drivers/net/mlx5/mlx5_utils.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright 2015 6WIND S.A.
   3  * Copyright 2015 Mellanox Technologies, Ltd
   4  */
   5
   6 #ifndef RTE_PMD_MLX5_UTILS_H_
   7 #define RTE_PMD_MLX5_UTILS_H_
   8
   9 #include <stddef.h>
  10 #include <stdint.h>
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <limits.h>
  13 #include <errno.h>
  14
  15 #include <rte_spinlock.h>
  16 #include <rte_memory.h>
  17 #include <rte_bitmap.h>
  18
  19 #include <mlx5_common.h>
  20
  21 #include "mlx5_defs.h"
  22
  23
  24 /*
  25  * Compilation workaround for PPC64 when AltiVec is fully enabled, e.g. std=c11.
  26  * Otherwise there would be a type conflict between stdbool and altivec.
  27  */
  28 #if defined(__PPC64__) && !defined(__APPLE_ALTIVEC__)
  29 #undef bool
  30 /* redefine as in stdbool.h */
  31 #define bool _Bool
  32 #endif
  33
  34 /* Convert a bit number to the corresponding 64-bit mask */
  35 #define MLX5_BITSHIFT(v) (UINT64_C(1) << (v))
  36
  37 /* Save and restore errno around argument evaluation. */
  38 #define ERRNO_SAFE(x) ((errno = (int []){ errno, ((x), 0) }[0]))
  39
  40 extern int mlx5_logtype;
  41
  42 /* Generic printf()-like logging macro with automatic line feed. */
  43 #define DRV_LOG(level, ...) \
  44         PMD_DRV_LOG_(level, mlx5_logtype, MLX5_DRIVER_NAME, \
  45                 __VA_ARGS__ PMD_DRV_LOG_STRIP PMD_DRV_LOG_OPAREN, \
  46                 PMD_DRV_LOG_CPAREN)
  47
  48 #define INFO(...) DRV_LOG(INFO, __VA_ARGS__)
  49 #define WARN(...) DRV_LOG(WARNING, __VA_ARGS__)
  50 #define ERROR(...) DRV_LOG(ERR, __VA_ARGS__)
  51
  52 /* Convenience macros for accessing mbuf fields. */
  53 #define NEXT(m) ((m)->next)
  54 #define DATA_LEN(m) ((m)->data_len)
  55 #define PKT_LEN(m) ((m)->pkt_len)
  56 #define DATA_OFF(m) ((m)->data_off)
  57 #define SET_DATA_OFF(m, o) ((m)->data_off = (o))
  58 #define NB_SEGS(m) ((m)->nb_segs)
  59 #define PORT(m) ((m)->port)
  60
  61 /* Transpose flags. Useful to convert IBV to DPDK flags. */
  62 #define TRANSPOSE(val, from, to) \
  63         (((from) >= (to)) ? \
  64          (((val) & (from)) / ((from) / (to))) : \
  65          (((val) & (from)) * ((to) / (from))))
  66
  67 /*
  68  * The indexed memory entry index is made up of trunk index and offset of
  69  * the entry in the trunk. Since the entry index is 32 bits, in case user
  70  * prefers to have small trunks, user can change the macro below to a big
  71  * number which helps the pool contains more trunks with lots of entries
  72  * allocated.
  73  */
  74 #define TRUNK_IDX_BITS 16
  75 #define TRUNK_MAX_IDX ((1 << TRUNK_IDX_BITS) - 1)
  76 #define TRUNK_INVALID TRUNK_MAX_IDX
  77 #define MLX5_IPOOL_DEFAULT_TRUNK_SIZE (1 << (28 - TRUNK_IDX_BITS))
  78 #ifdef RTE_LIBRTE_MLX5_DEBUG
  79 #define POOL_DEBUG 1
  80 #endif
  81
  82 struct mlx5_indexed_pool_config {
  83         uint32_t size; /* Pool entry size. */
  84         uint32_t trunk_size:22;
  85         /*
  86          * Trunk entry number. Must be power of 2. It can be increased
  87          * if trunk_grow enable. The trunk entry number increases with
  88          * left shift grow_shift. Trunks with index are after grow_trunk
  89          * will keep the entry number same with the last grow trunk.
  90          */
  91         uint32_t grow_trunk:4;
  92         /*
  93          * Trunks with entry number increase in the pool. Set it to 0
  94          * to make the pool works as trunk entry fixed pool. It works
  95          * only if grow_shift is not 0.
  96          */
  97         uint32_t grow_shift:4;
  98         /*
  99          * Trunk entry number increase shift value, stop after grow_trunk.
 100          * It works only if grow_trunk is not 0.
 101          */
 102         uint32_t need_lock:1;
 103         /* Lock is needed for multiple thread usage. */
 104         uint32_t release_mem_en:1; /* Rlease trunk when it is free. */
 105         const char *type; /* Memory allocate type name. */
 106         void *(*malloc)(const char *type, size_t size, unsigned int align,
 107                         int socket);
 108         /* User defined memory allocator. */
 109         void (*free)(void *addr); /* User defined memory release. */
 110 };
 111
 112 struct mlx5_indexed_trunk {
 113         uint32_t idx; /* Trunk id. */
 114         uint32_t prev; /* Previous free trunk in free list. */
 115         uint32_t next; /* Next free trunk in free list. */
 116         uint32_t free; /* Free entries available */
 117         struct rte_bitmap *bmp;
 118         uint8_t data[] __rte_cache_min_aligned; /* Entry data start. */
 119 };
 120
 121 struct mlx5_indexed_pool {
 122         struct mlx5_indexed_pool_config cfg; /* Indexed pool configuration. */
 123         rte_spinlock_t lock; /* Pool lock for multiple thread usage. */
 124         uint32_t n_trunk_valid; /* Trunks allocated. */
 125         uint32_t n_trunk; /* Trunk pointer array size. */
 126         /* Dim of trunk pointer array. */
 127         struct mlx5_indexed_trunk **trunks;
 128         uint32_t free_list; /* Index to first free trunk. */
 129 #ifdef POOL_DEBUG
 130         uint32_t n_entry;
 131         uint32_t trunk_new;
 132         uint32_t trunk_avail;
 133         uint32_t trunk_empty;
 134         uint32_t trunk_free;
 135 #endif
 136         uint32_t grow_tbl[]; /* Save the index offset for the grow trunks. */
 137 };
 138
 139 /**
 140  * Return logarithm of the nearest power of two above input value.
 141  *
 142  * @param v
 143  *   Input value.
 144  *
 145  * @return
 146  *   Logarithm of the nearest power of two above input value.
 147  */
 148 static inline unsigned int
 149 log2above(unsigned int v)
 150 {
 151         unsigned int l;
 152         unsigned int r;
 153
 154         for (l = 0, r = 0; (v >> 1); ++l, v >>= 1)
 155                 r |= (v & 1);
 156         return l + r;
 157 }
 158
 159 /** Maximum size of string for naming the hlist table. */
 160 #define MLX5_HLIST_NAMESIZE                     32
 161
 162 /**
 163  * Structure of the entry in the hash list, user should define its own struct
 164  * that contains this in order to store the data. The 'key' is 64-bits right
 165  * now and its user's responsibility to guarantee there is no collision.
 166  */
 167 struct mlx5_hlist_entry {
 168         LIST_ENTRY(mlx5_hlist_entry) next; /* entry pointers in the list. */
 169         uint64_t key; /* user defined 'key', could be the hash signature. */
 170 };
 171
 172 /** Structure for hash head. */
 173 LIST_HEAD(mlx5_hlist_head, mlx5_hlist_entry);
 174
 175 /** Type of function that is used to handle the data before freeing. */
 176 typedef void (*mlx5_hlist_destroy_callback_fn)(void *p, void *ctx);
 177
 178 /** hash list table structure */
 179 struct mlx5_hlist {
 180         char name[MLX5_HLIST_NAMESIZE]; /**< Name of the hash list. */
 181         /**< number of heads, need to be power of 2. */
 182         uint32_t table_sz;
 183         /**< mask to get the index of the list heads. */
 184         uint32_t mask;
 185         struct mlx5_hlist_head heads[]; /**< list head arrays. */
 186 };
 187
 188 /**
 189  * Create a hash list table, the user can specify the list heads array size
 190  * of the table, now the size should be a power of 2 in order to get better
 191  * distribution for the entries. Each entry is a part of the whole data element
 192  * and the caller should be responsible for the data element's allocation and
 193  * cleanup / free. Key of each entry will be calculated with CRC in order to
 194  * generate a little fairer distribution.
 195  *
 196  * @param name
 197  *   Name of the hash list(optional).
 198  * @param size
 199  *   Heads array size of the hash list.
 200  *
 201  * @return
 202  *   Pointer of the hash list table created, NULL on failure.
 203  */
 204 struct mlx5_hlist *mlx5_hlist_create(const char *name, uint32_t size);
 205
 206 /**
 207  * Search an entry matching the key.
 208  *
 209  * @param h
 210  *   Pointer to the hast list table.
 211  * @param key
 212  *   Key for the searching entry.
 213  *
 214  * @return
 215  *   Pointer of the hlist entry if found, NULL otherwise.
 216  */
 217 struct mlx5_hlist_entry *mlx5_hlist_lookup(struct mlx5_hlist *h, uint64_t key);
 218
 219 /**
 220  * Insert an entry to the hash list table, the entry is only part of whole data
 221  * element and a 64B key is used for matching. User should construct the key or
 222  * give a calculated hash signature and guarantee there is no collision.
 223  *
 224  * @param h
 225  *   Pointer to the hast list table.
 226  * @param entry
 227  *   Entry to be inserted into the hash list table.
 228  *
 229  * @return
 230  *   - zero for success.
 231  *   - -EEXIST if the entry is already inserted.
 232  */
 233 int mlx5_hlist_insert(struct mlx5_hlist *h, struct mlx5_hlist_entry *entry);
 234
 235 /**
 236  * Remove an entry from the hash list table. User should guarantee the validity
 237  * of the entry.
 238  *
 239  * @param h
 240  *   Pointer to the hast list table. (not used)
 241  * @param entry
 242  *   Entry to be removed from the hash list table.
 243  */
 244 void mlx5_hlist_remove(struct mlx5_hlist *h __rte_unused,
 245                        struct mlx5_hlist_entry *entry);
 246
 247 /**
 248  * Destroy the hash list table, all the entries already inserted into the lists
 249  * will be handled by the callback function provided by the user (including
 250  * free if needed) before the table is freed.
 251  *
 252  * @param h
 253  *   Pointer to the hast list table.
 254  * @param cb
 255  *   Callback function for each inserted entry when destroying the hash list.
 256  * @param ctx
 257  *   Common context parameter used by callback function for each entry.
 258  */
 259 void mlx5_hlist_destroy(struct mlx5_hlist *h,
 260                         mlx5_hlist_destroy_callback_fn cb, void *ctx);
 261
 262 /**
 263  * This function allocates non-initialized memory entry from pool.
 264  * In NUMA systems, the memory entry allocated resides on the same
 265  * NUMA socket as the core that calls this function.
 266  *
 267  * Memory entry is allocated from memory trunk, no alignment.
 268  *
 269  * @param pool
 270  *   Pointer to indexed memory entry pool.
 271  *   No initialization required.
 272  * @param[out] idx
 273  *   Pointer to memory to save allocated index.
 274  *   Memory index always positive value.
 275  * @return
 276  *   - Pointer to the allocated memory entry.
 277  *   - NULL on error. Not enough memory, or invalid arguments.
 278  */
 279 void *mlx5_ipool_malloc(struct mlx5_indexed_pool *pool, uint32_t *idx);
 280
 281 /**
 282  * This function allocates zero initialized memory entry from pool.
 283  * In NUMA systems, the memory entry allocated resides on the same
 284  * NUMA socket as the core that calls this function.
 285  *
 286  * Memory entry is allocated from memory trunk, no alignment.
 287  *
 288  * @param pool
 289  *   Pointer to indexed memory pool.
 290  *   No initialization required.
 291  * @param[out] idx
 292  *   Pointer to memory to save allocated index.
 293  *   Memory index always positive value.
 294  * @return
 295  *   - Pointer to the allocated memory entry .
 296  *   - NULL on error. Not enough memory, or invalid arguments.
 297  */
 298 void *mlx5_ipool_zmalloc(struct mlx5_indexed_pool *pool, uint32_t *idx);
 299
 300 /**
 301  * This function frees indexed memory entry to pool.
 302  * Caller has to make sure that the index is allocated from same pool.
 303  *
 304  * @param pool
 305  *   Pointer to indexed memory pool.
 306  * @param idx
 307  *   Allocated memory entry index.
 308  */
 309 void mlx5_ipool_free(struct mlx5_indexed_pool *pool, uint32_t idx);
 310
 311 /**
 312  * This function returns pointer of indexed memory entry from index.
 313  * Caller has to make sure that the index is valid, and allocated
 314  * from same pool.
 315  *
 316  * @param pool
 317  *   Pointer to indexed memory pool.
 318  * @param idx
 319  *   Allocated memory index.
 320  * @return
 321  *   - Pointer to indexed memory entry.
 322  */
 323 void *mlx5_ipool_get(struct mlx5_indexed_pool *pool, uint32_t idx);
 324
 325 /**
 326  * This function creates indexed memory pool.
 327  * Caller has to configure the configuration accordingly.
 328  *
 329  * @param pool
 330  *   Pointer to indexed memory pool.
 331  * @param cfg
 332  *   Allocated memory index.
 333  */
 334 struct mlx5_indexed_pool *
 335 mlx5_ipool_create(struct mlx5_indexed_pool_config *cfg);
 336
 337 /**
 338  * This function releases all resources of pool.
 339  * Caller has to make sure that all indexes and memories allocated
 340  * from this pool not referenced anymore.
 341  *
 342  * @param pool
 343  *   Pointer to indexed memory pool.
 344  * @return
 345  *   - non-zero value on error.
 346  *   - 0 on success.
 347  */
 348 int mlx5_ipool_destroy(struct mlx5_indexed_pool *pool);
 349
 350 /**
 351  * This function dumps debug info of pool.
 352  *
 353  * @param pool
 354  *   Pointer to indexed memory pool.
 355  */
 356 void mlx5_ipool_dump(struct mlx5_indexed_pool *pool);
 357
 358 /*
 359  * Macros for linked list based on indexed memory.
 360  * Example data structure:
 361  * struct Foo {
 362  *      ILIST_ENTRY(uint16_t) next;
 363  *      ...
 364  * }
 365  *
 366  */
 367 #define ILIST_ENTRY(type)                                               \
 368 struct {                                                                \
 369         type prev; /* Index of previous element. */                     \
 370         type next; /* Index of next element. */                         \
 371 }
 372
 373 #define ILIST_INSERT(pool, head, idx, elem, field)                      \
 374         do {                                                            \
 375                 typeof(elem) peer;                                      \
 376                 MLX5_ASSERT((elem) && (idx));                           \
 377                 (elem)->field.next = *(head);                           \
 378                 (elem)->field.prev = 0;                                 \
 379                 if (*(head)) {                                          \
 380                         (peer) = mlx5_ipool_get(pool, *(head));         \
 381                         if (peer)                                       \
 382                                 (peer)->field.prev = (idx);             \
 383                 }                                                       \
 384                 *(head) = (idx);                                        \
 385         } while (0)
 386
 387 #define ILIST_REMOVE(pool, head, idx, elem, field)                      \
 388         do {                                                            \
 389                 typeof(elem) peer;                                      \
 390                 MLX5_ASSERT(elem);                                      \
 391                 MLX5_ASSERT(head);                                      \
 392                 if ((elem)->field.prev) {                               \
 393                         (peer) = mlx5_ipool_get                         \
 394                                  (pool, (elem)->field.prev);            \
 395                         if (peer)                                       \
 396                                 (peer)->field.next = (elem)->field.next;\
 397                 }                                                       \
 398                 if ((elem)->field.next) {                               \
 399                         (peer) = mlx5_ipool_get                         \
 400                                  (pool, (elem)->field.next);            \
 401                         if (peer)                                       \
 402                                 (peer)->field.prev = (elem)->field.prev;\
 403                 }                                                       \
 404                 if (*(head) == (idx))                                   \
 405                         *(head) = (elem)->field.next;                   \
 406         } while (0)
 407
 408 #define ILIST_FOREACH(pool, head, idx, elem, field)                     \
 409         for ((idx) = (head), (elem) =                                   \
 410              (idx) ? mlx5_ipool_get(pool, (idx)) : NULL; (elem);        \
 411              idx = (elem)->field.next, (elem) =                         \
 412              (idx) ? mlx5_ipool_get(pool, idx) : NULL)
 413
 414 /* Single index list. */
 415 #define SILIST_ENTRY(type)                                              \
 416 struct {                                                                \
 417         type next; /* Index of next element. */                         \
 418 }
 419
 420 #define SILIST_INSERT(head, idx, elem, field)                           \
 421         do {                                                            \
 422                 MLX5_ASSERT((elem) && (idx));                           \
 423                 (elem)->field.next = *(head);                           \
 424                 *(head) = (idx);                                        \
 425         } while (0)
 426
 427 #define SILIST_FOREACH(pool, head, idx, elem, field)                    \
 428         for ((idx) = (head), (elem) =                                   \
 429              (idx) ? mlx5_ipool_get(pool, (idx)) : NULL; (elem);        \
 430              idx = (elem)->field.next, (elem) =                         \
 431              (idx) ? mlx5_ipool_get(pool, idx) : NULL)
 432
 433 #endif /* RTE_PMD_MLX5_UTILS_H_ */