drivers/net/mlx5/mlx5.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright 2015 6WIND S.A.
   5  *   Copyright 2015 Mellanox.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of 6WIND S.A. nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <stddef.h>
  35 #include <unistd.h>
  36 #include <string.h>
  37 #include <assert.h>
  38 #include <stdint.h>
  39 #include <stdlib.h>
  40 #include <net/if.h>
  41
  42 /* Verbs header. */
  43 /* ISO C doesn't support unnamed structs/unions, disabling -pedantic. */
  44 #ifdef PEDANTIC
  45 #pragma GCC diagnostic ignored "-pedantic"
  46 #endif
  47 #include <infiniband/verbs.h>
  48 #ifdef PEDANTIC
  49 #pragma GCC diagnostic error "-pedantic"
  50 #endif
  51
  52 /* DPDK headers don't like -pedantic. */
  53 #ifdef PEDANTIC
  54 #pragma GCC diagnostic ignored "-pedantic"
  55 #endif
  56 #include <rte_malloc.h>
  57 #include <rte_ethdev.h>
  58 #include <rte_pci.h>
  59 #include <rte_common.h>
  60 #ifdef PEDANTIC
  61 #pragma GCC diagnostic error "-pedantic"
  62 #endif
  63
  64 #include "mlx5.h"
  65 #include "mlx5_utils.h"
  66 #include "mlx5_rxtx.h"
  67 #include "mlx5_autoconf.h"
  68
  69 /**
  70  * DPDK callback to close the device.
  71  *
  72  * Destroy all queues and objects, free memory.
  73  *
  74  * @param dev
  75  *   Pointer to Ethernet device structure.
  76  */
  77 static void
  78 mlx5_dev_close(struct rte_eth_dev *dev)
  79 {
  80         struct priv *priv = dev->data->dev_private;
  81         void *tmp;
  82         unsigned int i;
  83
  84         priv_lock(priv);
  85         DEBUG("%p: closing device \"%s\"",
  86               (void *)dev,
  87               ((priv->ctx != NULL) ? priv->ctx->device->name : ""));
  88         /* Prevent crashes when queues are still in use. */
  89         dev->rx_pkt_burst = removed_rx_burst;
  90         dev->tx_pkt_burst = removed_tx_burst;
  91         if (priv->rxqs != NULL) {
  92                 /* XXX race condition if mlx5_rx_burst() is still running. */
  93                 usleep(1000);
  94                 for (i = 0; (i != priv->rxqs_n); ++i) {
  95                         tmp = (*priv->rxqs)[i];
  96                         if (tmp == NULL)
  97                                 continue;
  98                         (*priv->rxqs)[i] = NULL;
  99                         rxq_cleanup(tmp);
 100                         rte_free(tmp);
 101                 }
 102                 priv->rxqs_n = 0;
 103                 priv->rxqs = NULL;
 104         }
 105         if (priv->txqs != NULL) {
 106                 /* XXX race condition if mlx5_tx_burst() is still running. */
 107                 usleep(1000);
 108                 for (i = 0; (i != priv->txqs_n); ++i) {
 109                         tmp = (*priv->txqs)[i];
 110                         if (tmp == NULL)
 111                                 continue;
 112                         (*priv->txqs)[i] = NULL;
 113                         txq_cleanup(tmp);
 114                         rte_free(tmp);
 115                 }
 116                 priv->txqs_n = 0;
 117                 priv->txqs = NULL;
 118         }
 119         if (priv->rss)
 120                 rxq_cleanup(&priv->rxq_parent);
 121         if (priv->pd != NULL) {
 122                 assert(priv->ctx != NULL);
 123                 claim_zero(ibv_dealloc_pd(priv->pd));
 124                 claim_zero(ibv_close_device(priv->ctx));
 125         } else
 126                 assert(priv->ctx == NULL);
 127         priv_unlock(priv);
 128         memset(priv, 0, sizeof(*priv));
 129 }
 130
 131 static const struct eth_dev_ops mlx5_dev_ops = {
 132         .dev_close = mlx5_dev_close,
 133         .rx_queue_setup = mlx5_rx_queue_setup,
 134         .tx_queue_setup = mlx5_tx_queue_setup,
 135         .rx_queue_release = mlx5_rx_queue_release,
 136         .tx_queue_release = mlx5_tx_queue_release,
 137         .mac_addr_remove = mlx5_mac_addr_remove,
 138         .mac_addr_add = mlx5_mac_addr_add,
 139 };
 140
 141 static struct {
 142         struct rte_pci_addr pci_addr; /* associated PCI address */
 143         uint32_t ports; /* physical ports bitfield. */
 144 } mlx5_dev[32];
 145
 146 /**
 147  * Get device index in mlx5_dev[] from PCI bus address.
 148  *
 149  * @param[in] pci_addr
 150  *   PCI bus address to look for.
 151  *
 152  * @return
 153  *   mlx5_dev[] index on success, -1 on failure.
 154  */
 155 static int
 156 mlx5_dev_idx(struct rte_pci_addr *pci_addr)
 157 {
 158         unsigned int i;
 159         int ret = -1;
 160
 161         assert(pci_addr != NULL);
 162         for (i = 0; (i != RTE_DIM(mlx5_dev)); ++i) {
 163                 if ((mlx5_dev[i].pci_addr.domain == pci_addr->domain) &&
 164                     (mlx5_dev[i].pci_addr.bus == pci_addr->bus) &&
 165                     (mlx5_dev[i].pci_addr.devid == pci_addr->devid) &&
 166                     (mlx5_dev[i].pci_addr.function == pci_addr->function))
 167                         return i;
 168                 if ((mlx5_dev[i].ports == 0) && (ret == -1))
 169                         ret = i;
 170         }
 171         return ret;
 172 }
 173
 174 static struct eth_driver mlx5_driver;
 175
 176 /**
 177  * DPDK callback to register a PCI device.
 178  *
 179  * This function creates an Ethernet device for each port of a given
 180  * PCI device.
 181  *
 182  * @param[in] pci_drv
 183  *   PCI driver structure (mlx5_driver).
 184  * @param[in] pci_dev
 185  *   PCI device information.
 186  *
 187  * @return
 188  *   0 on success, negative errno value on failure.
 189  */
 190 static int
 191 mlx5_pci_devinit(struct rte_pci_driver *pci_drv, struct rte_pci_device *pci_dev)
 192 {
 193         struct ibv_device **list;
 194         struct ibv_device *ibv_dev;
 195         int err = 0;
 196         struct ibv_context *attr_ctx = NULL;
 197         struct ibv_device_attr device_attr;
 198         unsigned int vf;
 199         int idx;
 200         int i;
 201
 202         (void)pci_drv;
 203         assert(pci_drv == &mlx5_driver.pci_drv);
 204         /* Get mlx5_dev[] index. */
 205         idx = mlx5_dev_idx(&pci_dev->addr);
 206         if (idx == -1) {
 207                 ERROR("this driver cannot support any more adapters");
 208                 return -ENOMEM;
 209         }
 210         DEBUG("using driver device index %d", idx);
 211
 212         /* Save PCI address. */
 213         mlx5_dev[idx].pci_addr = pci_dev->addr;
 214         list = ibv_get_device_list(&i);
 215         if (list == NULL) {
 216                 assert(errno);
 217                 if (errno == ENOSYS) {
 218                         WARN("cannot list devices, is ib_uverbs loaded?");
 219                         return 0;
 220                 }
 221                 return -errno;
 222         }
 223         assert(i >= 0);
 224         /*
 225          * For each listed device, check related sysfs entry against
 226          * the provided PCI ID.
 227          */
 228         while (i != 0) {
 229                 struct rte_pci_addr pci_addr;
 230
 231                 --i;
 232                 DEBUG("checking device \"%s\"", list[i]->name);
 233                 if (mlx5_ibv_device_to_pci_addr(list[i], &pci_addr))
 234                         continue;
 235                 if ((pci_dev->addr.domain != pci_addr.domain) ||
 236                     (pci_dev->addr.bus != pci_addr.bus) ||
 237                     (pci_dev->addr.devid != pci_addr.devid) ||
 238                     (pci_dev->addr.function != pci_addr.function))
 239                         continue;
 240                 vf = ((pci_dev->id.device_id ==
 241                        PCI_DEVICE_ID_MELLANOX_CONNECTX4VF) ||
 242                       (pci_dev->id.device_id ==
 243                        PCI_DEVICE_ID_MELLANOX_CONNECTX4LXVF));
 244                 INFO("PCI information matches, using device \"%s\" (VF: %s)",
 245                      list[i]->name, (vf ? "true" : "false"));
 246                 attr_ctx = ibv_open_device(list[i]);
 247                 err = errno;
 248                 break;
 249         }
 250         if (attr_ctx == NULL) {
 251                 ibv_free_device_list(list);
 252                 switch (err) {
 253                 case 0:
 254                         WARN("cannot access device, is mlx5_ib loaded?");
 255                         return 0;
 256                 case EINVAL:
 257                         WARN("cannot use device, are drivers up to date?");
 258                         return 0;
 259                 }
 260                 assert(err > 0);
 261                 return -err;
 262         }
 263         ibv_dev = list[i];
 264
 265         DEBUG("device opened");
 266         if (ibv_query_device(attr_ctx, &device_attr))
 267                 goto error;
 268         INFO("%u port(s) detected", device_attr.phys_port_cnt);
 269
 270         for (i = 0; i < device_attr.phys_port_cnt; i++) {
 271                 uint32_t port = i + 1; /* ports are indexed from one */
 272                 uint32_t test = (1 << i);
 273                 struct ibv_context *ctx = NULL;
 274                 struct ibv_port_attr port_attr;
 275                 struct ibv_pd *pd = NULL;
 276                 struct priv *priv = NULL;
 277                 struct rte_eth_dev *eth_dev;
 278 #ifdef HAVE_EXP_QUERY_DEVICE
 279                 struct ibv_exp_device_attr exp_device_attr;
 280 #endif /* HAVE_EXP_QUERY_DEVICE */
 281                 struct ether_addr mac;
 282
 283 #ifdef HAVE_EXP_QUERY_DEVICE
 284                 exp_device_attr.comp_mask = IBV_EXP_DEVICE_ATTR_EXP_CAP_FLAGS;
 285 #ifdef RSS_SUPPORT
 286                 exp_device_attr.comp_mask |= IBV_EXP_DEVICE_ATTR_RSS_TBL_SZ;
 287 #endif /* RSS_SUPPORT */
 288 #endif /* HAVE_EXP_QUERY_DEVICE */
 289
 290                 DEBUG("using port %u (%08" PRIx32 ")", port, test);
 291
 292                 ctx = ibv_open_device(ibv_dev);
 293                 if (ctx == NULL)
 294                         goto port_error;
 295
 296                 /* Check port status. */
 297                 err = ibv_query_port(ctx, port, &port_attr);
 298                 if (err) {
 299                         ERROR("port query failed: %s", strerror(err));
 300                         goto port_error;
 301                 }
 302                 if (port_attr.state != IBV_PORT_ACTIVE)
 303                         DEBUG("port %d is not active: \"%s\" (%d)",
 304                               port, ibv_port_state_str(port_attr.state),
 305                               port_attr.state);
 306
 307                 /* Allocate protection domain. */
 308                 pd = ibv_alloc_pd(ctx);
 309                 if (pd == NULL) {
 310                         ERROR("PD allocation failure");
 311                         err = ENOMEM;
 312                         goto port_error;
 313                 }
 314
 315                 mlx5_dev[idx].ports |= test;
 316
 317                 /* from rte_ethdev.c */
 318                 priv = rte_zmalloc("ethdev private structure",
 319                                    sizeof(*priv),
 320                                    RTE_CACHE_LINE_SIZE);
 321                 if (priv == NULL) {
 322                         ERROR("priv allocation failure");
 323                         err = ENOMEM;
 324                         goto port_error;
 325                 }
 326
 327                 priv->ctx = ctx;
 328                 priv->device_attr = device_attr;
 329                 priv->port = port;
 330                 priv->pd = pd;
 331                 priv->mtu = ETHER_MTU;
 332 #ifdef HAVE_EXP_QUERY_DEVICE
 333                 if (ibv_exp_query_device(ctx, &exp_device_attr)) {
 334                         ERROR("ibv_exp_query_device() failed");
 335                         goto port_error;
 336                 }
 337 #ifdef RSS_SUPPORT
 338                 if ((exp_device_attr.exp_device_cap_flags &
 339                      IBV_EXP_DEVICE_QPG) &&
 340                     (exp_device_attr.exp_device_cap_flags &
 341                      IBV_EXP_DEVICE_UD_RSS) &&
 342                     (exp_device_attr.comp_mask &
 343                      IBV_EXP_DEVICE_ATTR_RSS_TBL_SZ) &&
 344                     (exp_device_attr.max_rss_tbl_sz > 0)) {
 345                         priv->hw_qpg = 1;
 346                         priv->hw_rss = 1;
 347                         priv->max_rss_tbl_sz = exp_device_attr.max_rss_tbl_sz;
 348                 } else {
 349                         priv->hw_qpg = 0;
 350                         priv->hw_rss = 0;
 351                         priv->max_rss_tbl_sz = 0;
 352                 }
 353                 priv->hw_tss = !!(exp_device_attr.exp_device_cap_flags &
 354                                   IBV_EXP_DEVICE_UD_TSS);
 355                 DEBUG("device flags: %s%s%s",
 356                       (priv->hw_qpg ? "IBV_DEVICE_QPG " : ""),
 357                       (priv->hw_tss ? "IBV_DEVICE_TSS " : ""),
 358                       (priv->hw_rss ? "IBV_DEVICE_RSS " : ""));
 359                 if (priv->hw_rss)
 360                         DEBUG("maximum RSS indirection table size: %u",
 361                               exp_device_attr.max_rss_tbl_sz);
 362 #endif /* RSS_SUPPORT */
 363
 364                 priv->hw_csum =
 365                         ((exp_device_attr.exp_device_cap_flags &
 366                           IBV_EXP_DEVICE_RX_CSUM_TCP_UDP_PKT) &&
 367                          (exp_device_attr.exp_device_cap_flags &
 368                           IBV_EXP_DEVICE_RX_CSUM_IP_PKT));
 369                 DEBUG("checksum offloading is %ssupported",
 370                       (priv->hw_csum ? "" : "not "));
 371
 372                 priv->hw_csum_l2tun = !!(exp_device_attr.exp_device_cap_flags &
 373                                          IBV_EXP_DEVICE_VXLAN_SUPPORT);
 374                 DEBUG("L2 tunnel checksum offloads are %ssupported",
 375                       (priv->hw_csum_l2tun ? "" : "not "));
 376
 377 #endif /* HAVE_EXP_QUERY_DEVICE */
 378
 379                 priv->vf = vf;
 380                 /* Configure the first MAC address by default. */
 381                 if (priv_get_mac(priv, &mac.addr_bytes)) {
 382                         ERROR("cannot get MAC address, is mlx5_en loaded?"
 383                               " (errno: %s)", strerror(errno));
 384                         goto port_error;
 385                 }
 386                 INFO("port %u MAC address is %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
 387                      priv->port,
 388                      mac.addr_bytes[0], mac.addr_bytes[1],
 389                      mac.addr_bytes[2], mac.addr_bytes[3],
 390                      mac.addr_bytes[4], mac.addr_bytes[5]);
 391                 /* Register MAC and broadcast addresses. */
 392                 claim_zero(priv_mac_addr_add(priv, 0,
 393                                              (const uint8_t (*)[ETHER_ADDR_LEN])
 394                                              mac.addr_bytes));
 395                 claim_zero(priv_mac_addr_add(priv, (RTE_DIM(priv->mac) - 1),
 396                                              &(const uint8_t [ETHER_ADDR_LEN])
 397                                              { "\xff\xff\xff\xff\xff\xff" }));
 398 #ifndef NDEBUG
 399                 {
 400                         char ifname[IF_NAMESIZE];
 401
 402                         if (priv_get_ifname(priv, &ifname) == 0)
 403                                 DEBUG("port %u ifname is \"%s\"",
 404                                       priv->port, ifname);
 405                         else
 406                                 DEBUG("port %u ifname is unknown", priv->port);
 407                 }
 408 #endif
 409                 /* Get actual MTU if possible. */
 410                 priv_get_mtu(priv, &priv->mtu);
 411                 DEBUG("port %u MTU is %u", priv->port, priv->mtu);
 412
 413                 /* from rte_ethdev.c */
 414                 {
 415                         char name[RTE_ETH_NAME_MAX_LEN];
 416
 417                         snprintf(name, sizeof(name), "%s port %u",
 418                                  ibv_get_device_name(ibv_dev), port);
 419                         eth_dev = rte_eth_dev_allocate(name, RTE_ETH_DEV_PCI);
 420                 }
 421                 if (eth_dev == NULL) {
 422                         ERROR("can not allocate rte ethdev");
 423                         err = ENOMEM;
 424                         goto port_error;
 425                 }
 426
 427                 eth_dev->data->dev_private = priv;
 428                 eth_dev->pci_dev = pci_dev;
 429                 eth_dev->driver = &mlx5_driver;
 430                 eth_dev->data->rx_mbuf_alloc_failed = 0;
 431                 eth_dev->data->mtu = ETHER_MTU;
 432
 433                 priv->dev = eth_dev;
 434                 eth_dev->dev_ops = &mlx5_dev_ops;
 435                 eth_dev->data->mac_addrs = priv->mac;
 436
 437                 /* Bring Ethernet device up. */
 438                 DEBUG("forcing Ethernet interface up");
 439                 priv_set_flags(priv, ~IFF_UP, IFF_UP);
 440                 continue;
 441
 442 port_error:
 443                 rte_free(priv);
 444                 if (pd)
 445                         claim_zero(ibv_dealloc_pd(pd));
 446                 if (ctx)
 447                         claim_zero(ibv_close_device(ctx));
 448                 break;
 449         }
 450
 451         /*
 452          * XXX if something went wrong in the loop above, there is a resource
 453          * leak (ctx, pd, priv, dpdk ethdev) but we can do nothing about it as
 454          * long as the dpdk does not provide a way to deallocate a ethdev and a
 455          * way to enumerate the registered ethdevs to free the previous ones.
 456          */
 457
 458         /* no port found, complain */
 459         if (!mlx5_dev[idx].ports) {
 460                 err = ENODEV;
 461                 goto error;
 462         }
 463
 464 error:
 465         if (attr_ctx)
 466                 claim_zero(ibv_close_device(attr_ctx));
 467         if (list)
 468                 ibv_free_device_list(list);
 469         assert(err >= 0);
 470         return -err;
 471 }
 472
 473 static const struct rte_pci_id mlx5_pci_id_map[] = {
 474         {
 475                 .vendor_id = PCI_VENDOR_ID_MELLANOX,
 476                 .device_id = PCI_DEVICE_ID_MELLANOX_CONNECTX4,
 477                 .subsystem_vendor_id = PCI_ANY_ID,
 478                 .subsystem_device_id = PCI_ANY_ID
 479         },
 480         {
 481                 .vendor_id = PCI_VENDOR_ID_MELLANOX,
 482                 .device_id = PCI_DEVICE_ID_MELLANOX_CONNECTX4VF,
 483                 .subsystem_vendor_id = PCI_ANY_ID,
 484                 .subsystem_device_id = PCI_ANY_ID
 485         },
 486         {
 487                 .vendor_id = PCI_VENDOR_ID_MELLANOX,
 488                 .device_id = PCI_DEVICE_ID_MELLANOX_CONNECTX4LX,
 489                 .subsystem_vendor_id = PCI_ANY_ID,
 490                 .subsystem_device_id = PCI_ANY_ID
 491         },
 492         {
 493                 .vendor_id = PCI_VENDOR_ID_MELLANOX,
 494                 .device_id = PCI_DEVICE_ID_MELLANOX_CONNECTX4LXVF,
 495                 .subsystem_vendor_id = PCI_ANY_ID,
 496                 .subsystem_device_id = PCI_ANY_ID
 497         },
 498         {
 499                 .vendor_id = 0
 500         }
 501 };
 502
 503 static struct eth_driver mlx5_driver = {
 504         .pci_drv = {
 505                 .name = MLX5_DRIVER_NAME,
 506                 .id_table = mlx5_pci_id_map,
 507                 .devinit = mlx5_pci_devinit,
 508         },
 509         .dev_private_size = sizeof(struct priv)
 510 };
 511
 512 /**
 513  * Driver initialization routine.
 514  */
 515 static int
 516 rte_mlx5_pmd_init(const char *name, const char *args)
 517 {
 518         (void)name;
 519         (void)args;
 520         /*
 521          * RDMAV_HUGEPAGES_SAFE tells ibv_fork_init() we intend to use
 522          * huge pages. Calling ibv_fork_init() during init allows
 523          * applications to use fork() safely for purposes other than
 524          * using this PMD, which is not supported in forked processes.
 525          */
 526         setenv("RDMAV_HUGEPAGES_SAFE", "1", 1);
 527         ibv_fork_init();
 528         rte_eal_pci_register(&mlx5_driver.pci_drv);
 529         return 0;
 530 }
 531
 532 static struct rte_driver rte_mlx5_driver = {
 533         .type = PMD_PDEV,
 534         .name = MLX5_DRIVER_NAME,
 535         .init = rte_mlx5_pmd_init,
 536 };
 537
 538 PMD_REGISTER_DRIVER(rte_mlx5_driver)