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 <math.h>
  17 #include <vlib/vlib.h>
  18 #include <vnet/vnet.h>
  19 #include <vnet/tcp/tcp.h>
  20 #include <vppinfra/elog.h>
  21 #include <vnet/session/application.h>
  22 #include <vnet/session/session_debug.h>
  23 #include <vlibmemory/unix_shared_memory_queue.h>
  24
  25 vlib_node_registration_t session_queue_node;
  26
  27 typedef struct
  28 {
  29   u32 session_index;
  30   u32 server_thread_index;
  31 } session_queue_trace_t;
  32
  33 /* packet trace format function */
  34 static u8 *
  35 format_session_queue_trace (u8 * s, va_list * args)
  36 {
  37   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  38   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  39   session_queue_trace_t *t = va_arg (*args, session_queue_trace_t *);
  40
  41   s = format (s, "SESSION_QUEUE: session index %d, server thread index %d",
  42               t->session_index, t->server_thread_index);
  43   return s;
  44 }
  45
  46 vlib_node_registration_t session_queue_node;
  47
  48 #define foreach_session_queue_error             \
  49 _(TX, "Packets transmitted")                    \
  50 _(TIMER, "Timer events")
  51
  52 typedef enum
  53 {
  54 #define _(sym,str) SESSION_QUEUE_ERROR_##sym,
  55   foreach_session_queue_error
  56 #undef _
  57     SESSION_QUEUE_N_ERROR,
  58 } session_queue_error_t;
  59
  60 static char *session_queue_error_strings[] = {
  61 #define _(sym,string) string,
  62   foreach_session_queue_error
  63 #undef _
  64 };
  65
  66 static u32 session_type_to_next[] = {
  67   SESSION_QUEUE_NEXT_TCP_IP4_OUTPUT,
  68   SESSION_QUEUE_NEXT_IP4_LOOKUP,
  69   SESSION_QUEUE_NEXT_TCP_IP6_OUTPUT,
  70   SESSION_QUEUE_NEXT_IP6_LOOKUP,
  71 };
  72
  73 always_inline int
  74 session_tx_fifo_read_and_snd_i (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
  75                                 session_manager_main_t * smm,
  76                                 session_fifo_event_t * e0,
  77                                 stream_session_t * s0, u32 thread_index,
  78                                 int *n_tx_packets, u8 peek_data)
  79 {
  80   u32 n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
  81   u32 left_to_snd0, max_len_to_snd0, len_to_deq0, n_bufs, snd_space0;
  82   u32 n_frame_bytes, n_frames_per_evt;
  83   transport_connection_t *tc0;
  84   transport_proto_vft_t *transport_vft;
  85   u32 next_index, next0, *to_next, n_left_to_next, bi0;
  86   vlib_buffer_t *b0;
  87   u32 rx_offset = 0, max_dequeue0;
  88   u16 snd_mss0;
  89   u8 *data0;
  90   int i, n_bytes_read;
  91
  92   next_index = next0 = session_type_to_next[s0->session_type];
  93
  94   transport_vft = session_get_transport_vft (s0->session_type);
  95   tc0 = transport_vft->get_connection (s0->connection_index, thread_index);
  96
  97   /* Make sure we have space to send and there's something to dequeue */
  98   snd_space0 = transport_vft->send_space (tc0);
  99   snd_mss0 = transport_vft->send_mss (tc0);
 100
 101   /* Can't make any progress */
 102   if (snd_space0 == 0 || snd_mss0 == 0)
 103     {
 104       vec_add1 (smm->evts_partially_read[thread_index], *e0);
 105       return 0;
 106     }
 107
 108   if (peek_data)
 109     {
 110       /* Offset in rx fifo from where to peek data  */
 111       rx_offset = transport_vft->tx_fifo_offset (tc0);
 112     }
 113
 114   /* Check how much we can pull. If buffering, subtract the offset */
 115   max_dequeue0 = svm_fifo_max_dequeue (s0->server_tx_fifo) - rx_offset;
 116
 117   /* Allow enqueuing of a new event */
 118   svm_fifo_unset_event (s0->server_tx_fifo);
 119
 120   /* Nothing to read return */
 121   if (max_dequeue0 == 0)
 122     return 0;
 123
 124   /* Ensure we're not writing more than transport window allows */
 125   if (max_dequeue0 < snd_space0)
 126     {
 127       /* Constrained by tx queue. Try to send only fully formed segments */
 128       max_len_to_snd0 = (max_dequeue0 > snd_mss0) ?
 129         max_dequeue0 - max_dequeue0 % snd_mss0 : max_dequeue0;
 130       /* TODO Nagle ? */
 131     }
 132   else
 133     {
 134       max_len_to_snd0 = snd_space0;
 135     }
 136
 137   n_frame_bytes = snd_mss0 * VLIB_FRAME_SIZE;
 138   n_frames_per_evt = ceil ((double) max_len_to_snd0 / n_frame_bytes);
 139
 140   n_bufs = vec_len (smm->tx_buffers[thread_index]);
 141   left_to_snd0 = max_len_to_snd0;
 142   for (i = 0; i < n_frames_per_evt; i++)
 143     {
 144       /* Make sure we have at least one full frame of buffers ready */
 145       if (PREDICT_FALSE (n_bufs < VLIB_FRAME_SIZE))
 146         {
 147           vec_validate (smm->tx_buffers[thread_index],
 148                         n_bufs + VLIB_FRAME_SIZE - 1);
 149           n_bufs +=
 150             vlib_buffer_alloc (vm, &smm->tx_buffers[thread_index][n_bufs],
 151                                VLIB_FRAME_SIZE);
 152
 153           /* buffer shortage
 154            * XXX 0.9 because when debugging we might not get a full frame */
 155           if (PREDICT_FALSE (n_bufs < 0.9 * VLIB_FRAME_SIZE))
 156             {
 157               if (svm_fifo_set_event (s0->server_tx_fifo))
 158                 {
 159                   vec_add1 (smm->evts_partially_read[thread_index], *e0);
 160                 }
 161               return -1;
 162             }
 163
 164           _vec_len (smm->tx_buffers[thread_index]) = n_bufs;
 165         }
 166
 167       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 168       while (left_to_snd0 && n_left_to_next)
 169         {
 170           /* Get free buffer */
 171           n_bufs--;
 172           bi0 = smm->tx_buffers[thread_index][n_bufs];
 173           _vec_len (smm->tx_buffers[thread_index]) = n_bufs;
 174
 175           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 176           b0->error = 0;
 177           b0->flags = VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID
 178             | VNET_BUFFER_LOCALLY_ORIGINATED;
 179           b0->current_data = 0;
 180
 181           /* RX on the local interface. tx in default fib */
 182           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
 183           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = (u32) ~ 0;
 184
 185           /* usual speculation, or the enqueue_x1 macro will barf */
 186           to_next[0] = bi0;
 187           to_next += 1;
 188           n_left_to_next -= 1;
 189
 190           VLIB_BUFFER_TRACE_TRAJECTORY_INIT (b0);
 191           if (PREDICT_FALSE (n_trace > 0))
 192             {
 193               session_queue_trace_t *t0;
 194               vlib_trace_buffer (vm, node, next_index, b0,
 195                                  1 /* follow_chain */ );
 196               vlib_set_trace_count (vm, node, --n_trace);
 197               t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
 198               t0->session_index = s0->session_index;
 199               t0->server_thread_index = s0->thread_index;
 200             }
 201
 202           len_to_deq0 = (left_to_snd0 < snd_mss0) ? left_to_snd0 : snd_mss0;
 203
 204           /* *INDENT-OFF* */
 205           SESSION_EVT_DBG(SESSION_EVT_DEQ, s0, ({
 206               ed->data[0] = e0->event_id;
 207               ed->data[1] = max_dequeue0;
 208               ed->data[2] = len_to_deq0;
 209               ed->data[3] = left_to_snd0;
 210           }));
 211           /* *INDENT-ON* */
 212
 213           /* Make room for headers */
 214           data0 = vlib_buffer_make_headroom (b0, MAX_HDRS_LEN);
 215
 216           /* Dequeue the data
 217            * TODO 1) peek instead of dequeue
 218            *      2) buffer chains */
 219           if (peek_data)
 220             {
 221               n_bytes_read = svm_fifo_peek (s0->server_tx_fifo, s0->pid,
 222                                             rx_offset, len_to_deq0, data0);
 223               if (n_bytes_read <= 0)
 224                 goto dequeue_fail;
 225
 226               /* Keep track of progress locally, transport is also supposed to
 227                * increment it independently when pushing the header */
 228               rx_offset += n_bytes_read;
 229             }
 230           else
 231             {
 232               n_bytes_read = svm_fifo_dequeue_nowait (s0->server_tx_fifo,
 233                                                       s0->pid, len_to_deq0,
 234                                                       data0);
 235               if (n_bytes_read <= 0)
 236                 goto dequeue_fail;
 237             }
 238
 239           b0->current_length = n_bytes_read;
 240
 241           /* Ask transport to push header */
 242           transport_vft->push_header (tc0, b0);
 243
 244           left_to_snd0 -= n_bytes_read;
 245           *n_tx_packets = *n_tx_packets + 1;
 246
 247           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 248                                            to_next, n_left_to_next,
 249                                            bi0, next0);
 250         }
 251       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 252     }
 253
 254   /* If we couldn't dequeue all bytes mark as partially read */
 255   if (max_len_to_snd0 < max_dequeue0)
 256     {
 257       /* If we don't already have new event */
 258       if (svm_fifo_set_event (s0->server_tx_fifo))
 259         {
 260           vec_add1 (smm->evts_partially_read[thread_index], *e0);
 261         }
 262     }
 263   return 0;
 264
 265 dequeue_fail:
 266   /*
 267    * Can't read from fifo. If we don't already have an event, save as partially
 268    * read, return buff to free list and return
 269    */
 270   clib_warning ("dequeue fail");
 271
 272   if (svm_fifo_set_event (s0->server_tx_fifo))
 273     {
 274       vec_add1 (smm->evts_partially_read[thread_index], *e0);
 275     }
 276   vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next + 1);
 277   _vec_len (smm->tx_buffers[thread_index]) += 1;
 278
 279   return 0;
 280 }
 281
 282 int
 283 session_tx_fifo_peek_and_snd (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 284                               session_manager_main_t * smm,
 285                               session_fifo_event_t * e0,
 286                               stream_session_t * s0, u32 thread_index,
 287                               int *n_tx_pkts)
 288 {
 289   return session_tx_fifo_read_and_snd_i (vm, node, smm, e0, s0, thread_index,
 290                                          n_tx_pkts, 1);
 291 }
 292
 293 int
 294 session_tx_fifo_dequeue_and_snd (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 295                                  session_manager_main_t * smm,
 296                                  session_fifo_event_t * e0,
 297                                  stream_session_t * s0, u32 thread_index,
 298                                  int *n_tx_pkts)
 299 {
 300   return session_tx_fifo_read_and_snd_i (vm, node, smm, e0, s0, thread_index,
 301                                          n_tx_pkts, 0);
 302 }
 303
 304 static uword
 305 session_queue_node_fn (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 306                        vlib_frame_t * frame)
 307 {
 308   session_manager_main_t *smm = vnet_get_session_manager_main ();
 309   session_fifo_event_t *my_fifo_events, *e;
 310   u32 n_to_dequeue, n_events;
 311   unix_shared_memory_queue_t *q;
 312   application_t *app;
 313   int n_tx_packets = 0;
 314   u32 my_thread_index = vm->thread_index;
 315   int i, rv;
 316   f64 now = vlib_time_now (vm);
 317
 318   SESSION_EVT_DBG (SESSION_EVT_POLL_GAP_TRACK, smm, my_thread_index);
 319
 320   /*
 321    *  Update TCP time
 322    */
 323   tcp_update_time (now, my_thread_index);
 324
 325   /*
 326    * Get vpp queue events
 327    */
 328   q = smm->vpp_event_queues[my_thread_index];
 329   if (PREDICT_FALSE (q == 0))
 330     return 0;
 331
 332   /* min number of events we can dequeue without blocking */
 333   n_to_dequeue = q->cursize;
 334   my_fifo_events = smm->fifo_events[my_thread_index];
 335
 336   if (n_to_dequeue == 0 && vec_len (my_fifo_events) == 0)
 337     return 0;
 338
 339   SESSION_EVT_DBG (SESSION_EVT_DEQ_NODE, 0);
 340
 341   /*
 342    * If we didn't manage to process previous events try going
 343    * over them again without dequeuing new ones.
 344    */
 345   /* XXX: Block senders to sessions that can't keep up */
 346   if (vec_len (my_fifo_events) >= 100)
 347     {
 348       clib_warning ("too many fifo events unsolved");
 349       goto skip_dequeue;
 350     }
 351
 352   /* See you in the next life, don't be late */
 353   if (pthread_mutex_trylock (&q->mutex))
 354     return 0;
 355
 356   for (i = 0; i < n_to_dequeue; i++)
 357     {
 358       vec_add2 (my_fifo_events, e, 1);
 359       unix_shared_memory_queue_sub_raw (q, (u8 *) e);
 360     }
 361
 362   /* The other side of the connection is not polling */
 363   if (q->cursize < (q->maxsize / 8))
 364     (void) pthread_cond_broadcast (&q->condvar);
 365   pthread_mutex_unlock (&q->mutex);
 366
 367   smm->fifo_events[my_thread_index] = my_fifo_events;
 368
 369 skip_dequeue:
 370   n_events = vec_len (my_fifo_events);
 371   for (i = 0; i < n_events; i++)
 372     {
 373       svm_fifo_t *f0;           /* $$$ prefetch 1 ahead maybe */
 374       stream_session_t *s0;
 375       u32 session_index0;
 376       session_fifo_event_t *e0;
 377
 378       e0 = &my_fifo_events[i];
 379       f0 = e0->fifo;
 380       session_index0 = f0->server_session_index;
 381
 382       /* $$$ add multiple event queues, per vpp worker thread */
 383       ASSERT (f0->server_thread_index == my_thread_index);
 384
 385       s0 = stream_session_get_if_valid (session_index0, my_thread_index);
 386
 387       if (CLIB_DEBUG && !s0)
 388         {
 389           clib_warning ("It's dead, Jim!");
 390           continue;
 391         }
 392
 393       if (PREDICT_FALSE (s0->session_state == SESSION_STATE_CLOSED))
 394         continue;
 395
 396       ASSERT (s0->thread_index == my_thread_index);
 397
 398       switch (e0->event_type)
 399         {
 400         case FIFO_EVENT_SERVER_TX:
 401           /* Spray packets in per session type frames, since they go to
 402            * different nodes */
 403           rv = (smm->session_tx_fns[s0->session_type]) (vm, node, smm, e0, s0,
 404                                                         my_thread_index,
 405                                                         &n_tx_packets);
 406           /* Out of buffers */
 407           if (rv < 0)
 408             goto done;
 409
 410           break;
 411         case FIFO_EVENT_SERVER_EXIT:
 412           stream_session_disconnect (s0);
 413           break;
 414         case FIFO_EVENT_BUILTIN_RX:
 415           svm_fifo_unset_event (s0->server_rx_fifo);
 416           /* Get session's server */
 417           app = application_get (s0->app_index);
 418           app->cb_fns.builtin_server_rx_callback (s0);
 419           break;
 420         default:
 421           clib_warning ("unhandled event type %d", e0->event_type);
 422         }
 423     }
 424
 425 done:
 426
 427   /* Couldn't process all events. Probably out of buffers */
 428   if (PREDICT_FALSE (i < n_events))
 429     {
 430       session_fifo_event_t *partially_read =
 431         smm->evts_partially_read[my_thread_index];
 432       vec_add (partially_read, &my_fifo_events[i], n_events - i);
 433       vec_free (my_fifo_events);
 434       smm->fifo_events[my_thread_index] = partially_read;
 435       smm->evts_partially_read[my_thread_index] = 0;
 436     }
 437   else
 438     {
 439       vec_free (smm->fifo_events[my_thread_index]);
 440       smm->fifo_events[my_thread_index] =
 441         smm->evts_partially_read[my_thread_index];
 442       smm->evts_partially_read[my_thread_index] = 0;
 443     }
 444
 445   vlib_node_increment_counter (vm, session_queue_node.index,
 446                                SESSION_QUEUE_ERROR_TX, n_tx_packets);
 447
 448   SESSION_EVT_DBG (SESSION_EVT_DEQ_NODE, 1);
 449
 450   return n_tx_packets;
 451 }
 452
 453 /* *INDENT-OFF* */
 454 VLIB_REGISTER_NODE (session_queue_node) =
 455 {
 456   .function = session_queue_node_fn,
 457   .name = "session-queue",
 458   .format_trace = format_session_queue_trace,
 459   .type = VLIB_NODE_TYPE_INPUT,
 460   .n_errors = ARRAY_LEN (session_queue_error_strings),
 461   .error_strings = session_queue_error_strings,
 462   .n_next_nodes = SESSION_QUEUE_N_NEXT,
 463   .state = VLIB_NODE_STATE_DISABLED,
 464   .next_nodes =
 465   {
 466       [SESSION_QUEUE_NEXT_DROP] = "error-drop",
 467       [SESSION_QUEUE_NEXT_IP4_LOOKUP] = "ip4-lookup",
 468       [SESSION_QUEUE_NEXT_IP6_LOOKUP] = "ip6-lookup",
 469       [SESSION_QUEUE_NEXT_TCP_IP4_OUTPUT] = "tcp4-output",
 470       [SESSION_QUEUE_NEXT_TCP_IP6_OUTPUT] = "tcp6-output",
 471   },
 472 };
 473 /* *INDENT-ON* */
 474
 475 /*
 476  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 477  *
 478  * Local Variables:
 479  * eval: (c-set-style "gnu")
 480  * End:
 481  */