net/mlx5: support three level table walk
[dpdk.git] / drivers / net / mlx5 / mlx5_utils.h
index ca9bb76..289941c 100644 (file)
@@ -13,6 +13,7 @@
 #include <errno.h>
 
 #include <rte_spinlock.h>
+#include <rte_rwlock.h>
 #include <rte_memory.h>
 #include <rte_bitmap.h>
 
@@ -20,7 +21,6 @@
 
 #include "mlx5_defs.h"
 
-
 /* Convert a bit number to the corresponding 64-bit mask */
 #define MLX5_BITSHIFT(v) (UINT64_C(1) << (v))
 
 
 extern int mlx5_logtype;
 
+#define MLX5_NET_LOG_PREFIX "mlx5_net"
+
 /* Generic printf()-like logging macro with automatic line feed. */
 #define DRV_LOG(level, ...) \
-       PMD_DRV_LOG_(level, mlx5_logtype, MLX5_DRIVER_NAME, \
+       PMD_DRV_LOG_(level, mlx5_logtype, MLX5_NET_LOG_PREFIX, \
                __VA_ARGS__ PMD_DRV_LOG_STRIP PMD_DRV_LOG_OPAREN, \
                PMD_DRV_LOG_CPAREN)
 
@@ -259,9 +261,14 @@ log2above(unsigned int v)
        return l + r;
 }
 
+#define MLX5_HLIST_DIRECT_KEY 0x0001 /* Use the key directly as hash index. */
+#define MLX5_HLIST_WRITE_MOST 0x0002 /* List mostly used for append new. */
+
 /** Maximum size of string for naming the hlist table. */
 #define MLX5_HLIST_NAMESIZE                    32
 
+struct mlx5_hlist;
+
 /**
  * Structure of the entry in the hash list, user should define its own struct
  * that contains this in order to store the data. The 'key' is 64-bits right
@@ -269,37 +276,91 @@ log2above(unsigned int v)
  */
 struct mlx5_hlist_entry {
        LIST_ENTRY(mlx5_hlist_entry) next; /* entry pointers in the list. */
-       uint64_t key; /* user defined 'key', could be the hash signature. */
+       uint32_t idx; /* Bucket index the entry belongs to. */
+       uint32_t ref_cnt; /* Reference count. */
 };
 
 /** Structure for hash head. */
 LIST_HEAD(mlx5_hlist_head, mlx5_hlist_entry);
 
-/** Type of function that is used to handle the data before freeing. */
-typedef void (*mlx5_hlist_destroy_callback_fn)(void *p, void *ctx);
+/**
+ * Type of callback function for entry removal.
+ *
+ * @param list
+ *   The hash list.
+ * @param entry
+ *   The entry in the list.
+ */
+typedef void (*mlx5_hlist_remove_cb)(struct mlx5_hlist *list,
+                                    struct mlx5_hlist_entry *entry);
 
 /**
  * Type of function for user defined matching.
  *
+ * @param list
+ *   The hash list.
  * @param entry
  *   The entry in the list.
+ * @param key
+ *   The new entry key.
  * @param ctx
  *   The pointer to new entry context.
  *
  * @return
- *   0 if matching, -1 otherwise.
+ *   0 if matching, non-zero number otherwise.
  */
-typedef int (*mlx5_hlist_match_callback_fn)(struct mlx5_hlist_entry *entry,
-                                            void *ctx);
+typedef int (*mlx5_hlist_match_cb)(struct mlx5_hlist *list,
+                                  struct mlx5_hlist_entry *entry,
+                                  uint64_t key, void *ctx);
+
+/**
+ * Type of function for user defined hash list entry creation.
+ *
+ * @param list
+ *   The hash list.
+ * @param key
+ *   The key of the new entry.
+ * @param ctx
+ *   The pointer to new entry context.
+ *
+ * @return
+ *   Pointer to allocated entry on success, NULL otherwise.
+ */
+typedef struct mlx5_hlist_entry *(*mlx5_hlist_create_cb)
+                                 (struct mlx5_hlist *list,
+                                  uint64_t key, void *ctx);
+
+/* Hash list bucket head. */
+struct mlx5_hlist_bucket {
+       struct mlx5_hlist_head head; /* List head. */
+       rte_rwlock_t lock; /* Bucket lock. */
+       uint32_t gen_cnt; /* List modification will update generation count. */
+} __rte_cache_aligned;
 
-/** hash list table structure */
+/**
+ * Hash list table structure
+ *
+ * Entry in hash list could be reused if entry already exists, reference
+ * count will increase and the existing entry returns.
+ *
+ * When destroy an entry from list, decrease reference count and only
+ * destroy when no further reference.
+ */
 struct mlx5_hlist {
        char name[MLX5_HLIST_NAMESIZE]; /**< Name of the hash list. */
        /**< number of heads, need to be power of 2. */
        uint32_t table_sz;
+       uint32_t entry_sz; /**< Size of entry, used to allocate entry. */
        /**< mask to get the index of the list heads. */
        uint32_t mask;
-       struct mlx5_hlist_head heads[]; /**< list head arrays. */
+       bool direct_key; /* Use the new entry key directly as hash index. */
+       bool write_most; /* List mostly used for append new or destroy. */
+       void *ctx;
+       mlx5_hlist_create_cb cb_create; /**< entry create callback. */
+       mlx5_hlist_match_cb cb_match; /**< entry match callback. */
+       mlx5_hlist_remove_cb cb_remove; /**< entry remove callback. */
+       struct mlx5_hlist_bucket buckets[] __rte_cache_aligned;
+       /**< list bucket arrays. */
 };
 
 /**
@@ -314,24 +375,43 @@ struct mlx5_hlist {
  *   Name of the hash list(optional).
  * @param size
  *   Heads array size of the hash list.
- *
+ * @param entry_size
+ *   Entry size to allocate if cb_create not specified.
+ * @param flags
+ *   The hash list attribute flags.
+ * @param cb_create
+ *   Callback function for entry create.
+ * @param cb_match
+ *   Callback function for entry match.
+ * @param cb_destroy
+ *   Callback function for entry destroy.
  * @return
  *   Pointer of the hash list table created, NULL on failure.
  */
-struct mlx5_hlist *mlx5_hlist_create(const char *name, uint32_t size);
+struct mlx5_hlist *mlx5_hlist_create(const char *name, uint32_t size,
+                                    uint32_t entry_size, uint32_t flags,
+                                    mlx5_hlist_create_cb cb_create,
+                                    mlx5_hlist_match_cb cb_match,
+                                    mlx5_hlist_remove_cb cb_destroy);
 
 /**
  * Search an entry matching the key.
  *
+ * Result returned might be destroyed by other thread, must use
+ * this function only in main thread.
+ *
  * @param h
  *   Pointer to the hast list table.
  * @param key
  *   Key for the searching entry.
+ * @param ctx
+ *   Common context parameter used by entry callback function.
  *
  * @return
  *   Pointer of the hlist entry if found, NULL otherwise.
  */
-struct mlx5_hlist_entry *mlx5_hlist_lookup(struct mlx5_hlist *h, uint64_t key);
+struct mlx5_hlist_entry *mlx5_hlist_lookup(struct mlx5_hlist *h, uint64_t key,
+                                          void *ctx);
 
 /**
  * Insert an entry to the hash list table, the entry is only part of whole data
@@ -342,82 +422,220 @@ struct mlx5_hlist_entry *mlx5_hlist_lookup(struct mlx5_hlist *h, uint64_t key);
  *   Pointer to the hast list table.
  * @param entry
  *   Entry to be inserted into the hash list table.
+ * @param ctx
+ *   Common context parameter used by callback function.
+ *
+ * @return
+ *   registered entry on success, NULL otherwise
+ */
+struct mlx5_hlist_entry *mlx5_hlist_register(struct mlx5_hlist *h, uint64_t key,
+                                            void *ctx);
+
+/**
+ * Remove an entry from the hash list table. User should guarantee the validity
+ * of the entry.
  *
+ * @param h
+ *   Pointer to the hast list table. (not used)
+ * @param entry
+ *   Entry to be removed from the hash list table.
  * @return
- *   - zero for success.
- *   - -EEXIST if the entry is already inserted.
+ *   0 on entry removed, 1 on entry still referenced.
  */
-int mlx5_hlist_insert(struct mlx5_hlist *h, struct mlx5_hlist_entry *entry);
+int mlx5_hlist_unregister(struct mlx5_hlist *h, struct mlx5_hlist_entry *entry);
 
 /**
- * Extended routine to search an entry matching the context with
- * user defined match function.
+ * Destroy the hash list table, all the entries already inserted into the lists
+ * will be handled by the callback function provided by the user (including
+ * free if needed) before the table is freed.
  *
  * @param h
  *   Pointer to the hast list table.
- * @param key
- *   Key for the searching entry.
- * @param cb
- *   Callback function to match the node with context.
+ */
+void mlx5_hlist_destroy(struct mlx5_hlist *h);
+
+/************************ cache list *****************************/
+
+/** Maximum size of string for naming. */
+#define MLX5_NAME_SIZE                 32
+
+struct mlx5_cache_list;
+
+/**
+ * Structure of the entry in the cache list, user should define its own struct
+ * that contains this in order to store the data.
+ */
+struct mlx5_cache_entry {
+       LIST_ENTRY(mlx5_cache_entry) next; /* Entry pointers in the list. */
+       uint32_t ref_cnt; /* Reference count. */
+};
+
+/**
+ * Type of callback function for entry removal.
+ *
+ * @param list
+ *   The cache list.
+ * @param entry
+ *   The entry in the list.
+ */
+typedef void (*mlx5_cache_remove_cb)(struct mlx5_cache_list *list,
+                                    struct mlx5_cache_entry *entry);
+
+/**
+ * Type of function for user defined matching.
+ *
+ * @param list
+ *   The cache list.
+ * @param entry
+ *   The entry in the list.
  * @param ctx
- *   Common context parameter used by callback function.
+ *   The pointer to new entry context.
  *
  * @return
- *   Pointer of the hlist entry if found, NULL otherwise.
+ *   0 if matching, non-zero number otherwise.
  */
-struct mlx5_hlist_entry *mlx5_hlist_lookup_ex(struct mlx5_hlist *h,
-                                             uint64_t key,
-                                             mlx5_hlist_match_callback_fn cb,
-                                             void *ctx);
+typedef int (*mlx5_cache_match_cb)(struct mlx5_cache_list *list,
+                                  struct mlx5_cache_entry *entry, void *ctx);
 
 /**
- * Extended routine to insert an entry to the list with key collisions.
+ * Type of function for user defined cache list entry creation.
  *
- * For the list have key collision, the extra user defined match function
- * allows node with same key will be inserted.
+ * @param list
+ *   The cache list.
+ * @param entry
+ *   The new allocated entry, NULL if list entry size unspecified,
+ *   New entry has to be allocated in callback and return.
+ * @param ctx
+ *   The pointer to new entry context.
  *
- * @param h
+ * @return
+ *   Pointer of entry on success, NULL otherwise.
+ */
+typedef struct mlx5_cache_entry *(*mlx5_cache_create_cb)
+                                (struct mlx5_cache_list *list,
+                                 struct mlx5_cache_entry *entry,
+                                 void *ctx);
+
+/**
+ * Linked cache list structure.
+ *
+ * Entry in cache list could be reused if entry already exists,
+ * reference count will increase and the existing entry returns.
+ *
+ * When destroy an entry from list, decrease reference count and only
+ * destroy when no further reference.
+ *
+ * Linked list cache is designed for limited number of entries cache,
+ * read mostly, less modification.
+ *
+ * For huge amount of entries cache, please consider hash list cache.
+ *
+ */
+struct mlx5_cache_list {
+       char name[MLX5_NAME_SIZE]; /**< Name of the cache list. */
+       uint32_t entry_sz; /**< Entry size, 0: use create callback. */
+       rte_rwlock_t lock; /* read/write lock. */
+       uint32_t gen_cnt; /* List modification will update generation count. */
+       uint32_t count; /* number of entries in list. */
+       void *ctx; /* user objects target to callback. */
+       mlx5_cache_create_cb cb_create; /**< entry create callback. */
+       mlx5_cache_match_cb cb_match; /**< entry match callback. */
+       mlx5_cache_remove_cb cb_remove; /**< entry remove callback. */
+       LIST_HEAD(mlx5_cache_head, mlx5_cache_entry) head;
+};
+
+/**
+ * Initialize a cache list.
+ *
+ * @param list
+ *   Pointer to the hast list table.
+ * @param name
+ *   Name of the cache list.
+ * @param entry_size
+ *   Entry size to allocate, 0 to allocate by creation callback.
+ * @param ctx
+ *   Pointer to the list context data.
+ * @param cb_create
+ *   Callback function for entry create.
+ * @param cb_match
+ *   Callback function for entry match.
+ * @param cb_remove
+ *   Callback function for entry remove.
+ * @return
+ *   0 on success, otherwise failure.
+ */
+int mlx5_cache_list_init(struct mlx5_cache_list *list,
+                        const char *name, uint32_t entry_size, void *ctx,
+                        mlx5_cache_create_cb cb_create,
+                        mlx5_cache_match_cb cb_match,
+                        mlx5_cache_remove_cb cb_remove);
+
+/**
+ * Search an entry matching the key.
+ *
+ * Result returned might be destroyed by other thread, must use
+ * this function only in main thread.
+ *
+ * @param list
+ *   Pointer to the cache list.
+ * @param ctx
+ *   Common context parameter used by entry callback function.
+ *
+ * @return
+ *   Pointer of the cache entry if found, NULL otherwise.
+ */
+struct mlx5_cache_entry *mlx5_cache_lookup(struct mlx5_cache_list *list,
+                                          void *ctx);
+
+/**
+ * Reuse or create an entry to the cache list.
+ *
+ * @param list
  *   Pointer to the hast list table.
- * @param entry
- *   Entry to be inserted into the hash list table.
- * @param cb
- *   Callback function to match the node with context.
  * @param ctx
  *   Common context parameter used by callback function.
  *
  * @return
- *   - zero for success.
- *   - -EEXIST if the entry is already inserted.
+ *   registered entry on success, NULL otherwise
  */
-int mlx5_hlist_insert_ex(struct mlx5_hlist *h, struct mlx5_hlist_entry *entry,
-                        mlx5_hlist_match_callback_fn cb, void *ctx);
+struct mlx5_cache_entry *mlx5_cache_register(struct mlx5_cache_list *list,
+                                            void *ctx);
 
 /**
- * Remove an entry from the hash list table. User should guarantee the validity
- * of the entry.
+ * Remove an entry from the cache list.
  *
- * @param h
- *   Pointer to the hast list table. (not used)
+ * User should guarantee the validity of the entry.
+ *
+ * @param list
+ *   Pointer to the hast list.
  * @param entry
- *   Entry to be removed from the hash list table.
+ *   Entry to be removed from the cache list table.
+ * @return
+ *   0 on entry removed, 1 on entry still referenced.
  */
-void mlx5_hlist_remove(struct mlx5_hlist *h __rte_unused,
-                      struct mlx5_hlist_entry *entry);
+int mlx5_cache_unregister(struct mlx5_cache_list *list,
+                         struct mlx5_cache_entry *entry);
 
 /**
- * Destroy the hash list table, all the entries already inserted into the lists
- * will be handled by the callback function provided by the user (including
- * free if needed) before the table is freed.
+ * Destroy the cache list.
  *
- * @param h
- *   Pointer to the hast list table.
- * @param cb
- *   Callback function for each inserted entry when destroying the hash list.
- * @param ctx
- *   Common context parameter used by callback function for each entry.
+ * @param list
+ *   Pointer to the cache list.
+ */
+void mlx5_cache_list_destroy(struct mlx5_cache_list *list);
+
+/**
+ * Get entry number from the cache list.
+ *
+ * @param list
+ *   Pointer to the hast list.
+ * @return
+ *   Cache list entry number.
  */
-void mlx5_hlist_destroy(struct mlx5_hlist *h,
-                       mlx5_hlist_destroy_callback_fn cb, void *ctx);
+uint32_t
+mlx5_cache_list_get_entry_num(struct mlx5_cache_list *list);
+
+/********************************* indexed pool *************************/
 
 /**
  * This function allocates non-initialized memory entry from pool.
@@ -616,6 +834,91 @@ int32_t mlx5_l3t_clear_entry(struct mlx5_l3t_tbl *tbl, uint32_t idx);
 int32_t mlx5_l3t_set_entry(struct mlx5_l3t_tbl *tbl, uint32_t idx,
                            union mlx5_l3t_data *data);
 
+static inline void *
+mlx5_l3t_get_next(struct mlx5_l3t_tbl *tbl, uint32_t *pos)
+{
+       struct mlx5_l3t_level_tbl *g_tbl, *m_tbl;
+       uint32_t i, j, k, g_start, m_start, e_start;
+       uint32_t idx = *pos;
+       void *e_tbl;
+       struct mlx5_l3t_entry_word *w_e_tbl;
+       struct mlx5_l3t_entry_dword *dw_e_tbl;
+       struct mlx5_l3t_entry_qword *qw_e_tbl;
+       struct mlx5_l3t_entry_ptr *ptr_e_tbl;
+
+       if (!tbl)
+               return NULL;
+       g_tbl = tbl->tbl;
+       if (!g_tbl)
+               return NULL;
+       g_start = (idx >> MLX5_L3T_GT_OFFSET) & MLX5_L3T_GT_MASK;
+       m_start = (idx >> MLX5_L3T_MT_OFFSET) & MLX5_L3T_MT_MASK;
+       e_start = idx & MLX5_L3T_ET_MASK;
+       for (i = g_start; i < MLX5_L3T_GT_SIZE; i++) {
+               m_tbl = g_tbl->tbl[i];
+               if (!m_tbl) {
+                       /* Jump to new table, reset the sub table start. */
+                       m_start = 0;
+                       e_start = 0;
+                       continue;
+               }
+               for (j = m_start; j < MLX5_L3T_MT_SIZE; j++) {
+                       if (!m_tbl->tbl[j]) {
+                               /*
+                                * Jump to new table, reset the sub table
+                                * start.
+                                */
+                               e_start = 0;
+                               continue;
+                       }
+                       e_tbl = m_tbl->tbl[j];
+                       switch (tbl->type) {
+                       case MLX5_L3T_TYPE_WORD:
+                               w_e_tbl = (struct mlx5_l3t_entry_word *)e_tbl;
+                               for (k = e_start; k < MLX5_L3T_ET_SIZE; k++) {
+                                       if (!w_e_tbl->entry[k].data)
+                                               continue;
+                                       *pos = (i << MLX5_L3T_GT_OFFSET) |
+                                              (j << MLX5_L3T_MT_OFFSET) | k;
+                                       return (void *)&w_e_tbl->entry[k].data;
+                               }
+                               break;
+                       case MLX5_L3T_TYPE_DWORD:
+                               dw_e_tbl = (struct mlx5_l3t_entry_dword *)e_tbl;
+                               for (k = e_start; k < MLX5_L3T_ET_SIZE; k++) {
+                                       if (!dw_e_tbl->entry[k].data)
+                                               continue;
+                                       *pos = (i << MLX5_L3T_GT_OFFSET) |
+                                              (j << MLX5_L3T_MT_OFFSET) | k;
+                                       return (void *)&dw_e_tbl->entry[k].data;
+                               }
+                               break;
+                       case MLX5_L3T_TYPE_QWORD:
+                               qw_e_tbl = (struct mlx5_l3t_entry_qword *)e_tbl;
+                               for (k = e_start; k < MLX5_L3T_ET_SIZE; k++) {
+                                       if (!qw_e_tbl->entry[k].data)
+                                               continue;
+                                       *pos = (i << MLX5_L3T_GT_OFFSET) |
+                                              (j << MLX5_L3T_MT_OFFSET) | k;
+                                       return (void *)&qw_e_tbl->entry[k].data;
+                               }
+                               break;
+                       default:
+                               ptr_e_tbl = (struct mlx5_l3t_entry_ptr *)e_tbl;
+                               for (k = e_start; k < MLX5_L3T_ET_SIZE; k++) {
+                                       if (!ptr_e_tbl->entry[k].data)
+                                               continue;
+                                       *pos = (i << MLX5_L3T_GT_OFFSET) |
+                                              (j << MLX5_L3T_MT_OFFSET) | k;
+                                       return ptr_e_tbl->entry[k].data;
+                               }
+                               break;
+                       }
+               }
+       }
+       return NULL;
+}
+
 /*
  * Macros for linked list based on indexed memory.
  * Example data structure:
@@ -691,4 +994,9 @@ struct {                                                            \
             idx = (elem)->field.next, (elem) =                         \
             (idx) ? mlx5_ipool_get(pool, idx) : NULL)
 
+#define MLX5_L3T_FOREACH(tbl, idx, entry)                              \
+       for (idx = 0, (entry) = mlx5_l3t_get_next((tbl), &idx);         \
+            (entry);                                                   \
+            idx++, (entry) = mlx5_l3t_get_next((tbl), &idx))
+
 #endif /* RTE_PMD_MLX5_UTILS_H_ */