1ce4dc15613bf1f1be05d58012a549203a3aee35
[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   /*
259    * Determine if the number of workers is greater than 0.
260    * If so, mark CPU 0 unavailable so workers will be numbered after main.
261    */
262   u32 n_workers = 0;
263   uword *p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, "workers");
264   if (p != 0)
265     {
266       vlib_thread_registration_t *tr = (vlib_thread_registration_t *) p[0];
267       int worker_thread_count = tr->count;
268       n_workers = worker_thread_count;
269     }
270   if (tm->skip_cores == 0 && n_workers)
271     avail_cpu = clib_bitmap_set (avail_cpu, 0, 0);
272
273   /* assume that there is socket 0 only if there is no data from sysfs */
274   if (!tm->cpu_socket_bitmap)
275     tm->cpu_socket_bitmap = clib_bitmap_set (0, 0, 1);
276
277   /* pin main thread to main_lcore  */
278   if (tm->cb.vlib_thread_set_lcore_cb)
279     {
280       tm->cb.vlib_thread_set_lcore_cb (0, tm->main_lcore);
281     }
282   else
283     {
284       cpu_set_t cpuset;
285       CPU_ZERO (&cpuset);
286       CPU_SET (tm->main_lcore, &cpuset);
287       pthread_setaffinity_np (pthread_self (), sizeof (cpu_set_t), &cpuset);
288     }
289
290   /* Set up thread 0 */
291   vec_validate_aligned (vlib_worker_threads, 0, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
292   _vec_len (vlib_worker_threads) = 1;
293   w = vlib_worker_threads;
294   w->thread_mheap = clib_mem_get_heap ();
295   w->thread_stack = vlib_thread_stacks[0];
296   w->cpu_id = tm->main_lcore;
297   w->lwp = syscall (SYS_gettid);
298   w->thread_id = pthread_self ();
299   tm->n_vlib_mains = 1;
300
301   vlib_get_thread_core_numa (w, w->cpu_id);
302
303   if (tm->sched_policy != ~0)
304     {
305       struct sched_param sched_param;
306       if (!sched_getparam (w->lwp, &sched_param))
307         {
308           if (tm->sched_priority != ~0)
309             sched_param.sched_priority = tm->sched_priority;
310           sched_setscheduler (w->lwp, tm->sched_policy, &sched_param);
311         }
312     }
313
314   /* assign threads to cores and set n_vlib_mains */
315   tr = tm->next;
316
317   while (tr)
318     {
319       vec_add1 (tm->registrations, tr);
320       tr = tr->next;
321     }
322
323   vec_sort_with_function (tm->registrations, sort_registrations_by_no_clone);
324
325   for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
326     {
327       int j;
328       tr = tm->registrations[i];
329       tr->first_index = first_index;
330       first_index += tr->count;
331       n_vlib_mains += (tr->no_data_structure_clone == 0) ? tr->count : 0;
332
333       /* construct coremask */
334       if (tr->use_pthreads || !tr->count)
335         continue;
336
337       if (tr->coremask)
338         {
339           uword c;
340           /* *INDENT-OFF* */
341           clib_bitmap_foreach (c, tr->coremask, ({
342             if (clib_bitmap_get(avail_cpu, c) == 0)
343               return clib_error_return (0, "cpu %u is not available to be used"
344                                         " for the '%s' thread",c, tr->name);
345
346             avail_cpu = clib_bitmap_set(avail_cpu, c, 0);
347           }));
348           /* *INDENT-ON* */
349         }
350       else
351         {
352           for (j = 0; j < tr->count; j++)
353             {
354               uword c = clib_bitmap_first_set (avail_cpu);
355               if (c == ~0)
356                 return clib_error_return (0,
357                                           "no available cpus to be used for"
358                                           " the '%s' thread", tr->name);
359
360               avail_cpu = clib_bitmap_set (avail_cpu, c, 0);
361               tr->coremask = clib_bitmap_set (tr->coremask, c, 1);
362             }
363         }
364     }
365
366   clib_bitmap_free (avail_cpu);
367
368   tm->n_vlib_mains = n_vlib_mains;
369
370   /*
371    * Allocate the remaining worker threads, and thread stack vector slots
372    * from now on, calls to os_get_nthreads() will return the correct
373    * answer.
374    */
375   vec_validate_aligned (vlib_worker_threads, first_index - 1,
376                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
377   vec_validate (vlib_thread_stacks, vec_len (vlib_worker_threads) - 1);
378   return 0;
379 }
380
381 vlib_frame_queue_t *
382 vlib_frame_queue_alloc (int nelts)
383 {
384   vlib_frame_queue_t *fq;
385
386   fq = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (*fq), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
387   clib_memset (fq, 0, sizeof (*fq));
388   fq->nelts = nelts;
389   fq->vector_threshold = 128;   // packets
390   vec_validate_aligned (fq->elts, nelts - 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
391
392   if (1)
393     {
394       if (((uword) & fq->tail) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
395         fformat (stderr, "WARNING: fq->tail unaligned\n");
396       if (((uword) & fq->head) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
397         fformat (stderr, "WARNING: fq->head unaligned\n");
398       if (((uword) fq->elts) & (CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1))
399         fformat (stderr, "WARNING: fq->elts unaligned\n");
400
401       if (sizeof (fq->elts[0]) % CLIB_CACHE_LINE_BYTES)
402         fformat (stderr, "WARNING: fq->elts[0] size %d\n",
403                  sizeof (fq->elts[0]));
404       if (nelts & (nelts - 1))
405         {
406           fformat (stderr, "FATAL: nelts MUST be a power of 2\n");
407           abort ();
408         }
409     }
410
411   return (fq);
412 }
413
414 void vl_msg_api_handler_no_free (void *) __attribute__ ((weak));
415 void
416 vl_msg_api_handler_no_free (void *v)
417 {
418 }
419
420 /* Turned off, save as reference material... */
421 #if 0
422 static inline int
423 vlib_frame_queue_dequeue_internal (int thread_id,
424                                    vlib_main_t * vm, vlib_node_main_t * nm)
425 {
426   vlib_frame_queue_t *fq = vlib_frame_queues[thread_id];
427   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
428   vlib_frame_t *f;
429   vlib_pending_frame_t *p;
430   vlib_node_runtime_t *r;
431   u32 node_runtime_index;
432   int msg_type;
433   u64 before;
434   int processed = 0;
435
436   ASSERT (vm == vlib_mains[thread_id]);
437
438   while (1)
439     {
440       if (fq->head == fq->tail)
441         return processed;
442
443       elt = fq->elts + ((fq->head + 1) & (fq->nelts - 1));
444
445       if (!elt->valid)
446         return processed;
447
448       before = clib_cpu_time_now ();
449
450       f = elt->frame;
451       node_runtime_index = elt->node_runtime_index;
452       msg_type = elt->msg_type;
453
454       switch (msg_type)
455         {
456         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_FREE_BUFFERS:
457           vlib_buffer_free (vm, vlib_frame_vector_args (f), f->n_vectors);
458           /* note fallthrough... */
459         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_FREE_FRAME:
460           r = vec_elt_at_index (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL],
461                                 node_runtime_index);
462           vlib_frame_free (vm, r, f);
463           break;
464         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_DISPATCH_FRAME:
465           vec_add2 (vm->node_main.pending_frames, p, 1);
466           f->flags |= (VLIB_FRAME_PENDING | VLIB_FRAME_FREE_AFTER_DISPATCH);
467           p->node_runtime_index = elt->node_runtime_index;
468           p->frame_index = vlib_frame_index (vm, f);
469           p->next_frame_index = VLIB_PENDING_FRAME_NO_NEXT_FRAME;
470           fq->dequeue_vectors += (u64) f->n_vectors;
471           break;
472         case VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_API_MSG:
473           vl_msg_api_handler_no_free (f);
474           break;
475         default:
476           clib_warning ("bogus frame queue message, type %d", msg_type);
477           break;
478         }
479       elt->valid = 0;
480       fq->dequeues++;
481       fq->dequeue_ticks += clib_cpu_time_now () - before;
482       CLIB_MEMORY_BARRIER ();
483       fq->head++;
484       processed++;
485     }
486   ASSERT (0);
487   return processed;
488 }
489
490 int
491 vlib_frame_queue_dequeue (int thread_id,
492                           vlib_main_t * vm, vlib_node_main_t * nm)
493 {
494   return vlib_frame_queue_dequeue_internal (thread_id, vm, nm);
495 }
496
497 int
498 vlib_frame_queue_enqueue (vlib_main_t * vm, u32 node_runtime_index,
499                           u32 frame_queue_index, vlib_frame_t * frame,
500                           vlib_frame_queue_msg_type_t type)
501 {
502   vlib_frame_queue_t *fq = vlib_frame_queues[frame_queue_index];
503   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
504   u32 save_count;
505   u64 new_tail;
506   u64 before = clib_cpu_time_now ();
507
508   ASSERT (fq);
509
510   new_tail = clib_atomic_add_fetch (&fq->tail, 1);
511
512   /* Wait until a ring slot is available */
513   while (new_tail >= fq->head + fq->nelts)
514     {
515       f64 b4 = vlib_time_now_ticks (vm, before);
516       vlib_worker_thread_barrier_check (vm, b4);
517       /* Bad idea. Dequeue -> enqueue -> dequeue -> trouble */
518       // vlib_frame_queue_dequeue (vm->thread_index, vm, nm);
519     }
520
521   elt = fq->elts + (new_tail & (fq->nelts - 1));
522
523   /* this would be very bad... */
524   while (elt->valid)
525     {
526     }
527
528   /* Once we enqueue the frame, frame->n_vectors is owned elsewhere... */
529   save_count = frame->n_vectors;
530
531   elt->frame = frame;
532   elt->node_runtime_index = node_runtime_index;
533   elt->msg_type = type;
534   CLIB_MEMORY_BARRIER ();
535   elt->valid = 1;
536
537   return save_count;
538 }
539 #endif /* 0 */
540
541 /* To be called by vlib worker threads upon startup */
542 void
543 vlib_worker_thread_init (vlib_worker_thread_t * w)
544 {
545   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
546
547   /*
548    * Note: disabling signals in worker threads as follows
549    * prevents the api post-mortem dump scheme from working
550    * {
551    *    sigset_t s;
552    *    sigfillset (&s);
553    *    pthread_sigmask (SIG_SETMASK, &s, 0);
554    *  }
555    */
556
557   clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
558
559   if (vec_len (tm->thread_prefix) && w->registration->short_name)
560     {
561       w->name = format (0, "%v_%s_%d%c", tm->thread_prefix,
562                         w->registration->short_name, w->instance_id, '\0');
563       vlib_set_thread_name ((char *) w->name);
564     }
565
566   if (!w->registration->use_pthreads)
567     {
568
569       /* Initial barrier sync, for both worker and i/o threads */
570       clib_atomic_fetch_add (vlib_worker_threads->workers_at_barrier, 1);
571
572       while (*vlib_worker_threads->wait_at_barrier)
573         ;
574
575       clib_atomic_fetch_add (vlib_worker_threads->workers_at_barrier, -1);
576     }
577 }
578
579 void *
580 vlib_worker_thread_bootstrap_fn (void *arg)
581 {
582   void *rv;
583   vlib_worker_thread_t *w = arg;
584
585   w->lwp = syscall (SYS_gettid);
586   w->thread_id = pthread_self ();
587
588   __os_thread_index = w - vlib_worker_threads;
589
590   rv = (void *) clib_calljmp
591     ((uword (*)(uword)) w->thread_function,
592      (uword) arg, w->thread_stack + VLIB_THREAD_STACK_SIZE);
593   /* NOTREACHED, we hope */
594   return rv;
595 }
596
597 void
598 vlib_get_thread_core_numa (vlib_worker_thread_t * w, unsigned cpu_id)
599 {
600   const char *sys_cpu_path = "/sys/devices/system/cpu/cpu";
601   u8 *p = 0;
602   int core_id = -1, numa_id = -1;
603
604   p = format (p, "%s%u/topology/core_id%c", sys_cpu_path, cpu_id, 0);
605   clib_sysfs_read ((char *) p, "%d", &core_id);
606   vec_reset_length (p);
607   p = format (p, "%s%u/topology/physical_package_id%c", sys_cpu_path,
608               cpu_id, 0);
609   clib_sysfs_read ((char *) p, "%d", &numa_id);
610   vec_free (p);
611
612   w->core_id = core_id;
613   w->numa_id = numa_id;
614 }
615
616 static clib_error_t *
617 vlib_launch_thread_int (void *fp, vlib_worker_thread_t * w, unsigned cpu_id)
618 {
619   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
620   void *(*fp_arg) (void *) = fp;
621   void *numa_heap;
622
623   w->cpu_id = cpu_id;
624   vlib_get_thread_core_numa (w, cpu_id);
625
626   /* Set up NUMA-bound heap if indicated */
627   if (clib_per_numa_mheaps[w->numa_id] == 0)
628     {
629       /* If the user requested a NUMA heap, create it... */
630       if (tm->numa_heap_size)
631         {
632           numa_heap = clib_mem_init_thread_safe_numa
633             (0 /* DIY */ , tm->numa_heap_size, w->numa_id);
634           clib_per_numa_mheaps[w->numa_id] = numa_heap;
635         }
636       else
637         {
638           /* Or, use the main heap */
639           clib_per_numa_mheaps[w->numa_id] = w->thread_mheap;
640         }
641     }
642
643   if (tm->cb.vlib_launch_thread_cb && !w->registration->use_pthreads)
644     return tm->cb.vlib_launch_thread_cb (fp, (void *) w, cpu_id);
645   else
646     {
647       pthread_t worker;
648       cpu_set_t cpuset;
649       CPU_ZERO (&cpuset);
650       CPU_SET (cpu_id, &cpuset);
651
652       if (pthread_create (&worker, NULL /* attr */ , fp_arg, (void *) w))
653         return clib_error_return_unix (0, "pthread_create");
654
655       if (pthread_setaffinity_np (worker, sizeof (cpu_set_t), &cpuset))
656         return clib_error_return_unix (0, "pthread_setaffinity_np");
657
658       return 0;
659     }
660 }
661
662 static clib_error_t *
663 start_workers (vlib_main_t * vm)
664 {
665   int i, j;
666   vlib_worker_thread_t *w;
667   vlib_main_t *vm_clone;
668   void *oldheap;
669   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
670   vlib_thread_registration_t *tr;
671   vlib_node_runtime_t *rt;
672   u32 n_vlib_mains = tm->n_vlib_mains;
673   u32 worker_thread_index;
674   u8 *main_heap = clib_mem_get_per_cpu_heap ();
675
676   vec_reset_length (vlib_worker_threads);
677
678   /* Set up the main thread */
679   vec_add2_aligned (vlib_worker_threads, w, 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
680   w->elog_track.name = "main thread";
681   elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
682
683   if (vec_len (tm->thread_prefix))
684     {
685       w->name = format (0, "%v_main%c", tm->thread_prefix, '\0');
686       vlib_set_thread_name ((char *) w->name);
687     }
688
689   vm->elog_main.lock =
690     clib_mem_alloc_aligned (CLIB_CACHE_LINE_BYTES, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
691   vm->elog_main.lock[0] = 0;
692
693   if (n_vlib_mains > 1)
694     {
695       /* Replace hand-crafted length-1 vector with a real vector */
696       vlib_mains = 0;
697
698       vec_validate_aligned (vlib_mains, tm->n_vlib_mains - 1,
699                             CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
700       _vec_len (vlib_mains) = 0;
701       vec_add1_aligned (vlib_mains, vm, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
702
703       vlib_worker_threads->wait_at_barrier =
704         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
705       vlib_worker_threads->workers_at_barrier =
706         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
707
708       vlib_worker_threads->node_reforks_required =
709         clib_mem_alloc_aligned (sizeof (u32), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
710
711       /* We'll need the rpc vector lock... */
712       clib_spinlock_init (&vm->pending_rpc_lock);
713
714       /* Ask for an initial barrier sync */
715       *vlib_worker_threads->workers_at_barrier = 0;
716       *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 1;
717
718       /* Without update or refork */
719       *vlib_worker_threads->node_reforks_required = 0;
720       vm->need_vlib_worker_thread_node_runtime_update = 0;
721
722       /* init timing */
723       vm->barrier_epoch = 0;
724       vm->barrier_no_close_before = 0;
725
726       worker_thread_index = 1;
727
728       for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
729         {
730           vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
731           int k;
732
733           tr = tm->registrations[i];
734
735           if (tr->count == 0)
736             continue;
737
738           for (k = 0; k < tr->count; k++)
739             {
740               vlib_node_t *n;
741
742               vec_add2 (vlib_worker_threads, w, 1);
743               /* Currently unused, may not really work */
744               if (tr->mheap_size)
745                 w->thread_mheap = create_mspace (tr->mheap_size,
746                                                  0 /* unlocked */ );
747               else
748                 w->thread_mheap = main_heap;
749
750               w->thread_stack =
751                 vlib_thread_stack_init (w - vlib_worker_threads);
752               w->thread_function = tr->function;
753               w->thread_function_arg = w;
754               w->instance_id = k;
755               w->registration = tr;
756
757               w->elog_track.name =
758                 (char *) format (0, "%s %d", tr->name, k + 1);
759               vec_add1 (w->elog_track.name, 0);
760               elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
761
762               if (tr->no_data_structure_clone)
763                 continue;
764
765               /* Fork vlib_global_main et al. Look for bugs here */
766               oldheap = clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
767
768               vm_clone = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (*vm_clone),
769                                                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
770               clib_memcpy (vm_clone, vlib_mains[0], sizeof (*vm_clone));
771
772               vm_clone->thread_index = worker_thread_index;
773               vm_clone->heap_base = w->thread_mheap;
774               vm_clone->heap_aligned_base = (void *)
775                 (((uword) w->thread_mheap) & ~(VLIB_FRAME_ALIGN - 1));
776               vm_clone->init_functions_called =
777                 hash_create (0, /* value bytes */ 0);
778               vm_clone->pending_rpc_requests = 0;
779               vec_validate (vm_clone->pending_rpc_requests, 0);
780               _vec_len (vm_clone->pending_rpc_requests) = 0;
781               clib_memset (&vm_clone->random_buffer, 0,
782                            sizeof (vm_clone->random_buffer));
783
784               nm = &vlib_mains[0]->node_main;
785               nm_clone = &vm_clone->node_main;
786               /* fork next frames array, preserving node runtime indices */
787               nm_clone->next_frames = vec_dup_aligned (nm->next_frames,
788                                                        CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
789               for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->next_frames); j++)
790                 {
791                   vlib_next_frame_t *nf = &nm_clone->next_frames[j];
792                   u32 save_node_runtime_index;
793                   u32 save_flags;
794
795                   save_node_runtime_index = nf->node_runtime_index;
796                   save_flags = nf->flags & VLIB_FRAME_NO_FREE_AFTER_DISPATCH;
797                   vlib_next_frame_init (nf);
798                   nf->node_runtime_index = save_node_runtime_index;
799                   nf->flags = save_flags;
800                 }
801
802               /* fork the frame dispatch queue */
803               nm_clone->pending_frames = 0;
804               vec_validate (nm_clone->pending_frames, 10);
805               _vec_len (nm_clone->pending_frames) = 0;
806
807               /* fork nodes */
808               nm_clone->nodes = 0;
809
810               /* Allocate all nodes in single block for speed */
811               n = clib_mem_alloc_no_fail (vec_len (nm->nodes) * sizeof (*n));
812
813               for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
814                 {
815                   clib_memcpy (n, nm->nodes[j], sizeof (*n));
816                   /* none of the copied nodes have enqueue rights given out */
817                   n->owner_node_index = VLIB_INVALID_NODE_INDEX;
818                   clib_memset (&n->stats_total, 0, sizeof (n->stats_total));
819                   clib_memset (&n->stats_last_clear, 0,
820                                sizeof (n->stats_last_clear));
821                   vec_add1 (nm_clone->nodes, n);
822                   n++;
823                 }
824               nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL] =
825                 vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL],
826                                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
827               vec_foreach (rt,
828                            nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL])
829               {
830                 vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
831                 rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
832                 /* copy initial runtime_data from node */
833                 if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
834                   clib_memcpy (rt->runtime_data, n->runtime_data,
835                                clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
836                                          n->runtime_data_bytes));
837               }
838
839               nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT] =
840                 vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT],
841                                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
842               vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT])
843               {
844                 vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
845                 rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
846                 /* copy initial runtime_data from node */
847                 if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
848                   clib_memcpy (rt->runtime_data, n->runtime_data,
849                                clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
850                                          n->runtime_data_bytes));
851               }
852
853               nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT] =
854                 vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT],
855                                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
856               vec_foreach (rt,
857                            nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT])
858               {
859                 vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
860                 rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
861                 /* copy initial runtime_data from node */
862                 if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
863                   clib_memcpy (rt->runtime_data, n->runtime_data,
864                                clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
865                                          n->runtime_data_bytes));
866               }
867
868               nm_clone->processes = vec_dup_aligned (nm->processes,
869                                                      CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
870
871               /* Create per-thread frame freelist */
872               nm_clone->frame_sizes = vec_new (vlib_frame_size_t, 1);
873 #ifdef VLIB_SUPPORTS_ARBITRARY_SCALAR_SIZES
874               nm_clone->frame_size_hash = hash_create (0, sizeof (uword));
875 #endif
876               nm_clone->node_by_error = nm->node_by_error;
877
878               /* Packet trace buffers are guaranteed to be empty, nothing to do here */
879
880               clib_mem_set_heap (oldheap);
881               vec_add1_aligned (vlib_mains, vm_clone, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
882
883               /* Switch to the stats segment ... */
884               void *oldheap = vlib_stats_push_heap (0);
885               vm_clone->error_main.counters = vec_dup_aligned
886                 (vlib_mains[0]->error_main.counters, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
887               vlib_stats_pop_heap2 (vm_clone->error_main.counters,
888                                     worker_thread_index, oldheap, 1);
889
890               vm_clone->error_main.counters_last_clear = vec_dup_aligned
891                 (vlib_mains[0]->error_main.counters_last_clear,
892                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
893
894               worker_thread_index++;
895             }
896         }
897     }
898   else
899     {
900       /* only have non-data-structure copy threads to create... */
901       for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
902         {
903           tr = tm->registrations[i];
904
905           for (j = 0; j < tr->count; j++)
906             {
907               vec_add2 (vlib_worker_threads, w, 1);
908               if (tr->mheap_size)
909                 {
910                   w->thread_mheap =
911                     create_mspace (tr->mheap_size, 0 /* locked */ );
912                 }
913               else
914                 w->thread_mheap = main_heap;
915               w->thread_stack =
916                 vlib_thread_stack_init (w - vlib_worker_threads);
917               w->thread_function = tr->function;
918               w->thread_function_arg = w;
919               w->instance_id = j;
920               w->elog_track.name =
921                 (char *) format (0, "%s %d", tr->name, j + 1);
922               w->registration = tr;
923               vec_add1 (w->elog_track.name, 0);
924               elog_track_register (&vm->elog_main, &w->elog_track);
925             }
926         }
927     }
928
929   worker_thread_index = 1;
930
931   for (i = 0; i < vec_len (tm->registrations); i++)
932     {
933       clib_error_t *err;
934       int j;
935
936       tr = tm->registrations[i];
937
938       if (tr->use_pthreads || tm->use_pthreads)
939         {
940           for (j = 0; j < tr->count; j++)
941             {
942               w = vlib_worker_threads + worker_thread_index++;
943               err = vlib_launch_thread_int (vlib_worker_thread_bootstrap_fn,
944                                             w, 0);
945               if (err)
946                 clib_error_report (err);
947             }
948         }
949       else
950         {
951           uword c;
952           /* *INDENT-OFF* */
953           clib_bitmap_foreach (c, tr->coremask, ({
954             w = vlib_worker_threads + worker_thread_index++;
955             err = vlib_launch_thread_int (vlib_worker_thread_bootstrap_fn,
956                                           w, c);
957             if (err)
958               clib_error_report (err);
959           }));
960           /* *INDENT-ON* */
961         }
962     }
963   vlib_worker_thread_barrier_sync (vm);
964   vlib_worker_thread_barrier_release (vm);
965   return 0;
966 }
967
968 VLIB_MAIN_LOOP_ENTER_FUNCTION (start_workers);
969
970
971 static inline void
972 worker_thread_node_runtime_update_internal (void)
973 {
974   int i, j;
975   vlib_main_t *vm;
976   vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
977   vlib_main_t *vm_clone;
978   vlib_node_runtime_t *rt;
979   never_inline void
980     vlib_node_runtime_sync_stats (vlib_main_t * vm,
981                                   vlib_node_runtime_t * r,
982                                   uword n_calls,
983                                   uword n_vectors, uword n_clocks);
984
985   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
986
987   vm = vlib_mains[0];
988   nm = &vm->node_main;
989
990   ASSERT (*vlib_worker_threads->wait_at_barrier == 1);
991
992   /*
993    * Scrape all runtime stats, so we don't lose node runtime(s) with
994    * pending counts, or throw away worker / io thread counts.
995    */
996   for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
997     {
998       vlib_node_t *n;
999       n = nm->nodes[j];
1000       vlib_node_sync_stats (vm, n);
1001     }
1002
1003   for (i = 1; i < vec_len (vlib_mains); i++)
1004     {
1005       vlib_node_t *n;
1006
1007       vm_clone = vlib_mains[i];
1008       nm_clone = &vm_clone->node_main;
1009
1010       for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->nodes); j++)
1011         {
1012           n = nm_clone->nodes[j];
1013
1014           rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, n->index);
1015           vlib_node_runtime_sync_stats (vm_clone, rt, 0, 0, 0);
1016         }
1017     }
1018
1019   /* Per-worker clone rebuilds are now done on each thread */
1020 }
1021
1022
1023 void
1024 vlib_worker_thread_node_refork (void)
1025 {
1026   vlib_main_t *vm, *vm_clone;
1027   vlib_node_main_t *nm, *nm_clone;
1028   vlib_node_t **old_nodes_clone;
1029   vlib_node_runtime_t *rt, *old_rt;
1030
1031   vlib_node_t *new_n_clone;
1032
1033   int j;
1034
1035   vm = vlib_mains[0];
1036   nm = &vm->node_main;
1037   vm_clone = vlib_get_main ();
1038   nm_clone = &vm_clone->node_main;
1039
1040   /* Re-clone error heap */
1041   u64 *old_counters = vm_clone->error_main.counters;
1042   u64 *old_counters_all_clear = vm_clone->error_main.counters_last_clear;
1043
1044   clib_memcpy_fast (&vm_clone->error_main, &vm->error_main,
1045                     sizeof (vm->error_main));
1046   j = vec_len (vm->error_main.counters) - 1;
1047
1048   /* Switch to the stats segment ... */
1049   void *oldheap = vlib_stats_push_heap (0);
1050   vec_validate_aligned (old_counters, j, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1051   vm_clone->error_main.counters = old_counters;
1052   vlib_stats_pop_heap2 (vm_clone->error_main.counters, vm_clone->thread_index,
1053                         oldheap, 0);
1054
1055   vec_validate_aligned (old_counters_all_clear, j, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1056   vm_clone->error_main.counters_last_clear = old_counters_all_clear;
1057
1058   nm_clone = &vm_clone->node_main;
1059   vec_free (nm_clone->next_frames);
1060   nm_clone->next_frames = vec_dup_aligned (nm->next_frames,
1061                                            CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1062
1063   for (j = 0; j < vec_len (nm_clone->next_frames); j++)
1064     {
1065       vlib_next_frame_t *nf = &nm_clone->next_frames[j];
1066       u32 save_node_runtime_index;
1067       u32 save_flags;
1068
1069       save_node_runtime_index = nf->node_runtime_index;
1070       save_flags = nf->flags & VLIB_FRAME_NO_FREE_AFTER_DISPATCH;
1071       vlib_next_frame_init (nf);
1072       nf->node_runtime_index = save_node_runtime_index;
1073       nf->flags = save_flags;
1074     }
1075
1076   old_nodes_clone = nm_clone->nodes;
1077   nm_clone->nodes = 0;
1078
1079   /* re-fork nodes */
1080
1081   /* Allocate all nodes in single block for speed */
1082   new_n_clone =
1083     clib_mem_alloc_no_fail (vec_len (nm->nodes) * sizeof (*new_n_clone));
1084   for (j = 0; j < vec_len (nm->nodes); j++)
1085     {
1086       vlib_node_t *new_n = nm->nodes[j];
1087
1088       clib_memcpy_fast (new_n_clone, new_n, sizeof (*new_n));
1089       /* none of the copied nodes have enqueue rights given out */
1090       new_n_clone->owner_node_index = VLIB_INVALID_NODE_INDEX;
1091
1092       if (j >= vec_len (old_nodes_clone))
1093         {
1094           /* new node, set to zero */
1095           clib_memset (&new_n_clone->stats_total, 0,
1096                        sizeof (new_n_clone->stats_total));
1097           clib_memset (&new_n_clone->stats_last_clear, 0,
1098                        sizeof (new_n_clone->stats_last_clear));
1099         }
1100       else
1101         {
1102           vlib_node_t *old_n_clone = old_nodes_clone[j];
1103           /* Copy stats if the old data is valid */
1104           clib_memcpy_fast (&new_n_clone->stats_total,
1105                             &old_n_clone->stats_total,
1106                             sizeof (new_n_clone->stats_total));
1107           clib_memcpy_fast (&new_n_clone->stats_last_clear,
1108                             &old_n_clone->stats_last_clear,
1109                             sizeof (new_n_clone->stats_last_clear));
1110
1111           /* keep previous node state */
1112           new_n_clone->state = old_n_clone->state;
1113         }
1114       vec_add1 (nm_clone->nodes, new_n_clone);
1115       new_n_clone++;
1116     }
1117   /* Free the old node clones */
1118   clib_mem_free (old_nodes_clone[0]);
1119
1120   vec_free (old_nodes_clone);
1121
1122
1123   /* re-clone internal nodes */
1124   old_rt = nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL];
1125   nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL] =
1126     vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL],
1127                      CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1128
1129   vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL])
1130   {
1131     vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
1132     rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
1133     /* copy runtime_data, will be overwritten later for existing rt */
1134     if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
1135       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, n->runtime_data,
1136                         clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
1137                                   n->runtime_data_bytes));
1138   }
1139
1140   for (j = 0; j < vec_len (old_rt); j++)
1141     {
1142       rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, old_rt[j].node_index);
1143       rt->state = old_rt[j].state;
1144       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, old_rt[j].runtime_data,
1145                         VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE);
1146     }
1147
1148   vec_free (old_rt);
1149
1150   /* re-clone input nodes */
1151   old_rt = nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT];
1152   nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT] =
1153     vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT],
1154                      CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1155
1156   vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_INPUT])
1157   {
1158     vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
1159     rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
1160     /* copy runtime_data, will be overwritten later for existing rt */
1161     if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
1162       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, n->runtime_data,
1163                         clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
1164                                   n->runtime_data_bytes));
1165   }
1166
1167   for (j = 0; j < vec_len (old_rt); j++)
1168     {
1169       rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, old_rt[j].node_index);
1170       rt->state = old_rt[j].state;
1171       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, old_rt[j].runtime_data,
1172                         VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE);
1173     }
1174
1175   vec_free (old_rt);
1176
1177   /* re-clone pre-input nodes */
1178   old_rt = nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT];
1179   nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT] =
1180     vec_dup_aligned (nm->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT],
1181                      CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1182
1183   vec_foreach (rt, nm_clone->nodes_by_type[VLIB_NODE_TYPE_PRE_INPUT])
1184   {
1185     vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, rt->node_index);
1186     rt->thread_index = vm_clone->thread_index;
1187     /* copy runtime_data, will be overwritten later for existing rt */
1188     if (n->runtime_data && n->runtime_data_bytes > 0)
1189       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, n->runtime_data,
1190                         clib_min (VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE,
1191                                   n->runtime_data_bytes));
1192   }
1193
1194   for (j = 0; j < vec_len (old_rt); j++)
1195     {
1196       rt = vlib_node_get_runtime (vm_clone, old_rt[j].node_index);
1197       rt->state = old_rt[j].state;
1198       clib_memcpy_fast (rt->runtime_data, old_rt[j].runtime_data,
1199                         VLIB_NODE_RUNTIME_DATA_SIZE);
1200     }
1201
1202   vec_free (old_rt);
1203
1204   nm_clone->processes = vec_dup_aligned (nm->processes,
1205                                          CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1206   nm_clone->node_by_error = nm->node_by_error;
1207 }
1208
1209 void
1210 vlib_worker_thread_node_runtime_update (void)
1211 {
1212   /*
1213    * Make a note that we need to do a node runtime update
1214    * prior to releasing the barrier.
1215    */
1216   vlib_global_main.need_vlib_worker_thread_node_runtime_update = 1;
1217 }
1218
1219 u32
1220 unformat_sched_policy (unformat_input_t * input, va_list * args)
1221 {
1222   u32 *r = va_arg (*args, u32 *);
1223
1224   if (0);
1225 #define _(v,f,s) else if (unformat (input, s)) *r = SCHED_POLICY_##f;
1226   foreach_sched_policy
1227 #undef _
1228     else
1229     return 0;
1230   return 1;
1231 }
1232
1233 static clib_error_t *
1234 cpu_config (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
1235 {
1236   vlib_thread_registration_t *tr;
1237   uword *p;
1238   vlib_thread_main_t *tm = &vlib_thread_main;
1239   u8 *name;
1240   uword *bitmap;
1241   u32 count;
1242
1243   tm->thread_registrations_by_name = hash_create_string (0, sizeof (uword));
1244
1245   tm->n_thread_stacks = 1;      /* account for main thread */
1246   tm->sched_policy = ~0;
1247   tm->sched_priority = ~0;
1248   tm->main_lcore = ~0;
1249
1250   tr = tm->next;
1251
1252   while (tr)
1253     {
1254       hash_set_mem (tm->thread_registrations_by_name, tr->name, (uword) tr);
1255       tr = tr->next;
1256     }
1257
1258   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1259     {
1260       if (unformat (input, "use-pthreads"))
1261         tm->use_pthreads = 1;
1262       else if (unformat (input, "thread-prefix %v", &tm->thread_prefix))
1263         ;
1264       else if (unformat (input, "main-core %u", &tm->main_lcore))
1265         ;
1266       else if (unformat (input, "skip-cores %u", &tm->skip_cores))
1267         ;
1268       else if (unformat (input, "numa-heap-size %U",
1269                          unformat_memory_size, &tm->numa_heap_size))
1270         ;
1271       else if (unformat (input, "coremask-%s %U", &name,
1272                          unformat_bitmap_mask, &bitmap) ||
1273                unformat (input, "corelist-%s %U", &name,
1274                          unformat_bitmap_list, &bitmap))
1275         {
1276           p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, name);
1277           if (p == 0)
1278             return clib_error_return (0, "no such thread type '%s'", name);
1279
1280           tr = (vlib_thread_registration_t *) p[0];
1281
1282           if (tr->use_pthreads)
1283             return clib_error_return (0,
1284                                       "corelist cannot be set for '%s' threads",
1285                                       name);
1286
1287           tr->coremask = bitmap;
1288           tr->count = clib_bitmap_count_set_bits (tr->coremask);
1289         }
1290       else
1291         if (unformat
1292             (input, "scheduler-policy %U", unformat_sched_policy,
1293              &tm->sched_policy))
1294         ;
1295       else if (unformat (input, "scheduler-priority %u", &tm->sched_priority))
1296         ;
1297       else if (unformat (input, "%s %u", &name, &count))
1298         {
1299           p = hash_get_mem (tm->thread_registrations_by_name, name);
1300           if (p == 0)
1301             return clib_error_return (0, "no such thread type 3 '%s'", name);
1302
1303           tr = (vlib_thread_registration_t *) p[0];
1304           if (tr->fixed_count)
1305             return clib_error_return
1306               (0, "number of %s threads not configurable", tr->name);
1307           tr->count = count;
1308         }
1309       else
1310         break;
1311     }
1312
1313   if (tm->sched_priority != ~0)
1314     {
1315       if (tm->sched_policy == SCHED_FIFO || tm->sched_policy == SCHED_RR)
1316         {
1317           u32 prio_max = sched_get_priority_max (tm->sched_policy);
1318           u32 prio_min = sched_get_priority_min (tm->sched_policy);
1319           if (tm->sched_priority > prio_max)
1320             tm->sched_priority = prio_max;
1321           if (tm->sched_priority < prio_min)
1322             tm->sched_priority = prio_min;
1323         }
1324       else
1325         {
1326           return clib_error_return
1327             (0,
1328              "scheduling priority (%d) is not allowed for `normal` scheduling policy",
1329              tm->sched_priority);
1330         }
1331     }
1332   tr = tm->next;
1333
1334   if (!tm->thread_prefix)
1335     tm->thread_prefix = format (0, "vpp");
1336
1337   while (tr)
1338     {
1339       tm->n_thread_stacks += tr->count;
1340       tm->n_pthreads += tr->count * tr->use_pthreads;
1341       tm->n_threads += tr->count * (tr->use_pthreads == 0);
1342       tr = tr->next;
1343     }
1344
1345   return 0;
1346 }
1347
1348 VLIB_EARLY_CONFIG_FUNCTION (cpu_config, "cpu");
1349
1350 void vnet_main_fixup (vlib_fork_fixup_t which) __attribute__ ((weak));
1351 void
1352 vnet_main_fixup (vlib_fork_fixup_t which)
1353 {
1354 }
1355
1356 void
1357 vlib_worker_thread_fork_fixup (vlib_fork_fixup_t which)
1358 {
1359   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1360
1361   if (vlib_mains == 0)
1362     return;
1363
1364   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1365   vlib_worker_thread_barrier_sync (vm);
1366
1367   switch (which)
1368     {
1369     case VLIB_WORKER_THREAD_FORK_FIXUP_NEW_SW_IF_INDEX:
1370       vnet_main_fixup (VLIB_WORKER_THREAD_FORK_FIXUP_NEW_SW_IF_INDEX);
1371       break;
1372
1373     default:
1374       ASSERT (0);
1375     }
1376   vlib_worker_thread_barrier_release (vm);
1377 }
1378
1379   /*
1380    * Enforce minimum open time to minimize packet loss due to Rx overflow,
1381    * based on a test based heuristic that barrier should be open for at least
1382    * 3 time as long as it is closed (with an upper bound of 1ms because by that
1383    *  point it is probably too late to make a difference)
1384    */
1385
1386 #ifndef BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT
1387 #define BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT 0.001
1388 #endif
1389
1390 #ifndef BARRIER_MINIMUM_OPEN_FACTOR
1391 #define BARRIER_MINIMUM_OPEN_FACTOR 3
1392 #endif
1393
1394 void
1395 vlib_worker_thread_initial_barrier_sync_and_release (vlib_main_t * vm)
1396 {
1397   f64 deadline;
1398   f64 now = vlib_time_now (vm);
1399   u32 count = vec_len (vlib_mains) - 1;
1400
1401   /* No worker threads? */
1402   if (count == 0)
1403     return;
1404
1405   deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1406   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 1;
1407   while (*vlib_worker_threads->workers_at_barrier != count)
1408     {
1409       if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1410         {
1411           fformat (stderr, "%s: worker thread deadlock\n", __FUNCTION__);
1412           os_panic ();
1413         }
1414       CLIB_PAUSE ();
1415     }
1416   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 0;
1417 }
1418
1419 void
1420 vlib_worker_thread_barrier_sync_int (vlib_main_t * vm, const char *func_name)
1421 {
1422   f64 deadline;
1423   f64 now;
1424   f64 t_entry;
1425   f64 t_open;
1426   f64 t_closed;
1427   f64 max_vector_rate;
1428   u32 count;
1429   int i;
1430
1431   if (vec_len (vlib_mains) < 2)
1432     return;
1433
1434   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1435
1436   vlib_worker_threads[0].barrier_caller = func_name;
1437   count = vec_len (vlib_mains) - 1;
1438
1439   /* Record entry relative to last close */
1440   now = vlib_time_now (vm);
1441   t_entry = now - vm->barrier_epoch;
1442
1443   /* Tolerate recursive calls */
1444   if (++vlib_worker_threads[0].recursion_level > 1)
1445     {
1446       barrier_trace_sync_rec (t_entry);
1447       return;
1448     }
1449
1450   /*
1451    * Need data to decide if we're working hard enough to honor
1452    * the barrier hold-down timer.
1453    */
1454   max_vector_rate = 0.0;
1455   for (i = 1; i < vec_len (vlib_mains); i++)
1456     max_vector_rate =
1457       clib_max (max_vector_rate,
1458                 (f64) vlib_last_vectors_per_main_loop (vlib_mains[i]));
1459
1460   vlib_worker_threads[0].barrier_sync_count++;
1461
1462   /* Enforce minimum barrier open time to minimize packet loss */
1463   ASSERT (vm->barrier_no_close_before <= (now + BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT));
1464
1465   /*
1466    * If any worker thread seems busy, which we define
1467    * as a vector rate above 10, we enforce the barrier hold-down timer
1468    */
1469   if (max_vector_rate > 10.0)
1470     {
1471       while (1)
1472         {
1473           now = vlib_time_now (vm);
1474           /* Barrier hold-down timer expired? */
1475           if (now >= vm->barrier_no_close_before)
1476             break;
1477           if ((vm->barrier_no_close_before - now)
1478               > (2.0 * BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT))
1479             {
1480               clib_warning
1481                 ("clock change: would have waited for %.4f seconds",
1482                  (vm->barrier_no_close_before - now));
1483               break;
1484             }
1485         }
1486     }
1487   /* Record time of closure */
1488   t_open = now - vm->barrier_epoch;
1489   vm->barrier_epoch = now;
1490
1491   deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1492
1493   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 1;
1494   while (*vlib_worker_threads->workers_at_barrier != count)
1495     {
1496       if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1497         {
1498           fformat (stderr, "%s: worker thread deadlock\n", __FUNCTION__);
1499           os_panic ();
1500         }
1501     }
1502
1503   t_closed = now - vm->barrier_epoch;
1504
1505   barrier_trace_sync (t_entry, t_open, t_closed);
1506
1507 }
1508
1509 void
1510 vlib_worker_thread_barrier_release (vlib_main_t * vm)
1511 {
1512   f64 deadline;
1513   f64 now;
1514   f64 minimum_open;
1515   f64 t_entry;
1516   f64 t_closed_total;
1517   f64 t_update_main = 0.0;
1518   int refork_needed = 0;
1519
1520   if (vec_len (vlib_mains) < 2)
1521     return;
1522
1523   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1524
1525
1526   now = vlib_time_now (vm);
1527   t_entry = now - vm->barrier_epoch;
1528
1529   if (--vlib_worker_threads[0].recursion_level > 0)
1530     {
1531       barrier_trace_release_rec (t_entry);
1532       return;
1533     }
1534
1535   /* Update (all) node runtimes before releasing the barrier, if needed */
1536   if (vm->need_vlib_worker_thread_node_runtime_update)
1537     {
1538       /*
1539        * Lock stat segment here, so we's safe when
1540        * rebuilding the stat segment node clones from the
1541        * stat thread...
1542        */
1543       vlib_stat_segment_lock ();
1544
1545       /* Do stats elements on main thread */
1546       worker_thread_node_runtime_update_internal ();
1547       vm->need_vlib_worker_thread_node_runtime_update = 0;
1548
1549       /* Do per thread rebuilds in parallel */
1550       refork_needed = 1;
1551       clib_atomic_fetch_add (vlib_worker_threads->node_reforks_required,
1552                              (vec_len (vlib_mains) - 1));
1553       now = vlib_time_now (vm);
1554       t_update_main = now - vm->barrier_epoch;
1555     }
1556
1557   deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1558
1559   /*
1560    * Note when we let go of the barrier.
1561    * Workers can use this to derive a reasonably accurate
1562    * time offset. See vlib_time_now(...)
1563    */
1564   vm->time_last_barrier_release = vlib_time_now (vm);
1565   CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
1566
1567   *vlib_worker_threads->wait_at_barrier = 0;
1568
1569   while (*vlib_worker_threads->workers_at_barrier > 0)
1570     {
1571       if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1572         {
1573           fformat (stderr, "%s: worker thread deadlock\n", __FUNCTION__);
1574           os_panic ();
1575         }
1576     }
1577
1578   /* Wait for reforks before continuing */
1579   if (refork_needed)
1580     {
1581       now = vlib_time_now (vm);
1582
1583       deadline = now + BARRIER_SYNC_TIMEOUT;
1584
1585       while (*vlib_worker_threads->node_reforks_required > 0)
1586         {
1587           if ((now = vlib_time_now (vm)) > deadline)
1588             {
1589               fformat (stderr, "%s: worker thread refork deadlock\n",
1590                        __FUNCTION__);
1591               os_panic ();
1592             }
1593         }
1594       vlib_stat_segment_unlock ();
1595     }
1596
1597   t_closed_total = now - vm->barrier_epoch;
1598
1599   minimum_open = t_closed_total * BARRIER_MINIMUM_OPEN_FACTOR;
1600
1601   if (minimum_open > BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT)
1602     {
1603       minimum_open = BARRIER_MINIMUM_OPEN_LIMIT;
1604     }
1605
1606   vm->barrier_no_close_before = now + minimum_open;
1607
1608   /* Record barrier epoch (used to enforce minimum open time) */
1609   vm->barrier_epoch = now;
1610
1611   barrier_trace_release (t_entry, t_closed_total, t_update_main);
1612
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Check the frame queue to see if any frames are available.
1617  * If so, pull the packets off the frames and put them to
1618  * the handoff node.
1619  */
1620 int
1621 vlib_frame_queue_dequeue (vlib_main_t * vm, vlib_frame_queue_main_t * fqm)
1622 {
1623   u32 thread_id = vm->thread_index;
1624   vlib_frame_queue_t *fq = fqm->vlib_frame_queues[thread_id];
1625   vlib_frame_queue_elt_t *elt;
1626   u32 *from, *to;
1627   vlib_frame_t *f;
1628   int msg_type;
1629   int processed = 0;
1630   u32 n_left_to_node;
1631   u32 vectors = 0;
1632
1633   ASSERT (fq);
1634   ASSERT (vm == vlib_mains[thread_id]);
1635
1636   if (PREDICT_FALSE (fqm->node_index == ~0))
1637     return 0;
1638   /*
1639    * Gather trace data for frame queues
1640    */
1641   if (PREDICT_FALSE (fq->trace))
1642     {
1643       frame_queue_trace_t *fqt;
1644       frame_queue_nelt_counter_t *fqh;
1645       u32 elix;
1646
1647       fqt = &fqm->frame_queue_traces[thread_id];
1648
1649       fqt->nelts = fq->nelts;
1650       fqt->head = fq->head;
1651       fqt->head_hint = fq->head_hint;
1652       fqt->tail = fq->tail;
1653       fqt->threshold = fq->vector_threshold;
1654       fqt->n_in_use = fqt->tail - fqt->head;
1655       if (fqt->n_in_use >= fqt->nelts)
1656         {
1657           // if beyond max then use max
1658           fqt->n_in_use = fqt->nelts - 1;
1659         }
1660
1661       /* Record the number of elements in use in the histogram */
1662       fqh = &fqm->frame_queue_histogram[thread_id];
1663       fqh->count[fqt->n_in_use]++;
1664
1665       /* Record a snapshot of the elements in use */
1666       for (elix = 0; elix < fqt->nelts; elix++)
1667         {
1668           elt = fq->elts + ((fq->head + 1 + elix) & (fq->nelts - 1));
1669           if (1 || elt->valid)
1670             {
1671               fqt->n_vectors[elix] = elt->n_vectors;
1672             }
1673         }
1674       fqt->written = 1;
1675     }
1676
1677   while (1)
1678     {
1679       vlib_buffer_t *b;
1680       if (fq->head == fq->tail)
1681         {
1682           fq->head_hint = fq->head;
1683           return processed;
1684         }
1685
1686       elt = fq->elts + ((fq->head + 1) & (fq->nelts - 1));
1687
1688       if (!elt->valid)
1689         {
1690           fq->head_hint = fq->head;
1691           return processed;
1692         }
1693
1694       from = elt->buffer_index;
1695       msg_type = elt->msg_type;
1696
1697       ASSERT (msg_type == VLIB_FRAME_QUEUE_ELT_DISPATCH_FRAME);
1698       ASSERT (elt->n_vectors <= VLIB_FRAME_SIZE);
1699
1700       f = vlib_get_frame_to_node (vm, fqm->node_index);
1701
1702       /* If the first vector is traced, set the frame trace flag */
1703       b = vlib_get_buffer (vm, from[0]);
1704       if (b->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
1705         f->frame_flags |= VLIB_NODE_FLAG_TRACE;
1706
1707       to = vlib_frame_vector_args (f);
1708
1709       n_left_to_node = elt->n_vectors;
1710
1711       while (n_left_to_node >= 4)
1712         {
1713           to[0] = from[0];
1714           to[1] = from[1];
1715           to[2] = from[2];
1716           to[3] = from[3];
1717           to += 4;
1718           from += 4;
1719           n_left_to_node -= 4;
1720         }
1721
1722       while (n_left_to_node > 0)
1723         {
1724           to[0] = from[0];
1725           to++;
1726           from++;
1727           n_left_to_node--;
1728         }
1729
1730       vectors += elt->n_vectors;
1731       f->n_vectors = elt->n_vectors;
1732       vlib_put_frame_to_node (vm, fqm->node_index, f);
1733
1734       elt->valid = 0;
1735       elt->n_vectors = 0;
1736       elt->msg_type = 0xfefefefe;
1737       CLIB_MEMORY_BARRIER ();
1738       fq->head++;
1739       processed++;
1740
1741       /*
1742        * Limit the number of packets pushed into the graph
1743        */
1744       if (vectors >= fq->vector_threshold)
1745         {
1746           fq->head_hint = fq->head;
1747           return processed;
1748         }
1749     }
1750   ASSERT (0);
1751   return processed;
1752 }
1753
1754 void
1755 vlib_worker_thread_fn (void *arg)
1756 {
1757   vlib_worker_thread_t *w = (vlib_worker_thread_t *) arg;
1758   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
1759   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1760   clib_error_t *e;
1761
1762   ASSERT (vm->thread_index == vlib_get_thread_index ());
1763
1764   vlib_worker_thread_init (w);
1765   clib_time_init (&vm->clib_time);
1766   clib_mem_set_heap (w->thread_mheap);
1767
1768   e = vlib_call_init_exit_functions_no_sort
1769     (vm, &vm->worker_init_function_registrations, 1 /* call_once */ );
1770   if (e)
1771     clib_error_report (e);
1772
1773   /* Wait until the dpdk init sequence is complete */
1774   while (tm->extern_thread_mgmt && tm->worker_thread_release == 0)
1775     vlib_worker_thread_barrier_check ();
1776
1777   vlib_worker_loop (vm);
1778 }
1779
1780 /* *INDENT-OFF* */
1781 VLIB_REGISTER_THREAD (worker_thread_reg, static) = {
1782   .name = "workers",
1783   .short_name = "wk",
1784   .function = vlib_worker_thread_fn,
1785 };
1786 /* *INDENT-ON* */
1787
1788 u32
1789 vlib_frame_queue_main_init (u32 node_index, u32 frame_queue_nelts)
1790 {
1791   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
1792   vlib_frame_queue_main_t *fqm;
1793   vlib_frame_queue_t *fq;
1794   int i;
1795
1796   if (frame_queue_nelts == 0)
1797     frame_queue_nelts = FRAME_QUEUE_MAX_NELTS;
1798
1799   ASSERT (frame_queue_nelts >= 8);
1800
1801   vec_add2 (tm->frame_queue_mains, fqm, 1);
1802
1803   fqm->node_index = node_index;
1804   fqm->frame_queue_nelts = frame_queue_nelts;
1805   fqm->queue_hi_thresh = frame_queue_nelts - 2;
1806
1807   vec_validate (fqm->vlib_frame_queues, tm->n_vlib_mains - 1);
1808   vec_validate (fqm->per_thread_data, tm->n_vlib_mains - 1);
1809   _vec_len (fqm->vlib_frame_queues) = 0;
1810   for (i = 0; i < tm->n_vlib_mains; i++)
1811     {
1812       vlib_frame_queue_per_thread_data_t *ptd;
1813       fq = vlib_frame_queue_alloc (frame_queue_nelts);
1814       vec_add1 (fqm->vlib_frame_queues, fq);
1815
1816       ptd = vec_elt_at_index (fqm->per_thread_data, i);
1817       vec_validate (ptd->handoff_queue_elt_by_thread_index,
1818                     tm->n_vlib_mains - 1);
1819       vec_validate_init_empty (ptd->congested_handoff_queue_by_thread_index,
1820                                tm->n_vlib_mains - 1,
1821                                (vlib_frame_queue_t *) (~0));
1822     }
1823
1824   return (fqm - tm->frame_queue_mains);
1825 }
1826
1827 int
1828 vlib_thread_cb_register (struct vlib_main_t *vm, vlib_thread_callbacks_t * cb)
1829 {
1830   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
1831
1832   if (tm->extern_thread_mgmt)
1833     return -1;
1834
1835   tm->cb.vlib_launch_thread_cb = cb->vlib_launch_thread_cb;
1836   tm->extern_thread_mgmt = 1;
1837   return 0;
1838 }
1839
1840 void
1841 vlib_process_signal_event_mt_helper (vlib_process_signal_event_mt_args_t *
1842                                      args)
1843 {
1844   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
1845   vlib_process_signal_event (vlib_get_main (), args->node_index,
1846                              args->type_opaque, args->data);
1847 }
1848
1849 void *rpc_call_main_thread_cb_fn;
1850
1851 void
1852 vlib_rpc_call_main_thread (void *callback, u8 * args, u32 arg_size)
1853 {
1854   if (rpc_call_main_thread_cb_fn)
1855     {
1856       void (*fp) (void *, u8 *, u32) = rpc_call_main_thread_cb_fn;
1857       (*fp) (callback, args, arg_size);
1858     }
1859   else
1860     clib_warning ("BUG: rpc_call_main_thread_cb_fn NULL!");
1861 }
1862
1863 clib_error_t *
1864 threads_init (vlib_main_t * vm)
1865 {
1866   return 0;
1867 }
1868
1869 VLIB_INIT_FUNCTION (threads_init);
1870
1871
1872 static clib_error_t *
1873 show_clock_command_fn (vlib_main_t * vm,
1874                        unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd)
1875 {
1876   int i;
1877   int verbose = 0;
1878
1879   (void) unformat (input, "verbose %=", &verbose, 1);
1880
1881   vlib_cli_output (vm, "%U", format_clib_time, &vm->clib_time, verbose);
1882
1883   if (vec_len (vlib_mains) == 1)
1884     return 0;
1885
1886   vlib_cli_output (vm, "Time last barrier release %.9f",
1887                    vm->time_last_barrier_release);
1888
1889   for (i = 1; i < vec_len (vlib_mains); i++)
1890     {
1891       if (vlib_mains[i] == 0)
1892         continue;
1893
1894       vlib_cli_output (vm, "%d: %U", i, format_clib_time,
1895                        &vlib_mains[i]->clib_time, verbose);
1896
1897       vlib_cli_output (vm, "Thread %d offset %.9f error %.9f", i,
1898                        vlib_mains[i]->time_offset,
1899                        vm->time_last_barrier_release -
1900                        vlib_mains[i]->time_last_barrier_release);
1901     }
1902   return 0;
1903 }
1904
1905 /* *INDENT-OFF* */
1906 VLIB_CLI_COMMAND (f_command, static) =
1907 {
1908   .path = "show clock",
1909   .short_help = "show clock",
1910   .function = show_clock_command_fn,
1911 };
1912 /* *INDENT-ON* */
1913
1914 /*
1915  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1916  *
1917  * Local Variables:
1918  * eval: (c-set-style "gnu")
1919  * End:
1920  */