src/vnet/session/node.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2017 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15
  16 #include <vlib/vlib.h>
  17 #include <vnet/vnet.h>
  18 #include <vnet/pg/pg.h>
  19 #include <vnet/ip/ip.h>
  20
  21 #include <vnet/tcp/tcp.h>
  22
  23 #include <vppinfra/hash.h>
  24 #include <vppinfra/error.h>
  25 #include <vppinfra/elog.h>
  26 #include <vlibmemory/unix_shared_memory_queue.h>
  27
  28 #include <vnet/udp/udp_packet.h>
  29 #include <vnet/lisp-cp/packets.h>
  30 #include <math.h>
  31
  32 vlib_node_registration_t session_queue_node;
  33
  34 typedef struct
  35 {
  36   u32 session_index;
  37   u32 server_thread_index;
  38 } session_queue_trace_t;
  39
  40 /* packet trace format function */
  41 static u8 *
  42 format_session_queue_trace (u8 * s, va_list * args)
  43 {
  44   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  45   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  46   session_queue_trace_t *t = va_arg (*args, session_queue_trace_t *);
  47
  48   s = format (s, "SESSION_QUEUE: session index %d, server thread index %d",
  49               t->session_index, t->server_thread_index);
  50   return s;
  51 }
  52
  53 vlib_node_registration_t session_queue_node;
  54
  55 #define foreach_session_queue_error                 \
  56 _(TX, "Packets transmitted")                    \
  57 _(TIMER, "Timer events")
  58
  59 typedef enum
  60 {
  61 #define _(sym,str) SESSION_QUEUE_ERROR_##sym,
  62   foreach_session_queue_error
  63 #undef _
  64     SESSION_QUEUE_N_ERROR,
  65 } session_queue_error_t;
  66
  67 static char *session_queue_error_strings[] = {
  68 #define _(sym,string) string,
  69   foreach_session_queue_error
  70 #undef _
  71 };
  72
  73 static u32 session_type_to_next[] = {
  74   SESSION_QUEUE_NEXT_TCP_IP4_OUTPUT,
  75   SESSION_QUEUE_NEXT_IP4_LOOKUP,
  76   SESSION_QUEUE_NEXT_TCP_IP6_OUTPUT,
  77   SESSION_QUEUE_NEXT_IP6_LOOKUP,
  78 };
  79
  80 always_inline int
  81 session_tx_fifo_read_and_snd_i (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
  82                                 session_manager_main_t * smm,
  83                                 session_fifo_event_t * e0,
  84                                 stream_session_t * s0, u32 thread_index,
  85                                 int *n_tx_packets, u8 peek_data)
  86 {
  87   u32 n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
  88   u32 left_to_snd0, max_len_to_snd0, len_to_deq0, n_bufs, snd_space0;
  89   u32 n_frame_bytes, n_frames_per_evt;
  90   transport_connection_t *tc0;
  91   transport_proto_vft_t *transport_vft;
  92   u32 next_index, next0, *to_next, n_left_to_next, bi0;
  93   vlib_buffer_t *b0;
  94   u32 rx_offset;
  95   u16 snd_mss0;
  96   u8 *data0;
  97   int i;
  98
  99   next_index = next0 = session_type_to_next[s0->session_type];
 100
 101   transport_vft = session_get_transport_vft (s0->session_type);
 102   tc0 = transport_vft->get_connection (s0->connection_index, thread_index);
 103
 104   /* Make sure we have space to send and there's something to dequeue */
 105   snd_space0 = transport_vft->send_space (tc0);
 106   snd_mss0 = transport_vft->send_mss (tc0);
 107
 108   /* Can't make any progress */
 109   if (snd_space0 == 0 || svm_fifo_max_dequeue (s0->server_tx_fifo) == 0
 110       || snd_mss0 == 0)
 111     {
 112       vec_add1 (smm->evts_partially_read[thread_index], *e0);
 113       return 0;
 114     }
 115
 116   ASSERT (e0->enqueue_length > 0);
 117
 118   /* Ensure we're not writing more than transport window allows */
 119   max_len_to_snd0 = clib_min (e0->enqueue_length, snd_space0);
 120
 121   if (peek_data)
 122     {
 123       /* Offset in rx fifo from where to peek data  */
 124       rx_offset = transport_vft->tx_fifo_offset (tc0);
 125     }
 126
 127   /* TODO check if transport is willing to send len_to_snd0
 128    * bytes (Nagle) */
 129
 130   n_frame_bytes = snd_mss0 * VLIB_FRAME_SIZE;
 131   n_frames_per_evt = ceil ((double) max_len_to_snd0 / n_frame_bytes);
 132
 133   n_bufs = vec_len (smm->tx_buffers[thread_index]);
 134   left_to_snd0 = max_len_to_snd0;
 135   for (i = 0; i < n_frames_per_evt; i++)
 136     {
 137       /* Make sure we have at least one full frame of buffers ready */
 138       if (PREDICT_FALSE (n_bufs < VLIB_FRAME_SIZE))
 139         {
 140           vec_validate (smm->tx_buffers[thread_index],
 141                         n_bufs + VLIB_FRAME_SIZE - 1);
 142           n_bufs +=
 143             vlib_buffer_alloc (vm, &smm->tx_buffers[thread_index][n_bufs],
 144                                VLIB_FRAME_SIZE);
 145
 146           /* buffer shortage
 147            * XXX 0.9 because when debugging we might not get a full frame */
 148           if (PREDICT_FALSE (n_bufs < 0.9 * VLIB_FRAME_SIZE))
 149             {
 150               /* Keep track of how much we've dequeued and exit */
 151               if (left_to_snd0 != max_len_to_snd0)
 152                 {
 153                   e0->enqueue_length -= max_len_to_snd0 - left_to_snd0;
 154                   vec_add1 (smm->evts_partially_read[thread_index], *e0);
 155                 }
 156
 157               return -1;
 158             }
 159
 160           _vec_len (smm->tx_buffers[thread_index]) = n_bufs;
 161         }
 162
 163       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 164       while (left_to_snd0 && n_left_to_next)
 165         {
 166           /* Get free buffer */
 167           n_bufs--;
 168           bi0 = smm->tx_buffers[thread_index][n_bufs];
 169           _vec_len (smm->tx_buffers[thread_index]) = n_bufs;
 170
 171           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 172           b0->error = 0;
 173           b0->flags = VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID
 174             | VNET_BUFFER_LOCALLY_ORIGINATED;
 175           b0->current_data = 0;
 176
 177           /* RX on the local interface. tx in default fib */
 178           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
 179           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = (u32) ~ 0;
 180
 181           /* usual speculation, or the enqueue_x1 macro will barf */
 182           to_next[0] = bi0;
 183           to_next += 1;
 184           n_left_to_next -= 1;
 185
 186           VLIB_BUFFER_TRACE_TRAJECTORY_INIT (b0);
 187           if (PREDICT_FALSE (n_trace > 0))
 188             {
 189               session_queue_trace_t *t0;
 190               vlib_trace_buffer (vm, node, next_index, b0,
 191                                  1 /* follow_chain */ );
 192               vlib_set_trace_count (vm, node, --n_trace);
 193               t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
 194               t0->session_index = s0->session_index;
 195               t0->server_thread_index = s0->thread_index;
 196             }
 197
 198           len_to_deq0 = (left_to_snd0 < snd_mss0) ? left_to_snd0 : snd_mss0;
 199
 200           /* *INDENT-OFF* */
 201           if (1)
 202             {
 203               ELOG_TYPE_DECLARE (e) = {
 204                   .format = "evt-deq: id %d len %d rd %d wnd %d",
 205                   .format_args = "i4i4i4i4",
 206               };
 207               struct
 208               {
 209                 u32 data[4];
 210               } *ed;
 211               ed = ELOG_DATA (&vm->elog_main, e);
 212               ed->data[0] = e0->event_id;
 213               ed->data[1] = e0->enqueue_length;
 214               ed->data[2] = len_to_deq0;
 215               ed->data[3] = left_to_snd0;
 216             }
 217           /* *INDENT-ON* */
 218
 219           /* Make room for headers */
 220           data0 = vlib_buffer_make_headroom (b0, MAX_HDRS_LEN);
 221
 222           /* Dequeue the data
 223            * TODO 1) peek instead of dequeue
 224            *      2) buffer chains */
 225           if (peek_data)
 226             {
 227               int n_bytes_read;
 228               n_bytes_read = svm_fifo_peek (s0->server_tx_fifo, s0->pid,
 229                                             rx_offset, len_to_deq0, data0);
 230               if (n_bytes_read < 0)
 231                 goto dequeue_fail;
 232
 233               /* Keep track of progress locally, transport is also supposed to
 234                * increment it independently when pushing header */
 235               rx_offset += n_bytes_read;
 236             }
 237           else
 238             {
 239               if (svm_fifo_dequeue_nowait (s0->server_tx_fifo, s0->pid,
 240                                            len_to_deq0, data0) < 0)
 241                 goto dequeue_fail;
 242             }
 243
 244           b0->current_length = len_to_deq0;
 245
 246           /* Ask transport to push header */
 247           transport_vft->push_header (tc0, b0);
 248
 249           left_to_snd0 -= len_to_deq0;
 250           *n_tx_packets = *n_tx_packets + 1;
 251
 252           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 253                                            to_next, n_left_to_next,
 254                                            bi0, next0);
 255         }
 256       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 257     }
 258
 259   /* If we couldn't dequeue all bytes store progress */
 260   if (max_len_to_snd0 < e0->enqueue_length)
 261     {
 262       e0->enqueue_length -= max_len_to_snd0;
 263       vec_add1 (smm->evts_partially_read[thread_index], *e0);
 264     }
 265   return 0;
 266
 267 dequeue_fail:
 268   /* Can't read from fifo. Store event rx progress, save as partially read,
 269    * return buff to free list and return  */
 270   e0->enqueue_length -= max_len_to_snd0 - left_to_snd0;
 271   vec_add1 (smm->evts_partially_read[thread_index], *e0);
 272
 273   to_next -= 1;
 274   n_left_to_next += 1;
 275   _vec_len (smm->tx_buffers[thread_index]) += 1;
 276
 277   clib_warning ("dequeue fail");
 278   return 0;
 279 }
 280
 281 int
 282 session_tx_fifo_peek_and_snd (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 283                               session_manager_main_t * smm,
 284                               session_fifo_event_t * e0,
 285                               stream_session_t * s0, u32 thread_index,
 286                               int *n_tx_pkts)
 287 {
 288   return session_tx_fifo_read_and_snd_i (vm, node, smm, e0, s0, thread_index,
 289                                          n_tx_pkts, 1);
 290 }
 291
 292 int
 293 session_tx_fifo_dequeue_and_snd (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 294                                  session_manager_main_t * smm,
 295                                  session_fifo_event_t * e0,
 296                                  stream_session_t * s0, u32 thread_index,
 297                                  int *n_tx_pkts)
 298 {
 299   return session_tx_fifo_read_and_snd_i (vm, node, smm, e0, s0, thread_index,
 300                                          n_tx_pkts, 0);
 301 }
 302
 303 static uword
 304 session_queue_node_fn (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 305                        vlib_frame_t * frame)
 306 {
 307   session_manager_main_t *smm = vnet_get_session_manager_main ();
 308   session_fifo_event_t *my_fifo_events, *e;
 309   u32 n_to_dequeue, n_events;
 310   unix_shared_memory_queue_t *q;
 311   int n_tx_packets = 0;
 312   u32 my_thread_index = vm->cpu_index;
 313   int i, rv;
 314
 315   /*
 316    *  Update TCP time
 317    */
 318   tcp_update_time (vlib_time_now (vm), my_thread_index);
 319
 320   /*
 321    * Get vpp queue events
 322    */
 323   q = smm->vpp_event_queues[my_thread_index];
 324   if (PREDICT_FALSE (q == 0))
 325     return 0;
 326
 327   /* min number of events we can dequeue without blocking */
 328   n_to_dequeue = q->cursize;
 329   my_fifo_events = smm->fifo_events[my_thread_index];
 330
 331   if (n_to_dequeue == 0 && vec_len (my_fifo_events) == 0)
 332     return 0;
 333
 334   /*
 335    * If we didn't manage to process previous events try going
 336    * over them again without dequeuing new ones.
 337    */
 338   /* XXX: Block senders to sessions that can't keep up */
 339   if (vec_len (my_fifo_events) >= 100)
 340     goto skip_dequeue;
 341
 342   /* See you in the next life, don't be late */
 343   if (pthread_mutex_trylock (&q->mutex))
 344     return 0;
 345
 346   for (i = 0; i < n_to_dequeue; i++)
 347     {
 348       vec_add2 (my_fifo_events, e, 1);
 349       unix_shared_memory_queue_sub_raw (q, (u8 *) e);
 350     }
 351
 352   /* The other side of the connection is not polling */
 353   if (q->cursize < (q->maxsize / 8))
 354     (void) pthread_cond_broadcast (&q->condvar);
 355   pthread_mutex_unlock (&q->mutex);
 356
 357   smm->fifo_events[my_thread_index] = my_fifo_events;
 358
 359 skip_dequeue:
 360   n_events = vec_len (my_fifo_events);
 361   for (i = 0; i < n_events; i++)
 362     {
 363       svm_fifo_t *f0;           /* $$$ prefetch 1 ahead maybe */
 364       stream_session_t *s0;
 365       u32 server_session_index0, server_thread_index0;
 366       session_fifo_event_t *e0;
 367
 368       e0 = &my_fifo_events[i];
 369       f0 = e0->fifo;
 370       server_session_index0 = f0->server_session_index;
 371       server_thread_index0 = f0->server_thread_index;
 372
 373       /* $$$ add multiple event queues, per vpp worker thread */
 374       ASSERT (server_thread_index0 == my_thread_index);
 375
 376       s0 = stream_session_get_if_valid (server_session_index0,
 377                                         my_thread_index);
 378
 379       if (CLIB_DEBUG && !s0)
 380         {
 381           clib_warning ("It's dead, Jim!");
 382           continue;
 383         }
 384
 385       if (PREDICT_FALSE (s0->session_state == SESSION_STATE_CLOSED))
 386         continue;
 387
 388       ASSERT (s0->thread_index == my_thread_index);
 389
 390       switch (e0->event_type)
 391         {
 392         case FIFO_EVENT_SERVER_TX:
 393           /* Spray packets in per session type frames, since they go to
 394            * different nodes */
 395           rv = (smm->session_rx_fns[s0->session_type]) (vm, node, smm, e0, s0,
 396                                                         my_thread_index,
 397                                                         &n_tx_packets);
 398           if (rv < 0)
 399             goto done;
 400
 401           break;
 402
 403         default:
 404           clib_warning ("unhandled event type %d", e0->event_type);
 405         }
 406     }
 407
 408 done:
 409
 410   /* Couldn't process all events. Probably out of buffers */
 411   if (PREDICT_FALSE (i < n_events))
 412     {
 413       session_fifo_event_t *partially_read =
 414         smm->evts_partially_read[my_thread_index];
 415       vec_add (partially_read, &my_fifo_events[i], n_events - i);
 416       vec_free (my_fifo_events);
 417       smm->fifo_events[my_thread_index] = partially_read;
 418       smm->evts_partially_read[my_thread_index] = 0;
 419     }
 420   else
 421     {
 422       vec_free (smm->fifo_events[my_thread_index]);
 423       smm->fifo_events[my_thread_index] =
 424         smm->evts_partially_read[my_thread_index];
 425       smm->evts_partially_read[my_thread_index] = 0;
 426     }
 427
 428   vlib_node_increment_counter (vm, session_queue_node.index,
 429                                SESSION_QUEUE_ERROR_TX, n_tx_packets);
 430
 431   return n_tx_packets;
 432 }
 433
 434 /* *INDENT-OFF* */
 435 VLIB_REGISTER_NODE (session_queue_node) =
 436 {
 437   .function = session_queue_node_fn,
 438   .name = "session-queue",
 439   .format_trace = format_session_queue_trace,
 440   .type = VLIB_NODE_TYPE_INPUT,
 441   .n_errors = ARRAY_LEN (session_queue_error_strings),
 442   .error_strings = session_queue_error_strings,
 443   .n_next_nodes = SESSION_QUEUE_N_NEXT,
 444   .state = VLIB_NODE_STATE_DISABLED,
 445   .next_nodes =
 446   {
 447       [SESSION_QUEUE_NEXT_DROP] = "error-drop",
 448       [SESSION_QUEUE_NEXT_IP4_LOOKUP] = "ip4-lookup",
 449       [SESSION_QUEUE_NEXT_IP6_LOOKUP] = "ip6-lookup",
 450       [SESSION_QUEUE_NEXT_TCP_IP4_OUTPUT] = "tcp4-output",
 451       [SESSION_QUEUE_NEXT_TCP_IP6_OUTPUT] = "tcp6-output",
 452   },
 453 };
 454 /* *INDENT-ON* */
 455
 456 /*
 457  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 458  *
 459  * Local Variables:
 460  * eval: (c-set-style "gnu")
 461  * End:
 462  */