examples/l3fwd/l3fwd_lpm_sse.h

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2016 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   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 Intel Corporation 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 #ifndef __L3FWD_LPM_SSE_H__
  35 #define __L3FWD_LPM_SSE_H__
  36
  37 #include "l3fwd_sse.h"
  38
  39 static inline __attribute__((always_inline)) uint16_t
  40 lpm_get_dst_port(const struct lcore_conf *qconf, struct rte_mbuf *pkt,
  41                 uint8_t portid)
  42 {
  43         uint8_t next_hop;
  44         struct ipv6_hdr *ipv6_hdr;
  45         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
  46         struct ether_hdr *eth_hdr;
  47
  48         if (RTE_ETH_IS_IPV4_HDR(pkt->packet_type)) {
  49
  50                 eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt, struct ether_hdr *);
  51                 ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1);
  52
  53                 return (uint16_t) ((rte_lpm_lookup(qconf->ipv4_lookup_struct,
  54                                 rte_be_to_cpu_32(ipv4_hdr->dst_addr), &next_hop) == 0) ?
  55                                                 next_hop : portid);
  56
  57         } else if (RTE_ETH_IS_IPV6_HDR(pkt->packet_type)) {
  58
  59                 eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt, struct ether_hdr *);
  60                 ipv6_hdr = (struct ipv6_hdr *)(eth_hdr + 1);
  61
  62                 return (uint16_t) ((rte_lpm6_lookup(qconf->ipv6_lookup_struct,
  63                                 ipv6_hdr->dst_addr, &next_hop) == 0) ? next_hop : portid);
  64
  65         }
  66
  67         return portid;
  68 }
  69
  70 /*
  71  * lpm_get_dst_port optimized routine for packets where dst_ipv4 is already
  72  * precalculated. If packet is ipv6 dst_addr is taken directly from packet
  73  * header and dst_ipv4 value is not used.
  74  */
  75 static inline __attribute__((always_inline)) uint16_t
  76 lpm_get_dst_port_with_ipv4(const struct lcore_conf *qconf, struct rte_mbuf *pkt,
  77         uint32_t dst_ipv4, uint8_t portid)
  78 {
  79         uint8_t next_hop;
  80         struct ipv6_hdr *ipv6_hdr;
  81         struct ether_hdr *eth_hdr;
  82
  83         if (RTE_ETH_IS_IPV4_HDR(pkt->packet_type)) {
  84                 return (uint16_t) ((rte_lpm_lookup(qconf->ipv4_lookup_struct, dst_ipv4,
  85                         &next_hop) == 0) ? next_hop : portid);
  86
  87         } else if (RTE_ETH_IS_IPV6_HDR(pkt->packet_type)) {
  88
  89                 eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt, struct ether_hdr *);
  90                 ipv6_hdr = (struct ipv6_hdr *)(eth_hdr + 1);
  91
  92                 return (uint16_t) ((rte_lpm6_lookup(qconf->ipv6_lookup_struct,
  93                                 ipv6_hdr->dst_addr, &next_hop) == 0) ? next_hop : portid);
  94
  95         }
  96
  97         return portid;
  98
  99 }
 100
 101 /*
 102  * Read packet_type and destination IPV4 addresses from 4 mbufs.
 103  */
 104 static inline void
 105 processx4_step1(struct rte_mbuf *pkt[FWDSTEP],
 106                 __m128i *dip,
 107                 uint32_t *ipv4_flag)
 108 {
 109         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 110         struct ether_hdr *eth_hdr;
 111         uint32_t x0, x1, x2, x3;
 112
 113         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt[0], struct ether_hdr *);
 114         ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1);
 115         x0 = ipv4_hdr->dst_addr;
 116         ipv4_flag[0] = pkt[0]->packet_type & RTE_PTYPE_L3_IPV4;
 117
 118         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt[1], struct ether_hdr *);
 119         ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1);
 120         x1 = ipv4_hdr->dst_addr;
 121         ipv4_flag[0] &= pkt[1]->packet_type;
 122
 123         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt[2], struct ether_hdr *);
 124         ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1);
 125         x2 = ipv4_hdr->dst_addr;
 126         ipv4_flag[0] &= pkt[2]->packet_type;
 127
 128         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt[3], struct ether_hdr *);
 129         ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1);
 130         x3 = ipv4_hdr->dst_addr;
 131         ipv4_flag[0] &= pkt[3]->packet_type;
 132
 133         dip[0] = _mm_set_epi32(x3, x2, x1, x0);
 134 }
 135
 136 /*
 137  * Lookup into LPM for destination port.
 138  * If lookup fails, use incoming port (portid) as destination port.
 139  */
 140 static inline void
 141 processx4_step2(const struct lcore_conf *qconf,
 142                 __m128i dip,
 143                 uint32_t ipv4_flag,
 144                 uint8_t portid,
 145                 struct rte_mbuf *pkt[FWDSTEP],
 146                 uint16_t dprt[FWDSTEP])
 147 {
 148         rte_xmm_t dst;
 149         const  __m128i bswap_mask = _mm_set_epi8(12, 13, 14, 15, 8, 9, 10, 11,
 150                                                 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3);
 151
 152         /* Byte swap 4 IPV4 addresses. */
 153         dip = _mm_shuffle_epi8(dip, bswap_mask);
 154
 155         /* if all 4 packets are IPV4. */
 156         if (likely(ipv4_flag)) {
 157                 rte_lpm_lookupx4(qconf->ipv4_lookup_struct, dip, dprt, portid);
 158         } else {
 159                 dst.x = dip;
 160                 dprt[0] = lpm_get_dst_port_with_ipv4(qconf, pkt[0], dst.u32[0], portid);
 161                 dprt[1] = lpm_get_dst_port_with_ipv4(qconf, pkt[1], dst.u32[1], portid);
 162                 dprt[2] = lpm_get_dst_port_with_ipv4(qconf, pkt[2], dst.u32[2], portid);
 163                 dprt[3] = lpm_get_dst_port_with_ipv4(qconf, pkt[3], dst.u32[3], portid);
 164         }
 165 }
 166
 167 /*
 168  * Buffer optimized handling of packets, invoked
 169  * from main_loop.
 170  */
 171 static inline void
 172 l3fwd_lpm_send_packets(int nb_rx, struct rte_mbuf **pkts_burst,
 173                         uint8_t portid, struct lcore_conf *qconf)
 174 {
 175         int32_t j;
 176         uint16_t dst_port[MAX_PKT_BURST];
 177         __m128i dip[MAX_PKT_BURST / FWDSTEP];
 178         uint32_t ipv4_flag[MAX_PKT_BURST / FWDSTEP];
 179         const int32_t k = RTE_ALIGN_FLOOR(nb_rx, FWDSTEP);
 180
 181         for (j = 0; j != k; j += FWDSTEP)
 182                 processx4_step1(&pkts_burst[j], &dip[j / FWDSTEP],
 183                                 &ipv4_flag[j / FWDSTEP]);
 184
 185         for (j = 0; j != k; j += FWDSTEP)
 186                 processx4_step2(qconf, dip[j / FWDSTEP],
 187                                 ipv4_flag[j / FWDSTEP], portid, &pkts_burst[j], &dst_port[j]);
 188
 189         /* Classify last up to 3 packets one by one */
 190         switch (nb_rx % FWDSTEP) {
 191         case 3:
 192                 dst_port[j] = lpm_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 193                 j++;
 194         case 2:
 195                 dst_port[j] = lpm_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 196                 j++;
 197         case 1:
 198                 dst_port[j] = lpm_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 199                 j++;
 200         }
 201
 202         send_packets_multi(qconf, pkts_burst, dst_port, nb_rx);
 203 }
 204
 205 #endif /* __L3FWD_LPM_SSE_H__ */