drivers/net/i40e/i40e_rxtx_vec_avx512.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2020 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <stdint.h>
   6 #include <ethdev_driver.h>
   7 #include <rte_malloc.h>
   8
   9 #include "base/i40e_prototype.h"
  10 #include "base/i40e_type.h"
  11 #include "i40e_ethdev.h"
  12 #include "i40e_rxtx.h"
  13 #include "i40e_rxtx_vec_common.h"
  14
  15 #include <rte_vect.h>
  16
  17 #ifndef __INTEL_COMPILER
  18 #pragma GCC diagnostic ignored "-Wcast-qual"
  19 #endif
  20
  21 #define RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX 8
  22
  23 static __rte_always_inline void
  24 i40e_rxq_rearm(struct i40e_rx_queue *rxq)
  25 {
  26         int i;
  27         uint16_t rx_id;
  28         volatile union i40e_rx_desc *rxdp;
  29         struct i40e_rx_entry *rxep = &rxq->sw_ring[rxq->rxrearm_start];
  30         struct rte_mempool_cache *cache = rte_mempool_default_cache(rxq->mp,
  31                         rte_lcore_id());
  32
  33         rxdp = rxq->rx_ring + rxq->rxrearm_start;
  34
  35         if (unlikely(!cache))
  36                 return i40e_rxq_rearm_common(rxq, true);
  37
  38         /* We need to pull 'n' more MBUFs into the software ring from mempool
  39          * We inline the mempool function here, so we can vectorize the copy
  40          * from the cache into the shadow ring.
  41          */
  42
  43         if (cache->len < RTE_I40E_RXQ_REARM_THRESH) {
  44                 /* No. Backfill the cache first, and then fill from it */
  45                 uint32_t req = RTE_I40E_RXQ_REARM_THRESH + (cache->size -
  46                                 cache->len);
  47
  48                 /* How many do we require
  49                  * i.e. number to fill the cache + the request
  50                  */
  51                 int ret = rte_mempool_ops_dequeue_bulk(rxq->mp,
  52                                 &cache->objs[cache->len], req);
  53                 if (ret == 0) {
  54                         cache->len += req;
  55                 } else {
  56                         if (rxq->rxrearm_nb + RTE_I40E_RXQ_REARM_THRESH >=
  57                                         rxq->nb_rx_desc) {
  58                                 __m128i dma_addr0;
  59
  60                                 dma_addr0 = _mm_setzero_si128();
  61                                 for (i = 0; i < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP; i++) {
  62                                         rxep[i].mbuf = &rxq->fake_mbuf;
  63                                         _mm_store_si128
  64                                                 ((__m128i *)&rxdp[i].read,
  65                                                         dma_addr0);
  66                                 }
  67                         }
  68                         rte_eth_devices[rxq->port_id].data->rx_mbuf_alloc_failed +=
  69                                         RTE_I40E_RXQ_REARM_THRESH;
  70                         return;
  71                 }
  72         }
  73
  74         const __m512i iova_offsets =  _mm512_set1_epi64
  75                 (offsetof(struct rte_mbuf, buf_iova));
  76         const __m512i headroom = _mm512_set1_epi64(RTE_PKTMBUF_HEADROOM);
  77
  78 #ifndef RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC
  79         /* to shuffle the addresses to correct slots. Values 4-7 will contain
  80          * zeros, so use 7 for a zero-value.
  81          */
  82         const __m512i permute_idx = _mm512_set_epi64(7, 7, 3, 1, 7, 7, 2, 0);
  83 #else
  84         const __m512i permute_idx = _mm512_set_epi64(7, 3, 6, 2, 5, 1, 4, 0);
  85 #endif
  86
  87         /* Initialize the mbufs in vector, process 8 mbufs in one loop, taking
  88          * from mempool cache and populating both shadow and HW rings
  89          */
  90         for (i = 0; i < RTE_I40E_RXQ_REARM_THRESH / 8; i++) {
  91                 const __m512i mbuf_ptrs = _mm512_loadu_si512
  92                         (&cache->objs[cache->len - 8]);
  93                 _mm512_store_si512(rxep, mbuf_ptrs);
  94
  95                 /* gather iova of mbuf0-7 into one zmm reg */
  96                 const __m512i iova_base_addrs = _mm512_i64gather_epi64
  97                         (_mm512_add_epi64(mbuf_ptrs, iova_offsets),
  98                                 0, /* base */
  99                                 1 /* scale */);
 100                 const __m512i iova_addrs = _mm512_add_epi64(iova_base_addrs,
 101                                 headroom);
 102 #ifndef RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC
 103                 const __m512i iovas0 = _mm512_castsi256_si512
 104                         (_mm512_extracti64x4_epi64(iova_addrs, 0));
 105                 const __m512i iovas1 = _mm512_castsi256_si512
 106                         (_mm512_extracti64x4_epi64(iova_addrs, 1));
 107
 108                 /* permute leaves desc 2-3 addresses in header address slots 0-1
 109                  * but these are ignored by driver since header split not
 110                  * enabled. Similarly for desc 4 & 5.
 111                  */
 112                 const __m512i desc_rd_0_1 = _mm512_permutexvar_epi64
 113                         (permute_idx, iovas0);
 114                 const __m512i desc_rd_2_3 = _mm512_bsrli_epi128(desc_rd_0_1, 8);
 115
 116                 const __m512i desc_rd_4_5 = _mm512_permutexvar_epi64
 117                         (permute_idx, iovas1);
 118                 const __m512i desc_rd_6_7 = _mm512_bsrli_epi128(desc_rd_4_5, 8);
 119
 120                 _mm512_store_si512((void *)rxdp, desc_rd_0_1);
 121                 _mm512_store_si512((void *)(rxdp + 2), desc_rd_2_3);
 122                 _mm512_store_si512((void *)(rxdp + 4), desc_rd_4_5);
 123                 _mm512_store_si512((void *)(rxdp + 6), desc_rd_6_7);
 124 #else
 125                 /* permute leaves desc 4-7 addresses in header address slots 0-3
 126                  * but these are ignored by driver since header split not
 127                  * enabled.
 128                  */
 129                 const __m512i desc_rd_0_3 = _mm512_permutexvar_epi64
 130                         (permute_idx, iova_addrs);
 131                 const __m512i desc_rd_4_7 = _mm512_bsrli_epi128(desc_rd_0_3, 8);
 132
 133                 _mm512_store_si512((void *)rxdp, desc_rd_0_3);
 134                 _mm512_store_si512((void *)(rxdp + 4), desc_rd_4_7);
 135 #endif
 136                 rxep += 8, rxdp += 8, cache->len -= 8;
 137         }
 138
 139         rxq->rxrearm_start += RTE_I40E_RXQ_REARM_THRESH;
 140         if (rxq->rxrearm_start >= rxq->nb_rx_desc)
 141                 rxq->rxrearm_start = 0;
 142
 143         rxq->rxrearm_nb -= RTE_I40E_RXQ_REARM_THRESH;
 144
 145         rx_id = (uint16_t)((rxq->rxrearm_start == 0) ?
 146                              (rxq->nb_rx_desc - 1) : (rxq->rxrearm_start - 1));
 147
 148         /* Update the tail pointer on the NIC */
 149         I40E_PCI_REG_WC_WRITE(rxq->qrx_tail, rx_id);
 150 }
 151
 152 #ifndef RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC
 153 /* Handles 32B descriptor FDIR ID processing:
 154  * rxdp: receive descriptor ring, required to load 2nd 16B half of each desc
 155  * rx_pkts: required to store metadata back to mbufs
 156  * pkt_idx: offset into the burst, increments in vector widths
 157  * desc_idx: required to select the correct shift at compile time
 158  */
 159 static inline __m256i
 160 desc_fdir_processing_32b(volatile union i40e_rx_desc *rxdp,
 161                          struct rte_mbuf **rx_pkts,
 162                          const uint32_t pkt_idx,
 163                          const uint32_t desc_idx)
 164 {
 165         /* 32B desc path: load rxdp.wb.qword2 for EXT_STATUS and FLEXBH_STAT */
 166         __m128i *rxdp_desc_0 = (void *)(&rxdp[desc_idx + 0].wb.qword2);
 167         __m128i *rxdp_desc_1 = (void *)(&rxdp[desc_idx + 1].wb.qword2);
 168         const __m128i desc_qw2_0 = _mm_load_si128(rxdp_desc_0);
 169         const __m128i desc_qw2_1 = _mm_load_si128(rxdp_desc_1);
 170
 171         /* Mask for FLEXBH_STAT, and the FDIR_ID value to compare against. The
 172          * remaining data is set to all 1's to pass through data.
 173          */
 174         const __m256i flexbh_mask = _mm256_set_epi32(-1, -1, -1, 3 << 4,
 175                                                      -1, -1, -1, 3 << 4);
 176         const __m256i flexbh_id   = _mm256_set_epi32(-1, -1, -1, 1 << 4,
 177                                                      -1, -1, -1, 1 << 4);
 178
 179         /* Load descriptor, check for FLEXBH bits, generate a mask for both
 180          * packets in the register.
 181          */
 182         __m256i desc_qw2_0_1 =
 183                 _mm256_inserti128_si256(_mm256_castsi128_si256(desc_qw2_0),
 184                                         desc_qw2_1, 1);
 185         __m256i desc_tmp_msk = _mm256_and_si256(flexbh_mask, desc_qw2_0_1);
 186         __m256i fdir_mask = _mm256_cmpeq_epi32(flexbh_id, desc_tmp_msk);
 187         __m256i fdir_data = _mm256_alignr_epi8(desc_qw2_0_1, desc_qw2_0_1, 12);
 188         __m256i desc_fdir_data = _mm256_and_si256(fdir_mask, fdir_data);
 189
 190         /* Write data out to the mbuf. There is no store to this area of the
 191          * mbuf today, so we cannot combine it with another store.
 192          */
 193         const uint32_t idx_0 = pkt_idx + desc_idx;
 194         const uint32_t idx_1 = pkt_idx + desc_idx + 1;
 195
 196         rx_pkts[idx_0]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(desc_fdir_data, 0);
 197         rx_pkts[idx_1]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(desc_fdir_data, 4);
 198
 199         /* Create mbuf flags as required for mbuf_flags layout
 200          *  (That's high lane [1,3,5,7, 0,2,4,6] as u32 lanes).
 201          * Approach:
 202          * - Mask away bits not required from the fdir_mask
 203          * - Leave the PKT_FDIR_ID bit (1 << 13)
 204          * - Position that bit correctly based on packet number
 205          * - OR in the resulting bit to mbuf_flags
 206          */
 207         RTE_BUILD_BUG_ON(RTE_MBUF_F_RX_FDIR_ID != (1 << 13));
 208         __m256i mbuf_flag_mask = _mm256_set_epi32(0, 0, 0, 1 << 13,
 209                                                   0, 0, 0, 1 << 13);
 210         __m256i desc_flag_bit =  _mm256_and_si256(mbuf_flag_mask, fdir_mask);
 211
 212         /* For static-inline function, this will be stripped out
 213          * as the desc_idx is a hard-coded constant.
 214          */
 215         switch (desc_idx) {
 216         case 0:
 217                 return _mm256_alignr_epi8(desc_flag_bit, desc_flag_bit,  4);
 218         case 2:
 219                 return _mm256_alignr_epi8(desc_flag_bit, desc_flag_bit,  8);
 220         case 4:
 221                 return _mm256_alignr_epi8(desc_flag_bit, desc_flag_bit, 12);
 222         case 6:
 223                 return desc_flag_bit;
 224         default:
 225                 break;
 226         }
 227
 228         /* NOT REACHED, see above switch returns */
 229         return _mm256_setzero_si256();
 230 }
 231 #endif /* RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC */
 232
 233 #define PKTLEN_SHIFT     10
 234
 235 /* Force inline as some compilers will not inline by default. */
 236 static __rte_always_inline uint16_t
 237 _recv_raw_pkts_vec_avx512(struct i40e_rx_queue *rxq, struct rte_mbuf **rx_pkts,
 238                           uint16_t nb_pkts, uint8_t *split_packet)
 239 {
 240         const uint32_t *ptype_tbl = rxq->vsi->adapter->ptype_tbl;
 241         const __m256i mbuf_init = _mm256_set_epi64x(0, 0,
 242                         0, rxq->mbuf_initializer);
 243         struct i40e_rx_entry *sw_ring = &rxq->sw_ring[rxq->rx_tail];
 244         volatile union i40e_rx_desc *rxdp = rxq->rx_ring + rxq->rx_tail;
 245
 246         rte_prefetch0(rxdp);
 247
 248         /* nb_pkts has to be floor-aligned to RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX */
 249         nb_pkts = RTE_ALIGN_FLOOR(nb_pkts, RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX);
 250
 251         /* See if we need to rearm the RX queue - gives the prefetch a bit
 252          * of time to act
 253          */
 254         if (rxq->rxrearm_nb > RTE_I40E_RXQ_REARM_THRESH)
 255                 i40e_rxq_rearm(rxq);
 256
 257         /* Before we start moving massive data around, check to see if
 258          * there is actually a packet available
 259          */
 260         if (!(rxdp->wb.qword1.status_error_len &
 261                         rte_cpu_to_le_32(1 << I40E_RX_DESC_STATUS_DD_SHIFT)))
 262                 return 0;
 263
 264         /* constants used in processing loop */
 265         const __m512i crc_adjust =
 266                 _mm512_set4_epi32
 267                         (0,             /* ignore non-length fields */
 268                          -rxq->crc_len, /* sub crc on data_len */
 269                          -rxq->crc_len, /* sub crc on pkt_len */
 270                          0              /* ignore non-length fields */
 271                         );
 272
 273         /* 8 packets DD mask, LSB in each 32-bit value */
 274         const __m256i dd_check = _mm256_set1_epi32(1);
 275
 276         /* 8 packets EOP mask, second-LSB in each 32-bit value */
 277         const __m256i eop_check = _mm256_slli_epi32(dd_check,
 278                         I40E_RX_DESC_STATUS_EOF_SHIFT);
 279
 280         /* mask to shuffle from desc. to mbuf (2 descriptors)*/
 281         const __m512i shuf_msk =
 282                 _mm512_set4_epi32
 283                         (/* rss hash parsed separately */
 284                          /* octet 4~7, 32bits rss */
 285                          7 << 24 | 6 << 16 | 5 << 8 | 4,
 286                          /* octet 2~3, low 16 bits vlan_macip */
 287                          /* octet 14~15, 16 bits data_len */
 288                          3 << 24 | 2 << 16 | 15 << 8 | 14,
 289                          /* skip hi 16 bits pkt_len, zero out */
 290                          /* octet 14~15, 16 bits pkt_len */
 291                          0xFFFF << 16 | 15 << 8 | 14,
 292                          /* pkt_type set as unknown */
 293                          0xFFFFFFFF
 294                         );
 295         /* compile-time check the above crc and shuffle layout is correct.
 296          * NOTE: the first field (lowest address) is given last in set_epi
 297          * calls above.
 298          */
 299         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, pkt_len) !=
 300                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 4);
 301         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, data_len) !=
 302                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 8);
 303         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, vlan_tci) !=
 304                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 10);
 305         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, hash) !=
 306                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 12);
 307
 308         /* Status/Error flag masks */
 309         /* mask everything except RSS, flow director and VLAN flags
 310          * bit2 is for VLAN tag, bit11 for flow director indication
 311          * bit13:12 for RSS indication. Bits 3-5 of error
 312          * field (bits 22-24) are for IP/L4 checksum errors
 313          */
 314         const __m256i flags_mask = _mm256_set1_epi32
 315                 ((1 << 2) | (1 << 11) | (3 << 12) | (7 << 22));
 316
 317         /* data to be shuffled by result of flag mask. If VLAN bit is set,
 318          * (bit 2), then position 4 in this array will be used in the
 319          * destination
 320          */
 321         const __m256i vlan_flags_shuf = _mm256_set_epi32
 322                 (0, 0, RTE_MBUF_F_RX_VLAN | RTE_MBUF_F_RX_VLAN_STRIPPED, 0,
 323                  0, 0, RTE_MBUF_F_RX_VLAN | RTE_MBUF_F_RX_VLAN_STRIPPED, 0);
 324
 325         /* data to be shuffled by result of flag mask, shifted down 11.
 326          * If RSS/FDIR bits are set, shuffle moves appropriate flags in
 327          * place.
 328          */
 329         const __m256i rss_flags_shuf = _mm256_set_epi8
 330                 (0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 331                 RTE_MBUF_F_RX_RSS_HASH | RTE_MBUF_F_RX_FDIR,
 332                 RTE_MBUF_F_RX_RSS_HASH,
 333                 0, 0,
 334                 0, 0, RTE_MBUF_F_RX_FDIR, 0, /* end up 128-bits */
 335                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 336                 RTE_MBUF_F_RX_RSS_HASH | RTE_MBUF_F_RX_FDIR,
 337                 RTE_MBUF_F_RX_RSS_HASH,
 338                 0, 0,
 339                 0, 0, RTE_MBUF_F_RX_FDIR, 0);
 340
 341         /* data to be shuffled by the result of the flags mask shifted by 22
 342          * bits.  This gives use the l3_l4 flags.
 343          */
 344         const __m256i l3_l4_flags_shuf = _mm256_set_epi8
 345                 (0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 346                 /* shift right 1 bit to make sure it not exceed 255 */
 347                 (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD |
 348                  RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
 349                 (RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD |
 350                  RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD) >> 1,
 351                 (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
 352                 (RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
 353                 (RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
 354                 (RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD) >> 1,
 355                 RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD >> 1,
 356                 (RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD) >> 1,
 357                 /* second 128-bits */
 358                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 359                 (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD |
 360                  RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
 361                 (RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD |
 362                  RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD) >> 1,
 363                 (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
 364                 (RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
 365                 (RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
 366                 (RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD) >> 1,
 367                 RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD >> 1,
 368                 (RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD) >> 1);
 369
 370         const __m256i cksum_mask = _mm256_set1_epi32
 371                 (RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD |
 372                  RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD |
 373                  RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD);
 374
 375         uint16_t i, received;
 376
 377         for (i = 0, received = 0; i < nb_pkts;
 378                         i += RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX,
 379                         rxdp += RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX) {
 380                 /* step 1, copy over 8 mbuf pointers to rx_pkts array */
 381                 _mm256_storeu_si256((void *)&rx_pkts[i],
 382                                 _mm256_loadu_si256((void *)&sw_ring[i]));
 383 #ifdef RTE_ARCH_X86_64
 384                 _mm256_storeu_si256((void *)&rx_pkts[i + 4],
 385                                 _mm256_loadu_si256((void *)&sw_ring[i + 4]));
 386 #endif
 387
 388                 __m512i raw_desc0_3, raw_desc4_7;
 389                 __m256i raw_desc0_1, raw_desc2_3, raw_desc4_5, raw_desc6_7;
 390
 391                 /* load in descriptors, in reverse order */
 392                 const __m128i raw_desc7 =
 393                         _mm_load_si128((void *)(rxdp + 7));
 394                 rte_compiler_barrier();
 395                 const __m128i raw_desc6 =
 396                         _mm_load_si128((void *)(rxdp + 6));
 397                 rte_compiler_barrier();
 398                 const __m128i raw_desc5 =
 399                         _mm_load_si128((void *)(rxdp + 5));
 400                 rte_compiler_barrier();
 401                 const __m128i raw_desc4 =
 402                         _mm_load_si128((void *)(rxdp + 4));
 403                 rte_compiler_barrier();
 404                 const __m128i raw_desc3 =
 405                         _mm_load_si128((void *)(rxdp + 3));
 406                 rte_compiler_barrier();
 407                 const __m128i raw_desc2 =
 408                         _mm_load_si128((void *)(rxdp + 2));
 409                 rte_compiler_barrier();
 410                 const __m128i raw_desc1 =
 411                         _mm_load_si128((void *)(rxdp + 1));
 412                 rte_compiler_barrier();
 413                 const __m128i raw_desc0 =
 414                         _mm_load_si128((void *)(rxdp + 0));
 415
 416                 raw_desc6_7 =
 417                         _mm256_inserti128_si256
 418                                 (_mm256_castsi128_si256(raw_desc6),
 419                                  raw_desc7, 1);
 420                 raw_desc4_5 =
 421                         _mm256_inserti128_si256
 422                                 (_mm256_castsi128_si256(raw_desc4),
 423                                  raw_desc5, 1);
 424                 raw_desc2_3 =
 425                         _mm256_inserti128_si256
 426                                 (_mm256_castsi128_si256(raw_desc2),
 427                                  raw_desc3, 1);
 428                 raw_desc0_1 =
 429                         _mm256_inserti128_si256
 430                                 (_mm256_castsi128_si256(raw_desc0),
 431                                  raw_desc1, 1);
 432
 433                 raw_desc4_7 =
 434                         _mm512_inserti64x4
 435                                 (_mm512_castsi256_si512(raw_desc4_5),
 436                                  raw_desc6_7, 1);
 437                 raw_desc0_3 =
 438                         _mm512_inserti64x4
 439                                 (_mm512_castsi256_si512(raw_desc0_1),
 440                                  raw_desc2_3, 1);
 441
 442                 if (split_packet) {
 443                         int j;
 444
 445                         for (j = 0; j < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX; j++)
 446                                 rte_mbuf_prefetch_part2(rx_pkts[i + j]);
 447                 }
 448
 449                 /* convert descriptors 0-7 into mbufs, adjusting length and
 450                  * re-arranging fields. Then write into the mbuf
 451                  */
 452                 const __m512i len4_7 = _mm512_slli_epi32
 453                                         (raw_desc4_7, PKTLEN_SHIFT);
 454                 const __m512i len0_3 = _mm512_slli_epi32
 455                                         (raw_desc0_3, PKTLEN_SHIFT);
 456                 const __m512i desc4_7 = _mm512_mask_blend_epi16
 457                                         (0x80808080, raw_desc4_7, len4_7);
 458                 const __m512i desc0_3 = _mm512_mask_blend_epi16
 459                                         (0x80808080, raw_desc0_3, len0_3);
 460                 __m512i mb4_7 = _mm512_shuffle_epi8(desc4_7, shuf_msk);
 461                 __m512i mb0_3 = _mm512_shuffle_epi8(desc0_3, shuf_msk);
 462
 463                 mb4_7 = _mm512_add_epi32(mb4_7, crc_adjust);
 464                 mb0_3 = _mm512_add_epi32(mb0_3, crc_adjust);
 465
 466                 /* to get packet types, shift 64-bit values down 30 bits
 467                  * and so ptype is in lower 8-bits in each
 468                  */
 469                 const __m512i ptypes4_7 = _mm512_srli_epi64(desc4_7, 30);
 470                 const __m512i ptypes0_3 = _mm512_srli_epi64(desc0_3, 30);
 471                 const __m256i ptypes6_7 =
 472                         _mm512_extracti64x4_epi64(ptypes4_7, 1);
 473                 const __m256i ptypes4_5 =
 474                         _mm512_extracti64x4_epi64(ptypes4_7, 0);
 475                 const __m256i ptypes2_3 =
 476                         _mm512_extracti64x4_epi64(ptypes0_3, 1);
 477                 const __m256i ptypes0_1 =
 478                         _mm512_extracti64x4_epi64(ptypes0_3, 0);
 479                 const uint8_t ptype7 = _mm256_extract_epi8(ptypes6_7, 24);
 480                 const uint8_t ptype6 = _mm256_extract_epi8(ptypes6_7, 8);
 481                 const uint8_t ptype5 = _mm256_extract_epi8(ptypes4_5, 24);
 482                 const uint8_t ptype4 = _mm256_extract_epi8(ptypes4_5, 8);
 483                 const uint8_t ptype3 = _mm256_extract_epi8(ptypes2_3, 24);
 484                 const uint8_t ptype2 = _mm256_extract_epi8(ptypes2_3, 8);
 485                 const uint8_t ptype1 = _mm256_extract_epi8(ptypes0_1, 24);
 486                 const uint8_t ptype0 = _mm256_extract_epi8(ptypes0_1, 8);
 487
 488                 const __m512i ptype4_7 = _mm512_set_epi32
 489                         (0, 0, 0, ptype_tbl[ptype7],
 490                          0, 0, 0, ptype_tbl[ptype6],
 491                          0, 0, 0, ptype_tbl[ptype5],
 492                          0, 0, 0, ptype_tbl[ptype4]);
 493                 const __m512i ptype0_3 = _mm512_set_epi32
 494                         (0, 0, 0, ptype_tbl[ptype3],
 495                          0, 0, 0, ptype_tbl[ptype2],
 496                          0, 0, 0, ptype_tbl[ptype1],
 497                          0, 0, 0, ptype_tbl[ptype0]);
 498
 499                 mb4_7 = _mm512_mask_blend_epi32(0x1111, mb4_7, ptype4_7);
 500                 mb0_3 = _mm512_mask_blend_epi32(0x1111, mb0_3, ptype0_3);
 501
 502                 __m256i mb4_5 = _mm512_extracti64x4_epi64(mb4_7, 0);
 503                 __m256i mb6_7 = _mm512_extracti64x4_epi64(mb4_7, 1);
 504                 __m256i mb0_1 = _mm512_extracti64x4_epi64(mb0_3, 0);
 505                 __m256i mb2_3 = _mm512_extracti64x4_epi64(mb0_3, 1);
 506
 507                 /**
 508                  * use permute/extract to get status content
 509                  * After the operations, the packets status flags are in the
 510                  * order (hi->lo): [1, 3, 5, 7, 0, 2, 4, 6]
 511                  */
 512                 /* merge the status bits into one register */
 513                 const __m512i status_permute_msk = _mm512_set_epi32
 514                         (0, 0, 0, 0,
 515                          0, 0, 0, 0,
 516                          22, 30, 6, 14,
 517                          18, 26, 2, 10);
 518                 const __m512i raw_status0_7 = _mm512_permutex2var_epi32
 519                         (desc4_7, status_permute_msk, desc0_3);
 520                 __m256i status0_7 = _mm512_extracti64x4_epi64
 521                         (raw_status0_7, 0);
 522
 523                 /* now do flag manipulation */
 524
 525                 /* get only flag/error bits we want */
 526                 const __m256i flag_bits =
 527                         _mm256_and_si256(status0_7, flags_mask);
 528                 /* set vlan and rss flags */
 529                 const __m256i vlan_flags =
 530                         _mm256_shuffle_epi8(vlan_flags_shuf, flag_bits);
 531                 const __m256i rss_fdir_bits = _mm256_srli_epi32(flag_bits, 11);
 532                 const __m256i rss_flags = _mm256_shuffle_epi8(rss_flags_shuf,
 533                                                               rss_fdir_bits);
 534
 535                 /* l3_l4_error flags, shuffle, then shift to correct adjustment
 536                  * of flags in flags_shuf, and finally mask out extra bits
 537                  */
 538                 __m256i l3_l4_flags = _mm256_shuffle_epi8(l3_l4_flags_shuf,
 539                                 _mm256_srli_epi32(flag_bits, 22));
 540                 l3_l4_flags = _mm256_slli_epi32(l3_l4_flags, 1);
 541                 l3_l4_flags = _mm256_and_si256(l3_l4_flags, cksum_mask);
 542
 543                 /* merge flags */
 544                 __m256i mbuf_flags = _mm256_or_si256(l3_l4_flags,
 545                                 _mm256_or_si256(rss_flags, vlan_flags));
 546
 547                 /* If the rxq has FDIR enabled, read and process the FDIR info
 548                  * from the descriptor. This can cause more loads/stores, so is
 549                  * not always performed. Branch over the code when not enabled.
 550                  */
 551                 if (rxq->fdir_enabled) {
 552 #ifdef RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC
 553                         /* 16B descriptor code path:
 554                          * RSS and FDIR ID use the same offset in the desc, so
 555                          * only one can be present at a time. The code below
 556                          * identifies an FDIR ID match, and zeros the RSS value
 557                          * in the mbuf on FDIR match to keep mbuf data clean.
 558                          */
 559 #define FDIR_BLEND_MASK ((1 << 3) | (1 << 7))
 560
 561                         /* Flags:
 562                          * - Take flags, shift bits to null out
 563                          * - CMPEQ with known FDIR ID, to get 0xFFFF or 0 mask
 564                          * - Strip bits from mask, leaving 0 or 1 for FDIR ID
 565                          * - Merge with mbuf_flags
 566                          */
 567                         /* FLM = 1, FLTSTAT = 0b01, (FLM | FLTSTAT) == 3.
 568                          * Shift left by 28 to avoid having to mask.
 569                          */
 570                         const __m256i fdir =
 571                                 _mm256_slli_epi32(rss_fdir_bits, 28);
 572                         const __m256i fdir_id = _mm256_set1_epi32(3 << 28);
 573
 574                         /* As above, the fdir_mask to packet mapping is this:
 575                          * order (hi->lo): [1, 3, 5, 7, 0, 2, 4, 6]
 576                          * Then OR FDIR flags to mbuf_flags on FDIR ID hit.
 577                          */
 578                         RTE_BUILD_BUG_ON(RTE_MBUF_F_RX_FDIR_ID != (1 << 13));
 579                         const __m256i pkt_fdir_bit = _mm256_set1_epi32(1 << 13);
 580                         const __m256i fdir_mask =
 581                                 _mm256_cmpeq_epi32(fdir, fdir_id);
 582                         __m256i fdir_bits =
 583                                 _mm256_and_si256(fdir_mask, pkt_fdir_bit);
 584
 585                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_bits);
 586
 587                         /* Based on FDIR_MASK, clear the RSS or FDIR value.
 588                          * The FDIR ID value is masked to zero if not a hit,
 589                          * otherwise the mb0_1 register RSS field is zeroed.
 590                          */
 591                         const __m256i fdir_zero_mask = _mm256_setzero_si256();
 592                         __m256i tmp0_1 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask,
 593                                                 fdir_mask, FDIR_BLEND_MASK);
 594                         __m256i fdir_mb0_1 = _mm256_and_si256(mb0_1, fdir_mask);
 595
 596                         mb0_1 = _mm256_andnot_si256(tmp0_1, mb0_1);
 597
 598                         /* Write to mbuf: no stores to combine with, so just a
 599                          * scalar store to push data here.
 600                          */
 601                         rx_pkts[i + 0]->hash.fdir.hi =
 602                                 _mm256_extract_epi32(fdir_mb0_1, 3);
 603                         rx_pkts[i + 1]->hash.fdir.hi =
 604                                 _mm256_extract_epi32(fdir_mb0_1, 7);
 605
 606                         /* Same as above, only shift the fdir_mask to align
 607                          * the packet FDIR mask with the FDIR_ID desc lane.
 608                          */
 609                         __m256i tmp2_3 =
 610                                 _mm256_alignr_epi8(fdir_mask, fdir_mask, 12);
 611                         __m256i fdir_mb2_3 = _mm256_and_si256(mb2_3, tmp2_3);
 612
 613                         tmp2_3 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask, tmp2_3,
 614                                                     FDIR_BLEND_MASK);
 615                         mb2_3 = _mm256_andnot_si256(tmp2_3, mb2_3);
 616                         rx_pkts[i + 2]->hash.fdir.hi =
 617                                 _mm256_extract_epi32(fdir_mb2_3, 3);
 618                         rx_pkts[i + 3]->hash.fdir.hi =
 619                                 _mm256_extract_epi32(fdir_mb2_3, 7);
 620
 621                         __m256i tmp4_5 =
 622                                 _mm256_alignr_epi8(fdir_mask, fdir_mask, 8);
 623                         __m256i fdir_mb4_5 = _mm256_and_si256(mb4_5, tmp4_5);
 624
 625                         tmp4_5 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask, tmp4_5,
 626                                                     FDIR_BLEND_MASK);
 627                         mb4_5 = _mm256_andnot_si256(tmp4_5, mb4_5);
 628                         rx_pkts[i + 4]->hash.fdir.hi =
 629                                 _mm256_extract_epi32(fdir_mb4_5, 3);
 630                         rx_pkts[i + 5]->hash.fdir.hi =
 631                                 _mm256_extract_epi32(fdir_mb4_5, 7);
 632
 633                         __m256i tmp6_7 =
 634                                 _mm256_alignr_epi8(fdir_mask, fdir_mask, 4);
 635                         __m256i fdir_mb6_7 = _mm256_and_si256(mb6_7, tmp6_7);
 636
 637                         tmp6_7 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask, tmp6_7,
 638                                                     FDIR_BLEND_MASK);
 639                         mb6_7 = _mm256_andnot_si256(tmp6_7, mb6_7);
 640                         rx_pkts[i + 6]->hash.fdir.hi =
 641                                 _mm256_extract_epi32(fdir_mb6_7, 3);
 642                         rx_pkts[i + 7]->hash.fdir.hi =
 643                                 _mm256_extract_epi32(fdir_mb6_7, 7);
 644
 645                         /* End of 16B descriptor handling */
 646 #else
 647                         /* 32B descriptor FDIR ID mark handling. Returns bits
 648                          * to be OR-ed into the mbuf olflags.
 649                          */
 650                         __m256i fdir_add_flags;
 651
 652                         fdir_add_flags =
 653                                 desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 0);
 654                         mbuf_flags =
 655                                 _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
 656
 657                         fdir_add_flags =
 658                                 desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 2);
 659                         mbuf_flags =
 660                                 _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
 661
 662                         fdir_add_flags =
 663                                 desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 4);
 664                         mbuf_flags =
 665                                 _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
 666
 667                         fdir_add_flags =
 668                                 desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 6);
 669                         mbuf_flags =
 670                                 _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
 671                         /* End 32B desc handling */
 672 #endif /* RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC */
 673
 674                 } /* if() on FDIR enabled */
 675
 676                 /* At this point, we have the 8 sets of flags in the low 16-bits
 677                  * of each 32-bit value in vlan0.
 678                  * We want to extract these, and merge them with the mbuf init data
 679                  * so we can do a single write to the mbuf to set the flags
 680                  * and all the other initialization fields. Extracting the
 681                  * appropriate flags means that we have to do a shift and blend for
 682                  * each mbuf before we do the write. However, we can also
 683                  * add in the previously computed rx_descriptor fields to
 684                  * make a single 256-bit write per mbuf
 685                  */
 686                 /* check the structure matches expectations */
 687                 RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, ol_flags) !=
 688                                 offsetof(struct rte_mbuf, rearm_data) + 8);
 689                 RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, rearm_data) !=
 690                                 RTE_ALIGN(offsetof(struct rte_mbuf, rearm_data), 16));
 691                 /* build up data and do writes */
 692                 __m256i rearm0, rearm1, rearm2, rearm3, rearm4, rearm5,
 693                                 rearm6, rearm7;
 694                 rearm6 = _mm256_blend_epi32
 695                         (mbuf_init, _mm256_slli_si256(mbuf_flags, 8), 0x04);
 696                 rearm4 = _mm256_blend_epi32
 697                         (mbuf_init, _mm256_slli_si256(mbuf_flags, 4), 0x04);
 698                 rearm2 = _mm256_blend_epi32
 699                         (mbuf_init, mbuf_flags, 0x04);
 700                 rearm0 = _mm256_blend_epi32
 701                         (mbuf_init, _mm256_srli_si256(mbuf_flags, 4), 0x04);
 702                 /* permute to add in the rx_descriptor e.g. rss fields */
 703                 rearm6 = _mm256_permute2f128_si256(rearm6, mb6_7, 0x20);
 704                 rearm4 = _mm256_permute2f128_si256(rearm4, mb4_5, 0x20);
 705                 rearm2 = _mm256_permute2f128_si256(rearm2, mb2_3, 0x20);
 706                 rearm0 = _mm256_permute2f128_si256(rearm0, mb0_1, 0x20);
 707                 /* write to mbuf */
 708                 _mm256_storeu_si256
 709                         ((__m256i *)&rx_pkts[i + 6]->rearm_data, rearm6);
 710                 _mm256_storeu_si256
 711                         ((__m256i *)&rx_pkts[i + 4]->rearm_data, rearm4);
 712                 _mm256_storeu_si256
 713                         ((__m256i *)&rx_pkts[i + 2]->rearm_data, rearm2);
 714                 _mm256_storeu_si256
 715                         ((__m256i *)&rx_pkts[i + 0]->rearm_data, rearm0);
 716
 717                 /* repeat for the odd mbufs */
 718                 const __m256i odd_flags = _mm256_castsi128_si256
 719                         (_mm256_extracti128_si256(mbuf_flags, 1));
 720                 rearm7 = _mm256_blend_epi32
 721                         (mbuf_init, _mm256_slli_si256(odd_flags, 8), 0x04);
 722                 rearm5 = _mm256_blend_epi32
 723                         (mbuf_init, _mm256_slli_si256(odd_flags, 4), 0x04);
 724                 rearm3 = _mm256_blend_epi32
 725                         (mbuf_init, odd_flags, 0x04);
 726                 rearm1 = _mm256_blend_epi32
 727                         (mbuf_init, _mm256_srli_si256(odd_flags, 4), 0x04);
 728                 /* since odd mbufs are already in hi 128-bits use blend */
 729                 rearm7 = _mm256_blend_epi32(rearm7, mb6_7, 0xF0);
 730                 rearm5 = _mm256_blend_epi32(rearm5, mb4_5, 0xF0);
 731                 rearm3 = _mm256_blend_epi32(rearm3, mb2_3, 0xF0);
 732                 rearm1 = _mm256_blend_epi32(rearm1, mb0_1, 0xF0);
 733                 /* again write to mbufs */
 734                 _mm256_storeu_si256
 735                         ((__m256i *)&rx_pkts[i + 7]->rearm_data, rearm7);
 736                 _mm256_storeu_si256
 737                         ((__m256i *)&rx_pkts[i + 5]->rearm_data, rearm5);
 738                 _mm256_storeu_si256
 739                         ((__m256i *)&rx_pkts[i + 3]->rearm_data, rearm3);
 740                 _mm256_storeu_si256
 741                         ((__m256i *)&rx_pkts[i + 1]->rearm_data, rearm1);
 742
 743                 /* extract and record EOP bit */
 744                 if (split_packet) {
 745                         const __m128i eop_mask =
 746                                 _mm_set1_epi16
 747                                 (1 << I40E_RX_DESC_STATUS_EOF_SHIFT);
 748                         const __m256i eop_bits256 =
 749                                 _mm256_and_si256(status0_7, eop_check);
 750                         /* pack status bits into a single 128-bit register */
 751                         const __m128i eop_bits =
 752                                 _mm_packus_epi32
 753                                 (_mm256_castsi256_si128(eop_bits256),
 754                                 _mm256_extractf128_si256(eop_bits256, 1));
 755                         /* flip bits, and mask out the EOP bit, which is now
 756                          * a split-packet bit i.e. !EOP, rather than EOP one.
 757                          */
 758                         __m128i split_bits = _mm_andnot_si128(eop_bits,
 759                                         eop_mask);
 760                         /* eop bits are out of order, so we need to shuffle them
 761                          * back into order again. In doing so, only use low 8
 762                          * bits, which acts like another pack instruction
 763                          * The original order is (hi->lo): 1,3,5,7,0,2,4,6
 764                          * [Since we use epi8, the 16-bit positions are
 765                          * multiplied by 2 in the eop_shuffle value.]
 766                          */
 767                         __m128i eop_shuffle = _mm_set_epi8
 768                                 (0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, /* zero hi 64b */
 769                                 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
 770                                 8, 0, 10, 2, /* move values to lo 64b */
 771                                 12, 4, 14, 6);
 772                         split_bits = _mm_shuffle_epi8(split_bits, eop_shuffle);
 773                         *(uint64_t *)split_packet =
 774                                 _mm_cvtsi128_si64(split_bits);
 775                         split_packet += RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX;
 776                 }
 777
 778                 /* perform dd_check */
 779                 status0_7 = _mm256_and_si256(status0_7, dd_check);
 780                 status0_7 = _mm256_packs_epi32
 781                         (status0_7, _mm256_setzero_si256());
 782
 783                 uint64_t burst = __builtin_popcountll
 784                                 (_mm_cvtsi128_si64
 785                                         (_mm256_extracti128_si256
 786                                                 (status0_7, 1)));
 787                 burst += __builtin_popcountll(_mm_cvtsi128_si64
 788                                 (_mm256_castsi256_si128(status0_7)));
 789                 received += burst;
 790                 if (burst != RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX)
 791                         break;
 792         }
 793
 794         /* update tail pointers */
 795         rxq->rx_tail += received;
 796         rxq->rx_tail &= (rxq->nb_rx_desc - 1);
 797         if ((rxq->rx_tail & 1) == 1 && received > 1) { /* keep avx2 aligned */
 798                 rxq->rx_tail--;
 799                 received--;
 800         }
 801         rxq->rxrearm_nb += received;
 802         return received;
 803 }
 804
 805 /**
 806  * Notice:
 807  * - nb_pkts < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP, just return no packet
 808  */
 809 uint16_t
 810 i40e_recv_pkts_vec_avx512(void *rx_queue, struct rte_mbuf **rx_pkts,
 811                           uint16_t nb_pkts)
 812 {
 813         return _recv_raw_pkts_vec_avx512(rx_queue, rx_pkts, nb_pkts, NULL);
 814 }
 815
 816 /**
 817  * vPMD receive routine that reassembles single burst of 32 scattered packets
 818  * Notice:
 819  * - nb_pkts < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP, just return no packet
 820  */
 821 static uint16_t
 822 i40e_recv_scattered_burst_vec_avx512(void *rx_queue,
 823                                      struct rte_mbuf **rx_pkts,
 824                                      uint16_t nb_pkts)
 825 {
 826         struct i40e_rx_queue *rxq = rx_queue;
 827         uint8_t split_flags[RTE_I40E_VPMD_RX_BURST] = {0};
 828
 829         /* get some new buffers */
 830         uint16_t nb_bufs = _recv_raw_pkts_vec_avx512(rxq, rx_pkts, nb_pkts,
 831                         split_flags);
 832         if (nb_bufs == 0)
 833                 return 0;
 834
 835         /* happy day case, full burst + no packets to be joined */
 836         const uint64_t *split_fl64 = (uint64_t *)split_flags;
 837
 838         if (!rxq->pkt_first_seg &&
 839             split_fl64[0] == 0 && split_fl64[1] == 0 &&
 840             split_fl64[2] == 0 && split_fl64[3] == 0)
 841                 return nb_bufs;
 842
 843         /* reassemble any packets that need reassembly*/
 844         unsigned int i = 0;
 845
 846         if (!rxq->pkt_first_seg) {
 847                 /* find the first split flag, and only reassemble then*/
 848                 while (i < nb_bufs && !split_flags[i])
 849                         i++;
 850                 if (i == nb_bufs)
 851                         return nb_bufs;
 852                 rxq->pkt_first_seg = rx_pkts[i];
 853         }
 854         return i + reassemble_packets(rxq, &rx_pkts[i], nb_bufs - i,
 855                 &split_flags[i]);
 856 }
 857
 858 /**
 859  * vPMD receive routine that reassembles scattered packets.
 860  * Main receive routine that can handle arbitrary burst sizes
 861  * Notice:
 862  * - nb_pkts < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP, just return no packet
 863  */
 864 uint16_t
 865 i40e_recv_scattered_pkts_vec_avx512(void *rx_queue,
 866                                     struct rte_mbuf **rx_pkts,
 867                                     uint16_t nb_pkts)
 868 {
 869         uint16_t retval = 0;
 870
 871         while (nb_pkts > RTE_I40E_VPMD_RX_BURST) {
 872                 uint16_t burst = i40e_recv_scattered_burst_vec_avx512(rx_queue,
 873                                 rx_pkts + retval, RTE_I40E_VPMD_RX_BURST);
 874                 retval += burst;
 875                 nb_pkts -= burst;
 876                 if (burst < RTE_I40E_VPMD_RX_BURST)
 877                         return retval;
 878         }
 879         return retval + i40e_recv_scattered_burst_vec_avx512(rx_queue,
 880                                 rx_pkts + retval, nb_pkts);
 881 }
 882
 883 static __rte_always_inline int
 884 i40e_tx_free_bufs_avx512(struct i40e_tx_queue *txq)
 885 {
 886         struct i40e_vec_tx_entry *txep;
 887         uint32_t n;
 888         uint32_t i;
 889         int nb_free = 0;
 890         struct rte_mbuf *m, *free[RTE_I40E_TX_MAX_FREE_BUF_SZ];
 891
 892         /* check DD bits on threshold descriptor */
 893         if ((txq->tx_ring[txq->tx_next_dd].cmd_type_offset_bsz &
 894                         rte_cpu_to_le_64(I40E_TXD_QW1_DTYPE_MASK)) !=
 895                         rte_cpu_to_le_64(I40E_TX_DESC_DTYPE_DESC_DONE))
 896                 return 0;
 897
 898         n = txq->tx_rs_thresh;
 899
 900          /* first buffer to free from S/W ring is at index
 901           * tx_next_dd - (tx_rs_thresh-1)
 902           */
 903         txep = (void *)txq->sw_ring;
 904         txep += txq->tx_next_dd - (n - 1);
 905
 906         if (txq->offloads & DEV_TX_OFFLOAD_MBUF_FAST_FREE && (n & 31) == 0) {
 907                 struct rte_mempool *mp = txep[0].mbuf->pool;
 908                 void **cache_objs;
 909                 struct rte_mempool_cache *cache = rte_mempool_default_cache(mp,
 910                                 rte_lcore_id());
 911
 912                 if (!cache || cache->len == 0)
 913                         goto normal;
 914
 915                 cache_objs = &cache->objs[cache->len];
 916
 917                 if (n > RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE) {
 918                         rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, (void *)txep, n);
 919                         goto done;
 920                 }
 921
 922                 /* The cache follows the following algorithm
 923                  *   1. Add the objects to the cache
 924                  *   2. Anything greater than the cache min value (if it
 925                  *   crosses the cache flush threshold) is flushed to the ring.
 926                  */
 927                 /* Add elements back into the cache */
 928                 uint32_t copied = 0;
 929                 /* n is multiple of 32 */
 930                 while (copied < n) {
 931                         const __m512i a = _mm512_load_si512(&txep[copied]);
 932                         const __m512i b = _mm512_load_si512(&txep[copied + 8]);
 933                         const __m512i c = _mm512_load_si512(&txep[copied + 16]);
 934                         const __m512i d = _mm512_load_si512(&txep[copied + 24]);
 935
 936                         _mm512_storeu_si512(&cache_objs[copied], a);
 937                         _mm512_storeu_si512(&cache_objs[copied + 8], b);
 938                         _mm512_storeu_si512(&cache_objs[copied + 16], c);
 939                         _mm512_storeu_si512(&cache_objs[copied + 24], d);
 940                         copied += 32;
 941                 }
 942                 cache->len += n;
 943
 944                 if (cache->len >= cache->flushthresh) {
 945                         rte_mempool_ops_enqueue_bulk
 946                                 (mp, &cache->objs[cache->size],
 947                                 cache->len - cache->size);
 948                         cache->len = cache->size;
 949                 }
 950                 goto done;
 951         }
 952
 953 normal:
 954         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(txep[0].mbuf);
 955         if (likely(m)) {
 956                 free[0] = m;
 957                 nb_free = 1;
 958                 for (i = 1; i < n; i++) {
 959                         rte_prefetch0(&txep[i + 3].mbuf->cacheline1);
 960                         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(txep[i].mbuf);
 961                         if (likely(m)) {
 962                                 if (likely(m->pool == free[0]->pool)) {
 963                                         free[nb_free++] = m;
 964                                 } else {
 965                                         rte_mempool_put_bulk(free[0]->pool,
 966                                                              (void *)free,
 967                                                              nb_free);
 968                                         free[0] = m;
 969                                         nb_free = 1;
 970                                 }
 971                         }
 972                 }
 973                 rte_mempool_put_bulk(free[0]->pool, (void **)free, nb_free);
 974         } else {
 975                 for (i = 1; i < n; i++) {
 976                         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(txep[i].mbuf);
 977                         if (m)
 978                                 rte_mempool_put(m->pool, m);
 979                 }
 980         }
 981
 982 done:
 983         /* buffers were freed, update counters */
 984         txq->nb_tx_free = (uint16_t)(txq->nb_tx_free + txq->tx_rs_thresh);
 985         txq->tx_next_dd = (uint16_t)(txq->tx_next_dd + txq->tx_rs_thresh);
 986         if (txq->tx_next_dd >= txq->nb_tx_desc)
 987                 txq->tx_next_dd = (uint16_t)(txq->tx_rs_thresh - 1);
 988
 989         return txq->tx_rs_thresh;
 990 }
 991
 992 static inline void
 993 vtx1(volatile struct i40e_tx_desc *txdp, struct rte_mbuf *pkt, uint64_t flags)
 994 {
 995         uint64_t high_qw = (I40E_TX_DESC_DTYPE_DATA |
 996                 ((uint64_t)flags  << I40E_TXD_QW1_CMD_SHIFT) |
 997                 ((uint64_t)pkt->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT));
 998
 999         __m128i descriptor = _mm_set_epi64x(high_qw,
1000                                 pkt->buf_iova + pkt->data_off);
1001         _mm_store_si128((__m128i *)txdp, descriptor);
1002 }
1003
1004 static inline void
1005 vtx(volatile struct i40e_tx_desc *txdp,
1006         struct rte_mbuf **pkt, uint16_t nb_pkts,  uint64_t flags)
1007 {
1008         const uint64_t hi_qw_tmpl = (I40E_TX_DESC_DTYPE_DATA |
1009                         ((uint64_t)flags  << I40E_TXD_QW1_CMD_SHIFT));
1010
1011         for (; nb_pkts > 3; txdp += 4, pkt += 4, nb_pkts -= 4) {
1012                 uint64_t hi_qw3 =
1013                         hi_qw_tmpl |
1014                         ((uint64_t)pkt[3]->data_len <<
1015                          I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
1016                 uint64_t hi_qw2 =
1017                         hi_qw_tmpl |
1018                         ((uint64_t)pkt[2]->data_len <<
1019                          I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
1020                 uint64_t hi_qw1 =
1021                         hi_qw_tmpl |
1022                         ((uint64_t)pkt[1]->data_len <<
1023                          I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
1024                 uint64_t hi_qw0 =
1025                         hi_qw_tmpl |
1026                         ((uint64_t)pkt[0]->data_len <<
1027                          I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
1028
1029                 __m512i desc0_3 =
1030                         _mm512_set_epi64
1031                         (hi_qw3, pkt[3]->buf_iova + pkt[3]->data_off,
1032                         hi_qw2, pkt[2]->buf_iova + pkt[2]->data_off,
1033                         hi_qw1, pkt[1]->buf_iova + pkt[1]->data_off,
1034                         hi_qw0, pkt[0]->buf_iova + pkt[0]->data_off);
1035                 _mm512_storeu_si512((void *)txdp, desc0_3);
1036         }
1037
1038         /* do any last ones */
1039         while (nb_pkts) {
1040                 vtx1(txdp, *pkt, flags);
1041                 txdp++, pkt++, nb_pkts--;
1042         }
1043 }
1044
1045 static __rte_always_inline void
1046 tx_backlog_entry_avx512(struct i40e_vec_tx_entry *txep,
1047                         struct rte_mbuf **tx_pkts, uint16_t nb_pkts)
1048 {
1049         int i;
1050
1051         for (i = 0; i < (int)nb_pkts; ++i)
1052                 txep[i].mbuf = tx_pkts[i];
1053 }
1054
1055 static inline uint16_t
1056 i40e_xmit_fixed_burst_vec_avx512(void *tx_queue, struct rte_mbuf **tx_pkts,
1057                                  uint16_t nb_pkts)
1058 {
1059         struct i40e_tx_queue *txq = (struct i40e_tx_queue *)tx_queue;
1060         volatile struct i40e_tx_desc *txdp;
1061         struct i40e_vec_tx_entry *txep;
1062         uint16_t n, nb_commit, tx_id;
1063         uint64_t flags = I40E_TD_CMD;
1064         uint64_t rs = I40E_TX_DESC_CMD_RS | I40E_TD_CMD;
1065
1066         /* cross rx_thresh boundary is not allowed */
1067         nb_pkts = RTE_MIN(nb_pkts, txq->tx_rs_thresh);
1068
1069         if (txq->nb_tx_free < txq->tx_free_thresh)
1070                 i40e_tx_free_bufs_avx512(txq);
1071
1072         nb_commit = nb_pkts = (uint16_t)RTE_MIN(txq->nb_tx_free, nb_pkts);
1073         if (unlikely(nb_pkts == 0))
1074                 return 0;
1075
1076         tx_id = txq->tx_tail;
1077         txdp = &txq->tx_ring[tx_id];
1078         txep = (void *)txq->sw_ring;
1079         txep += tx_id;
1080
1081         txq->nb_tx_free = (uint16_t)(txq->nb_tx_free - nb_pkts);
1082
1083         n = (uint16_t)(txq->nb_tx_desc - tx_id);
1084         if (nb_commit >= n) {
1085                 tx_backlog_entry_avx512(txep, tx_pkts, n);
1086
1087                 vtx(txdp, tx_pkts, n - 1, flags);
1088                 tx_pkts += (n - 1);
1089                 txdp += (n - 1);
1090
1091                 vtx1(txdp, *tx_pkts++, rs);
1092
1093                 nb_commit = (uint16_t)(nb_commit - n);
1094
1095                 tx_id = 0;
1096                 txq->tx_next_rs = (uint16_t)(txq->tx_rs_thresh - 1);
1097
1098                 /* avoid reach the end of ring */
1099                 txdp = txq->tx_ring;
1100                 txep = (void *)txq->sw_ring;
1101         }
1102
1103         tx_backlog_entry_avx512(txep, tx_pkts, nb_commit);
1104
1105         vtx(txdp, tx_pkts, nb_commit, flags);
1106
1107         tx_id = (uint16_t)(tx_id + nb_commit);
1108         if (tx_id > txq->tx_next_rs) {
1109                 txq->tx_ring[txq->tx_next_rs].cmd_type_offset_bsz |=
1110                         rte_cpu_to_le_64(((uint64_t)I40E_TX_DESC_CMD_RS) <<
1111                                                 I40E_TXD_QW1_CMD_SHIFT);
1112                 txq->tx_next_rs =
1113                         (uint16_t)(txq->tx_next_rs + txq->tx_rs_thresh);
1114         }
1115
1116         txq->tx_tail = tx_id;
1117
1118         I40E_PCI_REG_WC_WRITE(txq->qtx_tail, txq->tx_tail);
1119
1120         return nb_pkts;
1121 }
1122
1123 uint16_t
1124 i40e_xmit_pkts_vec_avx512(void *tx_queue, struct rte_mbuf **tx_pkts,
1125                           uint16_t nb_pkts)
1126 {
1127         uint16_t nb_tx = 0;
1128         struct i40e_tx_queue *txq = (struct i40e_tx_queue *)tx_queue;
1129
1130         while (nb_pkts) {
1131                 uint16_t ret, num;
1132
1133                 num = (uint16_t)RTE_MIN(nb_pkts, txq->tx_rs_thresh);
1134                 ret = i40e_xmit_fixed_burst_vec_avx512
1135                                 (tx_queue, &tx_pkts[nb_tx], num);
1136                 nb_tx += ret;
1137                 nb_pkts -= ret;
1138                 if (ret < num)
1139                         break;
1140         }
1141
1142         return nb_tx;
1143 }