 0);
750               vm_clone->pending_rpc_requests = 0;
751               vec_validate (vm_clone->pending_rpc_requests, 0);
752               _vec_len (vm_clone->pending_rpc_requests) = 0;
753               clib_memset (&vm_clone->random_buffer, 0,
754                            sizeof (vm_clone->random_buffer));
755
756               nm = &vlib_mains[0]->node_main;
757               nm_clone = &vm_clone->node_main;
758               /* fork next frames array, preserving node runtime indices */
759               nm_clone->next_frames = vec_dup_aligned (nm->next_frames,
760                                                        CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
761               for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->next_frames); j++)
762                 {
763                   vlib_next_frame_t *nf = &nm_clone->next_frames[j];
764                   u32 save_node_runtime_index;
765                   u32 save_flags;
766
767                   save_node_runtime_index = nf->node_runtime_index;
768                   save_flags = nf->flags & VLIB_FRAME_NO_FREE_AFTER_DISPATCH;
769                   vlib_next_frame_init (nf);
770                   nf->node_runtime_index = save_node_runtime_index;
771                   nf->flags = save_flags;
772                 }
773
774               /* fork the frame dispatch queue */
775               nm_clone->pending_frames = 0;
776               vec_validate (nm_clone->pending_frames, 10);
777               _vec_len (nm_clone->pending_frames) = 0;
778
779               /* fork nodes */
780               nm_clone->nodes = 0;
781
782               /* Allocate all nodes in single block for speed */
783               n = clib_mem_alloc_no_fail (vec_len (nm->nodes) * sizeof (*n));
784
785               for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
786                 {
787                   clib_memcpy (n, nm->nodes[j], sizeof (*n));
788                   /* none of the copied nodes have enqueue rights given out */
789                   n->owner_node_index = VLIB_INVALID_NODE_INDEX;
790                   clib_memset (&n->stats_total, 0, sizeof (n->stats_total));
791                   clib_memset (&n->stats_last_clear, 0,
792                                sizeof (n->stats_last_clear));
793                   vec_add1 (nm_clone->nodes, n);
794                   n++;
795                 }
796               nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL] =
797                 vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL],
798                                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
799               vec_foreach (rt,
800                            nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL])
801               {
802                 vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
803                 rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
804                 /* copy initial runtime_data from node */
805                 if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
806                   clib_memcpy (rt->runtime_data, n->runtime_data,
807                                clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
808                                          n->runtime_data_bytes));
809               }
810
811               nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT] =
812                 vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT],
813                                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
814               vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT])
815               {
816                 vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
817                 rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
818                 /* copy initial runtime_data from node */
819                 if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
820                   clib_memcpy (rt->runtime_data, n->runtime_data,
821                                clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
822                                          n->runtime_data_bytes));
823               }
824
825               nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT] =
826                 vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT],
827                                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
828               vec_foreach (rt,
829                            nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT])
830               {
831                 vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
832                 rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
833                 /* copy initial runtime_data from node */
834                 if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
835                   clib_memcpy (rt->runtime_data, n->runtime_data,
836                                clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
837                                          n->runtime_data_bytes));
838               }
839
840               nm_clone->processes = vec_dup_aligned (nm->processes,
841                                                      CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
842
843               /* Create per-thread frame freelist */
844               nm_clone->frame_sizes = vec_new (vlib_frame_size_t, 1);
845 #ifdef VLIB_SUPPORTS_ARBITRARY_SCALAR_SIZES
846               nm_clone->frame_size_hash = hash_create (0, sizeof (uword));
847 #endif
848               nm_clone->node_by_error = nm->node_by_error;
849
850               /* Packet trace buffers are guaranteed to be empty, nothing to do here */
851
852               clib_mem_set_heap (oldheap);
853               vec_add1_aligned (vlib_mains, vm_clone, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
854
855               /* Switch to the stats segment ... */
856               void *oldheap = vlib_stats_push_heap (0);
857               vm_clone->error_main.counters = vec_dup_aligned
858                 (vlib_mains[0]->error_main.counters, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
859               vlib_stats_pop_heap2 (vm_clone->error_main.counters,
860                                     worker_thread_index, oldheap, 1);
861
862               vm_clone->error_main.counters_last_clear = vec_dup_aligned
863                 (vlib_mains[0]->error_main.counters_last_clear,
864                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
865
866               worker_thread_index++;
867             }
868         }
869     }
870   else
871     {
872       /* only have non-data-structure copy threads to create... */
873       for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
874         {
875           tr = tm->registrations[i];
876
877           for (j = 0; j < tr->count; j++)
878             {
879               vec_add2 (vlib_worker_threads, w, 1);
880               if (tr->mheap_size)
881                 {
882 #if USE_DLMALLOC == 0
883                   w->thread_mheap =
884                     mheap_alloc (0 /* use VM */ , tr->mheap_size);
885 #else
886                   w->thread_mheap =
887                     create_mspace (tr->mheap_size, 0 /* locked */ );
888 #endif
889                 }
890               else
891                 w->thread_mheap = main_heap;
892               w->thread_stack =
893                 vlib_thread_stack_init (w - vlib_worker_threads);
894               w->thread_function = tr->function;
895               w->thread_function_arg = w;
896               w->instance_id = j;
897               w->elog_track.name =
898                 (char *) format (0, "%s %d", tr->name, j + 1);
899               w->registration = tr;
900               vec_add1 (w->elog_track.name, 0);
901               elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
902             }
903         }
904     }
905
906   worker_thread_index = 1;
907
908   for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
909     {
910       clib_error_t *err;
911       int j;
912
913       tr = tm->registrations[i];
914
915       if (tr->use_pthreads || tm->use_pthreads)
916         {
917           for (j = 0; j < tr->count; j++)
918             {
919               w = vlib_worker_threads + worker_thread_index++;
920               err = vlib_launch_thread_int (vlib_worker_thread_bootstrap_fn,
921                                             w, 0);
922               if (err)
923                 clib_error_report (err);
924             }
925         }
926       else
927         {
928           uword c;
929           /* *INDENT-OFF* */
930           clib_bitmap_foreach (c, tr->coremask, ({
931             w = vlib_worker_threads + worker_thread_index++;
932             err = vlib_launch_thread_int (vlib_worker_thread_bootstrap_fn,
933                                           w, c);
934             if (err)
935               clib_error_report (err);
936           }));
937           /* *INDENT-ON* */
938         }
939     }
940   vlib_worker_thread_barrier_sync (vm);
941   vlib_worker_thread_barrier_release (vm);
942   return 0;
943 }
944
945 VLIB_MAIN_LOOP_ENTER_FUNCTION (start_workers);
946
947
948 static inline void
949 worker_thread_node_runtime_update_internal (void)
950 {
951   int i, j;
952   vlib_main_t *vm;
953   vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
954   vlib_main_t *vm_clone;
955   vlib_node_runtime_t *rt;
956   never_inline void
957     vlib_node_runtime_sync_stats (vlib_main_t * vm,
958                                   vlib_node_runtime_t * r,
959                                   uword n_calls,
960                                   uword n_vectors, uword n_clocks);
961
962   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
963
964   vm = vlib_mains[0];
965   nm = &vm->node_main;
966
967   ASSERT (*vlib_worker_threads->wait_at_barrier == 1);
968
969   /*
970    * Scrape all runtime stats, so we don't lose node runtime(s) with
971    * pending counts, or throw away worker / io thread counts.
972    */
973   for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
974     {
975       vlib_node_t *n;
976       n = nm->nodes[j];
977       vlib_node_sync_stats (vm, n);
978     }
979
980   for (i = 1; i < vec_len (vlib_mains); i++)
981     {
982       vlib_node_t *n;
983
984       vm_clone = vlib_mains[i];
985       nm_clone = &vm_clone->node_main;
986
987       for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->nodes); j++)
988         {
989           n = nm_clone->nodes[j];
990
991           rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, n->index);
992           vlib_node_runtime_sync_stats (vm_clone, rt, 0, 0, 0);
993         }
994     }
995
996   /* Per-worker clone rebuilds are now done on each thread */
997 }
998
999
1000 void
1001 vlib_worker_thread_node_refork (void)
1002 {
1003   vlib_main_t *vm, *vm_clone;
1004   vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
1005   vlib_node_t **old_nodes_clone;
1006   vlib_node_runtime_t *rt, *old_rt;
1007
1008   vlib_node_t *new_n_clone;
1009
1010   int j;
1011
1012   vm = vlib_mains[0];
1013   nm = &vm->node_main;
1014   vm_clone = vlib_get_main ();
1015   nm_clone = &vm_clone->node_main;
1016
1017   /* Re-clone error heap */
1018   u64 *old_counters = vm_clone->error_main.counters;
1019   u64 *old_counters_all_clear = vm_clone->error_main.counters_last_clear;
1020
1021   clib_memcpy_fast (&vm_clone->error_main, &vm->error_main,
1022                     sizeof (vm->error_main));
1023   j = vec_len (vm->error_main.counters) - 1;
1024
1025   /* Switch to the stats segment ... */
1026   void *oldheap = vlib_stats_push_heap (0);
1027   vec_validate_aligned (old_counters, j, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1028   vm_clone->error_main.counters = old_counters;
1029   vlib_stats_pop_heap2 (vm_clone->error_main.counters, vm_clone->thread_index,
1030                         oldheap, 0);
1031
1032   vec_validate_aligned (old_counters_all_clear, j, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1033   vm_clone->error_main.counters_last_clear = old_counters_all_clear;
1034
1035   nm_clone = &vm_clone->node_main;
1036   vec_free (nm_clone->next_frames);
1037   nm_clone->next_frames = vec_dup_aligned (nm->next_frames,
1038                                            CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1039
1040   for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->next_frames); j++)
1041     {
1042       vlib_next_frame_t *nf = &nm_clone->next_frames[j];
1043       u32 save_node_runtime_index;
1044       u32 save_flags;
1045
1046       save_node_runtime_index = nf->node_runtime_index;
1047       save_flags = nf->flags & VLIB_FRAME_NO_FREE_AFTER_DISPATCH;
1048       vlib_next_frame_init (nf);
1049       nf->node_runtime_index = save_node_runtime_index;
1050       nf->flags = save_flags;
1051     }
1052
1053   old_nodes_clone = nm_clone->nodes;
1054   nm_clone->nodes = 0;
1055
1056   /* re-fork nodes */
1057
1058   /* Allocate all nodes in single block for speed */
1059   new_n_clone =
1060     clib_mem_alloc_no_fail (vec_len (nm->nodes) * sizeof (*new_n_clone));
1061   for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
1062     {
1063       vlib_node_t *new_n = nm->nodes[j];
1064
1065       clib_memcpy_fast (new_n_clone, new_n, sizeof (*new_n));
1066       /* none of the copied nodes have enqueue rights given out */
1067       new_n_clone->owner_node_index = VLIB_INVALID_NODE_INDEX;
1068
1069       if (j >= vec_len (old_nodes_clone))
1070         {
1071           /* new node, set to zero */
1072           clib_memset (&new_n_clone->stats_total, 0,
1073                        sizeof (new_n_clone->stats_total));
1074           clib_memset (&new_n_clone->stats_last_clear, 0,
1075                        sizeof (new_n_clone->stats_last_clear));
1076         }
1077       else
1078         {
1079           vlib_node_t *old_n_clone = old_nodes_clone[j];
1080           /* Copy stats if the old data is valid */
1081           clib_memcpy_fast (&new_n_clone->stats_total,
1082                             &old_n_clone->stats_total,
1083                             sizeof (new_n_clone->stats_total));
1084           clib_memcpy_fast (&new_n_clone->stats_last_clear,
1085                             &old_n_clone->stats_last_clear,
1086                             sizeof (new_n_clone->stats_last_clear));
1087
1088           /* keep previous node state */
1089           new_n_clone->state = old_n_clone->state;
1090         }
1091       vec_add1 (nm_clone->nodes, new_n_clone);
1092       new_n_clone++;
1093     }
1094   /* Free the old node clones */
1095   clib_mem_free (old_nodes_clone[0]);
1096
1097   vec_free (old_nodes_clone);
1098
1099
1100   /* re-clone internal nodes */
1101   old_rt = nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL];
1102   nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL] =
1103     vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL],
1104                      CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1105
1106   vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL])
1107   {
1108     vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
1109     rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
1110     /* copy runtime_data, will be overwritten later for existing rt */
1111     if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
1112       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, n->runtime_data,
1113                         clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
1114                                   n->runtime_data_bytes));
1115   }
1116
1117   for (j = 0; j < vec_len (old_rt); j++)
1118     {
1119       rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, old_rt[j].node_index);
1120       rt->state = old_rt[j].state;
1121       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, old_rt[j].runtime_data,
1122                         VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE);
1123     }
1124
1125   vec_free (old_rt);
1126
1127   /* re-clone input nodes */
1128   old_rt = nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT];
1129   nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT] =
1130     vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT],
1131                      CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1132
1133   vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT])
1134   {
1135     vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
1136     rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
1137     /* copy runtime_data, will be overwritten later for existing rt */
1138     if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
1139       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, n->runtime_data,
1140                         clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
1141                                   n->runtime_data_bytes));
1142   }
1143
1144   for (j = 0; j < vec_len (old_rt); j++)
1145     {
1146       rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, old_rt[j].node_index);
1147       rt->state = old_rt[j].state;
1148       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, old_rt[j].runtime_data,
1149                         VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE);
1150     }
1151
1152   vec_free (old_rt);
1153
1154   /* re-clone pre-input nodes */
1155   old_rt = nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT];
1156   nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT] =
1157     vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT],
1158                      CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1159
1160   vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT])
1161   {
1162     vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
1163     rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
1164     /* copy runtime_data, will be overwritten later for existing rt */
1165     if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
1166       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, n->runtime_data,
1167                         clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
1168                                   n->runtime_data_bytes));
1169   }
1170
1171   for (j = 0; j < vec_len (old_rt); j++)
1172     {
1173       rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, old_rt[j].node_index);
1174       rt->state = old_rt[j].state;
1175       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, old_rt[j].runtime_data,
1176                         VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE);
1177     }
1178
1179   vec_free (old_rt);
1180
1181   nm_clone->processes = vec_dup_aligned (nm->processes,
1182                                          CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1183   nm_clone->node_by_error = nm->node_by_error;
1184 }
1185
1186 void
1187 vlib_worker_thread_node_runtime_update (void)
1188 {
1189   /*
1190    * Make a note that we need to do a node runtime update
1191    * prior to releasing the barrier.
1192    */
1193   vlib_global_main.need_vlib_worker_thread_node_runtime_update = 1;
1194 }
1195
1196 u32
1197 unformat_sched_policy (unformat_input_t * input, va_list * args)
1198 {
1199   u32 *r = va_arg (*args, u32 *);
1200
1201   if (0);
1202 #define _(v,f,s) else if (unformat (input, s)) *r = SCHED_POLICY_##f;
1203   foreach_sched_policy
1204 #undef _
1205     else
1206     return 0;
1207   return 1;
1208 }
1209
1210 static clib_error_t *
1211 cpu_config (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
1212 {
1213   vlib_thread_registration_t *tr;
1214   uword *p;
1215   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
1216   u8 *name;
1217   uword *bitmap;
1218   u32 count;
1219
1220   tm->thread_registrations_by_name = hash_create_string (0, sizeof (uword));
1221
1222   tm->n_thread_stacks = 1;      /* account for main thread */
1223   tm->sched_policy = ~0;
1224   tm->sched_priority = ~0;
1225   tm->main_lcore = ~0;
1226
1227   tr = tm->next;
1228
1229   while (tr)
1230     {
1231       hash_set_mem (tm->thread_registrations_by_name, tr->name, (uword) tr);
1232       tr = tr->next;
1233     }
1234
1235   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1236     {
1237       if (unformat (input, "use-pthreads"))
1238         tm->use_pthreads = 1;
1239       else if (unformat (input, "thread-prefix %v", &tm->thread_prefix))
1240         ;
1241       else if (unformat (input, "main-core %u", &tm->main_lcore))
1242         ;
1243       else if (unformat (input, "skip-cores %u", &tm->skip_cores))
1244         ;
1245       else if (unformat (input, "coremask-%s %U", &name,
1246                          unformat_bitmap_mask, &bitmap) ||
1247                unformat (input, "corelist-%s %U", &name,
1248                          unformat_bitmap_list, &bitmap))
1249         {
1250           p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, name);
1251           if (p == 0)
1252             return clib_error_return (0, "no such thread type '%s'", name);
1253
1254           tr = (vlib_thread_registration_t *) p[0];
1255
1256           if (tr->use_pthreads)
1257             return clib_error_return (0,
1258                                       "corelist cannot be set for '%s' threads",
1259                                       name);
1260
1261           tr->coremask = bitmap;
1262           tr->count = clib_bitmap_count_set_bits (tr->coremask);
1263         }
1264       else
1265         if (unformat
1266             (input, "scheduler-policy %U", unformat_sched_policy,
1267              &tm->sched_policy))
1268         ;
1269       else if (unformat (input, "scheduler-priority %u", &tm->sched_priority))
1270         ;
1271       else if (unformat (input, "%s %u", &name, &count))
1272         {
1273           p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, name);
1274           if (p == 0)
1275             return clib_error_return (0, "no such thread type 3 '%s'", name);
1276
1277           tr = (vlib_thread_registration_t *) p[0];
1278           if (tr->fixed_count)
1279             return clib_error_return
1280               (0, "number of %s threads not configurable", tr->name);
1281           tr->count = count;
1282         }
1283       else
1284         break;
1285     }
1286
1287   if (tm->sched_priority != ~0)
1288     {
1289       if (tm->sched_policy == SCHED_FIFO || tm->sched_policy == SCHED_RR)
1290         {
1291           u32 prio_max = sched_get_priority_max (tm->sched_policy);
1292           u32 prio_min = sched_get_priority_min (tm->sched_policy);
1293           if (tm->sched_priority > prio_max)
1294             tm->sched_priority = prio_max;
1295           if (tm->sched_priority < prio_min)
1296             tm->sched_priority = prio_min;
1297         }
1298       else
1299         {
1300           return clib_error_return
1301             (0,
1302              "scheduling priority (%d) is not allowed for `normal` scheduling policy",
1303              tm->sched_priority);
1304         }
1305     }
1306   tr = tm->next;
1307
1308   if (!tm->thread_prefix)
1309     tm->thread_prefix = format (0, "vpp");
1310
1311   while (tr)
1312     {
1313       tm->n_thread_stacks += tr->count;
1314       tm->n_pthreads += tr->count * tr->use_pthreads;
1315       tm->n_threads += tr->count * (tr->use_pthreads == 0);
1316       tr = tr->next;
1317     }
1318
1319   return 0;
1320 }
1321
1322 VLIB_EARLY_CONFIG_FUNCTION (cpu_config, "cpu");
1323
1324 void vnet_main_fixup (vlib_fork_fixup_t which) __attribute__ ((weak));
1325 void
1326 vnet_main_fixup (vlib_fork_fixup_t which)
1327 {
1328 }
1329
1330 void
1331 vlib_worker_thread_fork_fixup (vlib_fork_fixup_t which)
1332 {
1333   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1334
1335   if (vlib_mains == 0)
1336     return;
1337
1338   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1339   vlib_worker_thread_barrier_sync (vm);
1340
1341   switch (which)
1342     {
1343     case VLIB_WORKER_THREAD_FORK_FIXUP_NEW_SW_IF_INDEX:
1344       vnet_main_fixup (VLIB_WORKER_THREAD_FORK_FIXUP_NEW_SW_IF_INDEX);
1345       break;
1346
1347     default:
1348       ASSERT (0);
1349     }
1350   vlib_worker_thread_barrier_release (vm);
1351 }
1352
1353   /*
1354    * Enforce minimum open time to minimize packet loss due to Rx overflow,
1355    * based on a test based heuristic that barrier should be open for at least
1356    * 3 time as long as it is closed (with an upper bound of 1ms because by that
1357    *  point it is probably too late to make a difference)
1358    */
1359
1360 #ifndef BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT
1361 #define BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT 0.001
1362 #endif
1363
1364 #ifndef BARRIER_MINIMUM_OPEN_FACTOR
1365 #define BARRIER_MINIMUM_OPEN_FACTOR 3
1366 #endif
1367
1368 void
1369 vlib_worker_thread_initial_barrier_sync_and_release (vlib_main_t * vm)
1370 {
1371   f64 deadline;
1372   f64 now = vlib_time_now (vm);
1373   u32 count = vec_len (vlib_mains) - 1;
1374
1375   /* No worker threads? */
1376   if (count == 0)
1377     return;
1378
1379   deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1380   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 1;
1381   while (*vlib_worker_threads->workers_at_barrier != count)
1382     {
1383       if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1384         {
1385           fformat (stderr, "%s: worker thread deadlock\n", __FUNCTION__);
1386           os_panic ();
1387         }
1388       CLIB_PAUSE ();
1389     }
1390   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 0;
1391 }
1392
1393 void
1394 vlib_worker_thread_barrier_sync_int (vlib_main_t * vm, const char *func_name)
1395 {
1396   f64 deadline;
1397   f64 now;
1398   f64 t_entry;
1399   f64 t_open;
1400   f64 t_closed;
1401   f64 max_vector_rate;
1402   u32 count;
1403   int i;
1404
1405   if (vec_len (vlib_mains) < 2)
1406     return;
1407
1408   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1409
1410   vlib_worker_threads[0].barrier_caller = func_name;
1411   count = vec_len (vlib_mains) - 1;
1412
1413   /* Record entry relative to last close */
1414   now = vlib_time_now (vm);
1415   t_entry = now - vm->barrier_epoch;
1416
1417   /* Tolerate recursive calls */
1418   if (++vlib_worker_threads[0].recursion_level > 1)
1419     {
1420       barrier_trace_sync_rec (t_entry);
1421       return;
1422     }
1423
1424   /*
1425    * Need data to decide if we're working hard enough to honor
1426    * the barrier hold-down timer.
1427    */
1428   max_vector_rate = 0.0;
1429   for (i = 1; i < vec_len (vlib_mains); i++)
1430     max_vector_rate =
1431       clib_max (max_vector_rate,
1432                 (f64) vlib_last_vectors_per_main_loop (vlib_mains[i]));
1433
1434   vlib_worker_threads[0].barrier_sync_count++;
1435
1436   /* Enforce minimum barrier open time to minimize packet loss */
1437   ASSERT (vm->barrier_no_close_before <= (now + BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT));
1438
1439   /*
1440    * If any worker thread seems busy, which we define
1441    * as a vector rate above 10, we enforce the barrier hold-down timer
1442    */
1443   if (max_vector_rate > 10.0)
1444     {
1445       while (1)
1446         {
1447           now = vlib_time_now (vm);
1448           /* Barrier hold-down timer expired? */
1449           if (now >= vm->barrier_no_close_before)
1450             break;
1451           if ((vm->barrier_no_close_before - now)
1452               > (2.0 * BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT))
1453             {
1454               clib_warning
1455                 ("clock change: would have waited for %.4f seconds",
1456                  (vm->barrier_no_close_before - now));
1457               break;
1458             }
1459         }
1460     }
1461   /* Record time of closure */
1462   t_open = now - vm->barrier_epoch;
1463   vm->barrier_epoch = now;
1464
1465   deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1466
1467   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 1;
1468   while (*vlib_worker_threads->workers_at_barrier != count)
1469     {
1470       if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1471         {
1472           fformat (stderr, "%s: worker thread deadlock\n", __FUNCTION__);
1473           os_panic ();
1474         }
1475     }
1476
1477   t_closed = now - vm->barrier_epoch;
1478
1479   barrier_trace_sync (t_entry, t_open, t_closed);
1480
1481 }
1482
1483 void
1484 vlib_worker_thread_barrier_release (vlib_main_t * vm)
1485 {
1486   f64 deadline;
1487   f64 now;
1488   f64 minimum_open;
1489   f64 t_entry;
1490   f64 t_closed_total;
1491   f64 t_update_main = 0.0;
1492   int refork_needed = 0;
1493
1494   if (vec_len (vlib_mains) < 2)
1495     return;
1496
1497   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1498
1499
1500   now = vlib_time_now (vm);
1501   t_entry = now - vm->barrier_epoch;
1502
1503   if (--vlib_worker_threads[0].recursion_level > 0)
1504     {
1505       barrier_trace_release_rec (t_entry);
1506       return;
1507     }
1508
1509   /* Update (all) node runtimes before releasing the barrier, if needed */
1510   if (vm->need_vlib_worker_thread_node_runtime_update)
1511     {
1512       /*
1513        * Lock stat segment here, so we's safe when
1514        * rebuilding the stat segment node clones from the
1515        * stat thread...
1516        */
1517       vlib_stat_segment_lock ();
1518
1519       /* Do stats elements on main thread */
1520       worker_thread_node_runtime_update_internal ();
1521       vm->need_vlib_worker_thread_node_runtime_update = 0;
1522
1523       /* Do per thread rebuilds in parallel */
1524       refork_needed = 1;
1525       clib_atomic_fetch_add (vlib_worker_threads->node_reforks_required,
1526                              (vec_len (vlib_mains) - 1));
1527       now = vlib_time_now (vm);
1528       t_update_main = now - vm->barrier_epoch;
1529     }
1530
1531   deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1532
1533   /*
1534    * Note when we let go of the barrier.
1535    * Workers can use this to derive a reasonably accurate
1536    * time offset. See vlib_time_now(...)
1537    */
1538   vm->time_last_barrier_release = vlib_time_now (vm);
1539   CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
1540
1541   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 0;
1542
1543   while (*vlib_worker_threads->workers_at_barrier > 0)
1544     {
1545       if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1546         {
1547           fformat (stderr, "%s: worker thread deadlock\n", __FUNCTION__);
1548           os_panic ();
1549         }
1550     }
1551
1552   /* Wait for reforks before continuing */
1553   if (refork_needed)
1554     {
1555       now = vlib_time_now (vm);
1556
1557       deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1558
1559       while (*vlib_worker_threads->node_reforks_required > 0)
1560         {
1561           if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1562             {
1563               fformat (stderr, "%s: worker thread refork deadlock\n",
1564                        __FUNCTION__);
1565               os_panic ();
1566             }
1567         }
1568       vlib_stat_segment_unlock ();
1569     }
1570
1571   t_closed_total = now - vm->barrier_epoch;
1572
1573   minimum_open = t_closed_total * BARRIER_MINIMUM_OPEN_FACTOR;
1574
1575   if (minimum_open > BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT)
1576     {
1577       minimum_open = BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT;
1578     }
1579
1580   vm->barrier_no_close_before = now + minimum_open;
1581
1582   /* Record barrier epoch (used to enforce minimum open time) */
1583   vm->barrier_epoch = now;
1584
1585   barrier_trace_release (t_entry, t_closed_total, t_update_main);
1586
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Check the frame queue to see if any frames are available.
1591  * If so, pull the packets off the frames and put them to
1592  * the handoff node.
1593  */
1594 int
1595 vlib_frame_queue_dequeue (vlib_main_t * vm, vlib_frame_queue_main_t * fqm)
1596 {
1597   u32 thread_id = vm->thread_index;
1598   vlib_frame_queue_t *fq = fqm->vlib_frame_queues[thread_id];
1599   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
1600   u32 *from, *to;
1601   vlib_frame_t *f;
1602   int msg_type;
1603   int processed = 0;
1604   u32 n_left_to_node;
1605   u32 vectors = 0;
1606
1607   ASSERT (fq);
1608   ASSERT (vm == vlib_mains[thread_id]);
1609
1610   if (PREDICT_FALSE (fqm->node_index == ~0))
1611     return 0;
1612   /*
1613    * Gather trace data for frame queues
1614    */
1615   if (PREDICT_FALSE (fq->trace))
1616     {
1617       frame_queue_trace_t *fqt;
1618       frame_queue_nelt_counter_t *fqh;
1619       u32 elix;
1620
1621       fqt = &fqm->frame_queue_traces[thread_id];
1622
1623       fqt->nelts = fq->nelts;
1624       fqt->head = fq->head;
1625       fqt->head_hint = fq->head_hint;
1626       fqt->tail = fq->tail;
1627       fqt->threshold = fq->vector_threshold;
1628       fqt->n_in_use = fqt->tail - fqt->head;
1629       if (fqt->n_in_use >= fqt->nelts)
1630         {
1631           // if beyond max then use max
1632           fqt->n_in_use = fqt->nelts - 1;
1633         }
1634
1635       /* Record the number of elements in use in the histogram */
1636       fqh = &fqm->frame_queue_histogram[thread_id];
1637       fqh->count[fqt->n_in_use]++;
1638
1639       /* Record a snapshot of the elements in use */
1640       for (elix = 0; elix < fqt->nelts; elix++)
1641         {
1642           elt = fq->elts + ((fq->head + 1 + elix) & (fq->nelts - 1));
1643           if (1 || elt->valid)
1644             {
1645               fqt->n_vectors[elix] = elt->n_vectors;
1646             }
1647         }
1648       fqt->written = 1;
1649     }
1650
1651   while (1)
1652     {
1653       vlib_buffer_t *b;
1654       if (fq->head == fq->tail)
1655         {
1656           fq->head_hint = fq->head;
1657           return processed;
1658         }
1659
1660       elt = fq->elts + ((fq->head + 1) & (fq->nelts - 1));
1661
1662       if (!elt->valid)
1663         {
1664           fq->head_hint = fq->head;
1665           return processed;
1666         }
1667
1668       from = elt->buffer_index;
1669       msg_type = elt->msg_type;
1670
1671       ASSERT (msg_type == VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_DISPATCH_FRAME);
1672       ASSERT (elt->n_vectors <= VLIB_FRAME_SIZE);
1673
1674       f = vlib_get_frame_to_node (vm, fqm->node_index);
1675
1676       /* If the first vector is traced, set the frame trace flag */
1677       b = vlib_get_buffer (vm, from[0]);
1678       if (b->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
1679         f->frame_flags |= VLIB_NODE_FLAG_TRACE;
1680
1681       to = vlib_frame_vector_args (f);
1682
1683       n_left_to_node = elt->n_vectors;
1684
1685       while (n_left_to_node >= 4)
1686         {
1687           to[0] = from[0];
1688           to[1] = from[1];
1689           to[2] = from[2];
1690           to[3] = from[3];
1691           to += 4;
1692           from += 4;
1693           n_left_to_node -= 4;
1694         }
1695
1696       while (n_left_to_node > 0)
1697         {
1698           to[0] = from[0];
1699           to++;
1700           from++;
1701           n_left_to_node--;
1702         }
1703
1704       vectors += elt->n_vectors;
1705       f->n_vectors = elt->n_vectors;
1706       vlib_put_frame_to_node (vm, fqm->node_index, f);
1707
1708       elt->valid = 0;
1709       elt->n_vectors = 0;
1710       elt->msg_type = 0xfefefefe;
1711       CLIB_MEMORY_BARRIER ();
1712       fq->head++;
1713       processed++;
1714
1715       /*
1716        * Limit the number of packets pushed into the graph
1717        */
1718       if (vectors >= fq->vector_threshold)
1719         {
1720           fq->head_hint = fq->head;
1721           return processed;
1722         }
1723     }
1724   ASSERT (0);
1725   return processed;
1726 }
1727
1728 void
1729 vlib_worker_thread_fn (void *arg)
1730 {
1731   vlib_worker_thread_t *w = (vlib_worker_thread_t *) arg;
1732   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
1733   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1734   clib_error_t *e;
1735
1736   ASSERT (vm->thread_index == vlib_get_thread_index ());
1737
1738   vlib_worker_thread_init (w);
1739   clib_time_init (&vm->clib_time);
1740   clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
1741
1742   e = vlib_call_init_exit_functions_no_sort
1743     (vm, &vm->worker_init_function_registrations, 1 /* call_once */ );
1744   if (e)
1745     clib_error_report (e);
1746
1747   /* Wait until the dpdk init sequence is complete */
1748   while (tm->extern_thread_mgmt && tm->worker_thread_release == 0)
1749     vlib_worker_thread_barrier_check ();
1750
1751   vlib_worker_loop (vm);
1752 }
1753
1754 /* *INDENT-OFF* */
1755 VLIB_REGISTER_THREAD (worker_thread_reg, static) = {
1756   .name = "workers",
1757   .short_name = "wk",
1758   .function = vlib_worker_thread_fn,
1759 };
1760 /* *INDENT-ON* */
1761
1762 u32
1763 vlib_frame_queue_main_init (u32 node_index, u32 frame_queue_nelts)
1764 {
1765   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
1766   vlib_frame_queue_main_t *fqm;
1767   vlib_frame_queue_t *fq;
1768   int i;
1769
1770   if (frame_queue_nelts == 0)
1771     frame_queue_nelts = FRAME_QUEUE_MAX_NELTS;
1772
1773   ASSERT (frame_queue_nelts >= 8);
1774
1775   vec_add2 (tm->frame_queue_mains, fqm, 1);
1776
1777   fqm->node_index = node_index;
1778   fqm->frame_queue_nelts = frame_queue_nelts;
1779   fqm->queue_hi_thresh = frame_queue_nelts - 2;
1780
1781   vec_validate (fqm->vlib_frame_queues, tm->n_vlib_mains - 1);
1782   vec_validate (fqm->per_thread_data, tm->n_vlib_mains - 1);
1783   _vec_len (fqm->vlib_frame_queues) = 0;
1784   for (i = 0; i < tm->n_vlib_mains; i++)
1785     {
1786       vlib_frame_queue_per_thread_data_t *ptd;
1787       fq = vlib_frame_queue_alloc (frame_queue_nelts);
1788       vec_add1 (fqm->vlib_frame_queues, fq);
1789
1790       ptd = vec_elt_at_index (fqm->per_thread_data, i);
1791       vec_validate (ptd->handoff_queue_elt_by_thread_index,
1792                     tm->n_vlib_mains - 1);
1793       vec_validate_init_empty (ptd->congested_handoff_queue_by_thread_index,
1794                                tm->n_vlib_mains - 1,
1795                                (vlib_frame_queue_t *) (~0));
1796     }
1797
1798   return (fqm - tm->frame_queue_mains);
1799 }
1800
1801 int
1802 vlib_thread_cb_register (struct vlib_main_t *vm, vlib_thread_callbacks_t * cb)
1803 {
1804   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
1805
1806   if (tm->extern_thread_mgmt)
1807     return -1;
1808
1809   tm->cb.vlib_launch_thread_cb = cb->vlib_launch_thread_cb;
1810   tm->extern_thread_mgmt = 1;
1811   return 0;
1812 }
1813
1814 void
1815 vlib_process_signal_event_mt_helper (vlib_process_signal_event_mt_args_t *
1816                                      args)
1817 {
1818   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1819   vlib_process_signal_event (vlib_get_main (), args->node_index,
1820                              args->type_opaque, args->data);
1821 }
1822
1823 void *rpc_call_main_thread_cb_fn;
1824
1825 void
1826 vlib_rpc_call_main_thread (void *callback, u8 * args, u32 arg_size)
1827 {
1828   if (rpc_call_main_thread_cb_fn)
1829     {
1830       void (*fp) (void *, u8 *, u32) = rpc_call_main_thread_cb_fn;
1831       (*fp) (callback, args, arg_size);
1832     }
1833   else
1834     clib_warning ("BUG: rpc_call_main_thread_cb_fn NULL!");
1835 }
1836
1837 clib_error_t *
1838 threads_init (vlib_main_t * vm)
1839 {
1840   return 0;
1841 }
1842
1843 VLIB_INIT_FUNCTION (threads_init);
1844
1845
1846 static clib_error_t *
1847 show_clock_command_fn (vlib_main_t * vm,
1848                        unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd)
1849 {
1850   int i;
1851   f64 now;
1852
1853   now = vlib_time_now (vm);
1854
1855   vlib_cli_output (vm, "Time now %.9f", now);
1856
1857   if (vec_len (vlib_mains) == 1)
1858     return 0;
1859
1860   vlib_cli_output (vm, "Time last barrier release %.9f",
1861                    vm->time_last_barrier_release);
1862
1863   for (i = 1; i < vec_len (vlib_mains); i++)
1864     {
1865       if (vlib_mains[i] == 0)
1866         continue;
1867       vlib_cli_output (vm, "Thread %d offset %.9f error %.9f", i,
1868                        vlib_mains[i]->time_offset,
1869                        vm->time_last_barrier_release -
1870                        vlib_mains[i]->time_last_barrier_release);
1871     }
1872   return 0;
1873 }
1874
1875 /* *INDENT-OFF* */
1876 VLIB_CLI_COMMAND (f_command, static) =
1877 {
1878   .path = "show clock",
1879   .short_help = "show clock",
1880   .function = show_clock_command_fn,
1881 };
1882 /* *INDENT-ON* */
1883
1884 /*
1885  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1886  *
1887  * Local Variables:
1888  * eval: (c-set-style "gnu")
1889  * End:
1890  */