lib/librte_sched/rte_sched.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2013 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
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <string.h>
  37
  38 #include <rte_common.h>
  39 #include <rte_log.h>
  40 #include <rte_memory.h>
  41 #include <rte_memzone.h>
  42 #include <rte_cycles.h>
  43 #include <rte_prefetch.h>
  44 #include <rte_branch_prediction.h>
  45 #include <rte_mbuf.h>
  46
  47 #include "rte_sched.h"
  48 #include "rte_bitmap.h"
  49 #include "rte_sched_common.h"
  50 #include "rte_approx.h"
  51
  52 #ifdef __INTEL_COMPILER
  53 #pragma warning(disable:2259) /* conversion may lose significant bits */
  54 #endif
  55
  56 #ifndef RTE_SCHED_DEBUG
  57 #define RTE_SCHED_DEBUG                       0
  58 #endif
  59
  60 #ifndef RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
  61 #define RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS                   0
  62 #endif
  63
  64 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
  65 #include <immintrin.h>
  66 #endif
  67
  68 #define RTE_SCHED_ENQUEUE                     1
  69
  70 #define RTE_SCHED_TS                          1
  71
  72 #if RTE_SCHED_TS == 0 /* Infinite credits. Traffic shaping disabled. */
  73 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE           0
  74 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK            0
  75 #else                 /* Real Credits. Full traffic shaping implemented. */
  76 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE           1
  77 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK            1
  78 #endif
  79
  80 #ifndef RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR
  81 #define RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR          (1e-7)
  82 #endif
  83
  84 #define RTE_SCHED_WRR                         1
  85
  86 #ifndef RTE_SCHED_WRR_SHIFT
  87 #define RTE_SCHED_WRR_SHIFT                   3
  88 #endif
  89
  90 #ifndef RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS
  91 #define RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS             8
  92 #endif
  93 #if (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS == 0) || (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1))
  94 #error Number of grinders must be non-zero and a power of 2
  95 #endif
  96 #if (RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS && (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS != 8))
  97 #error Number of grinders must be 8 when RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS is set
  98 #endif
  99
 100 #define RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE         (64 / RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE)
 101
 102 #define RTE_SCHED_PIPE_INVALID                UINT32_MAX
 103
 104 #define RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID             UINT32_MAX
 105
 106 struct rte_sched_subport {
 107         /* Token bucket (TB) */
 108         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 109         uint32_t tb_period;
 110         uint32_t tb_credits_per_period;
 111         uint32_t tb_size;
 112         uint32_t tb_credits;
 113
 114         /* Traffic classes (TCs) */
 115         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 116         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 117         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 118         uint32_t tc_period;
 119
 120         /* TC oversubscription */
 121         uint32_t tc_ov_period;
 122         uint64_t tc_ov_time;
 123         uint32_t tc_ov_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 124         uint8_t tc_ov_period_id;
 125         uint8_t tc_ov[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 126         uint32_t tc_ov_n[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 127         double tc_ov_rate[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 128
 129         /* Statistics */
 130         struct rte_sched_subport_stats stats;
 131 };
 132
 133 struct rte_sched_pipe_profile {
 134         /* Token bucket (TB) */
 135         uint32_t tb_period;
 136         uint32_t tb_credits_per_period;
 137         uint32_t tb_size;
 138
 139         /* Pipe traffic classes */
 140         uint32_t tc_period;
 141         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 142         uint8_t tc_ov_weight[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 143
 144         /* Pipe queues */
 145         uint8_t  wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 146 };
 147
 148 struct rte_sched_pipe {
 149         /* Token bucket (TB) */
 150         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 151         uint32_t tb_credits;
 152
 153         /* Pipe profile and flags */
 154         uint32_t profile;
 155
 156         /* Traffic classes (TCs) */
 157         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 158         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 159
 160         /* Weighted Round Robin (WRR) */
 161         uint8_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 162
 163         /* TC oversubscription */
 164 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 165         uint32_t tc_ov_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 166         uint8_t tc_ov_period_id;
 167 #else
 168         uint64_t reserved;
 169 #endif
 170 } __rte_cache_aligned;
 171
 172 struct rte_sched_queue {
 173         uint16_t qw;
 174         uint16_t qr;
 175 };
 176
 177 struct rte_sched_queue_extra {
 178         struct rte_sched_queue_stats stats;
 179 #ifdef RTE_SCHED_RED
 180         struct rte_red red;
 181 #endif
 182 };
 183
 184 enum grinder_state {
 185         e_GRINDER_PREFETCH_PIPE = 0,
 186         e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS,
 187         e_GRINDER_PREFETCH_MBUF,
 188         e_GRINDER_READ_MBUF
 189 };
 190
 191 struct rte_sched_grinder {
 192         /* Pipe cache */
 193         uint16_t pcache_qmask[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 194         uint32_t pcache_qindex[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 195         uint32_t pcache_w;
 196         uint32_t pcache_r;
 197
 198         /* Current pipe */
 199         enum grinder_state state;
 200         uint32_t productive;
 201         uint32_t pindex;
 202         struct rte_sched_subport *subport;
 203         struct rte_sched_pipe *pipe;
 204         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params;
 205
 206         /* TC cache */
 207         uint8_t tccache_qmask[4];
 208         uint32_t tccache_qindex[4];
 209         uint32_t tccache_w;
 210         uint32_t tccache_r;
 211
 212         /* Current TC */
 213         uint32_t tc_index;
 214         struct rte_sched_queue *queue[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 215         struct rte_mbuf **qbase[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 216         uint32_t qindex[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 217         uint16_t qsize;
 218         uint32_t qmask;
 219         uint32_t qpos;
 220         struct rte_mbuf *pkt;
 221
 222         double ov_coef;
 223
 224         uint16_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 225         uint16_t wrr_mask[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 226         uint8_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 227 };
 228
 229 struct rte_sched_port {
 230         /* User parameters */
 231         uint32_t n_subports_per_port;
 232         uint32_t n_pipes_per_subport;
 233         uint32_t rate;
 234         uint32_t frame_overhead;
 235         uint16_t qsize[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 236         uint32_t n_pipe_profiles;
 237 #ifdef RTE_SCHED_RED
 238         struct rte_red_config red_config[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE][e_RTE_METER_COLORS];
 239 #endif
 240
 241         /* Timing */
 242         uint64_t time_cpu_cycles;     /* Current CPU time measured in CPU cyles */
 243         uint64_t time_cpu_bytes;      /* Current CPU time measured in bytes */
 244         uint64_t time;                /* Current NIC TX time measured in bytes */
 245         double cycles_per_byte;       /* CPU cycles per byte */
 246
 247         /* Scheduling loop detection */
 248         uint32_t pipe_loop;
 249         uint32_t pipe_exhaustion;
 250
 251         /* Bitmap */
 252         struct rte_bitmap *bmp;
 253         uint32_t grinder_base_bmp_pos[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS] __rte_aligned_16;
 254
 255         /* Grinders */
 256         struct rte_sched_grinder grinder[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS];
 257         uint32_t busy_grinders;
 258         struct rte_mbuf **pkts_out;
 259         uint32_t n_pkts_out;
 260
 261         /* Queue base calculation */
 262         uint32_t qsize_add[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 263         uint32_t qsize_sum;
 264
 265         /* Large data structures */
 266         struct rte_sched_subport *subport;
 267         struct rte_sched_pipe *pipe;
 268         struct rte_sched_queue *queue;
 269         struct rte_sched_queue_extra *queue_extra;
 270         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_profiles;
 271         uint8_t *bmp_array;
 272         struct rte_mbuf **queue_array;
 273         uint8_t memory[0] __rte_cache_aligned;
 274 } __rte_cache_aligned;
 275
 276 enum rte_sched_port_array {
 277         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT = 0,
 278         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE,
 279         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE,
 280         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA,
 281         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES,
 282         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY,
 283         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY,
 284         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL,
 285 };
 286
 287 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
 288
 289 static inline uint32_t
 290 rte_sched_port_queues_per_subport(struct rte_sched_port *port)
 291 {
 292         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport;
 293 }
 294
 295 #endif
 296
 297 static inline uint32_t
 298 rte_sched_port_queues_per_port(struct rte_sched_port *port)
 299 {
 300         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport * port->n_subports_per_port;
 301 }
 302
 303 static int
 304 rte_sched_port_check_params(struct rte_sched_port_params *params)
 305 {
 306         uint32_t i, j;
 307
 308         if (params == NULL) {
 309                 return -1;
 310         }
 311
 312         /* name */
 313         if (params->name == NULL) {
 314                 return -2;
 315         }
 316
 317         /* socket */
 318         if ((params->socket < 0) || (params->socket >= RTE_MAX_NUMA_NODES)) {
 319                 return -3;
 320         }
 321
 322         /* rate */
 323         if (params->rate == 0) {
 324                 return -4;
 325         }
 326
 327         /* n_subports_per_port: non-zero, power of 2 */
 328         if ((params->n_subports_per_port == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_subports_per_port))) {
 329                 return -5;
 330         }
 331
 332         /* n_pipes_per_subport: non-zero, power of 2 */
 333         if ((params->n_pipes_per_subport == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_pipes_per_subport))) {
 334                 return -6;
 335         }
 336
 337         /* qsize: non-zero, power of 2, no bigger than 32K (due to 16-bit read/write pointers) */
 338         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 339                 uint16_t qsize = params->qsize[i];
 340
 341                 if ((qsize == 0) || (!rte_is_power_of_2(qsize))) {
 342                         return -7;
 343                 }
 344         }
 345
 346         /* pipe_profiles and n_pipe_profiles */
 347         if ((params->pipe_profiles == NULL) ||
 348             (params->n_pipe_profiles == 0) ||
 349             (params->n_pipe_profiles > RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT)) {
 350                 return -8;
 351         }
 352
 353         for (i = 0; i < params->n_pipe_profiles; i ++) {
 354                 struct rte_sched_pipe_params *p = params->pipe_profiles + i;
 355
 356                 /* TB rate: non-zero, not greater than port rate */
 357                 if ((p->tb_rate == 0) || (p->tb_rate > params->rate)) {
 358                         return -9;
 359                 }
 360
 361                 /* TB size: non-zero */
 362                 if (p->tb_size == 0) {
 363                         return -10;
 364                 }
 365
 366                 /* TC rate: non-zero, less than pipe rate */
 367                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 368                         if ((p->tc_rate[j] == 0) || (p->tc_rate[j] > p->tb_rate)) {
 369                                 return -11;
 370                         }
 371                 }
 372
 373                 /* TC period: non-zero */
 374                 if (p->tc_period == 0) {
 375                         return -12;
 376                 }
 377
 378 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 379                 /* TC oversubscription weights: non-zero */
 380                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 381                         if (p->tc_ov_weight[j] == 0) {
 382                                 return -13;
 383                         }
 384                 }
 385 #endif
 386
 387                 /* Queue WRR weights: non-zero */
 388                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE; j ++) {
 389                         if (p->wrr_weights[j] == 0) {
 390                                 return -14;
 391                         }
 392                 }
 393         }
 394
 395         return 0;
 396 }
 397
 398 static uint32_t
 399 rte_sched_port_get_array_base(struct rte_sched_port_params *params, enum rte_sched_port_array array)
 400 {
 401         uint32_t n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 402         uint32_t n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 403         uint32_t n_pipes_per_port = n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 404         uint32_t n_queues_per_port = RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 405
 406         uint32_t size_subport = n_subports_per_port * sizeof(struct rte_sched_subport);
 407         uint32_t size_pipe = n_pipes_per_port * sizeof(struct rte_sched_pipe);
 408         uint32_t size_queue = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue);
 409         uint32_t size_queue_extra = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue_extra);
 410         uint32_t size_pipe_profiles = RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT * sizeof(struct rte_sched_pipe_profile);
 411         uint32_t size_bmp_array = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 412         uint32_t size_per_pipe_queue_array, size_queue_array;
 413
 414         uint32_t base, i;
 415
 416         size_per_pipe_queue_array = 0;
 417         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 418                 size_per_pipe_queue_array += RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS * params->qsize[i] * sizeof(struct rte_mbuf *);
 419         }
 420         size_queue_array = n_pipes_per_port * size_per_pipe_queue_array;
 421
 422         base = 0;
 423
 424         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT) return base;
 425         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_subport);
 426
 427         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE) return base;
 428         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe);
 429
 430         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE) return base;
 431         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue);
 432
 433         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA) return base;
 434         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_extra);
 435
 436         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES) return base;
 437         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe_profiles);
 438
 439         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY) return base;
 440         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_bmp_array);
 441
 442         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY) return base;
 443         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_array);
 444
 445         return base;
 446 }
 447
 448 uint32_t
 449 rte_sched_port_get_memory_footprint(struct rte_sched_port_params *params)
 450 {
 451         uint32_t size0, size1;
 452         int status;
 453
 454         status = rte_sched_port_check_params(params);
 455         if (status != 0) {
 456                 RTE_LOG(INFO, SCHED, "Port scheduler params check failed (%d)\n", status);
 457
 458                 return 0;
 459         }
 460
 461         size0 = sizeof(struct rte_sched_port);
 462         size1 = rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL);
 463
 464         return (size0 + size1);
 465 }
 466
 467 static void
 468 rte_sched_port_config_qsize(struct rte_sched_port *port)
 469 {
 470         /* TC 0 */
 471         port->qsize_add[0] = 0;
 472         port->qsize_add[1] = port->qsize_add[0] + port->qsize[0];
 473         port->qsize_add[2] = port->qsize_add[1] + port->qsize[0];
 474         port->qsize_add[3] = port->qsize_add[2] + port->qsize[0];
 475
 476         /* TC 1 */
 477         port->qsize_add[4] = port->qsize_add[3] + port->qsize[0];
 478         port->qsize_add[5] = port->qsize_add[4] + port->qsize[1];
 479         port->qsize_add[6] = port->qsize_add[5] + port->qsize[1];
 480         port->qsize_add[7] = port->qsize_add[6] + port->qsize[1];
 481
 482         /* TC 2 */
 483         port->qsize_add[8] = port->qsize_add[7] + port->qsize[1];
 484         port->qsize_add[9] = port->qsize_add[8] + port->qsize[2];
 485         port->qsize_add[10] = port->qsize_add[9] + port->qsize[2];
 486         port->qsize_add[11] = port->qsize_add[10] + port->qsize[2];
 487
 488         /* TC 3 */
 489         port->qsize_add[12] = port->qsize_add[11] + port->qsize[2];
 490         port->qsize_add[13] = port->qsize_add[12] + port->qsize[3];
 491         port->qsize_add[14] = port->qsize_add[13] + port->qsize[3];
 492         port->qsize_add[15] = port->qsize_add[14] + port->qsize[3];
 493
 494         port->qsize_sum = port->qsize_add[15] + port->qsize[3];
 495 }
 496
 497 static void
 498 rte_sched_port_log_pipe_profile(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 499 {
 500         struct rte_sched_pipe_profile *p = port->pipe_profiles + i;
 501
 502         RTE_LOG(INFO, SCHED, "Low level config for pipe profile %u:\n"
 503                 "\tToken bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 504                 "\tTraffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u], ov weights = [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu]\n"
 505                 "\tWRR cost: [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu]\n",
 506                 i,
 507
 508                 /* Token bucket */
 509                 p->tb_period,
 510                 p->tb_credits_per_period,
 511                 p->tb_size,
 512
 513                 /* Traffic classes */
 514                 p->tc_period,
 515                 p->tc_credits_per_period[0],
 516                 p->tc_credits_per_period[1],
 517                 p->tc_credits_per_period[2],
 518                 p->tc_credits_per_period[3],
 519                 p->tc_ov_weight[0],
 520                 p->tc_ov_weight[1],
 521                 p->tc_ov_weight[2],
 522                 p->tc_ov_weight[3],
 523
 524                 /* WRR */
 525                 p->wrr_cost[ 0], p->wrr_cost[ 1], p->wrr_cost[ 2], p->wrr_cost[ 3],
 526                 p->wrr_cost[ 4], p->wrr_cost[ 5], p->wrr_cost[ 6], p->wrr_cost[ 7],
 527                 p->wrr_cost[ 8], p->wrr_cost[ 9], p->wrr_cost[10], p->wrr_cost[11],
 528                 p->wrr_cost[12], p->wrr_cost[13], p->wrr_cost[14], p->wrr_cost[15]);
 529 }
 530
 531 static inline uint64_t
 532 rte_sched_time_ms_to_bytes(uint32_t time_ms, uint32_t rate)
 533 {
 534         uint64_t time = time_ms;
 535         time = (time * rate) / 1000;
 536
 537         return time;
 538 }
 539
 540 static void
 541 rte_sched_port_config_pipe_profile_table(struct rte_sched_port *port, struct rte_sched_port_params *params)
 542 {
 543         uint32_t i, j;
 544
 545         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 546                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 547                 struct rte_sched_pipe_profile *dst = port->pipe_profiles + i;
 548
 549                 /* Token Bucket */
 550                 if (src->tb_rate == params->rate) {
 551                         dst->tb_credits_per_period = 1;
 552                         dst->tb_period = 1;
 553                 } else {
 554                         double tb_rate = ((double) src->tb_rate) / ((double) params->rate);
 555                         double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 556
 557                         rte_approx(tb_rate, d, &dst->tb_credits_per_period, &dst->tb_period);
 558                 }
 559                 dst->tb_size = src->tb_size;
 560
 561                 /* Traffic Classes */
 562                 dst->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, params->rate);
 563                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 564                         dst->tc_credits_per_period[j] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, src->tc_rate[j]);
 565                 }
 566 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 567                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 568                         dst->tc_ov_weight[j] = src->tc_ov_weight[j];
 569                 }
 570 #endif
 571
 572                 /* WRR */
 573                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 574                         uint32_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 575                         uint32_t lcd, lcd1, lcd2;
 576                         uint32_t qindex;
 577
 578                         qindex = j * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS;
 579
 580                         wrr_cost[0] = src->wrr_weights[qindex];
 581                         wrr_cost[1] = src->wrr_weights[qindex + 1];
 582                         wrr_cost[2] = src->wrr_weights[qindex + 2];
 583                         wrr_cost[3] = src->wrr_weights[qindex + 3];
 584
 585                         lcd1 = rte_get_lcd(wrr_cost[0], wrr_cost[1]);
 586                         lcd2 = rte_get_lcd(wrr_cost[2], wrr_cost[3]);
 587                         lcd = rte_get_lcd(lcd1, lcd2);
 588
 589                         wrr_cost[0] = lcd / wrr_cost[0];
 590                         wrr_cost[1] = lcd / wrr_cost[1];
 591                         wrr_cost[2] = lcd / wrr_cost[2];
 592                         wrr_cost[3] = lcd / wrr_cost[3];
 593
 594                         dst->wrr_cost[qindex] = (uint8_t) wrr_cost[0];
 595                         dst->wrr_cost[qindex + 1] = (uint8_t) wrr_cost[1];
 596                         dst->wrr_cost[qindex + 2] = (uint8_t) wrr_cost[2];
 597                         dst->wrr_cost[qindex + 3] = (uint8_t) wrr_cost[3];
 598                 }
 599
 600                 rte_sched_port_log_pipe_profile(port, i);
 601         }
 602 }
 603
 604 struct rte_sched_port *
 605 rte_sched_port_config(struct rte_sched_port_params *params)
 606 {
 607         struct rte_sched_port *port = NULL;
 608         const struct rte_memzone *mz = NULL;
 609         uint32_t mem_size, bmp_mem_size, n_queues_per_port, i;
 610
 611         /* Check user parameters. Determine the amount of memory to allocate */
 612         mem_size = rte_sched_port_get_memory_footprint(params);
 613         if (mem_size == 0) {
 614                 return NULL;
 615         }
 616
 617         /* Allocate memory to store the data structures */
 618         mz = rte_memzone_lookup(params->name);
 619         if (mz) {
 620                 /* Use existing memzone, provided that its size is big enough */
 621                 if (mz->len < mem_size) {
 622                         return NULL;
 623                 }
 624         } else {
 625                 /* Create new memzone */
 626                 mz = rte_memzone_reserve(params->name, mem_size, params->socket, 0);
 627                 if (mz == NULL) {
 628                         return NULL;
 629                 }
 630         }
 631         memset(mz->addr, 0, mem_size);
 632         port = (struct rte_sched_port *) mz->addr;
 633
 634         /* User parameters */
 635         port->n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 636         port->n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 637         port->rate = params->rate;
 638         port->frame_overhead = params->frame_overhead;
 639         memcpy(port->qsize, params->qsize, sizeof(params->qsize));
 640         port->n_pipe_profiles = params->n_pipe_profiles;
 641
 642 #ifdef RTE_SCHED_RED
 643         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i++) {
 644                 uint32_t j;
 645
 646                 for (j = 0; j < e_RTE_METER_COLORS; j++) {
 647                         if (rte_red_config_init(&port->red_config[i][j],
 648                                 params->red_params[i][j].wq_log2,
 649                                 params->red_params[i][j].min_th,
 650                                 params->red_params[i][j].max_th,
 651                                 params->red_params[i][j].maxp_inv) != 0) {
 652                                 return NULL;
 653                         }
 654                 }
 655         }
 656 #endif
 657
 658         /* Timing */
 659         port->time_cpu_cycles = rte_get_tsc_cycles();
 660         port->time_cpu_bytes = 0;
 661         port->time = 0;
 662         port->cycles_per_byte = ((double) rte_get_tsc_hz()) / ((double) params->rate);
 663
 664         /* Scheduling loop detection */
 665         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 666         port->pipe_exhaustion = 0;
 667
 668         /* Grinders */
 669         port->busy_grinders = 0;
 670         port->pkts_out = NULL;
 671         port->n_pkts_out = 0;
 672
 673         /* Queue base calculation */
 674         rte_sched_port_config_qsize(port);
 675
 676         /* Large data structures */
 677         port->subport = (struct rte_sched_subport *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT));
 678         port->pipe = (struct rte_sched_pipe *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE));
 679         port->queue = (struct rte_sched_queue *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE));
 680         port->queue_extra = (struct rte_sched_queue_extra *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA));
 681         port->pipe_profiles = (struct rte_sched_pipe_profile *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES));
 682         port->bmp_array =  port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY);
 683         port->queue_array = (struct rte_mbuf **) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY));
 684
 685         /* Pipe profile table */
 686         rte_sched_port_config_pipe_profile_table(port, params);
 687
 688         /* Bitmap */
 689         n_queues_per_port = rte_sched_port_queues_per_port(port);
 690         bmp_mem_size = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 691         port->bmp = rte_bitmap_init(n_queues_per_port, port->bmp_array, bmp_mem_size);
 692         if (port->bmp == NULL) {
 693                 RTE_LOG(INFO, SCHED, "Bitmap init error\n");
 694                 return NULL;
 695         }
 696         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
 697                 port->grinder_base_bmp_pos[i] = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 698         }
 699
 700         return port;
 701 }
 702
 703 void
 704 rte_sched_port_free(struct rte_sched_port *port)
 705 {
 706         /* Check user parameters */
 707         if (port == NULL){
 708                 return;
 709         }
 710         rte_bitmap_free(port->bmp);
 711
 712         return;
 713 }
 714
 715 static void
 716 rte_sched_port_log_subport_config(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 717 {
 718         struct rte_sched_subport *s = port->subport + i;
 719
 720         RTE_LOG(INFO, SCHED, "Low level config for subport %u:\n"
 721                 "\tToken bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 722                 "\tTraffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u], ov period = %u\n",
 723                 i,
 724
 725                 /* Token bucket */
 726                 s->tb_period,
 727                 s->tb_credits_per_period,
 728                 s->tb_size,
 729
 730                 /* Traffic classes */
 731                 s->tc_period,
 732                 s->tc_credits_per_period[0],
 733                 s->tc_credits_per_period[1],
 734                 s->tc_credits_per_period[2],
 735                 s->tc_credits_per_period[3],
 736                 s->tc_ov_period);
 737 }
 738
 739 int
 740 rte_sched_subport_config(struct rte_sched_port *port,
 741         uint32_t subport_id,
 742         struct rte_sched_subport_params *params)
 743 {
 744         struct rte_sched_subport *s;
 745         uint32_t i;
 746
 747         /* Check user parameters */
 748         if ((port == NULL) ||
 749             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 750                 (params == NULL)) {
 751                 return -1;
 752         }
 753
 754         if ((params->tb_rate == 0) || (params->tb_rate > port->rate)) {
 755                 return -2;
 756         }
 757
 758         if (params->tb_size == 0) {
 759                 return -3;
 760         }
 761
 762         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 763                 if ((params->tc_rate[i] == 0) || (params->tc_rate[i] > params->tb_rate)) {
 764                         return -4;
 765                 }
 766         }
 767
 768         if (params->tc_period == 0) {
 769                 return -5;
 770         }
 771
 772 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 773         if ((params->tc_ov_period == 0) || (params->tc_ov_period > params->tc_period)) {
 774                 return -6;
 775         }
 776 #endif
 777
 778         s = port->subport + subport_id;
 779
 780         /* Token Bucket (TB) */
 781         if (params->tb_rate == port->rate) {
 782                 s->tb_credits_per_period = 1;
 783                 s->tb_period = 1;
 784         } else {
 785                 double tb_rate = ((double) params->tb_rate) / ((double) port->rate);
 786                 double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 787
 788                 rte_approx(tb_rate, d, &s->tb_credits_per_period, &s->tb_period);
 789         }
 790         s->tb_size = params->tb_size;
 791         s->tb_time = port->time;
 792         s->tb_credits = s->tb_size / 2;
 793
 794         /* Traffic Classes (TCs) */
 795         s->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->rate);
 796         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 797                 s->tc_credits_per_period[i] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, params->tc_rate[i]);
 798         }
 799         s->tc_time = port->time + s->tc_period;
 800         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 801                 s->tc_credits[i] = s->tc_credits_per_period[i];
 802         }
 803
 804 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 805         /* TC oversubscription */
 806         s->tc_ov_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_ov_period, port->rate);
 807         s->tc_ov_time = port->time + s->tc_ov_period;
 808         s->tc_ov_period_id = 0;
 809         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 810                 s->tc_ov[i] = 0;
 811                 s->tc_ov_n[i] = 0;
 812                 s->tc_ov_rate[i] = 0;
 813                 s->tc_ov_credits[i] = 0;
 814         }
 815 #endif
 816
 817         rte_sched_port_log_subport_config(port, subport_id);
 818
 819         return 0;
 820 }
 821
 822 int
 823 rte_sched_pipe_config(struct rte_sched_port *port,
 824         uint32_t subport_id,
 825         uint32_t pipe_id,
 826         int32_t pipe_profile)
 827 {
 828         struct rte_sched_subport *s;
 829         struct rte_sched_pipe *p;
 830         struct rte_sched_pipe_profile *params;
 831         uint32_t deactivate, profile, i;
 832
 833         /* Check user parameters */
 834         profile = (uint32_t) pipe_profile;
 835         deactivate = (pipe_profile < 0);
 836         if ((port == NULL) ||
 837             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 838                 (pipe_id >= port->n_pipes_per_subport) ||
 839                 ((!deactivate) && (profile >= port->n_pipe_profiles))) {
 840                 return -1;
 841         }
 842
 843         /* Check that subport configuration is valid */
 844         s = port->subport + subport_id;
 845         if (s->tb_period == 0) {
 846                 return -2;
 847         }
 848
 849         p = port->pipe + (subport_id * port->n_pipes_per_subport + pipe_id);
 850
 851         /* Handle the case when pipe already has a valid configuration */
 852         if (p->tb_time) {
 853                 params = port->pipe_profiles + p->profile;
 854
 855 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 856                 /* Unplug pipe from its subport */
 857                 for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 858                         s->tc_ov_n[i] -= params->tc_ov_weight[i];
 859                         s->tc_ov_rate[i] -= ((double) params->tc_credits_per_period[i]) / ((double) params->tc_period);
 860                         s->tc_ov[i] = s->tc_ov_rate[i] > (((double) s->tc_credits_per_period[i]) / ((double) s->tc_period));
 861                 }
 862 #endif
 863
 864                 /* Reset the pipe */
 865                 memset(p, 0, sizeof(struct rte_sched_pipe));
 866         }
 867
 868         if (deactivate) {
 869                 return 0;
 870         }
 871
 872         /* Apply the new pipe configuration */
 873         p->profile = profile;
 874         params = port->pipe_profiles + p->profile;
 875
 876         /* Token Bucket (TB) */
 877         p->tb_time = port->time;
 878         p->tb_credits = params->tb_size / 2;
 879
 880         /* Traffic Classes (TCs) */
 881         p->tc_time = port->time + params->tc_period;
 882         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 883                 p->tc_credits[i] = params->tc_credits_per_period[i];
 884         }
 885
 886 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 887         /* Subport TC oversubscription */
 888         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 889                 s->tc_ov_n[i] += params->tc_ov_weight[i];
 890                 s->tc_ov_rate[i] += ((double) params->tc_credits_per_period[i]) / ((double) params->tc_period);
 891                 s->tc_ov[i] = s->tc_ov_rate[i] > (((double) s->tc_credits_per_period[i]) / ((double) s->tc_period));
 892         }
 893         p->tc_ov_period_id = s->tc_ov_period_id;
 894         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 895                 p->tc_ov_credits[i] = 0;
 896         }
 897 #endif
 898
 899         return 0;
 900 }
 901
 902 int
 903 rte_sched_subport_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 904         uint32_t subport_id,
 905         struct rte_sched_subport_stats *stats,
 906         uint32_t *tc_ov)
 907 {
 908         struct rte_sched_subport *s;
 909         uint32_t mask, i;
 910
 911         /* Check user parameters */
 912         if ((port == NULL) ||
 913             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 914                 (stats == NULL) ||
 915                 (tc_ov == NULL)) {
 916                 return -1;
 917         }
 918         s = port->subport + subport_id;
 919
 920         /* Copy subport stats and clear */
 921         memcpy(stats, &s->stats, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 922         memset(&s->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 923
 924         /* Subport TC ovesubscription status */
 925         mask = 0;
 926         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 927                 mask |= ((uint32_t) s->tc_ov[i]) << i;
 928         }
 929         *tc_ov = mask;
 930
 931         return 0;
 932 }
 933
 934 int
 935 rte_sched_queue_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 936         uint32_t queue_id,
 937         struct rte_sched_queue_stats *stats,
 938         uint16_t *qlen)
 939 {
 940         struct rte_sched_queue *q;
 941         struct rte_sched_queue_extra *qe;
 942
 943         /* Check user parameters */
 944         if ((port == NULL) ||
 945             (queue_id >= rte_sched_port_queues_per_port(port)) ||
 946                 (stats == NULL) ||
 947                 (qlen == NULL)) {
 948                 return -1;
 949         }
 950         q = port->queue + queue_id;
 951         qe = port->queue_extra + queue_id;
 952
 953         /* Copy queue stats and clear */
 954         memcpy(stats, &qe->stats, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
 955         memset(&qe->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
 956
 957         /* Queue length */
 958         *qlen = q->qw - q->qr;
 959
 960         return 0;
 961 }
 962
 963 static inline uint32_t
 964 rte_sched_port_qindex(struct rte_sched_port *port, uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class, uint32_t queue)
 965 {
 966         uint32_t result;
 967
 968         result = subport * port->n_pipes_per_subport + pipe;
 969         result = result * RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE + traffic_class;
 970         result = result * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS + queue;
 971
 972         return result;
 973 }
 974
 975 static inline struct rte_mbuf **
 976 rte_sched_port_qbase(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
 977 {
 978         uint32_t pindex = qindex >> 4;
 979         uint32_t qpos = qindex & 0xF;
 980
 981         return (port->queue_array + pindex * port->qsize_sum + port->qsize_add[qpos]);
 982 }
 983
 984 static inline uint16_t
 985 rte_sched_port_qsize(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
 986 {
 987         uint32_t tc = (qindex >> 2) & 0x3;
 988
 989         return port->qsize[tc];
 990 }
 991
 992 #if RTE_SCHED_DEBUG
 993
 994 static inline int
 995 rte_sched_port_queue_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
 996 {
 997         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
 998
 999         return (queue->qr == queue->qw);
1000 }
1001
1002 static inline int
1003 rte_sched_port_queue_is_full(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1004 {
1005         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1006         uint16_t qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1007         uint16_t qlen = q->qw - q->qr;
1008
1009         return (qlen >= qsize);
1010 }
1011
1012 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1013
1014 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1015
1016 static inline void
1017 rte_sched_port_update_subport_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1018 {
1019         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1020         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1021         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1022
1023         s->stats.n_pkts_tc[tc_index] += 1;
1024         s->stats.n_bytes_tc[tc_index] += pkt_len;
1025 }
1026
1027 static inline void
1028 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1029 {
1030         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1031         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1032         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1033
1034         s->stats.n_pkts_tc_dropped[tc_index] += 1;
1035         s->stats.n_bytes_tc_dropped[tc_index] += pkt_len;
1036 }
1037
1038 static inline void
1039 rte_sched_port_update_queue_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1040 {
1041         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1042         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1043
1044         qe->stats.n_pkts += 1;
1045         qe->stats.n_bytes += pkt_len;
1046 }
1047
1048 static inline void
1049 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1050 {
1051         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1052         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1053
1054         qe->stats.n_pkts_dropped += 1;
1055         qe->stats.n_bytes_dropped += pkt_len;
1056 }
1057
1058 #endif /* RTE_SCHED_COLLECT_STATS */
1059
1060 #ifdef RTE_SCHED_RED
1061
1062 static inline int
1063 rte_sched_port_red_drop(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt, uint32_t qindex, uint16_t qlen)
1064 {
1065         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1066         struct rte_red_config *red_cfg;
1067     struct rte_red *red;
1068         uint32_t tc_index;
1069         enum rte_meter_color color;
1070
1071         tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1072         color = rte_sched_port_pkt_read_color(pkt);
1073         red_cfg = &port->red_config[tc_index][color];
1074
1075         qe = port->queue_extra + qindex;
1076         red = &qe->red;
1077
1078         return rte_red_enqueue(red_cfg, red, qlen, port->time);
1079 }
1080
1081 static inline void
1082 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1083 {
1084         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1085     struct rte_red *red;
1086
1087         qe = port->queue_extra + qindex;
1088         red = &qe->red;
1089
1090         rte_red_mark_queue_empty(red, port->time);
1091 }
1092
1093 #else
1094
1095 #define rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen)             0
1096
1097 #define rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex)
1098
1099 #endif /* RTE_SCHED_RED */
1100
1101 #if RTE_SCHED_DEBUG
1102
1103 static inline int
1104 debug_pipe_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t pindex)
1105 {
1106         uint32_t qindex, i;
1107
1108         qindex = pindex << 4;
1109
1110         for (i = 0; i < 16; i ++){
1111                 uint32_t queue_empty = rte_sched_port_queue_is_empty(port, qindex + i);
1112                 uint32_t bmp_bit_clear = (rte_bitmap_get(port->bmp, qindex + i) == 0);
1113
1114                 if (queue_empty != bmp_bit_clear){
1115                         rte_panic("Queue status mismatch for queue %u of pipe %u\n", i, pindex);
1116                 }
1117
1118                 if (!queue_empty){
1119                         return 0;
1120                 }
1121         }
1122
1123         return 1;
1124 }
1125
1126 static inline void
1127 debug_check_queue_slab(struct rte_sched_port *port, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1128 {
1129         uint64_t mask;
1130         uint32_t i, panic;
1131
1132         if (bmp_slab == 0){
1133                 rte_panic("Empty slab at position %u\n", bmp_pos);
1134         }
1135
1136         panic = 0;
1137         for (i = 0, mask = 1; i < 64; i ++, mask <<= 1) {
1138                 if (mask & bmp_slab){
1139                         if (rte_sched_port_queue_is_empty(port, bmp_pos + i)) {
1140                                 printf("Queue %u (slab offset %u) is empty\n", bmp_pos + i, i);
1141                                 panic = 1;
1142                         }
1143                 }
1144         }
1145
1146         if (panic){
1147                 rte_panic("Empty queues in slab 0x%" PRIx64 "starting at position %u\n",
1148                         bmp_slab, bmp_pos);
1149         }
1150 }
1151
1152 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1153
1154 static inline uint32_t
1155 rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt)
1156 {
1157         struct rte_sched_queue *q;
1158 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1159         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1160 #endif
1161         uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1162
1163         rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1164
1165         qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1166         q = port->queue + qindex;
1167         rte_prefetch0(q);
1168 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1169         qe = port->queue_extra + qindex;
1170         rte_prefetch0(qe);
1171 #endif
1172
1173         return qindex;
1174 }
1175
1176 static inline void
1177 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase)
1178 {
1179         struct rte_sched_queue *q;
1180         struct rte_mbuf **q_qw;
1181         uint16_t qsize;
1182
1183         q = port->queue + qindex;
1184         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1185         q_qw = qbase + (q->qw & (qsize - 1));
1186
1187         rte_prefetch0(q_qw);
1188         rte_bitmap_prefetch0(port->bmp, qindex);
1189 }
1190
1191 static inline int
1192 rte_sched_port_enqueue_qwa(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase, struct rte_mbuf *pkt)
1193 {
1194         struct rte_sched_queue *q;
1195         uint16_t qsize;
1196         uint16_t qlen;
1197
1198         q = port->queue + qindex;
1199         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1200         qlen = q->qw - q->qr;
1201
1202         /* Drop the packet (and update drop stats) when queue is full */
1203         if (unlikely(rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen) || (qlen >= qsize))) {
1204                 rte_pktmbuf_free(pkt);
1205 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1206                 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1207                 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1208 #endif
1209                 return 0;
1210         }
1211
1212         /* Enqueue packet */
1213         qbase[q->qw & (qsize - 1)] = pkt;
1214         q->qw ++;
1215
1216         /* Activate queue in the port bitmap */
1217         rte_bitmap_set(port->bmp, qindex);
1218
1219         /* Statistics */
1220 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1221         rte_sched_port_update_subport_stats(port, qindex, pkt);
1222         rte_sched_port_update_queue_stats(port, qindex, pkt);
1223 #endif
1224
1225         return 1;
1226 }
1227
1228 #if RTE_SCHED_ENQUEUE == 0
1229
1230 int
1231 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1232 {
1233         uint32_t result, i;
1234
1235         result = 0;
1236
1237         for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1238                 struct rte_mbuf *pkt;
1239                 struct rte_mbuf **q_base;
1240                 uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1241
1242                 pkt = pkts[i];
1243
1244                 rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1245
1246                 qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1247
1248                 q_base = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1249
1250                 result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, qindex, q_base, pkt);
1251         }
1252
1253         return result;
1254 }
1255
1256 #else
1257
1258 /* The enqueue function implements a 4-level pipeline with each stage processing
1259  * two different packets. The purpose of using a pipeline is to hide the latency
1260  * of prefetching the data structures. The naming convention is presented in the
1261  * diagram below:
1262  *
1263  *   p00  _______   p10  _______   p20  _______   p30  _______
1264  * ----->|       |----->|       |----->|       |----->|       |----->
1265  *       |   0   |      |   1   |      |   2   |      |   3   |
1266  * ----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->
1267  *   p01            p11            p21            p31
1268  *
1269  ***/
1270 int
1271 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1272 {
1273         struct rte_mbuf *pkt00, *pkt01, *pkt10, *pkt11, *pkt20, *pkt21, *pkt30, *pkt31, *pkt_last;
1274         struct rte_mbuf **q00_base, **q01_base, **q10_base, **q11_base, **q20_base, **q21_base, **q30_base, **q31_base, **q_last_base;
1275         uint32_t q00, q01, q10, q11, q20, q21, q30, q31, q_last;
1276         uint32_t r00, r01, r10, r11, r20, r21, r30, r31, r_last;
1277         uint32_t result, i;
1278
1279         result = 0;
1280
1281         /* Less then 6 input packets available, which is not enough to feed the pipeline */
1282         if (unlikely(n_pkts < 6)) {
1283                 struct rte_mbuf **q_base[5];
1284                 uint32_t q[5];
1285
1286                 /* Prefetch the mbuf structure of each packet */
1287                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1288                         rte_prefetch0(pkts[i]);
1289                 }
1290
1291                 /* Prefetch the queue structure for each queue */
1292                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1293                         q[i] = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkts[i]);
1294                 }
1295
1296                 /* Prefetch the write pointer location of each queue */
1297                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1298                         q_base[i] = rte_sched_port_qbase(port, q[i]);
1299                         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q[i], q_base[i]);
1300                 }
1301
1302                 /* Write each packet to its queue */
1303                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1304                         result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q[i], q_base[i], pkts[i]);
1305                 }
1306
1307                 return result;
1308         }
1309
1310         /* Feed the first 3 stages of the pipeline (6 packets needed) */
1311         pkt20 = pkts[0];
1312         pkt21 = pkts[1];
1313         rte_prefetch0(pkt20);
1314         rte_prefetch0(pkt21);
1315
1316         pkt10 = pkts[2];
1317         pkt11 = pkts[3];
1318         rte_prefetch0(pkt10);
1319         rte_prefetch0(pkt11);
1320
1321         q20 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt20);
1322         q21 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt21);
1323
1324         pkt00 = pkts[4];
1325         pkt01 = pkts[5];
1326         rte_prefetch0(pkt00);
1327         rte_prefetch0(pkt01);
1328
1329         q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1330         q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1331
1332         q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1333         q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1334         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1335         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1336
1337         /* Run the pipeline */
1338         for (i = 6; i < (n_pkts & (~1)); i += 2) {
1339                 /* Propagate stage inputs */
1340                 pkt30 = pkt20;
1341                 pkt31 = pkt21;
1342                 pkt20 = pkt10;
1343                 pkt21 = pkt11;
1344                 pkt10 = pkt00;
1345                 pkt11 = pkt01;
1346                 q30 = q20;
1347                 q31 = q21;
1348                 q20 = q10;
1349                 q21 = q11;
1350                 q30_base = q20_base;
1351                 q31_base = q21_base;
1352
1353                 /* Stage 0: Get packets in */
1354                 pkt00 = pkts[i];
1355                 pkt01 = pkts[i + 1];
1356                 rte_prefetch0(pkt00);
1357                 rte_prefetch0(pkt01);
1358
1359                 /* Stage 1: Prefetch queue structure storing queue pointers */
1360                 q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1361                 q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1362
1363                 /* Stage 2: Prefetch queue write location */
1364                 q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1365                 q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1366                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1367                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1368
1369                 /* Stage 3: Write packet to queue and activate queue */
1370                 r30 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q30, q30_base, pkt30);
1371                 r31 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q31, q31_base, pkt31);
1372                 result += r30 + r31;
1373         }
1374
1375         /* Drain the pipeline (exactly 6 packets). Handle the last packet in the case
1376         of an odd number of input packets. */
1377         pkt_last = pkts[n_pkts - 1];
1378         rte_prefetch0(pkt_last);
1379
1380         q00 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt00);
1381         q01 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt01);
1382
1383         q10_base = rte_sched_port_qbase(port, q10);
1384         q11_base = rte_sched_port_qbase(port, q11);
1385         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q10, q10_base);
1386         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q11, q11_base);
1387
1388         r20 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q20, q20_base, pkt20);
1389         r21 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q21, q21_base, pkt21);
1390         result += r20 + r21;
1391
1392         q_last = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt_last);
1393
1394         q00_base = rte_sched_port_qbase(port, q00);
1395         q01_base = rte_sched_port_qbase(port, q01);
1396         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q00, q00_base);
1397         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q01, q01_base);
1398
1399         r10 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q10, q10_base, pkt10);
1400         r11 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q11, q11_base, pkt11);
1401         result += r10 + r11;
1402
1403         q_last_base = rte_sched_port_qbase(port, q_last);
1404         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q_last, q_last_base);
1405
1406         r00 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q00, q00_base, pkt00);
1407         r01 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q01, q01_base, pkt01);
1408         result += r00 + r01;
1409
1410         if (n_pkts & 1) {
1411                 r_last = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q_last, q_last_base, pkt_last);
1412                 result += r_last;
1413         }
1414
1415         return result;
1416 }
1417
1418 #endif /* RTE_SCHED_ENQUEUE */
1419
1420 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE == 0
1421
1422 #define grinder_credits_update(port, pos)
1423
1424 #elif !defined(RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV)
1425
1426 static inline void
1427 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1428 {
1429         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1430         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1431         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1432         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1433         uint64_t n_periods;
1434
1435         /* Subport TB */
1436         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1437         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1438         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1439         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1440
1441         /* Pipe TB */
1442         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1443         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1444         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1445         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1446
1447         /* Subport TCs */
1448         if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1449                 subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1450                 subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1451                 subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1452                 subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1453                 subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1454         }
1455
1456         /* Pipe TCs */
1457         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1458                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1459                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1460                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1461                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1462                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1463         }
1464 }
1465
1466 #else
1467
1468 static inline void
1469 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1470 {
1471         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1472         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1473         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1474         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1475         uint64_t n_periods;
1476
1477         /* Subport TB */
1478         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1479         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1480         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1481         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1482
1483         /* Pipe TB */
1484         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1485         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1486         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1487         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1488
1489         /* Subport TCs */
1490         if (unlikely(port->time >= subport->tc_ov_time)) {
1491                 uint64_t n_ov_periods;
1492
1493                 if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1494                         subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1495                         subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1496                         subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1497                         subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1498
1499                         subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1500                 }
1501
1502                 n_ov_periods = (subport->tc_time - port->time + subport->tc_ov_period - 1) / subport->tc_ov_period;
1503
1504                 subport->tc_ov_credits[0] = subport->tc_credits[0] / (n_ov_periods * subport->tc_ov_n[0]);
1505                 subport->tc_ov_credits[1] = subport->tc_credits[1] / (n_ov_periods * subport->tc_ov_n[1]);
1506                 subport->tc_ov_credits[2] = subport->tc_credits[2] / (n_ov_periods * subport->tc_ov_n[2]);
1507                 subport->tc_ov_credits[3] = subport->tc_credits[3] / (n_ov_periods * subport->tc_ov_n[3]);
1508
1509                 subport->tc_ov_time = port->time + subport->tc_ov_period;
1510                 subport->tc_ov_period_id ++;
1511         }
1512
1513         /* Pipe TCs */
1514         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1515                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1516                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1517                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1518                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1519                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1520         }
1521         if (unlikely(pipe->tc_ov_period_id != subport->tc_ov_period_id)) {
1522                 uint32_t pipe_tc_ov_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
1523                 uint32_t tc_mask[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
1524                 uint32_t mask[] = {UINT32_MAX, 0};
1525
1526                 tc_mask[0] = mask[subport->tc_ov[0]];
1527                 tc_mask[1] = mask[subport->tc_ov[1]];
1528                 tc_mask[2] = mask[subport->tc_ov[2]];
1529                 tc_mask[3] = mask[subport->tc_ov[3]];
1530
1531                 pipe_tc_ov_credits[0] = subport->tc_ov_credits[0] * params->tc_ov_weight[0];
1532                 pipe_tc_ov_credits[1] = subport->tc_ov_credits[1] * params->tc_ov_weight[1];
1533                 pipe_tc_ov_credits[2] = subport->tc_ov_credits[2] * params->tc_ov_weight[2];
1534                 pipe_tc_ov_credits[3] = subport->tc_ov_credits[3] * params->tc_ov_weight[3];
1535
1536                 pipe->tc_ov_credits[0] = (tc_mask[0] & pipe->tc_credits[0]) | ((~ tc_mask[0]) & pipe_tc_ov_credits[0]);
1537                 pipe->tc_ov_credits[1] = (tc_mask[1] & pipe->tc_credits[1]) | ((~ tc_mask[1]) & pipe_tc_ov_credits[1]);
1538                 pipe->tc_ov_credits[2] = (tc_mask[2] & pipe->tc_credits[2]) | ((~ tc_mask[2]) & pipe_tc_ov_credits[2]);
1539                 pipe->tc_ov_credits[3] = (tc_mask[3] & pipe->tc_credits[3]) | ((~ tc_mask[3]) & pipe_tc_ov_credits[3]);
1540
1541                 pipe->tc_ov_period_id = subport->tc_ov_period_id;
1542         }
1543 }
1544
1545 #endif /* RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE, RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1546
1547 #ifndef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
1548
1549 static inline int
1550 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1551 {
1552         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1553         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1554         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1555         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1556         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1557         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len + port->frame_overhead;
1558         int enough_credits;
1559
1560         /* Check queue credits */
1561         enough_credits = (pkt_len <= subport->tb_credits) &&
1562                 (pkt_len <= subport->tc_credits[tc_index]) &&
1563                 (pkt_len <= pipe->tb_credits) &&
1564                 (pkt_len <= pipe->tc_credits[tc_index]);
1565
1566         if (!enough_credits) {
1567                 return 0;
1568         }
1569
1570         /* Update port credits */
1571         subport->tb_credits -= pkt_len;
1572         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1573         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1574         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1575
1576         return 1;
1577 }
1578
1579 #else
1580
1581 static inline int
1582 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1583 {
1584         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1585         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1586         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1587         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1588         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1589         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len + port->frame_overhead;
1590         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1591         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1592         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1593         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1594         uint32_t pipe_tc_ov_credits = pipe->tc_ov_credits[tc_index];
1595         int enough_credits;
1596
1597         /* Check pipe and subport credits */
1598         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1599                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1600                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1601                 (pkt_len <= pipe_tc_credits) &&
1602                 (pkt_len <= pipe_tc_ov_credits);
1603
1604         if (!enough_credits) {
1605                 return 0;
1606         }
1607
1608         /* Update pipe and subport credits */
1609         subport->tb_credits -= pkt_len;
1610         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1611         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1612         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1613         pipe->tc_ov_credits[tc_index] -= pkt_len;
1614
1615         return 1;
1616 }
1617
1618 #endif /* RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1619
1620 static inline int
1621 grinder_schedule(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1622 {
1623         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1624         struct rte_sched_queue *queue = grinder->queue[grinder->qpos];
1625         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1626         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len + port->frame_overhead;
1627
1628 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK
1629         if (!grinder_credits_check(port, pos)) {
1630                 return 0;
1631         }
1632 #endif
1633
1634         /* Advance port time */
1635         port->time += pkt_len;
1636
1637         /* Send packet */
1638         port->pkts_out[port->n_pkts_out ++] = pkt;
1639         queue->qr ++;
1640         grinder->wrr_tokens[grinder->qpos] += pkt_len * grinder->wrr_cost[grinder->qpos];
1641         if (queue->qr == queue->qw) {
1642                 uint32_t qindex = grinder->qindex[grinder->qpos];
1643
1644                 rte_bitmap_clear(port->bmp, qindex);
1645                 grinder->qmask &= ~(1 << grinder->qpos);
1646                 grinder->wrr_mask[grinder->qpos] = 0;
1647                 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex);
1648         }
1649
1650         /* Reset pipe loop detection */
1651         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1652         grinder->productive = 1;
1653
1654         return 1;
1655 }
1656
1657 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
1658
1659 static inline int
1660 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1661 {
1662         __m128i index = _mm_set1_epi32 (base_pipe);
1663         __m128i pipes = _mm_load_si128((__m128i *)port->grinder_base_bmp_pos);
1664         __m128i res = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1665         pipes = _mm_load_si128((__m128i *)(port->grinder_base_bmp_pos + 4));
1666         pipes = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1667         res = _mm_or_si128(res, pipes);
1668
1669         if (_mm_testz_si128(res, res))
1670                 return 0;
1671
1672         return 1;
1673 }
1674
1675 #else
1676
1677 static inline int
1678 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1679 {
1680         uint32_t i;
1681
1682         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
1683                 if (port->grinder_base_bmp_pos[i] == base_pipe) {
1684                         return 1;
1685                 }
1686         }
1687
1688         return 0;
1689 }
1690
1691 #endif /* RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS */
1692
1693 static inline void
1694 grinder_pcache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1695 {
1696         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1697         uint16_t w[4];
1698
1699         grinder->pcache_w = 0;
1700         grinder->pcache_r = 0;
1701
1702         w[0] = (uint16_t) bmp_slab;
1703         w[1] = (uint16_t) (bmp_slab >> 16);
1704         w[2] = (uint16_t) (bmp_slab >> 32);
1705         w[3] = (uint16_t) (bmp_slab >> 48);
1706
1707         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[0];
1708         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos;
1709         grinder->pcache_w += (w[0] != 0);
1710
1711         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[1];
1712         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 16;
1713         grinder->pcache_w += (w[1] != 0);
1714
1715         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[2];
1716         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 32;
1717         grinder->pcache_w += (w[2] != 0);
1718
1719         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[3];
1720         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 48;
1721         grinder->pcache_w += (w[3] != 0);
1722 }
1723
1724 static inline void
1725 grinder_tccache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t qindex, uint16_t qmask)
1726 {
1727         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1728         uint8_t b[4];
1729
1730         grinder->tccache_w = 0;
1731         grinder->tccache_r = 0;
1732
1733         b[0] = (uint8_t) (qmask & 0xF);
1734         b[1] = (uint8_t) ((qmask >> 4) & 0xF);
1735         b[2] = (uint8_t) ((qmask >> 8) & 0xF);
1736         b[3] = (uint8_t) ((qmask >> 12) & 0xF);
1737
1738         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[0];
1739         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex;
1740         grinder->tccache_w += (b[0] != 0);
1741
1742         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[1];
1743         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 4;
1744         grinder->tccache_w += (b[1] != 0);
1745
1746         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[2];
1747         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 8;
1748         grinder->tccache_w += (b[2] != 0);
1749
1750         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[3];
1751         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 12;
1752         grinder->tccache_w += (b[3] != 0);
1753 }
1754
1755 static inline int
1756 grinder_next_tc(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1757 {
1758         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1759         struct rte_mbuf **qbase;
1760         uint32_t qindex;
1761         uint16_t qsize;
1762
1763         if (grinder->tccache_r == grinder->tccache_w) {
1764                 return 0;
1765         }
1766
1767         qindex = grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_r];
1768         qbase = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1769         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1770
1771         grinder->tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1772         grinder->qmask = grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_r];
1773         grinder->qsize = qsize;
1774
1775         grinder->qindex[0] = qindex;
1776         grinder->qindex[1] = qindex + 1;
1777         grinder->qindex[2] = qindex + 2;
1778         grinder->qindex[3] = qindex + 3;
1779
1780         grinder->queue[0] = port->queue + qindex;
1781         grinder->queue[1] = port->queue + qindex + 1;
1782         grinder->queue[2] = port->queue + qindex + 2;
1783         grinder->queue[3] = port->queue + qindex + 3;
1784
1785         grinder->qbase[0] = qbase;
1786         grinder->qbase[1] = qbase + qsize;
1787         grinder->qbase[2] = qbase + 2 * qsize;
1788         grinder->qbase[3] = qbase + 3 * qsize;
1789
1790         grinder->tccache_r ++;
1791         return 1;
1792 }
1793
1794 static inline int
1795 grinder_next_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1796 {
1797         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1798         uint32_t pipe_qindex;
1799         uint16_t pipe_qmask;
1800
1801         if (grinder->pcache_r < grinder->pcache_w) {
1802                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_r];
1803                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_r];
1804                 grinder->pcache_r ++;
1805         } else {
1806                 uint64_t bmp_slab = 0;
1807                 uint32_t bmp_pos = 0;
1808
1809                 /* Get another non-empty pipe group */
1810                 if (unlikely(rte_bitmap_scan(port->bmp, &bmp_pos, &bmp_slab) <= 0)) {
1811                         return 0;
1812                 }
1813
1814 #if RTE_SCHED_DEBUG
1815                 debug_check_queue_slab(port, bmp_pos, bmp_slab);
1816 #endif
1817
1818                 /* Return if pipe group already in one of the other grinders */
1819                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID;
1820                 if (unlikely(grinder_pipe_exists(port, bmp_pos))) {
1821                         return 0;
1822                 }
1823                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = bmp_pos;
1824
1825                 /* Install new pipe group into grinder's pipe cache */
1826                 grinder_pcache_populate(port, pos, bmp_pos, bmp_slab);
1827
1828                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[0];
1829                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[0];
1830                 grinder->pcache_r = 1;
1831         }
1832
1833         /* Install new pipe in the grinder */
1834         grinder->pindex = pipe_qindex >> 4;
1835         grinder->subport = port->subport + (grinder->pindex / port->n_pipes_per_subport);
1836         grinder->pipe = port->pipe + grinder->pindex;
1837         grinder->pipe_params = NULL; /* to be set after the pipe structure is prefetched */
1838         grinder->productive = 0;
1839
1840         grinder_tccache_populate(port, pos, pipe_qindex, pipe_qmask);
1841         grinder_next_tc(port, pos);
1842
1843         /* Check for pipe exhaustion */
1844         if (grinder->pindex == port->pipe_loop) {
1845                 port->pipe_exhaustion = 1;
1846                 port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1847         }
1848
1849         return 1;
1850 }
1851
1852 #if RTE_SCHED_WRR == 0
1853
1854 #define grinder_wrr_load(a,b)
1855
1856 #define grinder_wrr_store(a,b)
1857
1858 static inline void
1859 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1860 {
1861         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1862         uint64_t slab = grinder->qmask;
1863
1864         if (rte_bsf64(slab, &grinder->qpos) == 0) {
1865                 rte_panic("grinder wrr\n");
1866         }
1867 }
1868
1869 #elif RTE_SCHED_WRR == 1
1870
1871 static inline void
1872 grinder_wrr_load(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1873 {
1874         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1875         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1876         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params = grinder->pipe_params;
1877         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1878         uint32_t qmask = grinder->qmask;
1879         uint32_t qindex;
1880
1881         qindex = tc_index * 4;
1882
1883         grinder->wrr_tokens[0] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1884         grinder->wrr_tokens[1] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 1]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1885         grinder->wrr_tokens[2] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 2]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1886         grinder->wrr_tokens[3] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 3]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1887
1888         grinder->wrr_mask[0] = (qmask & 0x1) * 0xFFFF;
1889         grinder->wrr_mask[1] = ((qmask >> 1) & 0x1) * 0xFFFF;
1890         grinder->wrr_mask[2] = ((qmask >> 2) & 0x1) * 0xFFFF;
1891         grinder->wrr_mask[3] = ((qmask >> 3) & 0x1) * 0xFFFF;
1892
1893         grinder->wrr_cost[0] = pipe_params->wrr_cost[qindex];
1894         grinder->wrr_cost[1] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 1];
1895         grinder->wrr_cost[2] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 2];
1896         grinder->wrr_cost[3] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 3];
1897 }
1898
1899 static inline void
1900 grinder_wrr_store(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1901 {
1902         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1903         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1904         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1905         uint32_t qindex;
1906
1907         qindex = tc_index * 4;
1908
1909         pipe->wrr_tokens[qindex] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[0] & grinder->wrr_mask[0]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1910         pipe->wrr_tokens[qindex + 1] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[1] & grinder->wrr_mask[1]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1911         pipe->wrr_tokens[qindex + 2] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[2] & grinder->wrr_mask[2]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1912         pipe->wrr_tokens[qindex + 3] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[3] & grinder->wrr_mask[3]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1913 }
1914
1915 static inline void
1916 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1917 {
1918         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1919         uint16_t wrr_tokens_min;
1920
1921         grinder->wrr_tokens[0] |= ~grinder->wrr_mask[0];
1922         grinder->wrr_tokens[1] |= ~grinder->wrr_mask[1];
1923         grinder->wrr_tokens[2] |= ~grinder->wrr_mask[2];
1924         grinder->wrr_tokens[3] |= ~grinder->wrr_mask[3];
1925
1926         grinder->qpos = rte_min_pos_4_u16(grinder->wrr_tokens);
1927         wrr_tokens_min = grinder->wrr_tokens[grinder->qpos];
1928
1929         grinder->wrr_tokens[0] -= wrr_tokens_min;
1930         grinder->wrr_tokens[1] -= wrr_tokens_min;
1931         grinder->wrr_tokens[2] -= wrr_tokens_min;
1932         grinder->wrr_tokens[3] -= wrr_tokens_min;
1933 }
1934
1935 #else
1936
1937 #error Invalid value for RTE_SCHED_WRR
1938
1939 #endif /* RTE_SCHED_WRR */
1940
1941 #define grinder_evict(port, pos)
1942
1943 static inline void
1944 grinder_prefetch_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1945 {
1946         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1947
1948         rte_prefetch0(grinder->pipe);
1949         rte_prefetch0(grinder->queue[0]);
1950 }
1951
1952 static inline void
1953 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1954 {
1955         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1956         uint16_t qsize, qr[4];
1957
1958         qsize = grinder->qsize;
1959         qr[0] = grinder->queue[0]->qr & (qsize - 1);
1960         qr[1] = grinder->queue[1]->qr & (qsize - 1);
1961         qr[2] = grinder->queue[2]->qr & (qsize - 1);
1962         qr[3] = grinder->queue[3]->qr & (qsize - 1);
1963
1964         rte_prefetch0(grinder->qbase[0] + qr[0]);
1965         rte_prefetch0(grinder->qbase[1] + qr[1]);
1966
1967         grinder_wrr_load(port, pos);
1968         grinder_wrr(port, pos);
1969
1970         rte_prefetch0(grinder->qbase[2] + qr[2]);
1971         rte_prefetch0(grinder->qbase[3] + qr[3]);
1972 }
1973
1974 static inline void
1975 grinder_prefetch_mbuf(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1976 {
1977         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1978         uint32_t qpos = grinder->qpos;
1979         struct rte_mbuf **qbase = grinder->qbase[qpos];
1980         uint16_t qsize = grinder->qsize;
1981         uint16_t qr = grinder->queue[qpos]->qr & (qsize - 1);
1982
1983         grinder->pkt = qbase[qr];
1984         rte_prefetch0(grinder->pkt);
1985
1986         if (unlikely((qr & 0x7) == 7)) {
1987                 uint16_t qr_next = (grinder->queue[qpos]->qr + 1) & (qsize - 1);
1988
1989                 rte_prefetch0(qbase + qr_next);
1990         }
1991 }
1992
1993 static inline uint32_t
1994 grinder_handle(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1995 {
1996         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1997
1998         switch (grinder->state) {
1999         case e_GRINDER_PREFETCH_PIPE:
2000         {
2001                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2002                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2003                         port->busy_grinders ++;
2004
2005                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2006                         return 0;
2007                 }
2008
2009                 return 0;
2010         }
2011
2012         case e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS:
2013         {
2014                 struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
2015
2016                 grinder->pipe_params = port->pipe_profiles + pipe->profile;
2017                 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2018                 grinder_credits_update(port, pos);
2019
2020                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2021                 return 0;
2022         }
2023
2024         case e_GRINDER_PREFETCH_MBUF:
2025         {
2026                 grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2027
2028                 grinder->state = e_GRINDER_READ_MBUF;
2029                 return 0;
2030         }
2031
2032         case e_GRINDER_READ_MBUF:
2033         {
2034                 uint32_t result = 0;
2035
2036                 result = grinder_schedule(port, pos);
2037
2038                 /* Look for next packet within the same TC */
2039                 if (result && grinder->qmask) {
2040                         grinder_wrr(port, pos);
2041                         grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2042
2043                         return 1;
2044                 }
2045                 grinder_wrr_store(port, pos);
2046
2047                 /* Look for another active TC within same pipe */
2048                 if (grinder_next_tc(port, pos)) {
2049                         grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2050
2051                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2052                         return result;
2053                 }
2054                 if ((grinder->productive == 0) && (port->pipe_loop == RTE_SCHED_PIPE_INVALID)) {
2055                         port->pipe_loop = grinder->pindex;
2056                 }
2057                 grinder_evict(port, pos);
2058
2059                 /* Look for another active pipe */
2060                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2061                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2062
2063                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2064                         return result;
2065                 }
2066
2067                 /* No active pipe found */
2068                 port->busy_grinders --;
2069
2070                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_PIPE;
2071                 return result;
2072         }
2073
2074         default:
2075                 rte_panic("Algorithmic error (invalid state)\n");
2076                 return 0;
2077         }
2078 }
2079
2080 static inline void
2081 rte_sched_port_time_resync(struct rte_sched_port *port)
2082 {
2083         uint64_t cycles = rte_get_tsc_cycles();
2084         uint64_t cycles_diff = cycles - port->time_cpu_cycles;
2085         double bytes_diff = ((double) cycles_diff) / port->cycles_per_byte;
2086
2087         /* Advance port time */
2088         port->time_cpu_cycles = cycles;
2089         port->time_cpu_bytes += (uint64_t) bytes_diff;
2090         if (port->time < port->time_cpu_bytes) {
2091                 port->time = port->time_cpu_bytes;
2092         }
2093
2094         /* Reset pipe loop detection */
2095         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
2096 }
2097
2098 static inline int
2099 rte_sched_port_exceptions(struct rte_sched_port *port)
2100 {
2101         int exceptions;
2102
2103         /* Check if any exception flag is set */
2104         exceptions = (port->busy_grinders == 0) ||
2105                 (port->pipe_exhaustion == 1);
2106
2107         /* Clear exception flags */
2108         port->pipe_exhaustion = 0;
2109
2110         return exceptions;
2111 }
2112
2113 int
2114 rte_sched_port_dequeue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
2115 {
2116         uint32_t i, count;
2117
2118         port->pkts_out = pkts;
2119         port->n_pkts_out = 0;
2120
2121         rte_sched_port_time_resync(port);
2122
2123         /* Take each queue in the grinder one step further */
2124         for (i = 0, count = 0; ; i ++)  {
2125                 count += grinder_handle(port, i & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1));
2126                 if ((count == n_pkts) || rte_sched_port_exceptions(port)) {
2127                         break;
2128                 }
2129         }
2130
2131         return count;
2132 }