examples/tep_termination/main.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2015 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 <arpa/inet.h>
  35 #include <getopt.h>
  36 #include <linux/if_ether.h>
  37 #include <linux/if_vlan.h>
  38 #include <linux/virtio_net.h>
  39 #include <linux/virtio_ring.h>
  40 #include <signal.h>
  41 #include <stdint.h>
  42 #include <sys/eventfd.h>
  43 #include <sys/param.h>
  44 #include <unistd.h>
  45
  46 #include <rte_atomic.h>
  47 #include <rte_cycles.h>
  48 #include <rte_ethdev.h>
  49 #include <rte_log.h>
  50 #include <rte_string_fns.h>
  51 #include <rte_malloc.h>
  52 #include <rte_virtio_net.h>
  53
  54 #include "main.h"
  55 #include "vxlan.h"
  56
  57 /* the maximum number of external ports supported */
  58 #define MAX_SUP_PORTS 1
  59
  60 /**
  61  * Calculate the number of buffers needed per port
  62  */
  63 #define NUM_MBUFS_PER_PORT ((MAX_QUEUES * RTE_TEST_RX_DESC_DEFAULT) +\
  64                                 (nb_switching_cores * MAX_PKT_BURST) +\
  65                                 (nb_switching_cores * \
  66                                 RTE_TEST_TX_DESC_DEFAULT) +\
  67                                 (nb_switching_cores * MBUF_CACHE_SIZE))
  68
  69 #define MBUF_CACHE_SIZE 128
  70 #define MBUF_SIZE (2048 + sizeof(struct rte_mbuf) + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
  71
  72 #define MAX_PKT_BURST 32        /* Max burst size for RX/TX */
  73 #define BURST_TX_DRAIN_US 100   /* TX drain every ~100us */
  74
  75 /* Defines how long we wait between retries on RX */
  76 #define BURST_RX_WAIT_US 15
  77
  78 #define BURST_RX_RETRIES 4      /* Number of retries on RX. */
  79
  80 #define JUMBO_FRAME_MAX_SIZE    0x2600
  81
  82 /* State of virtio device. */
  83 #define DEVICE_MAC_LEARNING 0
  84 #define DEVICE_RX           1
  85 #define DEVICE_SAFE_REMOVE  2
  86
  87 /* Config_core_flag status definitions. */
  88 #define REQUEST_DEV_REMOVAL 1
  89 #define ACK_DEV_REMOVAL     0
  90
  91 /* Configurable number of RX/TX ring descriptors */
  92 #define RTE_TEST_RX_DESC_DEFAULT 1024
  93 #define RTE_TEST_TX_DESC_DEFAULT 512
  94
  95 /* Get first 4 bytes in mbuf headroom. */
  96 #define MBUF_HEADROOM_UINT32(mbuf) (*(uint32_t *)((uint8_t *)(mbuf) \
  97                 + sizeof(struct rte_mbuf)))
  98
  99 #define INVALID_PORT_ID 0xFF
 100
 101 /* Size of buffers used for snprintfs. */
 102 #define MAX_PRINT_BUFF 6072
 103
 104 /* Maximum character device basename size. */
 105 #define MAX_BASENAME_SZ 20
 106
 107 /* Maximum long option length for option parsing. */
 108 #define MAX_LONG_OPT_SZ 64
 109
 110 /* Used to compare MAC addresses. */
 111 #define MAC_ADDR_CMP 0xFFFFFFFFFFFFULL
 112
 113 #define CMD_LINE_OPT_NB_DEVICES "nb-devices"
 114 #define CMD_LINE_OPT_RX_RETRY "rx-retry"
 115 #define CMD_LINE_OPT_RX_RETRY_DELAY "rx-retry-delay"
 116 #define CMD_LINE_OPT_RX_RETRY_NUM "rx-retry-num"
 117 #define CMD_LINE_OPT_STATS "stats"
 118 #define CMD_LINE_OPT_DEV_BASENAME "dev-basename"
 119
 120 /* mask of enabled ports */
 121 static uint32_t enabled_port_mask;
 122
 123 /*Number of switching cores enabled*/
 124 static uint32_t nb_switching_cores;
 125
 126 /* number of devices/queues to support*/
 127 uint32_t nb_devices;
 128
 129 /* max ring descriptor, ixgbe, i40e, e1000 all are 4096. */
 130 #define MAX_RING_DESC 4096
 131
 132 struct vpool {
 133         struct rte_mempool *pool;
 134         struct rte_ring *ring;
 135         uint32_t buf_size;
 136 } vpool_array[MAX_QUEUES+MAX_QUEUES];
 137
 138 /* Enable stats. */
 139 uint32_t enable_stats = 0;
 140 /* Enable retries on RX. */
 141 static uint32_t enable_retry = 1;
 142 /* Specify timeout (in useconds) between retries on RX. */
 143 static uint32_t burst_rx_delay_time = BURST_RX_WAIT_US;
 144 /* Specify the number of retries on RX. */
 145 static uint32_t burst_rx_retry_num = BURST_RX_RETRIES;
 146
 147 /* Character device basename. Can be set by user. */
 148 static char dev_basename[MAX_BASENAME_SZ] = "vhost-net";
 149
 150 static unsigned lcore_ids[RTE_MAX_LCORE];
 151 uint8_t ports[RTE_MAX_ETHPORTS];
 152
 153 static unsigned nb_ports; /**< The number of ports specified in command line */
 154
 155 /* ethernet addresses of ports */
 156 struct ether_addr ports_eth_addr[RTE_MAX_ETHPORTS];
 157
 158 /* heads for the main used and free linked lists for the data path. */
 159 static struct virtio_net_data_ll *ll_root_used;
 160 static struct virtio_net_data_ll *ll_root_free;
 161
 162 /**
 163  * Array of data core structures containing information on
 164  * individual core linked lists.
 165  */
 166 static struct lcore_info lcore_info[RTE_MAX_LCORE];
 167
 168 /* Used for queueing bursts of TX packets. */
 169 struct mbuf_table {
 170         unsigned len;
 171         unsigned txq_id;
 172         struct rte_mbuf *m_table[MAX_PKT_BURST];
 173 };
 174
 175 /* TX queue for each data core. */
 176 struct mbuf_table lcore_tx_queue[RTE_MAX_LCORE];
 177
 178 struct device_statistics dev_statistics[MAX_DEVICES];
 179
 180 /**
 181  * Set character device basename.
 182  */
 183 static int
 184 us_vhost_parse_basename(const char *q_arg)
 185 {
 186         /* parse number string */
 187         if (strlen(q_arg) >= MAX_BASENAME_SZ)
 188                 return -1;
 189         else
 190                 snprintf((char *)&dev_basename, MAX_BASENAME_SZ, "%s", q_arg);
 191
 192         return 0;
 193 }
 194
 195 /**
 196  * Parse the portmask provided at run time.
 197  */
 198 static int
 199 parse_portmask(const char *portmask)
 200 {
 201         char *end = NULL;
 202         unsigned long pm;
 203
 204         /* parse hexadecimal string */
 205         pm = strtoul(portmask, &end, 16);
 206         if ((portmask[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
 207                 return -1;
 208
 209         if (pm == 0)
 210                 return -1;
 211
 212         return pm;
 213 }
 214
 215 /**
 216  * Parse num options at run time.
 217  */
 218 static int
 219 parse_num_opt(const char *q_arg, uint32_t max_valid_value)
 220 {
 221         char *end = NULL;
 222         unsigned long num;
 223
 224         /* parse unsigned int string */
 225         num = strtoul(q_arg, &end, 10);
 226         if ((q_arg[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
 227                 return -1;
 228
 229         if (num > max_valid_value)
 230                 return -1;
 231
 232         return num;
 233 }
 234
 235 /**
 236  * Display usage
 237  */
 238 static void
 239 tep_termination_usage(const char *prgname)
 240 {
 241         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "%s [EAL options] -- -p PORTMASK\n"
 242         "               --nb-devices[1-64]: The number of virtIO device\n"
 243         "               -p PORTMASK: Set mask for ports to be used by application\n"
 244         "               --rx-retry [0|1]: disable/enable(default) retries on rx."
 245         "                Enable retry if destintation queue is full\n"
 246         "               --rx-retry-delay [0-N]: timeout(in usecond) between retries on RX."
 247         "                This makes effect only if retries on rx enabled\n"
 248         "               --rx-retry-num [0-N]: the number of retries on rx."
 249         "                This makes effect only if retries on rx enabled\n"
 250         "               --stats [0-N]: 0: Disable stats, N: Time in seconds to print stats\n"
 251         "               --dev-basename: The basename to be used for the character device.\n",
 252                prgname);
 253 }
 254
 255 /**
 256  * Parse the arguments given in the command line of the application.
 257  */
 258 static int
 259 tep_termination_parse_args(int argc, char **argv)
 260 {
 261         int opt, ret;
 262         int option_index;
 263         unsigned i;
 264         const char *prgname = argv[0];
 265         static struct option long_option[] = {
 266                 {CMD_LINE_OPT_NB_DEVICES, required_argument, NULL, 0},
 267                 {CMD_LINE_OPT_RX_RETRY, required_argument, NULL, 0},
 268                 {CMD_LINE_OPT_RX_RETRY_DELAY, required_argument, NULL, 0},
 269                 {CMD_LINE_OPT_RX_RETRY_NUM, required_argument, NULL, 0},
 270                 {CMD_LINE_OPT_STATS, required_argument, NULL, 0},
 271                 {CMD_LINE_OPT_DEV_BASENAME, required_argument, NULL, 0},
 272                 {NULL, 0, 0, 0},
 273         };
 274
 275         /* Parse command line */
 276         while ((opt = getopt_long(argc, argv, "p:",
 277                         long_option, &option_index)) != EOF) {
 278                 switch (opt) {
 279                 /* Portmask */
 280                 case 'p':
 281                         enabled_port_mask = parse_portmask(optarg);
 282                         if (enabled_port_mask == 0) {
 283                                 RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 284                                         "Invalid portmask\n");
 285                                 tep_termination_usage(prgname);
 286                                 return -1;
 287                         }
 288                         break;
 289                 case 0:
 290                         if (!strncmp(long_option[option_index].name,
 291                                 CMD_LINE_OPT_NB_DEVICES,
 292                                 sizeof(CMD_LINE_OPT_NB_DEVICES))) {
 293                                 ret = parse_num_opt(optarg, MAX_DEVICES);
 294                                 if (ret == -1) {
 295                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 296                                         "Invalid argument for nb-devices [0-%d]\n",
 297                                         MAX_DEVICES);
 298                                         tep_termination_usage(prgname);
 299                                         return -1;
 300                                 } else
 301                                         nb_devices = ret;
 302                         }
 303
 304                         /* Enable/disable retries on RX. */
 305                         if (!strncmp(long_option[option_index].name,
 306                                 CMD_LINE_OPT_RX_RETRY,
 307                                 sizeof(CMD_LINE_OPT_RX_RETRY))) {
 308                                 ret = parse_num_opt(optarg, 1);
 309                                 if (ret == -1) {
 310                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 311                                                 "Invalid argument for rx-retry [0|1]\n");
 312                                         tep_termination_usage(prgname);
 313                                         return -1;
 314                                 } else {
 315                                         enable_retry = ret;
 316                                 }
 317                         }
 318
 319                         /* Specify the retries delay time (in useconds) on RX.*/
 320                         if (!strncmp(long_option[option_index].name,
 321                                 CMD_LINE_OPT_RX_RETRY_DELAY,
 322                                 sizeof(CMD_LINE_OPT_RX_RETRY_DELAY))) {
 323                                 ret = parse_num_opt(optarg, INT32_MAX);
 324                                 if (ret == -1) {
 325                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 326                                                 "Invalid argument for rx-retry-delay [0-N]\n");
 327                                         tep_termination_usage(prgname);
 328                                         return -1;
 329                                 } else {
 330                                         burst_rx_delay_time = ret;
 331                                 }
 332                         }
 333
 334                         /* Specify the retries number on RX. */
 335                         if (!strncmp(long_option[option_index].name,
 336                                 CMD_LINE_OPT_RX_RETRY_NUM,
 337                                 sizeof(CMD_LINE_OPT_RX_RETRY_NUM))) {
 338                                 ret = parse_num_opt(optarg, INT32_MAX);
 339                                 if (ret == -1) {
 340                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 341                                                 "Invalid argument for rx-retry-num [0-N]\n");
 342                                         tep_termination_usage(prgname);
 343                                         return -1;
 344                                 } else {
 345                                         burst_rx_retry_num = ret;
 346                                 }
 347                         }
 348
 349                         /* Enable/disable stats. */
 350                         if (!strncmp(long_option[option_index].name,
 351                                 CMD_LINE_OPT_STATS,
 352                                 sizeof(CMD_LINE_OPT_STATS))) {
 353                                 ret = parse_num_opt(optarg, INT32_MAX);
 354                                 if (ret == -1) {
 355                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 356                                                         "Invalid argument for stats [0..N]\n");
 357                                         tep_termination_usage(prgname);
 358                                         return -1;
 359                                 } else {
 360                                         enable_stats = ret;
 361                                 }
 362                         }
 363
 364                         /* Set character device basename. */
 365                         if (!strncmp(long_option[option_index].name,
 366                                 CMD_LINE_OPT_DEV_BASENAME,
 367                                 sizeof(CMD_LINE_OPT_DEV_BASENAME))) {
 368                                 if (us_vhost_parse_basename(optarg) == -1) {
 369                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 370                                                 "Invalid argument for character "
 371                                                 "device basename (Max %d characters)\n",
 372                                                 MAX_BASENAME_SZ);
 373                                         tep_termination_usage(prgname);
 374                                         return -1;
 375                                 }
 376                         }
 377
 378                         break;
 379
 380                         /* Invalid option - print options. */
 381                 default:
 382                         tep_termination_usage(prgname);
 383                         return -1;
 384                 }
 385         }
 386
 387         for (i = 0; i < RTE_MAX_ETHPORTS; i++) {
 388                 if (enabled_port_mask & (1 << i))
 389                         ports[nb_ports++] = (uint8_t)i;
 390         }
 391
 392         if ((nb_ports ==  0) || (nb_ports > MAX_SUP_PORTS)) {
 393                 RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT, "Current enabled port number is %u,"
 394                         "but only %u port can be enabled\n", nb_ports,
 395                         MAX_SUP_PORTS);
 396                 return -1;
 397         }
 398
 399         return 0;
 400 }
 401
 402 /**
 403  * Update the global var NB_PORTS and array PORTS
 404  * according to system ports number and return valid ports number
 405  */
 406 static unsigned
 407 check_ports_num(unsigned max_nb_ports)
 408 {
 409         unsigned valid_nb_ports = nb_ports;
 410         unsigned portid;
 411
 412         if (nb_ports > max_nb_ports) {
 413                 RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT, "\nSpecified port number(%u) "
 414                         " exceeds total system port number(%u)\n",
 415                         nb_ports, max_nb_ports);
 416                 nb_ports = max_nb_ports;
 417         }
 418
 419         for (portid = 0; portid < nb_ports; portid++) {
 420                 if (ports[portid] >= max_nb_ports) {
 421                         RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT,
 422                                 "\nSpecified port ID(%u) exceeds max "
 423                                 " system port ID(%u)\n",
 424                                 ports[portid], (max_nb_ports - 1));
 425                         ports[portid] = INVALID_PORT_ID;
 426                         valid_nb_ports--;
 427                 }
 428         }
 429         return valid_nb_ports;
 430 }
 431
 432 /**
 433  * This function routes the TX packet to the correct interface. This may be a local device
 434  * or the physical port.
 435  */
 436 static inline void __attribute__((always_inline))
 437 virtio_tx_route(struct vhost_dev *vdev, struct rte_mbuf *m)
 438 {
 439         struct mbuf_table *tx_q;
 440         struct rte_mbuf **m_table;
 441         unsigned len, ret = 0;
 442         const uint16_t lcore_id = rte_lcore_id();
 443         struct virtio_net *dev = vdev->dev;
 444
 445         LOG_DEBUG(VHOST_DATA, "(%"PRIu64") TX: MAC address is external\n",
 446                 dev->device_fh);
 447
 448         /* Add packet to the port tx queue */
 449         tx_q = &lcore_tx_queue[lcore_id];
 450         len = tx_q->len;
 451
 452         tx_q->m_table[len] = m;
 453         len++;
 454         if (enable_stats) {
 455                 dev_statistics[dev->device_fh].tx_total++;
 456                 dev_statistics[dev->device_fh].tx++;
 457         }
 458
 459         if (unlikely(len == MAX_PKT_BURST)) {
 460                 m_table = (struct rte_mbuf **)tx_q->m_table;
 461                 /* Free any buffers not handled by TX and update
 462                  * the port stats.
 463                  */
 464                 if (unlikely(ret < len)) {
 465                         do {
 466                                 rte_pktmbuf_free(m_table[ret]);
 467                         } while (++ret < len);
 468                 }
 469
 470                 len = 0;
 471         }
 472
 473         tx_q->len = len;
 474         return;
 475 }
 476
 477 /**
 478  * This function is called by each data core. It handles all
 479  * RX/TX registered with the core. For TX the specific lcore
 480  * linked list is used. For RX, MAC addresses are compared
 481  * with all devices in the main linked list.
 482  */
 483 static int
 484 switch_worker(__rte_unused void *arg)
 485 {
 486         struct rte_mempool *mbuf_pool = arg;
 487         struct virtio_net *dev = NULL;
 488         struct vhost_dev *vdev = NULL;
 489         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 490         struct virtio_net_data_ll *dev_ll;
 491         struct mbuf_table *tx_q;
 492         volatile struct lcore_ll_info *lcore_ll;
 493         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1)
 494                                         / US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US;
 495         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc, ret_count = 0;
 496         unsigned i, ret = 0;
 497         const uint16_t lcore_id = rte_lcore_id();
 498         const uint16_t num_cores = (uint16_t)rte_lcore_count();
 499         uint16_t rx_count = 0;
 500         uint16_t tx_count;
 501         uint32_t retry = 0;
 502
 503         RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA, "Procesing on Core %u started\n", lcore_id);
 504         lcore_ll = lcore_info[lcore_id].lcore_ll;
 505         prev_tsc = 0;
 506
 507         tx_q = &lcore_tx_queue[lcore_id];
 508         for (i = 0; i < num_cores; i++) {
 509                 if (lcore_ids[i] == lcore_id) {
 510                         tx_q->txq_id = i;
 511                         break;
 512                 }
 513         }
 514
 515         while (1) {
 516                 cur_tsc = rte_rdtsc();
 517                 /*
 518                  * TX burst queue drain
 519                  */
 520                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
 521                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
 522
 523                         if (tx_q->len) {
 524                                 LOG_DEBUG(VHOST_DATA, "TX queue drained after "
 525                                         "timeout with burst size %u\n",
 526                                         tx_q->len);
 527                                 if (unlikely(ret < tx_q->len)) {
 528                                         do {
 529                                                 rte_pktmbuf_free(tx_q->m_table[ret]);
 530                                         } while (++ret < tx_q->len);
 531                                 }
 532
 533                                 tx_q->len = 0;
 534                         }
 535
 536                         prev_tsc = cur_tsc;
 537
 538                 }
 539
 540                 rte_prefetch0(lcore_ll->ll_root_used);
 541
 542                 /**
 543                  * Inform the configuration core that we have exited
 544                  * the linked list and that no devices are
 545                  * in use if requested.
 546                  */
 547                 if (lcore_ll->dev_removal_flag == REQUEST_DEV_REMOVAL)
 548                         lcore_ll->dev_removal_flag = ACK_DEV_REMOVAL;
 549
 550                 /*
 551                  * Process devices
 552                  */
 553                 dev_ll = lcore_ll->ll_root_used;
 554
 555                 while (dev_ll != NULL) {
 556                         vdev = dev_ll->vdev;
 557                         dev = vdev->dev;
 558
 559                         if (unlikely(vdev->remove)) {
 560                                 dev_ll = dev_ll->next;
 561                                 vdev->ready = DEVICE_SAFE_REMOVE;
 562                                 continue;
 563                         }
 564                         if (likely(vdev->ready == DEVICE_RX)) {
 565                                 /* Handle guest RX */
 566                                 rx_count = rte_eth_rx_burst(ports[0],
 567                                         vdev->rx_q, pkts_burst, MAX_PKT_BURST);
 568
 569                                 if (rx_count) {
 570                                         /*
 571                                         * Retry is enabled and the queue is
 572                                         * full then we wait and retry to
 573                                         * avoid packet loss. Here MAX_PKT_BURST
 574                                         * must be less than virtio queue size
 575                                         */
 576                                         if (enable_retry && unlikely(rx_count >
 577                                                 rte_vring_available_entries(dev, VIRTIO_RXQ))) {
 578                                                 for (retry = 0; retry < burst_rx_retry_num;
 579                                                         retry++) {
 580                                                         rte_delay_us(burst_rx_delay_time);
 581                                                         if (rx_count <= rte_vring_available_entries(dev, VIRTIO_RXQ))
 582                                                                 break;
 583                                                 }
 584                                         }
 585
 586                                         if (enable_stats) {
 587                                                 rte_atomic64_add(
 588                                                 &dev_statistics[dev->device_fh].rx_total_atomic,
 589                                                 rx_count);
 590                                                 rte_atomic64_add(
 591                                                 &dev_statistics[dev->device_fh].rx_atomic, ret_count);
 592                                         }
 593                                         while (likely(rx_count)) {
 594                                                 rx_count--;
 595                                                 rte_pktmbuf_free(pkts_burst[rx_count]);
 596                                         }
 597
 598                                 }
 599                         }
 600
 601                         if (likely(!vdev->remove)) {
 602                                 /* Handle guest TX*/
 603                                 tx_count = rte_vhost_dequeue_burst(dev,
 604                                                 VIRTIO_TXQ, mbuf_pool,
 605                                                 pkts_burst, MAX_PKT_BURST);
 606                                 /* If this is the first received packet we need to learn the MAC */
 607                                 if (unlikely(vdev->ready == DEVICE_MAC_LEARNING) && tx_count) {
 608                                         if (vdev->remove) {
 609                                                 while (tx_count)
 610                                                         rte_pktmbuf_free(pkts_burst[--tx_count]);
 611                                         }
 612                                 }
 613                                 while (tx_count)
 614                                         virtio_tx_route(vdev, pkts_burst[--tx_count]);
 615                         }
 616
 617                         /* move to the next device in the list */
 618                         dev_ll = dev_ll->next;
 619                 }
 620         }
 621
 622         return 0;
 623 }
 624
 625 /**
 626  * Add an entry to a used linked list. A free entry must first be found
 627  * in the free linked list using get_data_ll_free_entry();
 628  */
 629 static void
 630 add_data_ll_entry(struct virtio_net_data_ll **ll_root_addr,
 631         struct virtio_net_data_ll *ll_dev)
 632 {
 633         struct virtio_net_data_ll *ll = *ll_root_addr;
 634
 635         /* Set next as NULL and use a compiler barrier to avoid reordering. */
 636         ll_dev->next = NULL;
 637         rte_compiler_barrier();
 638
 639         /* If ll == NULL then this is the first device. */
 640         if (ll) {
 641                 /* Increment to the tail of the linked list. */
 642                 while (ll->next != NULL)
 643                         ll = ll->next;
 644
 645                 ll->next = ll_dev;
 646         } else {
 647                 *ll_root_addr = ll_dev;
 648         }
 649 }
 650
 651 /**
 652  * Remove an entry from a used linked list. The entry must then be added to
 653  * the free linked list using put_data_ll_free_entry().
 654  */
 655 static void
 656 rm_data_ll_entry(struct virtio_net_data_ll **ll_root_addr,
 657         struct virtio_net_data_ll *ll_dev,
 658         struct virtio_net_data_ll *ll_dev_last)
 659 {
 660         struct virtio_net_data_ll *ll = *ll_root_addr;
 661
 662         if (unlikely((ll == NULL) || (ll_dev == NULL)))
 663                 return;
 664
 665         if (ll_dev == ll)
 666                 *ll_root_addr = ll_dev->next;
 667         else
 668                 if (likely(ll_dev_last != NULL))
 669                         ll_dev_last->next = ll_dev->next;
 670                 else
 671                         RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 672                                 "Remove entry form ll failed.\n");
 673 }
 674
 675 /**
 676  * Find and return an entry from the free linked list.
 677  */
 678 static struct virtio_net_data_ll *
 679 get_data_ll_free_entry(struct virtio_net_data_ll **ll_root_addr)
 680 {
 681         struct virtio_net_data_ll *ll_free = *ll_root_addr;
 682         struct virtio_net_data_ll *ll_dev;
 683
 684         if (ll_free == NULL)
 685                 return NULL;
 686
 687         ll_dev = ll_free;
 688         *ll_root_addr = ll_free->next;
 689
 690         return ll_dev;
 691 }
 692
 693 /**
 694  * Place an entry back on to the free linked list.
 695  */
 696 static void
 697 put_data_ll_free_entry(struct virtio_net_data_ll **ll_root_addr,
 698         struct virtio_net_data_ll *ll_dev)
 699 {
 700         struct virtio_net_data_ll *ll_free = *ll_root_addr;
 701
 702         if (ll_dev == NULL)
 703                 return;
 704
 705         ll_dev->next = ll_free;
 706         *ll_root_addr = ll_dev;
 707 }
 708
 709 /**
 710  * Creates a linked list of a given size.
 711  */
 712 static struct virtio_net_data_ll *
 713 alloc_data_ll(uint32_t size)
 714 {
 715         struct virtio_net_data_ll *ll_new;
 716         uint32_t i;
 717
 718         /* Malloc and then chain the linked list. */
 719         ll_new = malloc(size * sizeof(struct virtio_net_data_ll));
 720         if (ll_new == NULL) {
 721                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 722                         "Failed to allocate memory for ll_new.\n");
 723                 return NULL;
 724         }
 725
 726         for (i = 0; i < size - 1; i++) {
 727                 ll_new[i].vdev = NULL;
 728                 ll_new[i].next = &ll_new[i+1];
 729         }
 730         ll_new[i].next = NULL;
 731
 732         return ll_new;
 733 }
 734
 735 /**
 736  * Create the main linked list along with each individual cores
 737  * linked list. A used and a free list are created to manage entries.
 738  */
 739 static int
 740 init_data_ll(void)
 741 {
 742         int lcore;
 743
 744         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore) {
 745                 lcore_info[lcore].lcore_ll =
 746                         malloc(sizeof(struct lcore_ll_info));
 747                 if (lcore_info[lcore].lcore_ll == NULL) {
 748                         RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 749                                 "Failed to allocate memory for lcore_ll.\n");
 750                         return -1;
 751                 }
 752
 753                 lcore_info[lcore].lcore_ll->device_num = 0;
 754                 lcore_info[lcore].lcore_ll->dev_removal_flag = ACK_DEV_REMOVAL;
 755                 lcore_info[lcore].lcore_ll->ll_root_used = NULL;
 756                 if (nb_devices % nb_switching_cores)
 757                         lcore_info[lcore].lcore_ll->ll_root_free =
 758                                 alloc_data_ll((nb_devices / nb_switching_cores)
 759                                                 + 1);
 760                 else
 761                         lcore_info[lcore].lcore_ll->ll_root_free =
 762                                 alloc_data_ll(nb_devices / nb_switching_cores);
 763         }
 764
 765         /* Allocate devices up to a maximum of MAX_DEVICES. */
 766         ll_root_free = alloc_data_ll(MIN((nb_devices), MAX_DEVICES));
 767
 768         return 0;
 769 }
 770
 771 /**
 772  * Remove a device from the specific data core linked list and
 773  * from the main linked list. Synchonization occurs through the use
 774  * of the lcore dev_removal_flag. Device is made volatile here
 775  * to avoid re-ordering of dev->remove=1 which can cause an infinite
 776  * loop in the rte_pause loop.
 777  */
 778 static void
 779 destroy_device(volatile struct virtio_net *dev)
 780 {
 781         struct virtio_net_data_ll *ll_lcore_dev_cur;
 782         struct virtio_net_data_ll *ll_main_dev_cur;
 783         struct virtio_net_data_ll *ll_lcore_dev_last = NULL;
 784         struct virtio_net_data_ll *ll_main_dev_last = NULL;
 785         struct vhost_dev *vdev;
 786         int lcore;
 787
 788         dev->flags &= ~VIRTIO_DEV_RUNNING;
 789
 790         vdev = (struct vhost_dev *)dev->priv;
 791
 792         /* set the remove flag. */
 793         vdev->remove = 1;
 794         while (vdev->ready != DEVICE_SAFE_REMOVE)
 795                 rte_pause();
 796
 797         /* Search for entry to be removed from lcore ll */
 798         ll_lcore_dev_cur = lcore_info[vdev->coreid].lcore_ll->ll_root_used;
 799         while (ll_lcore_dev_cur != NULL) {
 800                 if (ll_lcore_dev_cur->vdev == vdev) {
 801                         break;
 802                 } else {
 803                         ll_lcore_dev_last = ll_lcore_dev_cur;
 804                         ll_lcore_dev_cur = ll_lcore_dev_cur->next;
 805                 }
 806         }
 807
 808         if (ll_lcore_dev_cur == NULL) {
 809                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 810                         "(%"PRIu64") Failed to find the dev to be destroy.\n",
 811                         dev->device_fh);
 812                 return;
 813         }
 814
 815         /* Search for entry to be removed from main ll */
 816         ll_main_dev_cur = ll_root_used;
 817         ll_main_dev_last = NULL;
 818         while (ll_main_dev_cur != NULL) {
 819                 if (ll_main_dev_cur->vdev == vdev) {
 820                         break;
 821                 } else {
 822                         ll_main_dev_last = ll_main_dev_cur;
 823                         ll_main_dev_cur = ll_main_dev_cur->next;
 824                 }
 825         }
 826
 827         /* Remove entries from the lcore and main ll. */
 828         rm_data_ll_entry(&lcore_info[vdev->coreid].lcore_ll->ll_root_used,
 829                         ll_lcore_dev_cur, ll_lcore_dev_last);
 830         rm_data_ll_entry(&ll_root_used, ll_main_dev_cur, ll_main_dev_last);
 831
 832         /* Set the dev_removal_flag on each lcore. */
 833         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore) {
 834                 lcore_info[lcore].lcore_ll->dev_removal_flag =
 835                         REQUEST_DEV_REMOVAL;
 836         }
 837
 838         /*
 839          * Once each core has set the dev_removal_flag to
 840          * ACK_DEV_REMOVAL we can be sure that they can no longer access
 841          * the device removed from the linked lists and that the devices
 842          * are no longer in use.
 843          */
 844         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore) {
 845                 while (lcore_info[lcore].lcore_ll->dev_removal_flag
 846                         != ACK_DEV_REMOVAL)
 847                         rte_pause();
 848         }
 849
 850         /* Add the entries back to the lcore and main free ll.*/
 851         put_data_ll_free_entry(&lcore_info[vdev->coreid].lcore_ll->ll_root_free,
 852                                 ll_lcore_dev_cur);
 853         put_data_ll_free_entry(&ll_root_free, ll_main_dev_cur);
 854
 855         /* Decrement number of device on the lcore. */
 856         lcore_info[vdev->coreid].lcore_ll->device_num--;
 857
 858         RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA, "(%"PRIu64") Device has been removed "
 859                 "from data core\n", dev->device_fh);
 860
 861         rte_free(vdev);
 862
 863 }
 864
 865 /**
 866  * A new device is added to a data core. First the device is added
 867  * to the main linked list and the allocated to a specific data core.
 868  */
 869 static int
 870 new_device(struct virtio_net *dev)
 871 {
 872         struct virtio_net_data_ll *ll_dev;
 873         int lcore, core_add = 0;
 874         uint32_t device_num_min = nb_devices;
 875         struct vhost_dev *vdev;
 876
 877         vdev = rte_zmalloc("vhost device", sizeof(*vdev), RTE_CACHE_LINE_SIZE);
 878         if (vdev == NULL) {
 879                 RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA,
 880                         "(%"PRIu64") Couldn't allocate memory for vhost dev\n",
 881                         dev->device_fh);
 882                 return -1;
 883         }
 884         vdev->dev = dev;
 885         dev->priv = vdev;
 886         /* Add device to main ll */
 887         ll_dev = get_data_ll_free_entry(&ll_root_free);
 888         if (ll_dev == NULL) {
 889                 RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA, "(%"PRIu64") No free entry found in"
 890                         " linked list Device limit of %d devices per core"
 891                         " has been reached\n", dev->device_fh, nb_devices);
 892                 if (vdev->regions_hpa)
 893                         rte_free(vdev->regions_hpa);
 894                 rte_free(vdev);
 895                 return -1;
 896         }
 897         ll_dev->vdev = vdev;
 898         add_data_ll_entry(&ll_root_used, ll_dev);
 899         vdev->rx_q = dev->device_fh;
 900
 901         /* reset ready flag */
 902         vdev->ready = DEVICE_MAC_LEARNING;
 903         vdev->remove = 0;
 904
 905         /* Find a suitable lcore to add the device. */
 906         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore) {
 907                 if (lcore_info[lcore].lcore_ll->device_num < device_num_min) {
 908                         device_num_min = lcore_info[lcore].lcore_ll->device_num;
 909                         core_add = lcore;
 910                 }
 911         }
 912         /* Add device to lcore ll */
 913         ll_dev = get_data_ll_free_entry(&lcore_info[core_add].lcore_ll->ll_root_free);
 914         if (ll_dev == NULL) {
 915                 RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA,
 916                         "(%"PRIu64") Failed to add device to data core\n",
 917                         dev->device_fh);
 918                 vdev->ready = DEVICE_SAFE_REMOVE;
 919                 destroy_device(dev);
 920                 rte_free(vdev->regions_hpa);
 921                 rte_free(vdev);
 922                 return -1;
 923         }
 924         ll_dev->vdev = vdev;
 925         vdev->coreid = core_add;
 926
 927         add_data_ll_entry(&lcore_info[vdev->coreid].lcore_ll->ll_root_used,
 928                         ll_dev);
 929
 930         /* Initialize device stats */
 931         memset(&dev_statistics[dev->device_fh], 0,
 932                 sizeof(struct device_statistics));
 933
 934         /* Disable notifications. */
 935         rte_vhost_enable_guest_notification(dev, VIRTIO_RXQ, 0);
 936         rte_vhost_enable_guest_notification(dev, VIRTIO_TXQ, 0);
 937         lcore_info[vdev->coreid].lcore_ll->device_num++;
 938         dev->flags |= VIRTIO_DEV_RUNNING;
 939
 940         RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA, "(%"PRIu64") Device has been added to data core %d\n",
 941                 dev->device_fh, vdev->coreid);
 942
 943         return 0;
 944 }
 945
 946 /**
 947  * These callback allow devices to be added to the data core when configuration
 948  * has been fully complete.
 949  */
 950 static const struct virtio_net_device_ops virtio_net_device_ops = {
 951         .new_device =  new_device,
 952         .destroy_device = destroy_device,
 953 };
 954
 955 /**
 956  * This is a thread will wake up after a period to print stats if the user has
 957  * enabled them.
 958  */
 959 static void
 960 print_stats(void)
 961 {
 962         struct virtio_net_data_ll *dev_ll;
 963         uint64_t tx_dropped, rx_dropped;
 964         uint64_t tx, tx_total, rx, rx_total;
 965         uint32_t device_fh;
 966         const char clr[] = { 27, '[', '2', 'J', '\0' };
 967         const char top_left[] = { 27, '[', '1', ';', '1', 'H', '\0' };
 968
 969         while (1) {
 970                 sleep(enable_stats);
 971
 972                 /* Clear screen and move to top left */
 973                 printf("%s%s", clr, top_left);
 974
 975                 printf("\nDevice statistics ================================");
 976
 977                 dev_ll = ll_root_used;
 978                 while (dev_ll != NULL) {
 979                         device_fh = (uint32_t)dev_ll->vdev->dev->device_fh;
 980                         tx_total = dev_statistics[device_fh].tx_total;
 981                         tx = dev_statistics[device_fh].tx;
 982                         tx_dropped = tx_total - tx;
 983
 984                         rx_total = rte_atomic64_read(
 985                                 &dev_statistics[device_fh].rx_total_atomic);
 986                         rx = rte_atomic64_read(
 987                                 &dev_statistics[device_fh].rx_atomic);
 988                         rx_dropped = rx_total - rx;
 989
 990                         printf("\nStatistics for device %"PRIu32" ----------"
 991                                         "\nTX total:            %"PRIu64""
 992                                         "\nTX dropped:          %"PRIu64""
 993                                         "\nTX successful:               %"PRIu64""
 994                                         "\nRX total:            %"PRIu64""
 995                                         "\nRX dropped:          %"PRIu64""
 996                                         "\nRX successful:               %"PRIu64"",
 997                                         device_fh,
 998                                         tx_total,
 999                                         tx_dropped,
1000                                         tx,
1001                                         rx_total,
1002                                         rx_dropped,
1003                                         rx);
1004
1005                         dev_ll = dev_ll->next;
1006                 }
1007                 printf("\n================================================\n");
1008         }
1009 }
1010
1011 /**
1012  * Main function, does initialisation and calls the per-lcore functions. The CUSE
1013  * device is also registered here to handle the IOCTLs.
1014  */
1015 int
1016 main(int argc, char *argv[])
1017 {
1018         struct rte_mempool *mbuf_pool = NULL;
1019         unsigned lcore_id, core_id = 0;
1020         unsigned nb_ports, valid_nb_ports;
1021         int ret;
1022         uint8_t portid;
1023         uint16_t queue_id;
1024         static pthread_t tid;
1025
1026         /* init EAL */
1027         ret = rte_eal_init(argc, argv);
1028         if (ret < 0)
1029                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Error with EAL initialization\n");
1030         argc -= ret;
1031         argv += ret;
1032
1033         /* parse app arguments */
1034         ret = tep_termination_parse_args(argc, argv);
1035         if (ret < 0)
1036                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid argument\n");
1037
1038         for (lcore_id = 0; lcore_id < RTE_MAX_LCORE; lcore_id++)
1039                 if (rte_lcore_is_enabled(lcore_id))
1040                         lcore_ids[core_id++] = lcore_id;
1041
1042         /* set the number of swithcing cores available */
1043         nb_switching_cores = rte_lcore_count()-1;
1044
1045         /* Get the number of physical ports. */
1046         nb_ports = rte_eth_dev_count();
1047         if (nb_ports > RTE_MAX_ETHPORTS)
1048                 nb_ports = RTE_MAX_ETHPORTS;
1049
1050         /*
1051          * Update the global var NB_PORTS and global array PORTS
1052          * and get value of var VALID_NB_PORTS according to system ports number
1053          */
1054         valid_nb_ports = check_ports_num(nb_ports);
1055
1056         if ((valid_nb_ports == 0) || (valid_nb_ports > MAX_SUP_PORTS)) {
1057                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Current enabled port number is %u,"
1058                         "but only %u port can be enabled\n", nb_ports,
1059                         MAX_SUP_PORTS);
1060         }
1061
1062         /* Create the mbuf pool. */
1063         mbuf_pool = rte_mempool_create(
1064                         "MBUF_POOL",
1065                         NUM_MBUFS_PER_PORT
1066                         * valid_nb_ports,
1067                         MBUF_SIZE, MBUF_CACHE_SIZE,
1068                         sizeof(struct rte_pktmbuf_pool_private),
1069                         rte_pktmbuf_pool_init, NULL,
1070                         rte_pktmbuf_init, NULL,
1071                         rte_socket_id(), 0);
1072         if (mbuf_pool == NULL)
1073                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot create mbuf pool\n");
1074
1075         for (queue_id = 0; queue_id < MAX_QUEUES + 1; queue_id++)
1076                 vpool_array[queue_id].pool = mbuf_pool;
1077
1078         /* Set log level. */
1079         rte_set_log_level(LOG_LEVEL);
1080
1081         /* initialize all ports */
1082         for (portid = 0; portid < nb_ports; portid++) {
1083                 /* skip ports that are not enabled */
1084                 if ((enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0) {
1085                         RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT,
1086                                 "Skipping disabled port %d\n", portid);
1087                         continue;
1088                 }
1089         }
1090
1091         /* Initialise all linked lists. */
1092         if (init_data_ll() == -1)
1093                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Failed to initialize linked list\n");
1094
1095         /* Initialize device stats */
1096         memset(&dev_statistics, 0, sizeof(dev_statistics));
1097
1098         /* Enable stats if the user option is set. */
1099         if (enable_stats)
1100                 pthread_create(&tid, NULL, (void *)print_stats, NULL);
1101
1102         /* Launch all data cores. */
1103         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore_id) {
1104                 rte_eal_remote_launch(switch_worker,
1105                         mbuf_pool, lcore_id);
1106         }
1107
1108         rte_vhost_feature_disable(1ULL << VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF);
1109
1110         /* Register CUSE device to handle IOCTLs. */
1111         ret = rte_vhost_driver_register((char *)&dev_basename);
1112         if (ret != 0)
1113                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "CUSE device setup failure.\n");
1114
1115         rte_vhost_driver_callback_register(&virtio_net_device_ops);
1116
1117         /* Start CUSE session. */
1118         rte_vhost_driver_session_start();
1119
1120         return 0;
1121 }