drivers/net/mlx5/mlx5_txpp.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright 2020 Mellanox Technologies, Ltd
   3  */
   4 #include <fcntl.h>
   5 #include <stdint.h>
   6
   7 #include <rte_ether.h>
   8 #include <rte_ethdev_driver.h>
   9 #include <rte_interrupts.h>
  10 #include <rte_alarm.h>
  11 #include <rte_malloc.h>
  12 #include <rte_cycles.h>
  13 #include <rte_eal_paging.h>
  14
  15 #include <mlx5_malloc.h>
  16
  17 #include "mlx5.h"
  18 #include "mlx5_rxtx.h"
  19 #include "mlx5_common_os.h"
  20
  21 static const char * const mlx5_txpp_stat_names[] = {
  22         "tx_pp_missed_interrupt_errors", /* Missed service interrupt. */
  23         "tx_pp_rearm_queue_errors", /* Rearm Queue errors. */
  24         "tx_pp_clock_queue_errors", /* Clock Queue errors. */
  25         "tx_pp_timestamp_past_errors", /* Timestamp in the past. */
  26         "tx_pp_timestamp_future_errors", /* Timestamp in the distant future. */
  27         "tx_pp_jitter", /* Timestamp jitter (one Clock Queue completion). */
  28         "tx_pp_wander", /* Timestamp wander (half of Clock Queue CQEs). */
  29         "tx_pp_sync_lost", /* Scheduling synchronization lost. */
  30 };
  31
  32 /* Destroy Event Queue Notification Channel. */
  33 static void
  34 mlx5_txpp_destroy_event_channel(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
  35 {
  36         if (sh->txpp.echan) {
  37                 mlx5_glue->devx_destroy_event_channel(sh->txpp.echan);
  38                 sh->txpp.echan = NULL;
  39         }
  40 }
  41
  42 /* Create Event Queue Notification Channel. */
  43 static int
  44 mlx5_txpp_create_event_channel(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
  45 {
  46         MLX5_ASSERT(!sh->txpp.echan);
  47         sh->txpp.echan = mlx5_glue->devx_create_event_channel(sh->ctx,
  48                         MLX5DV_DEVX_CREATE_EVENT_CHANNEL_FLAGS_OMIT_EV_DATA);
  49         if (!sh->txpp.echan) {
  50                 rte_errno = errno;
  51                 DRV_LOG(ERR, "Failed to create event channel %d.", rte_errno);
  52                 return -rte_errno;
  53         }
  54         return 0;
  55 }
  56
  57 static void
  58 mlx5_txpp_free_pp_index(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
  59 {
  60         if (sh->txpp.pp) {
  61                 mlx5_glue->dv_free_pp(sh->txpp.pp);
  62                 sh->txpp.pp = NULL;
  63                 sh->txpp.pp_id = 0;
  64         }
  65 }
  66
  67 /* Allocate Packet Pacing index from kernel via mlx5dv call. */
  68 static int
  69 mlx5_txpp_alloc_pp_index(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
  70 {
  71 #ifdef HAVE_MLX5DV_PP_ALLOC
  72         uint32_t pp[MLX5_ST_SZ_DW(set_pp_rate_limit_context)];
  73         uint64_t rate;
  74
  75         MLX5_ASSERT(!sh->txpp.pp);
  76         memset(&pp, 0, sizeof(pp));
  77         rate = NS_PER_S / sh->txpp.tick;
  78         if (rate * sh->txpp.tick != NS_PER_S)
  79                 DRV_LOG(WARNING, "Packet pacing frequency is not precise.");
  80         if (sh->txpp.test) {
  81                 uint32_t len;
  82
  83                 len = RTE_MAX(MLX5_TXPP_TEST_PKT_SIZE,
  84                               (size_t)RTE_ETHER_MIN_LEN);
  85                 MLX5_SET(set_pp_rate_limit_context, &pp,
  86                          burst_upper_bound, len);
  87                 MLX5_SET(set_pp_rate_limit_context, &pp,
  88                          typical_packet_size, len);
  89                 /* Convert packets per second into kilobits. */
  90                 rate = (rate * len) / (1000ul / CHAR_BIT);
  91                 DRV_LOG(INFO, "Packet pacing rate set to %" PRIu64, rate);
  92         }
  93         MLX5_SET(set_pp_rate_limit_context, &pp, rate_limit, rate);
  94         MLX5_SET(set_pp_rate_limit_context, &pp, rate_mode,
  95                  sh->txpp.test ? MLX5_DATA_RATE : MLX5_WQE_RATE);
  96         sh->txpp.pp = mlx5_glue->dv_alloc_pp
  97                                 (sh->ctx, sizeof(pp), &pp,
  98                                  MLX5DV_PP_ALLOC_FLAGS_DEDICATED_INDEX);
  99         if (sh->txpp.pp == NULL) {
 100                 DRV_LOG(ERR, "Failed to allocate packet pacing index.");
 101                 rte_errno = errno;
 102                 return -errno;
 103         }
 104         if (!((struct mlx5dv_pp *)sh->txpp.pp)->index) {
 105                 DRV_LOG(ERR, "Zero packet pacing index allocated.");
 106                 mlx5_txpp_free_pp_index(sh);
 107                 rte_errno = ENOTSUP;
 108                 return -ENOTSUP;
 109         }
 110         sh->txpp.pp_id = ((struct mlx5dv_pp *)(sh->txpp.pp))->index;
 111         return 0;
 112 #else
 113         RTE_SET_USED(sh);
 114         DRV_LOG(ERR, "Allocating pacing index is not supported.");
 115         rte_errno = ENOTSUP;
 116         return -ENOTSUP;
 117 #endif
 118 }
 119
 120 static void
 121 mlx5_txpp_destroy_send_queue(struct mlx5_txpp_wq *wq)
 122 {
 123         if (wq->sq)
 124                 claim_zero(mlx5_devx_cmd_destroy(wq->sq));
 125         if (wq->sq_umem)
 126                 claim_zero(mlx5_glue->devx_umem_dereg(wq->sq_umem));
 127         if (wq->sq_buf)
 128                 mlx5_free((void *)(uintptr_t)wq->sq_buf);
 129         if (wq->cq)
 130                 claim_zero(mlx5_devx_cmd_destroy(wq->cq));
 131         if (wq->cq_umem)
 132                 claim_zero(mlx5_glue->devx_umem_dereg(wq->cq_umem));
 133         if (wq->cq_buf)
 134                 mlx5_free((void *)(uintptr_t)wq->cq_buf);
 135         memset(wq, 0, sizeof(*wq));
 136 }
 137
 138 static void
 139 mlx5_txpp_destroy_rearm_queue(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 140 {
 141         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.rearm_queue;
 142
 143         mlx5_txpp_destroy_send_queue(wq);
 144 }
 145
 146 static void
 147 mlx5_txpp_destroy_clock_queue(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 148 {
 149         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.clock_queue;
 150
 151         mlx5_txpp_destroy_send_queue(wq);
 152         if (sh->txpp.tsa) {
 153                 mlx5_free(sh->txpp.tsa);
 154                 sh->txpp.tsa = NULL;
 155         }
 156 }
 157
 158 static void
 159 mlx5_txpp_doorbell_rearm_queue(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh, uint16_t ci)
 160 {
 161         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.rearm_queue;
 162         union {
 163                 uint32_t w32[2];
 164                 uint64_t w64;
 165         } cs;
 166         void *reg_addr;
 167
 168         wq->sq_ci = ci + 1;
 169         cs.w32[0] = rte_cpu_to_be_32(rte_be_to_cpu_32
 170                    (wq->wqes[ci & (wq->sq_size - 1)].ctrl[0]) | (ci - 1) << 8);
 171         cs.w32[1] = wq->wqes[ci & (wq->sq_size - 1)].ctrl[1];
 172         /* Update SQ doorbell record with new SQ ci. */
 173         rte_compiler_barrier();
 174         *wq->sq_dbrec = rte_cpu_to_be_32(wq->sq_ci);
 175         /* Make sure the doorbell record is updated. */
 176         rte_wmb();
 177         /* Write to doorbel register to start processing. */
 178         reg_addr = mlx5_os_get_devx_uar_reg_addr(sh->tx_uar);
 179         __mlx5_uar_write64_relaxed(cs.w64, reg_addr, NULL);
 180         rte_wmb();
 181 }
 182
 183 static void
 184 mlx5_txpp_fill_cqe_rearm_queue(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 185 {
 186         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.rearm_queue;
 187         struct mlx5_cqe *cqe = (struct mlx5_cqe *)(uintptr_t)wq->cqes;
 188         uint32_t i;
 189
 190         for (i = 0; i < MLX5_TXPP_REARM_CQ_SIZE; i++) {
 191                 cqe->op_own = (MLX5_CQE_INVALID << 4) | MLX5_CQE_OWNER_MASK;
 192                 ++cqe;
 193         }
 194 }
 195
 196 static void
 197 mlx5_txpp_fill_wqe_rearm_queue(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 198 {
 199         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.rearm_queue;
 200         struct mlx5_wqe *wqe = (struct mlx5_wqe *)(uintptr_t)wq->wqes;
 201         uint32_t i;
 202
 203         for (i = 0; i < wq->sq_size; i += 2) {
 204                 struct mlx5_wqe_cseg *cs;
 205                 struct mlx5_wqe_qseg *qs;
 206                 uint32_t index;
 207
 208                 /* Build SEND_EN request with slave WQE index. */
 209                 cs = &wqe[i + 0].cseg;
 210                 cs->opcode = RTE_BE32(MLX5_OPCODE_SEND_EN | 0);
 211                 cs->sq_ds = rte_cpu_to_be_32((wq->sq->id << 8) | 2);
 212                 cs->flags = RTE_BE32(MLX5_COMP_ALWAYS <<
 213                                      MLX5_COMP_MODE_OFFSET);
 214                 cs->misc = RTE_BE32(0);
 215                 qs = RTE_PTR_ADD(cs, sizeof(struct mlx5_wqe_cseg));
 216                 index = (i * MLX5_TXPP_REARM / 2 + MLX5_TXPP_REARM) &
 217                         ((1 << MLX5_WQ_INDEX_WIDTH) - 1);
 218                 qs->max_index = rte_cpu_to_be_32(index);
 219                 qs->qpn_cqn = rte_cpu_to_be_32(sh->txpp.clock_queue.sq->id);
 220                 /* Build WAIT request with slave CQE index. */
 221                 cs = &wqe[i + 1].cseg;
 222                 cs->opcode = RTE_BE32(MLX5_OPCODE_WAIT | 0);
 223                 cs->sq_ds = rte_cpu_to_be_32((wq->sq->id << 8) | 2);
 224                 cs->flags = RTE_BE32(MLX5_COMP_ONLY_ERR <<
 225                                      MLX5_COMP_MODE_OFFSET);
 226                 cs->misc = RTE_BE32(0);
 227                 qs = RTE_PTR_ADD(cs, sizeof(struct mlx5_wqe_cseg));
 228                 index = (i * MLX5_TXPP_REARM / 2 + MLX5_TXPP_REARM / 2) &
 229                         ((1 << MLX5_CQ_INDEX_WIDTH) - 1);
 230                 qs->max_index = rte_cpu_to_be_32(index);
 231                 qs->qpn_cqn = rte_cpu_to_be_32(sh->txpp.clock_queue.cq->id);
 232         }
 233 }
 234
 235 /* Creates the Rearm Queue to fire the requests to Clock Queue in realtime. */
 236 static int
 237 mlx5_txpp_create_rearm_queue(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 238 {
 239         struct mlx5_devx_create_sq_attr sq_attr = { 0 };
 240         struct mlx5_devx_modify_sq_attr msq_attr = { 0 };
 241         struct mlx5_devx_cq_attr cq_attr = { 0 };
 242         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.rearm_queue;
 243         size_t page_size;
 244         uint32_t umem_size, umem_dbrec;
 245         int ret;
 246
 247         page_size = rte_mem_page_size();
 248         if (page_size == (size_t)-1) {
 249                 DRV_LOG(ERR, "Failed to get mem page size");
 250                 return -ENOMEM;
 251         }
 252         /* Allocate memory buffer for CQEs and doorbell record. */
 253         umem_size = sizeof(struct mlx5_cqe) * MLX5_TXPP_REARM_CQ_SIZE;
 254         umem_dbrec = RTE_ALIGN(umem_size, MLX5_DBR_SIZE);
 255         umem_size += MLX5_DBR_SIZE;
 256         wq->cq_buf = mlx5_malloc(MLX5_MEM_RTE | MLX5_MEM_ZERO, umem_size,
 257                                  page_size, sh->numa_node);
 258         if (!wq->cq_buf) {
 259                 DRV_LOG(ERR, "Failed to allocate memory for Rearm Queue.");
 260                 return -ENOMEM;
 261         }
 262         /* Register allocated buffer in user space with DevX. */
 263         wq->cq_umem = mlx5_glue->devx_umem_reg(sh->ctx,
 264                                                (void *)(uintptr_t)wq->cq_buf,
 265                                                umem_size,
 266                                                IBV_ACCESS_LOCAL_WRITE);
 267         if (!wq->cq_umem) {
 268                 rte_errno = errno;
 269                 DRV_LOG(ERR, "Failed to register umem for Rearm Queue.");
 270                 goto error;
 271         }
 272         /* Create completion queue object for Rearm Queue. */
 273         cq_attr.cqe_size = (sizeof(struct mlx5_cqe) == 128) ?
 274                             MLX5_CQE_SIZE_128B : MLX5_CQE_SIZE_64B;
 275         cq_attr.uar_page_id = mlx5_os_get_devx_uar_page_id(sh->tx_uar);
 276         cq_attr.eqn = sh->eqn;
 277         cq_attr.q_umem_valid = 1;
 278         cq_attr.q_umem_offset = 0;
 279         cq_attr.q_umem_id = mlx5_os_get_umem_id(wq->cq_umem);
 280         cq_attr.db_umem_valid = 1;
 281         cq_attr.db_umem_offset = umem_dbrec;
 282         cq_attr.db_umem_id = mlx5_os_get_umem_id(wq->cq_umem);
 283         cq_attr.log_cq_size = rte_log2_u32(MLX5_TXPP_REARM_CQ_SIZE);
 284         cq_attr.log_page_size = rte_log2_u32(page_size);
 285         wq->cq = mlx5_devx_cmd_create_cq(sh->ctx, &cq_attr);
 286         if (!wq->cq) {
 287                 rte_errno = errno;
 288                 DRV_LOG(ERR, "Failed to create CQ for Rearm Queue.");
 289                 goto error;
 290         }
 291         wq->cq_dbrec = RTE_PTR_ADD(wq->cq_buf, umem_dbrec);
 292         wq->cq_ci = 0;
 293         wq->arm_sn = 0;
 294         /* Mark all CQEs initially as invalid. */
 295         mlx5_txpp_fill_cqe_rearm_queue(sh);
 296         /*
 297          * Allocate memory buffer for Send Queue WQEs.
 298          * There should be no WQE leftovers in the cyclic queue.
 299          */
 300         wq->sq_size = MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE;
 301         MLX5_ASSERT(wq->sq_size == (1 << log2above(wq->sq_size)));
 302         umem_size =  MLX5_WQE_SIZE * wq->sq_size;
 303         umem_dbrec = RTE_ALIGN(umem_size, MLX5_DBR_SIZE);
 304         umem_size += MLX5_DBR_SIZE;
 305         wq->sq_buf = mlx5_malloc(MLX5_MEM_RTE | MLX5_MEM_ZERO, umem_size,
 306                                  page_size, sh->numa_node);
 307         if (!wq->sq_buf) {
 308                 DRV_LOG(ERR, "Failed to allocate memory for Rearm Queue.");
 309                 rte_errno = ENOMEM;
 310                 goto error;
 311         }
 312         /* Register allocated buffer in user space with DevX. */
 313         wq->sq_umem = mlx5_glue->devx_umem_reg(sh->ctx,
 314                                                (void *)(uintptr_t)wq->sq_buf,
 315                                                umem_size,
 316                                                IBV_ACCESS_LOCAL_WRITE);
 317         if (!wq->sq_umem) {
 318                 rte_errno = errno;
 319                 DRV_LOG(ERR, "Failed to register umem for Rearm Queue.");
 320                 goto error;
 321         }
 322         /* Create send queue object for Rearm Queue. */
 323         sq_attr.state = MLX5_SQC_STATE_RST;
 324         sq_attr.tis_lst_sz = 1;
 325         sq_attr.tis_num = sh->tis->id;
 326         sq_attr.cqn = wq->cq->id;
 327         sq_attr.cd_master = 1;
 328         sq_attr.wq_attr.uar_page = mlx5_os_get_devx_uar_page_id(sh->tx_uar);
 329         sq_attr.wq_attr.wq_type = MLX5_WQ_TYPE_CYCLIC;
 330         sq_attr.wq_attr.pd = sh->pdn;
 331         sq_attr.wq_attr.log_wq_stride = rte_log2_u32(MLX5_WQE_SIZE);
 332         sq_attr.wq_attr.log_wq_sz = rte_log2_u32(wq->sq_size);
 333         sq_attr.wq_attr.dbr_umem_valid = 1;
 334         sq_attr.wq_attr.dbr_addr = umem_dbrec;
 335         sq_attr.wq_attr.dbr_umem_id = mlx5_os_get_umem_id(wq->sq_umem);
 336         sq_attr.wq_attr.wq_umem_valid = 1;
 337         sq_attr.wq_attr.wq_umem_id = mlx5_os_get_umem_id(wq->sq_umem);
 338         sq_attr.wq_attr.wq_umem_offset = 0;
 339         wq->sq = mlx5_devx_cmd_create_sq(sh->ctx, &sq_attr);
 340         if (!wq->sq) {
 341                 rte_errno = errno;
 342                 DRV_LOG(ERR, "Failed to create SQ for Rearm Queue.");
 343                 goto error;
 344         }
 345         wq->sq_dbrec = RTE_PTR_ADD(wq->sq_buf, umem_dbrec +
 346                                    MLX5_SND_DBR * sizeof(uint32_t));
 347         /* Build the WQEs in the Send Queue before goto Ready state. */
 348         mlx5_txpp_fill_wqe_rearm_queue(sh);
 349         /* Change queue state to ready. */
 350         msq_attr.sq_state = MLX5_SQC_STATE_RST;
 351         msq_attr.state = MLX5_SQC_STATE_RDY;
 352         ret = mlx5_devx_cmd_modify_sq(wq->sq, &msq_attr);
 353         if (ret) {
 354                 DRV_LOG(ERR, "Failed to set SQ ready state Rearm Queue.");
 355                 goto error;
 356         }
 357         return 0;
 358 error:
 359         ret = -rte_errno;
 360         mlx5_txpp_destroy_rearm_queue(sh);
 361         rte_errno = -ret;
 362         return ret;
 363 }
 364
 365 static void
 366 mlx5_txpp_fill_wqe_clock_queue(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 367 {
 368         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.clock_queue;
 369         struct mlx5_wqe *wqe = (struct mlx5_wqe *)(uintptr_t)wq->wqes;
 370         struct mlx5_wqe_cseg *cs = &wqe->cseg;
 371         uint32_t wqe_size, opcode, i;
 372         uint8_t *dst;
 373
 374         /* For test purposes fill the WQ with SEND inline packet. */
 375         if (sh->txpp.test) {
 376                 wqe_size = RTE_ALIGN(MLX5_TXPP_TEST_PKT_SIZE +
 377                                      MLX5_WQE_CSEG_SIZE +
 378                                      2 * MLX5_WQE_ESEG_SIZE -
 379                                      MLX5_ESEG_MIN_INLINE_SIZE,
 380                                      MLX5_WSEG_SIZE);
 381                 opcode = MLX5_OPCODE_SEND;
 382         } else {
 383                 wqe_size = MLX5_WSEG_SIZE;
 384                 opcode = MLX5_OPCODE_NOP;
 385         }
 386         cs->opcode = rte_cpu_to_be_32(opcode | 0); /* Index is ignored. */
 387         cs->sq_ds = rte_cpu_to_be_32((wq->sq->id << 8) |
 388                                      (wqe_size / MLX5_WSEG_SIZE));
 389         cs->flags = RTE_BE32(MLX5_COMP_ALWAYS << MLX5_COMP_MODE_OFFSET);
 390         cs->misc = RTE_BE32(0);
 391         wqe_size = RTE_ALIGN(wqe_size, MLX5_WQE_SIZE);
 392         if (sh->txpp.test) {
 393                 struct mlx5_wqe_eseg *es = &wqe->eseg;
 394                 struct rte_ether_hdr *eth_hdr;
 395                 struct rte_ipv4_hdr *ip_hdr;
 396                 struct rte_udp_hdr *udp_hdr;
 397
 398                 /* Build the inline test packet pattern. */
 399                 MLX5_ASSERT(wqe_size <= MLX5_WQE_SIZE_MAX);
 400                 MLX5_ASSERT(MLX5_TXPP_TEST_PKT_SIZE >=
 401                                 (sizeof(struct rte_ether_hdr) +
 402                                  sizeof(struct rte_ipv4_hdr)));
 403                 es->flags = 0;
 404                 es->cs_flags = MLX5_ETH_WQE_L3_CSUM | MLX5_ETH_WQE_L4_CSUM;
 405                 es->swp_offs = 0;
 406                 es->metadata = 0;
 407                 es->swp_flags = 0;
 408                 es->mss = 0;
 409                 es->inline_hdr_sz = RTE_BE16(MLX5_TXPP_TEST_PKT_SIZE);
 410                 /* Build test packet L2 header (Ethernet). */
 411                 dst = (uint8_t *)&es->inline_data;
 412                 eth_hdr = (struct rte_ether_hdr *)dst;
 413                 rte_eth_random_addr(&eth_hdr->d_addr.addr_bytes[0]);
 414                 rte_eth_random_addr(&eth_hdr->s_addr.addr_bytes[0]);
 415                 eth_hdr->ether_type = rte_cpu_to_be_16(RTE_ETHER_TYPE_IPV4);
 416                 /* Build test packet L3 header (IP v4). */
 417                 dst += sizeof(struct rte_ether_hdr);
 418                 ip_hdr = (struct rte_ipv4_hdr *)dst;
 419                 ip_hdr->version_ihl = RTE_IPV4_VHL_DEF;
 420                 ip_hdr->type_of_service = 0;
 421                 ip_hdr->fragment_offset = 0;
 422                 ip_hdr->time_to_live = 64;
 423                 ip_hdr->next_proto_id = IPPROTO_UDP;
 424                 ip_hdr->packet_id = 0;
 425                 ip_hdr->total_length = RTE_BE16(MLX5_TXPP_TEST_PKT_SIZE -
 426                                                 sizeof(struct rte_ether_hdr));
 427                 /* use RFC5735 / RFC2544 reserved network test addresses */
 428                 ip_hdr->src_addr = RTE_BE32((198U << 24) | (18 << 16) |
 429                                             (0 << 8) | 1);
 430                 ip_hdr->dst_addr = RTE_BE32((198U << 24) | (18 << 16) |
 431                                             (0 << 8) | 2);
 432                 if (MLX5_TXPP_TEST_PKT_SIZE <
 433                                         (sizeof(struct rte_ether_hdr) +
 434                                          sizeof(struct rte_ipv4_hdr) +
 435                                          sizeof(struct rte_udp_hdr)))
 436                         goto wcopy;
 437                 /* Build test packet L4 header (UDP). */
 438                 dst += sizeof(struct rte_ipv4_hdr);
 439                 udp_hdr = (struct rte_udp_hdr *)dst;
 440                 udp_hdr->src_port = RTE_BE16(9); /* RFC863 Discard. */
 441                 udp_hdr->dst_port = RTE_BE16(9);
 442                 udp_hdr->dgram_len = RTE_BE16(MLX5_TXPP_TEST_PKT_SIZE -
 443                                               sizeof(struct rte_ether_hdr) -
 444                                               sizeof(struct rte_ipv4_hdr));
 445                 udp_hdr->dgram_cksum = 0;
 446                 /* Fill the test packet data. */
 447                 dst += sizeof(struct rte_udp_hdr);
 448                 for (i = sizeof(struct rte_ether_hdr) +
 449                         sizeof(struct rte_ipv4_hdr) +
 450                         sizeof(struct rte_udp_hdr);
 451                                 i < MLX5_TXPP_TEST_PKT_SIZE; i++)
 452                         *dst++ = (uint8_t)(i & 0xFF);
 453         }
 454 wcopy:
 455         /* Duplicate the pattern to the next WQEs. */
 456         dst = (uint8_t *)(uintptr_t)wq->sq_buf;
 457         for (i = 1; i < MLX5_TXPP_CLKQ_SIZE; i++) {
 458                 dst += wqe_size;
 459                 rte_memcpy(dst, (void *)(uintptr_t)wq->sq_buf, wqe_size);
 460         }
 461 }
 462
 463 /* Creates the Clock Queue for packet pacing, returns zero on success. */
 464 static int
 465 mlx5_txpp_create_clock_queue(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 466 {
 467         struct mlx5_devx_create_sq_attr sq_attr = { 0 };
 468         struct mlx5_devx_modify_sq_attr msq_attr = { 0 };
 469         struct mlx5_devx_cq_attr cq_attr = { 0 };
 470         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.clock_queue;
 471         size_t page_size;
 472         uint32_t umem_size, umem_dbrec;
 473         int ret;
 474
 475         page_size = rte_mem_page_size();
 476         if (page_size == (size_t)-1) {
 477                 DRV_LOG(ERR, "Failed to get mem page size");
 478                 return -ENOMEM;
 479         }
 480         sh->txpp.tsa = mlx5_malloc(MLX5_MEM_RTE | MLX5_MEM_ZERO,
 481                                    MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE *
 482                                    sizeof(struct mlx5_txpp_ts),
 483                                    0, sh->numa_node);
 484         if (!sh->txpp.tsa) {
 485                 DRV_LOG(ERR, "Failed to allocate memory for CQ stats.");
 486                 return -ENOMEM;
 487         }
 488         sh->txpp.ts_p = 0;
 489         sh->txpp.ts_n = 0;
 490         /* Allocate memory buffer for CQEs and doorbell record. */
 491         umem_size = sizeof(struct mlx5_cqe) * MLX5_TXPP_CLKQ_SIZE;
 492         umem_dbrec = RTE_ALIGN(umem_size, MLX5_DBR_SIZE);
 493         umem_size += MLX5_DBR_SIZE;
 494         wq->cq_buf = mlx5_malloc(MLX5_MEM_RTE | MLX5_MEM_ZERO, umem_size,
 495                                         page_size, sh->numa_node);
 496         if (!wq->cq_buf) {
 497                 DRV_LOG(ERR, "Failed to allocate memory for Clock Queue.");
 498                 return -ENOMEM;
 499         }
 500         /* Register allocated buffer in user space with DevX. */
 501         wq->cq_umem = mlx5_glue->devx_umem_reg(sh->ctx,
 502                                                (void *)(uintptr_t)wq->cq_buf,
 503                                                umem_size,
 504                                                IBV_ACCESS_LOCAL_WRITE);
 505         if (!wq->cq_umem) {
 506                 rte_errno = errno;
 507                 DRV_LOG(ERR, "Failed to register umem for Clock Queue.");
 508                 goto error;
 509         }
 510         /* Create completion queue object for Clock Queue. */
 511         cq_attr.cqe_size = (sizeof(struct mlx5_cqe) == 128) ?
 512                             MLX5_CQE_SIZE_128B : MLX5_CQE_SIZE_64B;
 513         cq_attr.use_first_only = 1;
 514         cq_attr.overrun_ignore = 1;
 515         cq_attr.uar_page_id = mlx5_os_get_devx_uar_page_id(sh->tx_uar);
 516         cq_attr.eqn = sh->eqn;
 517         cq_attr.q_umem_valid = 1;
 518         cq_attr.q_umem_offset = 0;
 519         cq_attr.q_umem_id = mlx5_os_get_umem_id(wq->cq_umem);
 520         cq_attr.db_umem_valid = 1;
 521         cq_attr.db_umem_offset = umem_dbrec;
 522         cq_attr.db_umem_id = mlx5_os_get_umem_id(wq->cq_umem);
 523         cq_attr.log_cq_size = rte_log2_u32(MLX5_TXPP_CLKQ_SIZE);
 524         cq_attr.log_page_size = rte_log2_u32(page_size);
 525         wq->cq = mlx5_devx_cmd_create_cq(sh->ctx, &cq_attr);
 526         if (!wq->cq) {
 527                 rte_errno = errno;
 528                 DRV_LOG(ERR, "Failed to create CQ for Clock Queue.");
 529                 goto error;
 530         }
 531         wq->cq_dbrec = RTE_PTR_ADD(wq->cq_buf, umem_dbrec);
 532         wq->cq_ci = 0;
 533         /* Allocate memory buffer for Send Queue WQEs. */
 534         if (sh->txpp.test) {
 535                 wq->sq_size = RTE_ALIGN(MLX5_TXPP_TEST_PKT_SIZE +
 536                                         MLX5_WQE_CSEG_SIZE +
 537                                         2 * MLX5_WQE_ESEG_SIZE -
 538                                         MLX5_ESEG_MIN_INLINE_SIZE,
 539                                         MLX5_WQE_SIZE) / MLX5_WQE_SIZE;
 540                 wq->sq_size *= MLX5_TXPP_CLKQ_SIZE;
 541         } else {
 542                 wq->sq_size = MLX5_TXPP_CLKQ_SIZE;
 543         }
 544         /* There should not be WQE leftovers in the cyclic queue. */
 545         MLX5_ASSERT(wq->sq_size == (1 << log2above(wq->sq_size)));
 546         umem_size =  MLX5_WQE_SIZE * wq->sq_size;
 547         umem_dbrec = RTE_ALIGN(umem_size, MLX5_DBR_SIZE);
 548         umem_size += MLX5_DBR_SIZE;
 549         wq->sq_buf = mlx5_malloc(MLX5_MEM_RTE | MLX5_MEM_ZERO, umem_size,
 550                                  page_size, sh->numa_node);
 551         if (!wq->sq_buf) {
 552                 DRV_LOG(ERR, "Failed to allocate memory for Clock Queue.");
 553                 rte_errno = ENOMEM;
 554                 goto error;
 555         }
 556         /* Register allocated buffer in user space with DevX. */
 557         wq->sq_umem = mlx5_glue->devx_umem_reg(sh->ctx,
 558                                                (void *)(uintptr_t)wq->sq_buf,
 559                                                umem_size,
 560                                                IBV_ACCESS_LOCAL_WRITE);
 561         if (!wq->sq_umem) {
 562                 rte_errno = errno;
 563                 DRV_LOG(ERR, "Failed to register umem for Clock Queue.");
 564                 goto error;
 565         }
 566         /* Create send queue object for Clock Queue. */
 567         if (sh->txpp.test) {
 568                 sq_attr.tis_lst_sz = 1;
 569                 sq_attr.tis_num = sh->tis->id;
 570                 sq_attr.non_wire = 0;
 571                 sq_attr.static_sq_wq = 1;
 572         } else {
 573                 sq_attr.non_wire = 1;
 574                 sq_attr.static_sq_wq = 1;
 575         }
 576         sq_attr.state = MLX5_SQC_STATE_RST;
 577         sq_attr.cqn = wq->cq->id;
 578         sq_attr.packet_pacing_rate_limit_index = sh->txpp.pp_id;
 579         sq_attr.wq_attr.cd_slave = 1;
 580         sq_attr.wq_attr.uar_page = mlx5_os_get_devx_uar_page_id(sh->tx_uar);
 581         sq_attr.wq_attr.wq_type = MLX5_WQ_TYPE_CYCLIC;
 582         sq_attr.wq_attr.pd = sh->pdn;
 583         sq_attr.wq_attr.log_wq_stride = rte_log2_u32(MLX5_WQE_SIZE);
 584         sq_attr.wq_attr.log_wq_sz = rte_log2_u32(wq->sq_size);
 585         sq_attr.wq_attr.dbr_umem_valid = 1;
 586         sq_attr.wq_attr.dbr_addr = umem_dbrec;
 587         sq_attr.wq_attr.dbr_umem_id = mlx5_os_get_umem_id(wq->sq_umem);
 588         sq_attr.wq_attr.wq_umem_valid = 1;
 589         sq_attr.wq_attr.wq_umem_id = mlx5_os_get_umem_id(wq->sq_umem);
 590         /* umem_offset must be zero for static_sq_wq queue. */
 591         sq_attr.wq_attr.wq_umem_offset = 0;
 592         wq->sq = mlx5_devx_cmd_create_sq(sh->ctx, &sq_attr);
 593         if (!wq->sq) {
 594                 rte_errno = errno;
 595                 DRV_LOG(ERR, "Failed to create SQ for Clock Queue.");
 596                 goto error;
 597         }
 598         wq->sq_dbrec = RTE_PTR_ADD(wq->sq_buf, umem_dbrec +
 599                                    MLX5_SND_DBR * sizeof(uint32_t));
 600         /* Build the WQEs in the Send Queue before goto Ready state. */
 601         mlx5_txpp_fill_wqe_clock_queue(sh);
 602         /* Change queue state to ready. */
 603         msq_attr.sq_state = MLX5_SQC_STATE_RST;
 604         msq_attr.state = MLX5_SQC_STATE_RDY;
 605         wq->sq_ci = 0;
 606         ret = mlx5_devx_cmd_modify_sq(wq->sq, &msq_attr);
 607         if (ret) {
 608                 DRV_LOG(ERR, "Failed to set SQ ready state Clock Queue.");
 609                 goto error;
 610         }
 611         return 0;
 612 error:
 613         ret = -rte_errno;
 614         mlx5_txpp_destroy_clock_queue(sh);
 615         rte_errno = -ret;
 616         return ret;
 617 }
 618
 619 /* Enable notification from the Rearm Queue CQ. */
 620 static inline void
 621 mlx5_txpp_cq_arm(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 622 {
 623         void *base_addr;
 624
 625         struct mlx5_txpp_wq *aq = &sh->txpp.rearm_queue;
 626         uint32_t arm_sn = aq->arm_sn << MLX5_CQ_SQN_OFFSET;
 627         uint32_t db_hi = arm_sn | MLX5_CQ_DBR_CMD_ALL | aq->cq_ci;
 628         uint64_t db_be = rte_cpu_to_be_64(((uint64_t)db_hi << 32) | aq->cq->id);
 629         base_addr = mlx5_os_get_devx_uar_base_addr(sh->tx_uar);
 630         uint32_t *addr = RTE_PTR_ADD(base_addr, MLX5_CQ_DOORBELL);
 631
 632         rte_compiler_barrier();
 633         aq->cq_dbrec[MLX5_CQ_ARM_DB] = rte_cpu_to_be_32(db_hi);
 634         rte_wmb();
 635 #ifdef RTE_ARCH_64
 636         *(uint64_t *)addr = db_be;
 637 #else
 638         *(uint32_t *)addr = db_be;
 639         rte_io_wmb();
 640         *((uint32_t *)addr + 1) = db_be >> 32;
 641 #endif
 642         aq->arm_sn++;
 643 }
 644
 645 #if defined(RTE_ARCH_X86_64)
 646 static inline int
 647 mlx5_atomic128_compare_exchange(rte_int128_t *dst,
 648                                 rte_int128_t *exp,
 649                                 const rte_int128_t *src)
 650 {
 651         uint8_t res;
 652
 653         asm volatile (MPLOCKED
 654                       "cmpxchg16b %[dst];"
 655                       " sete %[res]"
 656                       : [dst] "=m" (dst->val[0]),
 657                         "=a" (exp->val[0]),
 658                         "=d" (exp->val[1]),
 659                         [res] "=r" (res)
 660                       : "b" (src->val[0]),
 661                         "c" (src->val[1]),
 662                         "a" (exp->val[0]),
 663                         "d" (exp->val[1]),
 664                         "m" (dst->val[0])
 665                       : "memory");
 666
 667         return res;
 668 }
 669 #endif
 670
 671 static inline void
 672 mlx5_atomic_read_cqe(rte_int128_t *from, rte_int128_t *ts)
 673 {
 674         /*
 675          * The only CQE of Clock Queue is being continuously
 676          * update by hardware with soecified rate. We have to
 677          * read timestump and WQE completion index atomically.
 678          */
 679 #if defined(RTE_ARCH_X86_64)
 680         rte_int128_t src;
 681
 682         memset(&src, 0, sizeof(src));
 683         *ts = src;
 684         /* if (*from == *ts) *from = *src else *ts = *from; */
 685         mlx5_atomic128_compare_exchange(from, ts, &src);
 686 #else
 687         uint64_t *cqe = (uint64_t *)from;
 688
 689         /*
 690          * Power architecture does not support 16B compare-and-swap.
 691          * ARM implements it in software, code below is more relevant.
 692          */
 693         for (;;) {
 694                 uint64_t tm, op;
 695                 uint64_t *ps;
 696
 697                 rte_compiler_barrier();
 698                 tm = __atomic_load_n(cqe + 0, __ATOMIC_RELAXED);
 699                 op = __atomic_load_n(cqe + 1, __ATOMIC_RELAXED);
 700                 rte_compiler_barrier();
 701                 if (tm != __atomic_load_n(cqe + 0, __ATOMIC_RELAXED))
 702                         continue;
 703                 if (op != __atomic_load_n(cqe + 1, __ATOMIC_RELAXED))
 704                         continue;
 705                 ps = (uint64_t *)ts;
 706                 ps[0] = tm;
 707                 ps[1] = op;
 708                 return;
 709         }
 710 #endif
 711 }
 712
 713 /* Stores timestamp in the cache structure to share data with datapath. */
 714 static inline void
 715 mlx5_txpp_cache_timestamp(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh,
 716                            uint64_t ts, uint64_t ci)
 717 {
 718         ci = ci << (64 - MLX5_CQ_INDEX_WIDTH);
 719         ci |= (ts << MLX5_CQ_INDEX_WIDTH) >> MLX5_CQ_INDEX_WIDTH;
 720         rte_compiler_barrier();
 721         __atomic_store_n(&sh->txpp.ts.ts, ts, __ATOMIC_RELAXED);
 722         __atomic_store_n(&sh->txpp.ts.ci_ts, ci, __ATOMIC_RELAXED);
 723         rte_wmb();
 724 }
 725
 726 /* Reads timestamp from Clock Queue CQE and stores in the cache. */
 727 static inline void
 728 mlx5_txpp_update_timestamp(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 729 {
 730         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.clock_queue;
 731         struct mlx5_cqe *cqe = (struct mlx5_cqe *)(uintptr_t)wq->cqes;
 732         union {
 733                 rte_int128_t u128;
 734                 struct mlx5_cqe_ts cts;
 735         } to;
 736         uint64_t ts;
 737         uint16_t ci;
 738
 739         static_assert(sizeof(struct mlx5_cqe_ts) == sizeof(rte_int128_t),
 740                       "Wrong timestamp CQE part size");
 741         mlx5_atomic_read_cqe((rte_int128_t *)&cqe->timestamp, &to.u128);
 742         if (to.cts.op_own >> 4) {
 743                 DRV_LOG(DEBUG, "Clock Queue error sync lost.");
 744                 __atomic_fetch_add(&sh->txpp.err_clock_queue,
 745                                    1, __ATOMIC_RELAXED);
 746                 sh->txpp.sync_lost = 1;
 747                 return;
 748         }
 749         ci = rte_be_to_cpu_16(to.cts.wqe_counter);
 750         ts = rte_be_to_cpu_64(to.cts.timestamp);
 751         ts = mlx5_txpp_convert_rx_ts(sh, ts);
 752         wq->cq_ci += (ci - wq->sq_ci) & UINT16_MAX;
 753         wq->sq_ci = ci;
 754         mlx5_txpp_cache_timestamp(sh, ts, wq->cq_ci);
 755 }
 756
 757 /* Waits for the first completion on Clock Queue to init timestamp. */
 758 static inline void
 759 mlx5_txpp_init_timestamp(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 760 {
 761         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.clock_queue;
 762         uint32_t wait;
 763
 764         sh->txpp.ts_p = 0;
 765         sh->txpp.ts_n = 0;
 766         for (wait = 0; wait < MLX5_TXPP_WAIT_INIT_TS; wait++) {
 767                 struct timespec onems;
 768
 769                 mlx5_txpp_update_timestamp(sh);
 770                 if (wq->sq_ci)
 771                         return;
 772                 /* Wait one millisecond and try again. */
 773                 onems.tv_sec = 0;
 774                 onems.tv_nsec = NS_PER_S / MS_PER_S;
 775                 nanosleep(&onems, 0);
 776         }
 777         DRV_LOG(ERR, "Unable to initialize timestamp.");
 778         sh->txpp.sync_lost = 1;
 779 }
 780
 781 #ifdef HAVE_IBV_DEVX_EVENT
 782 /* Gather statistics for timestamp from Clock Queue CQE. */
 783 static inline void
 784 mlx5_txpp_gather_timestamp(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 785 {
 786         /* Check whether we have a valid timestamp. */
 787         if (!sh->txpp.clock_queue.sq_ci && !sh->txpp.ts_n)
 788                 return;
 789         MLX5_ASSERT(sh->txpp.ts_p < MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE);
 790         __atomic_store_n(&sh->txpp.tsa[sh->txpp.ts_p].ts,
 791                          sh->txpp.ts.ts, __ATOMIC_RELAXED);
 792         __atomic_store_n(&sh->txpp.tsa[sh->txpp.ts_p].ci_ts,
 793                          sh->txpp.ts.ci_ts, __ATOMIC_RELAXED);
 794         if (++sh->txpp.ts_p >= MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE)
 795                 sh->txpp.ts_p = 0;
 796         if (sh->txpp.ts_n < MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE)
 797                 ++sh->txpp.ts_n;
 798 }
 799
 800 /* Handles Rearm Queue completions in periodic service. */
 801 static __rte_always_inline void
 802 mlx5_txpp_handle_rearm_queue(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 803 {
 804         struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.rearm_queue;
 805         uint32_t cq_ci = wq->cq_ci;
 806         bool error = false;
 807         int ret;
 808
 809         do {
 810                 volatile struct mlx5_cqe *cqe;
 811
 812                 cqe = &wq->cqes[cq_ci & (MLX5_TXPP_REARM_CQ_SIZE - 1)];
 813                 ret = check_cqe(cqe, MLX5_TXPP_REARM_CQ_SIZE, cq_ci);
 814                 switch (ret) {
 815                 case MLX5_CQE_STATUS_ERR:
 816                         error = true;
 817                         ++cq_ci;
 818                         break;
 819                 case MLX5_CQE_STATUS_SW_OWN:
 820                         wq->sq_ci += 2;
 821                         ++cq_ci;
 822                         break;
 823                 case MLX5_CQE_STATUS_HW_OWN:
 824                         break;
 825                 default:
 826                         MLX5_ASSERT(false);
 827                         break;
 828                 }
 829         } while (ret != MLX5_CQE_STATUS_HW_OWN);
 830         if (likely(cq_ci != wq->cq_ci)) {
 831                 /* Check whether we have missed interrupts. */
 832                 if (cq_ci - wq->cq_ci != 1) {
 833                         DRV_LOG(DEBUG, "Rearm Queue missed interrupt.");
 834                         __atomic_fetch_add(&sh->txpp.err_miss_int,
 835                                            1, __ATOMIC_RELAXED);
 836                         /* Check sync lost on wqe index. */
 837                         if (cq_ci - wq->cq_ci >=
 838                                 (((1UL << MLX5_WQ_INDEX_WIDTH) /
 839                                   MLX5_TXPP_REARM) - 1))
 840                                 error = 1;
 841                 }
 842                 /* Update doorbell record to notify hardware. */
 843                 rte_compiler_barrier();
 844                 *wq->cq_dbrec = rte_cpu_to_be_32(cq_ci);
 845                 rte_wmb();
 846                 wq->cq_ci = cq_ci;
 847                 /* Fire new requests to Rearm Queue. */
 848                 if (error) {
 849                         DRV_LOG(DEBUG, "Rearm Queue error sync lost.");
 850                         __atomic_fetch_add(&sh->txpp.err_rearm_queue,
 851                                            1, __ATOMIC_RELAXED);
 852                         sh->txpp.sync_lost = 1;
 853                 }
 854         }
 855 }
 856
 857 /* Handles Clock Queue completions in periodic service. */
 858 static __rte_always_inline void
 859 mlx5_txpp_handle_clock_queue(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 860 {
 861         mlx5_txpp_update_timestamp(sh);
 862         mlx5_txpp_gather_timestamp(sh);
 863 }
 864 #endif
 865
 866 /* Invoked periodically on Rearm Queue completions. */
 867 void
 868 mlx5_txpp_interrupt_handler(void *cb_arg)
 869 {
 870 #ifndef HAVE_IBV_DEVX_EVENT
 871         RTE_SET_USED(cb_arg);
 872         return;
 873 #else
 874         struct mlx5_dev_ctx_shared *sh = cb_arg;
 875         union {
 876                 struct mlx5dv_devx_async_event_hdr event_resp;
 877                 uint8_t buf[sizeof(struct mlx5dv_devx_async_event_hdr) + 128];
 878         } out;
 879
 880         MLX5_ASSERT(rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY);
 881         /* Process events in the loop. Only rearm completions are expected. */
 882         while (mlx5_glue->devx_get_event
 883                                 (sh->txpp.echan,
 884                                  &out.event_resp,
 885                                  sizeof(out.buf)) >=
 886                                  (ssize_t)sizeof(out.event_resp.cookie)) {
 887                 mlx5_txpp_handle_rearm_queue(sh);
 888                 mlx5_txpp_handle_clock_queue(sh);
 889                 mlx5_txpp_cq_arm(sh);
 890                 mlx5_txpp_doorbell_rearm_queue
 891                                         (sh, sh->txpp.rearm_queue.sq_ci - 1);
 892         }
 893 #endif /* HAVE_IBV_DEVX_ASYNC */
 894 }
 895
 896 static void
 897 mlx5_txpp_stop_service(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 898 {
 899         if (!sh->txpp.intr_handle.fd)
 900                 return;
 901         mlx5_intr_callback_unregister(&sh->txpp.intr_handle,
 902                                       mlx5_txpp_interrupt_handler, sh);
 903         sh->txpp.intr_handle.fd = 0;
 904 }
 905
 906 /* Attach interrupt handler and fires first request to Rearm Queue. */
 907 static int
 908 mlx5_txpp_start_service(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
 909 {
 910         uint16_t event_nums[1] = {0};
 911         int ret;
 912         int fd;
 913
 914         sh->txpp.err_miss_int = 0;
 915         sh->txpp.err_rearm_queue = 0;
 916         sh->txpp.err_clock_queue = 0;
 917         sh->txpp.err_ts_past = 0;
 918         sh->txpp.err_ts_future = 0;
 919         /* Attach interrupt handler to process Rearm Queue completions. */
 920         fd = mlx5_os_get_devx_channel_fd(sh->txpp.echan);
 921         ret = mlx5_os_set_nonblock_channel_fd(fd);
 922         if (ret) {
 923                 DRV_LOG(ERR, "Failed to change event channel FD.");
 924                 rte_errno = errno;
 925                 return -rte_errno;
 926         }
 927         memset(&sh->txpp.intr_handle, 0, sizeof(sh->txpp.intr_handle));
 928         fd = mlx5_os_get_devx_channel_fd(sh->txpp.echan);
 929         sh->txpp.intr_handle.fd = fd;
 930         sh->txpp.intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_EXT;
 931         if (rte_intr_callback_register(&sh->txpp.intr_handle,
 932                                        mlx5_txpp_interrupt_handler, sh)) {
 933                 sh->txpp.intr_handle.fd = 0;
 934                 DRV_LOG(ERR, "Failed to register CQE interrupt %d.", rte_errno);
 935                 return -rte_errno;
 936         }
 937         /* Subscribe CQ event to the event channel controlled by the driver. */
 938         ret = mlx5_glue->devx_subscribe_devx_event(sh->txpp.echan,
 939                                                    sh->txpp.rearm_queue.cq->obj,
 940                                                    sizeof(event_nums),
 941                                                    event_nums, 0);
 942         if (ret) {
 943                 DRV_LOG(ERR, "Failed to subscribe CQE event.");
 944                 rte_errno = errno;
 945                 return -errno;
 946         }
 947         /* Enable interrupts in the CQ. */
 948         mlx5_txpp_cq_arm(sh);
 949         /* Fire the first request on Rearm Queue. */
 950         mlx5_txpp_doorbell_rearm_queue(sh, sh->txpp.rearm_queue.sq_size - 1);
 951         mlx5_txpp_init_timestamp(sh);
 952         return 0;
 953 }
 954
 955 /*
 956  * The routine initializes the packet pacing infrastructure:
 957  * - allocates PP context
 958  * - Clock CQ/SQ
 959  * - Rearm CQ/SQ
 960  * - attaches rearm interrupt handler
 961  * - starts Clock Queue
 962  *
 963  * Returns 0 on success, negative otherwise
 964  */
 965 static int
 966 mlx5_txpp_create(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh, struct mlx5_priv *priv)
 967 {
 968         int tx_pp = priv->config.tx_pp;
 969         int ret;
 970
 971         /* Store the requested pacing parameters. */
 972         sh->txpp.tick = tx_pp >= 0 ? tx_pp : -tx_pp;
 973         sh->txpp.test = !!(tx_pp < 0);
 974         sh->txpp.skew = priv->config.tx_skew;
 975         sh->txpp.freq = priv->config.hca_attr.dev_freq_khz;
 976         ret = mlx5_txpp_create_event_channel(sh);
 977         if (ret)
 978                 goto exit;
 979         ret = mlx5_txpp_alloc_pp_index(sh);
 980         if (ret)
 981                 goto exit;
 982         ret = mlx5_txpp_create_clock_queue(sh);
 983         if (ret)
 984                 goto exit;
 985         ret = mlx5_txpp_create_rearm_queue(sh);
 986         if (ret)
 987                 goto exit;
 988         ret = mlx5_txpp_start_service(sh);
 989         if (ret)
 990                 goto exit;
 991 exit:
 992         if (ret) {
 993                 mlx5_txpp_stop_service(sh);
 994                 mlx5_txpp_destroy_rearm_queue(sh);
 995                 mlx5_txpp_destroy_clock_queue(sh);
 996                 mlx5_txpp_free_pp_index(sh);
 997                 mlx5_txpp_destroy_event_channel(sh);
 998                 sh->txpp.tick = 0;
 999                 sh->txpp.test = 0;
1000                 sh->txpp.skew = 0;
1001         }
1002         return ret;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * The routine destroys the packet pacing infrastructure:
1007  * - detaches rearm interrupt handler
1008  * - Rearm CQ/SQ
1009  * - Clock CQ/SQ
1010  * - PP context
1011  */
1012 static void
1013 mlx5_txpp_destroy(struct mlx5_dev_ctx_shared *sh)
1014 {
1015         mlx5_txpp_stop_service(sh);
1016         mlx5_txpp_destroy_rearm_queue(sh);
1017         mlx5_txpp_destroy_clock_queue(sh);
1018         mlx5_txpp_free_pp_index(sh);
1019         mlx5_txpp_destroy_event_channel(sh);
1020         sh->txpp.tick = 0;
1021         sh->txpp.test = 0;
1022         sh->txpp.skew = 0;
1023 }
1024
1025 /**
1026  * Creates and starts packet pacing infrastructure on specified device.
1027  *
1028  * @param dev
1029  *   Pointer to Ethernet device structure.
1030  *
1031  * @return
1032  *   0 on success, a negative errno value otherwise and rte_errno is set.
1033  */
1034 int
1035 mlx5_txpp_start(struct rte_eth_dev *dev)
1036 {
1037         struct mlx5_priv *priv = dev->data->dev_private;
1038         struct mlx5_dev_ctx_shared *sh = priv->sh;
1039         int err = 0;
1040         int ret;
1041
1042         if (!priv->config.tx_pp) {
1043                 /* Packet pacing is not requested for the device. */
1044                 MLX5_ASSERT(priv->txpp_en == 0);
1045                 return 0;
1046         }
1047         if (priv->txpp_en) {
1048                 /* Packet pacing is already enabled for the device. */
1049                 MLX5_ASSERT(sh->txpp.refcnt);
1050                 return 0;
1051         }
1052         if (priv->config.tx_pp > 0) {
1053                 ret = rte_mbuf_dynflag_lookup
1054                                 (RTE_MBUF_DYNFLAG_TX_TIMESTAMP_NAME, NULL);
1055                 if (ret < 0)
1056                         return 0;
1057         }
1058         ret = pthread_mutex_lock(&sh->txpp.mutex);
1059         MLX5_ASSERT(!ret);
1060         RTE_SET_USED(ret);
1061         if (sh->txpp.refcnt) {
1062                 priv->txpp_en = 1;
1063                 ++sh->txpp.refcnt;
1064         } else {
1065                 err = mlx5_txpp_create(sh, priv);
1066                 if (!err) {
1067                         MLX5_ASSERT(sh->txpp.tick);
1068                         priv->txpp_en = 1;
1069                         sh->txpp.refcnt = 1;
1070                 } else {
1071                         rte_errno = -err;
1072                 }
1073         }
1074         ret = pthread_mutex_unlock(&sh->txpp.mutex);
1075         MLX5_ASSERT(!ret);
1076         RTE_SET_USED(ret);
1077         return err;
1078 }
1079
1080 /**
1081  * Stops and destroys packet pacing infrastructure on specified device.
1082  *
1083  * @param dev
1084  *   Pointer to Ethernet device structure.
1085  *
1086  * @return
1087  *   0 on success, a negative errno value otherwise and rte_errno is set.
1088  */
1089 void
1090 mlx5_txpp_stop(struct rte_eth_dev *dev)
1091 {
1092         struct mlx5_priv *priv = dev->data->dev_private;
1093         struct mlx5_dev_ctx_shared *sh = priv->sh;
1094         int ret;
1095
1096         if (!priv->txpp_en) {
1097                 /* Packet pacing is already disabled for the device. */
1098                 return;
1099         }
1100         priv->txpp_en = 0;
1101         ret = pthread_mutex_lock(&sh->txpp.mutex);
1102         MLX5_ASSERT(!ret);
1103         RTE_SET_USED(ret);
1104         MLX5_ASSERT(sh->txpp.refcnt);
1105         if (!sh->txpp.refcnt || --sh->txpp.refcnt)
1106                 return;
1107         /* No references any more, do actual destroy. */
1108         mlx5_txpp_destroy(sh);
1109         ret = pthread_mutex_unlock(&sh->txpp.mutex);
1110         MLX5_ASSERT(!ret);
1111         RTE_SET_USED(ret);
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Read the current clock counter of an Ethernet device
1116  *
1117  * This returns the current raw clock value of an Ethernet device. It is
1118  * a raw amount of ticks, with no given time reference.
1119  * The value returned here is from the same clock than the one
1120  * filling timestamp field of Rx/Tx packets when using hardware timestamp
1121  * offload. Therefore it can be used to compute a precise conversion of
1122  * the device clock to the real time.
1123  *
1124  * @param dev
1125  *   Pointer to Ethernet device structure.
1126  * @param clock
1127  *   Pointer to the uint64_t that holds the raw clock value.
1128  *
1129  * @return
1130  *   - 0: Success.
1131  *   - -ENOTSUP: The function is not supported in this mode. Requires
1132  *     packet pacing module configured and started (tx_pp devarg)
1133  */
1134 int
1135 mlx5_txpp_read_clock(struct rte_eth_dev *dev, uint64_t *timestamp)
1136 {
1137         struct mlx5_priv *priv = dev->data->dev_private;
1138         struct mlx5_dev_ctx_shared *sh = priv->sh;
1139         int ret;
1140
1141         if (sh->txpp.refcnt) {
1142                 struct mlx5_txpp_wq *wq = &sh->txpp.clock_queue;
1143                 struct mlx5_cqe *cqe = (struct mlx5_cqe *)(uintptr_t)wq->cqes;
1144                 union {
1145                         rte_int128_t u128;
1146                         struct mlx5_cqe_ts cts;
1147                 } to;
1148                 uint64_t ts;
1149
1150                 mlx5_atomic_read_cqe((rte_int128_t *)&cqe->timestamp, &to.u128);
1151                 if (to.cts.op_own >> 4) {
1152                         DRV_LOG(DEBUG, "Clock Queue error sync lost.");
1153                         __atomic_fetch_add(&sh->txpp.err_clock_queue,
1154                                            1, __ATOMIC_RELAXED);
1155                         sh->txpp.sync_lost = 1;
1156                         return -EIO;
1157                 }
1158                 ts = rte_be_to_cpu_64(to.cts.timestamp);
1159                 ts = mlx5_txpp_convert_rx_ts(sh, ts);
1160                 *timestamp = ts;
1161                 return 0;
1162         }
1163         /* Not supported in isolated mode - kernel does not see the CQEs. */
1164         if (priv->isolated || rte_eal_process_type() != RTE_PROC_PRIMARY)
1165                 return -ENOTSUP;
1166         ret = mlx5_read_clock(dev, timestamp);
1167         return ret;
1168 }
1169
1170 /**
1171  * DPDK callback to clear device extended statistics.
1172  *
1173  * @param dev
1174  *   Pointer to Ethernet device structure.
1175  *
1176  * @return
1177  *   0 on success and stats is reset, negative errno value otherwise and
1178  *   rte_errno is set.
1179  */
1180 int mlx5_txpp_xstats_reset(struct rte_eth_dev *dev)
1181 {
1182         struct mlx5_priv *priv = dev->data->dev_private;
1183         struct mlx5_dev_ctx_shared *sh = priv->sh;
1184
1185         __atomic_store_n(&sh->txpp.err_miss_int, 0, __ATOMIC_RELAXED);
1186         __atomic_store_n(&sh->txpp.err_rearm_queue, 0, __ATOMIC_RELAXED);
1187         __atomic_store_n(&sh->txpp.err_clock_queue, 0, __ATOMIC_RELAXED);
1188         __atomic_store_n(&sh->txpp.err_ts_past, 0, __ATOMIC_RELAXED);
1189         __atomic_store_n(&sh->txpp.err_ts_future, 0, __ATOMIC_RELAXED);
1190         return 0;
1191 }
1192
1193 /**
1194  * Routine to retrieve names of extended device statistics
1195  * for packet send scheduling. It appends the specific stats names
1196  * after the parts filled by preceding modules (eth stats, etc.)
1197  *
1198  * @param dev
1199  *   Pointer to Ethernet device structure.
1200  * @param[out] xstats_names
1201  *   Buffer to insert names into.
1202  * @param n
1203  *   Number of names.
1204  * @param n_used
1205  *   Number of names filled by preceding statistics modules.
1206  *
1207  * @return
1208  *   Number of xstats names.
1209  */
1210 int mlx5_txpp_xstats_get_names(struct rte_eth_dev *dev __rte_unused,
1211                                struct rte_eth_xstat_name *xstats_names,
1212                                unsigned int n, unsigned int n_used)
1213 {
1214         unsigned int n_txpp = RTE_DIM(mlx5_txpp_stat_names);
1215         unsigned int i;
1216
1217         if (n >= n_used + n_txpp && xstats_names) {
1218                 for (i = 0; i < n_txpp; ++i) {
1219                         strncpy(xstats_names[i + n_used].name,
1220                                 mlx5_txpp_stat_names[i],
1221                                 RTE_ETH_XSTATS_NAME_SIZE);
1222                         xstats_names[i + n_used].name
1223                                         [RTE_ETH_XSTATS_NAME_SIZE - 1] = 0;
1224                 }
1225         }
1226         return n_used + n_txpp;
1227 }
1228
1229 static inline void
1230 mlx5_txpp_read_tsa(struct mlx5_dev_txpp *txpp,
1231                    struct mlx5_txpp_ts *tsa, uint16_t idx)
1232 {
1233         do {
1234                 uint64_t ts, ci;
1235
1236                 ts = __atomic_load_n(&txpp->tsa[idx].ts, __ATOMIC_RELAXED);
1237                 ci = __atomic_load_n(&txpp->tsa[idx].ci_ts, __ATOMIC_RELAXED);
1238                 rte_compiler_barrier();
1239                 if ((ci ^ ts) << MLX5_CQ_INDEX_WIDTH != 0)
1240                         continue;
1241                 if (__atomic_load_n(&txpp->tsa[idx].ts,
1242                                     __ATOMIC_RELAXED) != ts)
1243                         continue;
1244                 if (__atomic_load_n(&txpp->tsa[idx].ci_ts,
1245                                     __ATOMIC_RELAXED) != ci)
1246                         continue;
1247                 tsa->ts = ts;
1248                 tsa->ci_ts = ci;
1249                 return;
1250         } while (true);
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Jitter reflects the clock change between
1255  * neighbours Clock Queue completions.
1256  */
1257 static uint64_t
1258 mlx5_txpp_xstats_jitter(struct mlx5_dev_txpp *txpp)
1259 {
1260         struct mlx5_txpp_ts tsa0, tsa1;
1261         int64_t dts, dci;
1262         uint16_t ts_p;
1263
1264         if (txpp->ts_n < 2) {
1265                 /* No gathered enough reports yet. */
1266                 return 0;
1267         }
1268         do {
1269                 int ts_0, ts_1;
1270
1271                 ts_p = txpp->ts_p;
1272                 rte_compiler_barrier();
1273                 ts_0 = ts_p - 2;
1274                 if (ts_0 < 0)
1275                         ts_0 += MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE;
1276                 ts_1 = ts_p - 1;
1277                 if (ts_1 < 0)
1278                         ts_1 += MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE;
1279                 mlx5_txpp_read_tsa(txpp, &tsa0, ts_0);
1280                 mlx5_txpp_read_tsa(txpp, &tsa1, ts_1);
1281                 rte_compiler_barrier();
1282         } while (ts_p != txpp->ts_p);
1283         /* We have two neighbor reports, calculate the jitter. */
1284         dts = tsa1.ts - tsa0.ts;
1285         dci = (tsa1.ci_ts >> (64 - MLX5_CQ_INDEX_WIDTH)) -
1286               (tsa0.ci_ts >> (64 - MLX5_CQ_INDEX_WIDTH));
1287         if (dci < 0)
1288                 dci += 1 << MLX5_CQ_INDEX_WIDTH;
1289         dci *= txpp->tick;
1290         return (dts > dci) ? dts - dci : dci - dts;
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Wander reflects the long-term clock change
1295  * over the entire length of all Clock Queue completions.
1296  */
1297 static uint64_t
1298 mlx5_txpp_xstats_wander(struct mlx5_dev_txpp *txpp)
1299 {
1300         struct mlx5_txpp_ts tsa0, tsa1;
1301         int64_t dts, dci;
1302         uint16_t ts_p;
1303
1304         if (txpp->ts_n < MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE) {
1305                 /* No gathered enough reports yet. */
1306                 return 0;
1307         }
1308         do {
1309                 int ts_0, ts_1;
1310
1311                 ts_p = txpp->ts_p;
1312                 rte_compiler_barrier();
1313                 ts_0 = ts_p - MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE / 2 - 1;
1314                 if (ts_0 < 0)
1315                         ts_0 += MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE;
1316                 ts_1 = ts_p - 1;
1317                 if (ts_1 < 0)
1318                         ts_1 += MLX5_TXPP_REARM_SQ_SIZE;
1319                 mlx5_txpp_read_tsa(txpp, &tsa0, ts_0);
1320                 mlx5_txpp_read_tsa(txpp, &tsa1, ts_1);
1321                 rte_compiler_barrier();
1322         } while (ts_p != txpp->ts_p);
1323         /* We have two neighbor reports, calculate the jitter. */
1324         dts = tsa1.ts - tsa0.ts;
1325         dci = (tsa1.ci_ts >> (64 - MLX5_CQ_INDEX_WIDTH)) -
1326               (tsa0.ci_ts >> (64 - MLX5_CQ_INDEX_WIDTH));
1327         dci += 1 << MLX5_CQ_INDEX_WIDTH;
1328         dci *= txpp->tick;
1329         return (dts > dci) ? dts - dci : dci - dts;
1330 }
1331
1332 /**
1333  * Routine to retrieve extended device statistics
1334  * for packet send scheduling. It appends the specific statistics
1335  * after the parts filled by preceding modules (eth stats, etc.)
1336  *
1337  * @param dev
1338  *   Pointer to Ethernet device.
1339  * @param[out] stats
1340  *   Pointer to rte extended stats table.
1341  * @param n
1342  *   The size of the stats table.
1343  * @param n_used
1344  *   Number of stats filled by preceding statistics modules.
1345  *
1346  * @return
1347  *   Number of extended stats on success and stats is filled,
1348  *   negative on error and rte_errno is set.
1349  */
1350 int
1351 mlx5_txpp_xstats_get(struct rte_eth_dev *dev,
1352                      struct rte_eth_xstat *stats,
1353                      unsigned int n, unsigned int n_used)
1354 {
1355         unsigned int n_txpp = RTE_DIM(mlx5_txpp_stat_names);
1356
1357         if (n >= n_used + n_txpp && stats) {
1358                 struct mlx5_priv *priv = dev->data->dev_private;
1359                 struct mlx5_dev_ctx_shared *sh = priv->sh;
1360                 unsigned int i;
1361
1362                 for (i = 0; i < n_txpp; ++i)
1363                         stats[n_used + i].id = n_used + i;
1364                 stats[n_used + 0].value =
1365                                 __atomic_load_n(&sh->txpp.err_miss_int,
1366                                                 __ATOMIC_RELAXED);
1367                 stats[n_used + 1].value =
1368                                 __atomic_load_n(&sh->txpp.err_rearm_queue,
1369                                                 __ATOMIC_RELAXED);
1370                 stats[n_used + 2].value =
1371                                 __atomic_load_n(&sh->txpp.err_clock_queue,
1372                                                 __ATOMIC_RELAXED);
1373                 stats[n_used + 3].value =
1374                                 __atomic_load_n(&sh->txpp.err_ts_past,
1375                                                 __ATOMIC_RELAXED);
1376                 stats[n_used + 4].value =
1377                                 __atomic_load_n(&sh->txpp.err_ts_future,
1378                                                 __ATOMIC_RELAXED);
1379                 stats[n_used + 5].value = mlx5_txpp_xstats_jitter(&sh->txpp);
1380                 stats[n_used + 6].value = mlx5_txpp_xstats_wander(&sh->txpp);
1381                 stats[n_used + 7].value = sh->txpp.sync_lost;
1382         }
1383         return n_used + n_txpp;
1384 }