examples/quota_watermark/qw/main.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 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 #include <rte_eal.h>
  35
  36 #include <rte_common.h>
  37 #include <rte_debug.h>
  38 #include <rte_errno.h>
  39 #include <rte_ethdev.h>
  40 #include <rte_launch.h>
  41 #include <rte_lcore.h>
  42 #include <rte_log.h>
  43 #include <rte_mbuf.h>
  44 #include <rte_ring.h>
  45
  46 #include <rte_byteorder.h>
  47
  48 #include "args.h"
  49 #include "main.h"
  50 #include "init.h"
  51 #include "../include/conf.h"
  52
  53
  54 #ifdef QW_SOFTWARE_FC
  55 #define SEND_PAUSE_FRAME(port_id, duration) send_pause_frame(port_id, duration)
  56 #else
  57 #define SEND_PAUSE_FRAME(port_id, duration) do { } while(0)
  58 #endif
  59
  60 #define ETHER_TYPE_FLOW_CONTROL 0x8808
  61
  62 struct ether_fc_frame {
  63         uint16_t opcode;
  64         uint16_t param;
  65 } __attribute__((__packed__));
  66
  67
  68 int *quota;
  69 unsigned int *low_watermark;
  70
  71 uint8_t port_pairs[RTE_MAX_ETHPORTS];
  72
  73 struct rte_ring *rings[RTE_MAX_LCORE][RTE_MAX_ETHPORTS];
  74 struct rte_mempool *mbuf_pool;
  75
  76
  77 static void send_pause_frame(uint8_t port_id, uint16_t duration)
  78 {
  79         struct rte_mbuf *mbuf;
  80         struct ether_fc_frame *pause_frame;
  81         struct ether_hdr *hdr;
  82         struct ether_addr mac_addr;
  83
  84         RTE_LOG_DP(DEBUG, USER1,
  85                         "Sending PAUSE frame (duration=%d) on port %d\n",
  86                         duration, port_id);
  87
  88         /* Get a mbuf from the pool */
  89         mbuf = rte_pktmbuf_alloc(mbuf_pool);
  90         if (unlikely(mbuf == NULL))
  91                 return;
  92
  93         /* Prepare a PAUSE frame */
  94         hdr = rte_pktmbuf_mtod(mbuf, struct ether_hdr *);
  95         pause_frame = (struct ether_fc_frame *) &hdr[1];
  96
  97         rte_eth_macaddr_get(port_id, &mac_addr);
  98         ether_addr_copy(&mac_addr, &hdr->s_addr);
  99
 100         void *tmp = &hdr->d_addr.addr_bytes[0];
 101         *((uint64_t *)tmp) = 0x010000C28001ULL;
 102
 103         hdr->ether_type = rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_FLOW_CONTROL);
 104
 105         pause_frame->opcode = rte_cpu_to_be_16(0x0001);
 106         pause_frame->param  = rte_cpu_to_be_16(duration);
 107
 108         mbuf->pkt_len  = 60;
 109         mbuf->data_len = 60;
 110
 111         rte_eth_tx_burst(port_id, 0, &mbuf, 1);
 112 }
 113
 114 /**
 115  * Get the previous enabled lcore ID
 116  *
 117  * @param lcore_id
 118  *   The current lcore ID.
 119  * @return
 120  *   The previous enabled lcore_id or -1 if not found.
 121  */
 122 static unsigned int
 123 get_previous_lcore_id(unsigned int lcore_id)
 124 {
 125         int i;
 126
 127         for (i = lcore_id - 1; i >= 0; i--)
 128                 if (rte_lcore_is_enabled(i))
 129                         return i;
 130
 131         return -1;
 132 }
 133
 134 /**
 135  * Get the last enabled lcore ID
 136  *
 137  * @return
 138  *   The last enabled lcore_id.
 139  */
 140 static unsigned int
 141 get_last_lcore_id(void)
 142 {
 143         int i;
 144
 145         for (i = RTE_MAX_LCORE; i >= 0; i--)
 146                 if (rte_lcore_is_enabled(i))
 147                         return i;
 148
 149         return 0;
 150 }
 151
 152 static void
 153 receive_stage(__attribute__((unused)) void *args)
 154 {
 155         int i, ret;
 156
 157         uint8_t port_id;
 158         uint16_t nb_rx_pkts;
 159
 160         unsigned int lcore_id;
 161
 162         struct rte_mbuf *pkts[MAX_PKT_QUOTA];
 163         struct rte_ring *ring;
 164         enum ring_state ring_state[RTE_MAX_ETHPORTS] = { RING_READY };
 165
 166         lcore_id = rte_lcore_id();
 167
 168         RTE_LOG(INFO, USER1,
 169                         "%s() started on core %u\n", __func__, lcore_id);
 170
 171         while (1) {
 172
 173                 /* Process each port round robin style */
 174                 for (port_id = 0; port_id < RTE_MAX_ETHPORTS; port_id++) {
 175
 176                         if (!is_bit_set(port_id, portmask))
 177                                 continue;
 178
 179                         ring = rings[lcore_id][port_id];
 180
 181                         if (ring_state[port_id] != RING_READY) {
 182                                 if (rte_ring_count(ring) > *low_watermark)
 183                                         continue;
 184                                 else
 185                                         ring_state[port_id] = RING_READY;
 186                         }
 187
 188                         /* Enqueue received packets on the RX ring */
 189                         nb_rx_pkts = rte_eth_rx_burst(port_id, 0, pkts,
 190                                         (uint16_t) *quota);
 191                         ret = rte_ring_enqueue_bulk(ring, (void *) pkts,
 192                                         nb_rx_pkts);
 193                         if (ret == -EDQUOT) {
 194                                 ring_state[port_id] = RING_OVERLOADED;
 195                                 send_pause_frame(port_id, 1337);
 196                         }
 197
 198                         else if (ret == -ENOBUFS) {
 199
 200                                 /*
 201                                  * Return  mbufs to the pool,
 202                                  * effectively dropping packets
 203                                  */
 204                                 for (i = 0; i < nb_rx_pkts; i++)
 205                                         rte_pktmbuf_free(pkts[i]);
 206                         }
 207                 }
 208         }
 209 }
 210
 211 static void
 212 pipeline_stage(__attribute__((unused)) void *args)
 213 {
 214         int i, ret;
 215         int nb_dq_pkts;
 216
 217         uint8_t port_id;
 218
 219         unsigned int lcore_id, previous_lcore_id;
 220
 221         void *pkts[MAX_PKT_QUOTA];
 222         struct rte_ring *rx, *tx;
 223         enum ring_state ring_state[RTE_MAX_ETHPORTS] = { RING_READY };
 224
 225         lcore_id = rte_lcore_id();
 226         previous_lcore_id = get_previous_lcore_id(lcore_id);
 227
 228         RTE_LOG(INFO, USER1,
 229                         "%s() started on core %u - processing packets from core %u\n",
 230                         __func__, lcore_id, previous_lcore_id);
 231
 232         while (1) {
 233
 234                 for (port_id = 0; port_id < RTE_MAX_ETHPORTS; port_id++) {
 235
 236                         if (!is_bit_set(port_id, portmask))
 237                                 continue;
 238
 239                         tx = rings[lcore_id][port_id];
 240                         rx = rings[previous_lcore_id][port_id];
 241
 242                         if (ring_state[port_id] != RING_READY) {
 243                                 if (rte_ring_count(tx) > *low_watermark)
 244                                         continue;
 245                                 else
 246                                         ring_state[port_id] = RING_READY;
 247                         }
 248
 249                         /* Dequeue up to quota mbuf from rx */
 250                         nb_dq_pkts = rte_ring_dequeue_burst(rx, pkts,
 251                                         *quota, NULL);
 252                         if (unlikely(nb_dq_pkts < 0))
 253                                 continue;
 254
 255                         /* Enqueue them on tx */
 256                         ret = rte_ring_enqueue_bulk(tx, pkts, nb_dq_pkts);
 257                         if (ret == -EDQUOT)
 258                                 ring_state[port_id] = RING_OVERLOADED;
 259
 260                         else if (ret == -ENOBUFS) {
 261
 262                                 /*
 263                                  * Return  mbufs to the pool,
 264                                  * effectively dropping packets
 265                                  */
 266                                 for (i = 0; i < nb_dq_pkts; i++)
 267                                         rte_pktmbuf_free(pkts[i]);
 268                         }
 269                 }
 270         }
 271 }
 272
 273 static void
 274 send_stage(__attribute__((unused)) void *args)
 275 {
 276         uint16_t nb_dq_pkts;
 277
 278         uint8_t port_id;
 279         uint8_t dest_port_id;
 280
 281         unsigned int lcore_id, previous_lcore_id;
 282
 283         struct rte_ring *tx;
 284         struct rte_mbuf *tx_pkts[MAX_PKT_QUOTA];
 285
 286         lcore_id = rte_lcore_id();
 287         previous_lcore_id = get_previous_lcore_id(lcore_id);
 288
 289         RTE_LOG(INFO, USER1,
 290                         "%s() started on core %u - processing packets from core %u\n",
 291                         __func__, lcore_id, previous_lcore_id);
 292
 293         while (1) {
 294
 295                 /* Process each ring round robin style */
 296                 for (port_id = 0; port_id < RTE_MAX_ETHPORTS; port_id++) {
 297
 298                         if (!is_bit_set(port_id, portmask))
 299                                 continue;
 300
 301                         dest_port_id = port_pairs[port_id];
 302                         tx = rings[previous_lcore_id][port_id];
 303
 304                         if (rte_ring_empty(tx))
 305                                 continue;
 306
 307                         /* Dequeue packets from tx and send them */
 308                         nb_dq_pkts = (uint16_t) rte_ring_dequeue_burst(tx,
 309                                         (void *) tx_pkts, *quota, NULL);
 310                         rte_eth_tx_burst(dest_port_id, 0, tx_pkts, nb_dq_pkts);
 311
 312                         /* TODO: Check if nb_dq_pkts == nb_tx_pkts? */
 313                 }
 314         }
 315 }
 316
 317 int
 318 main(int argc, char **argv)
 319 {
 320         int ret;
 321         unsigned int lcore_id, master_lcore_id, last_lcore_id;
 322
 323         uint8_t port_id;
 324
 325         rte_set_log_level(RTE_LOG_INFO);
 326
 327         ret = rte_eal_init(argc, argv);
 328         if (ret < 0)
 329                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot initialize EAL\n");
 330
 331         argc -= ret;
 332         argv += ret;
 333
 334         init_dpdk();
 335         setup_shared_variables();
 336
 337         *quota = 32;
 338         *low_watermark = 60 * RING_SIZE / 100;
 339
 340         last_lcore_id   = get_last_lcore_id();
 341         master_lcore_id = rte_get_master_lcore();
 342
 343         /* Parse the application's arguments */
 344         ret = parse_qw_args(argc, argv);
 345         if (ret < 0)
 346                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid quota/watermark argument(s)\n");
 347
 348         /* Create a pool of mbuf to store packets */
 349         mbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create("mbuf_pool", MBUF_PER_POOL, 32, 0,
 350                         MBUF_DATA_SIZE, rte_socket_id());
 351         if (mbuf_pool == NULL)
 352                 rte_panic("%s\n", rte_strerror(rte_errno));
 353
 354         for (port_id = 0; port_id < RTE_MAX_ETHPORTS; port_id++)
 355                 if (is_bit_set(port_id, portmask)) {
 356                         configure_eth_port(port_id);
 357                         init_ring(master_lcore_id, port_id);
 358                 }
 359
 360         pair_ports();
 361
 362         /*
 363          * Start pipeline_connect() on all the available slave lcores
 364          * but the last
 365          */
 366         for (lcore_id = 0 ; lcore_id < last_lcore_id; lcore_id++) {
 367                 if (rte_lcore_is_enabled(lcore_id) &&
 368                                 lcore_id != master_lcore_id) {
 369
 370                         for (port_id = 0; port_id < RTE_MAX_ETHPORTS; port_id++)
 371                                 if (is_bit_set(port_id, portmask))
 372                                         init_ring(lcore_id, port_id);
 373
 374                         /* typecast is a workaround for GCC 4.3 bug */
 375                         rte_eal_remote_launch((int (*)(void *))pipeline_stage,
 376                                         NULL, lcore_id);
 377                 }
 378         }
 379
 380         /* Start send_stage() on the last slave core */
 381         /* typecast is a workaround for GCC 4.3 bug */
 382         rte_eal_remote_launch((int (*)(void *))send_stage, NULL, last_lcore_id);
 383
 384         /* Start receive_stage() on the master core */
 385         receive_stage(NULL);
 386
 387         return 0;
 388 }