app/test-pmd/txonly.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <stdarg.h>
   6 #include <string.h>
   7 #include <stdio.h>
   8 #include <errno.h>
   9 #include <stdint.h>
  10 #include <unistd.h>
  11 #include <inttypes.h>
  12
  13 #include <sys/queue.h>
  14 #include <sys/stat.h>
  15
  16 #include <rte_common.h>
  17 #include <rte_byteorder.h>
  18 #include <rte_log.h>
  19 #include <rte_debug.h>
  20 #include <rte_cycles.h>
  21 #include <rte_memory.h>
  22 #include <rte_memcpy.h>
  23 #include <rte_launch.h>
  24 #include <rte_eal.h>
  25 #include <rte_per_lcore.h>
  26 #include <rte_lcore.h>
  27 #include <rte_atomic.h>
  28 #include <rte_branch_prediction.h>
  29 #include <rte_mempool.h>
  30 #include <rte_mbuf.h>
  31 #include <rte_interrupts.h>
  32 #include <rte_pci.h>
  33 #include <rte_ether.h>
  34 #include <rte_ethdev.h>
  35 #include <rte_ip.h>
  36 #include <rte_tcp.h>
  37 #include <rte_udp.h>
  38 #include <rte_string_fns.h>
  39 #include <rte_flow.h>
  40
  41 #include "testpmd.h"
  42
  43 /* use RFC863 Discard Protocol */
  44 uint16_t tx_udp_src_port = 9;
  45 uint16_t tx_udp_dst_port = 9;
  46
  47 /* use RFC5735 / RFC2544 reserved network test addresses */
  48 uint32_t tx_ip_src_addr = (192U << 24) | (18 << 16) | (0 << 8) | 1;
  49 uint32_t tx_ip_dst_addr = (192U << 24) | (18 << 16) | (0 << 8) | 2;
  50
  51 #define IP_DEFTTL  64   /* from RFC 1340. */
  52 #define IP_VERSION 0x40
  53 #define IP_HDRLEN  0x05 /* default IP header length == five 32-bits words. */
  54 #define IP_VHL_DEF (IP_VERSION | IP_HDRLEN)
  55
  56 static struct ipv4_hdr  pkt_ip_hdr;  /**< IP header of transmitted packets. */
  57 RTE_DEFINE_PER_LCORE(uint8_t, _ip_var); /**< IP address variation */
  58 static struct udp_hdr pkt_udp_hdr; /**< UDP header of transmitted packets. */
  59
  60 static void
  61 copy_buf_to_pkt_segs(void* buf, unsigned len, struct rte_mbuf *pkt,
  62                      unsigned offset)
  63 {
  64         struct rte_mbuf *seg;
  65         void *seg_buf;
  66         unsigned copy_len;
  67
  68         seg = pkt;
  69         while (offset >= seg->data_len) {
  70                 offset -= seg->data_len;
  71                 seg = seg->next;
  72         }
  73         copy_len = seg->data_len - offset;
  74         seg_buf = rte_pktmbuf_mtod_offset(seg, char *, offset);
  75         while (len > copy_len) {
  76                 rte_memcpy(seg_buf, buf, (size_t) copy_len);
  77                 len -= copy_len;
  78                 buf = ((char*) buf + copy_len);
  79                 seg = seg->next;
  80                 seg_buf = rte_pktmbuf_mtod(seg, char *);
  81                 copy_len = seg->data_len;
  82         }
  83         rte_memcpy(seg_buf, buf, (size_t) len);
  84 }
  85
  86 static inline void
  87 copy_buf_to_pkt(void* buf, unsigned len, struct rte_mbuf *pkt, unsigned offset)
  88 {
  89         if (offset + len <= pkt->data_len) {
  90                 rte_memcpy(rte_pktmbuf_mtod_offset(pkt, char *, offset),
  91                         buf, (size_t) len);
  92                 return;
  93         }
  94         copy_buf_to_pkt_segs(buf, len, pkt, offset);
  95 }
  96
  97 static void
  98 setup_pkt_udp_ip_headers(struct ipv4_hdr *ip_hdr,
  99                          struct udp_hdr *udp_hdr,
 100                          uint16_t pkt_data_len)
 101 {
 102         uint16_t *ptr16;
 103         uint32_t ip_cksum;
 104         uint16_t pkt_len;
 105
 106         /*
 107          * Initialize UDP header.
 108          */
 109         pkt_len = (uint16_t) (pkt_data_len + sizeof(struct udp_hdr));
 110         udp_hdr->src_port = rte_cpu_to_be_16(tx_udp_src_port);
 111         udp_hdr->dst_port = rte_cpu_to_be_16(tx_udp_dst_port);
 112         udp_hdr->dgram_len      = RTE_CPU_TO_BE_16(pkt_len);
 113         udp_hdr->dgram_cksum    = 0; /* No UDP checksum. */
 114
 115         /*
 116          * Initialize IP header.
 117          */
 118         pkt_len = (uint16_t) (pkt_len + sizeof(struct ipv4_hdr));
 119         ip_hdr->version_ihl   = IP_VHL_DEF;
 120         ip_hdr->type_of_service   = 0;
 121         ip_hdr->fragment_offset = 0;
 122         ip_hdr->time_to_live   = IP_DEFTTL;
 123         ip_hdr->next_proto_id = IPPROTO_UDP;
 124         ip_hdr->packet_id = 0;
 125         ip_hdr->total_length   = RTE_CPU_TO_BE_16(pkt_len);
 126         ip_hdr->src_addr = rte_cpu_to_be_32(tx_ip_src_addr);
 127         ip_hdr->dst_addr = rte_cpu_to_be_32(tx_ip_dst_addr);
 128
 129         /*
 130          * Compute IP header checksum.
 131          */
 132         ptr16 = (unaligned_uint16_t*) ip_hdr;
 133         ip_cksum = 0;
 134         ip_cksum += ptr16[0]; ip_cksum += ptr16[1];
 135         ip_cksum += ptr16[2]; ip_cksum += ptr16[3];
 136         ip_cksum += ptr16[4];
 137         ip_cksum += ptr16[6]; ip_cksum += ptr16[7];
 138         ip_cksum += ptr16[8]; ip_cksum += ptr16[9];
 139
 140         /*
 141          * Reduce 32 bit checksum to 16 bits and complement it.
 142          */
 143         ip_cksum = ((ip_cksum & 0xFFFF0000) >> 16) +
 144                 (ip_cksum & 0x0000FFFF);
 145         if (ip_cksum > 65535)
 146                 ip_cksum -= 65535;
 147         ip_cksum = (~ip_cksum) & 0x0000FFFF;
 148         if (ip_cksum == 0)
 149                 ip_cksum = 0xFFFF;
 150         ip_hdr->hdr_checksum = (uint16_t) ip_cksum;
 151 }
 152
 153 static inline bool
 154 pkt_burst_prepare(struct rte_mbuf *pkt, struct rte_mempool *mbp,
 155                 struct rte_ether_hdr *eth_hdr, const uint16_t vlan_tci,
 156                 const uint16_t vlan_tci_outer, const uint64_t ol_flags)
 157 {
 158         struct rte_mbuf *pkt_segs[RTE_MAX_SEGS_PER_PKT];
 159         uint8_t  ip_var = RTE_PER_LCORE(_ip_var);
 160         struct rte_mbuf *pkt_seg;
 161         uint32_t nb_segs, pkt_len;
 162         uint8_t i;
 163
 164         if (unlikely(tx_pkt_split == TX_PKT_SPLIT_RND))
 165                 nb_segs = random() % tx_pkt_nb_segs + 1;
 166         else
 167                 nb_segs = tx_pkt_nb_segs;
 168
 169         if (nb_segs > 1) {
 170                 if (rte_mempool_get_bulk(mbp, (void **)pkt_segs, nb_segs - 1))
 171                         return false;
 172         }
 173
 174         rte_pktmbuf_reset_headroom(pkt);
 175         pkt->data_len = tx_pkt_seg_lengths[0];
 176         pkt->ol_flags = ol_flags;
 177         pkt->vlan_tci = vlan_tci;
 178         pkt->vlan_tci_outer = vlan_tci_outer;
 179         pkt->l2_len = sizeof(struct rte_ether_hdr);
 180         pkt->l3_len = sizeof(struct ipv4_hdr);
 181
 182         pkt_len = pkt->data_len;
 183         pkt_seg = pkt;
 184         for (i = 1; i < nb_segs; i++) {
 185                 pkt_seg->next = pkt_segs[i - 1];
 186                 pkt_seg = pkt_seg->next;
 187                 pkt_seg->data_len = tx_pkt_seg_lengths[i];
 188                 pkt_len += pkt_seg->data_len;
 189         }
 190         pkt_seg->next = NULL; /* Last segment of packet. */
 191         /*
 192          * Copy headers in first packet segment(s).
 193          */
 194         copy_buf_to_pkt(eth_hdr, sizeof(*eth_hdr), pkt, 0);
 195         copy_buf_to_pkt(&pkt_ip_hdr, sizeof(pkt_ip_hdr), pkt,
 196                         sizeof(struct rte_ether_hdr));
 197         if (txonly_multi_flow) {
 198                 struct ipv4_hdr *ip_hdr;
 199                 uint32_t addr;
 200
 201                 ip_hdr = rte_pktmbuf_mtod_offset(pkt,
 202                                 struct ipv4_hdr *,
 203                                 sizeof(struct rte_ether_hdr));
 204                 /*
 205                  * Generate multiple flows by varying IP src addr. This
 206                  * enables packets are well distributed by RSS in
 207                  * receiver side if any and txonly mode can be a decent
 208                  * packet generator for developer's quick performance
 209                  * regression test.
 210                  */
 211                 addr = (tx_ip_dst_addr | (ip_var++ << 8)) + rte_lcore_id();
 212                 ip_hdr->src_addr = rte_cpu_to_be_32(addr);
 213         }
 214         copy_buf_to_pkt(&pkt_udp_hdr, sizeof(pkt_udp_hdr), pkt,
 215                         sizeof(struct rte_ether_hdr) +
 216                         sizeof(struct ipv4_hdr));
 217         /*
 218          * Complete first mbuf of packet and append it to the
 219          * burst of packets to be transmitted.
 220          */
 221         pkt->nb_segs = nb_segs;
 222         pkt->pkt_len = pkt_len;
 223
 224         return true;
 225 }
 226
 227 /*
 228  * Transmit a burst of multi-segments packets.
 229  */
 230 static void
 231 pkt_burst_transmit(struct fwd_stream *fs)
 232 {
 233         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 234         struct rte_port *txp;
 235         struct rte_mbuf *pkt;
 236         struct rte_mempool *mbp;
 237         struct rte_ether_hdr eth_hdr;
 238         uint16_t nb_tx;
 239         uint16_t nb_pkt;
 240         uint16_t vlan_tci, vlan_tci_outer;
 241         uint32_t retry;
 242         uint64_t ol_flags = 0;
 243         uint64_t tx_offloads;
 244 #ifdef RTE_TEST_PMD_RECORD_CORE_CYCLES
 245         uint64_t start_tsc;
 246         uint64_t end_tsc;
 247         uint64_t core_cycles;
 248 #endif
 249
 250 #ifdef RTE_TEST_PMD_RECORD_CORE_CYCLES
 251         start_tsc = rte_rdtsc();
 252 #endif
 253
 254         mbp = current_fwd_lcore()->mbp;
 255         txp = &ports[fs->tx_port];
 256         tx_offloads = txp->dev_conf.txmode.offloads;
 257         vlan_tci = txp->tx_vlan_id;
 258         vlan_tci_outer = txp->tx_vlan_id_outer;
 259         if (tx_offloads & DEV_TX_OFFLOAD_VLAN_INSERT)
 260                 ol_flags = PKT_TX_VLAN_PKT;
 261         if (tx_offloads & DEV_TX_OFFLOAD_QINQ_INSERT)
 262                 ol_flags |= PKT_TX_QINQ_PKT;
 263         if (tx_offloads & DEV_TX_OFFLOAD_MACSEC_INSERT)
 264                 ol_flags |= PKT_TX_MACSEC;
 265
 266         /*
 267          * Initialize Ethernet header.
 268          */
 269         rte_ether_addr_copy(&peer_eth_addrs[fs->peer_addr], &eth_hdr.d_addr);
 270         rte_ether_addr_copy(&ports[fs->tx_port].eth_addr, &eth_hdr.s_addr);
 271         eth_hdr.ether_type = rte_cpu_to_be_16(RTE_ETHER_TYPE_IPv4);
 272
 273         if (rte_mempool_get_bulk(mbp, (void **)pkts_burst,
 274                                 nb_pkt_per_burst) == 0) {
 275                 for (nb_pkt = 0; nb_pkt < nb_pkt_per_burst; nb_pkt++) {
 276                         if (unlikely(!pkt_burst_prepare(pkts_burst[nb_pkt], mbp,
 277                                                         &eth_hdr, vlan_tci,
 278                                                         vlan_tci_outer,
 279                                                         ol_flags))) {
 280                                 rte_mempool_put_bulk(mbp,
 281                                                 (void **)&pkts_burst[nb_pkt],
 282                                                 nb_pkt_per_burst - nb_pkt);
 283                                 break;
 284                         }
 285                 }
 286         } else {
 287                 for (nb_pkt = 0; nb_pkt < nb_pkt_per_burst; nb_pkt++) {
 288                         pkt = rte_mbuf_raw_alloc(mbp);
 289                         if (pkt == NULL)
 290                                 break;
 291                         if (unlikely(!pkt_burst_prepare(pkt, mbp, &eth_hdr,
 292                                                         vlan_tci,
 293                                                         vlan_tci_outer,
 294                                                         ol_flags))) {
 295                                 rte_pktmbuf_free(pkt);
 296                                 break;
 297                         }
 298                         pkts_burst[nb_pkt] = pkt;
 299                 }
 300         }
 301
 302         if (nb_pkt == 0)
 303                 return;
 304
 305         nb_tx = rte_eth_tx_burst(fs->tx_port, fs->tx_queue, pkts_burst, nb_pkt);
 306         /*
 307          * Retry if necessary
 308          */
 309         if (unlikely(nb_tx < nb_pkt) && fs->retry_enabled) {
 310                 retry = 0;
 311                 while (nb_tx < nb_pkt && retry++ < burst_tx_retry_num) {
 312                         rte_delay_us(burst_tx_delay_time);
 313                         nb_tx += rte_eth_tx_burst(fs->tx_port, fs->tx_queue,
 314                                         &pkts_burst[nb_tx], nb_pkt - nb_tx);
 315                 }
 316         }
 317         fs->tx_packets += nb_tx;
 318
 319         if (txonly_multi_flow)
 320                 RTE_PER_LCORE(_ip_var) += nb_tx;
 321
 322 #ifdef RTE_TEST_PMD_RECORD_BURST_STATS
 323         fs->tx_burst_stats.pkt_burst_spread[nb_tx]++;
 324 #endif
 325         if (unlikely(nb_tx < nb_pkt)) {
 326                 if (verbose_level > 0 && fs->fwd_dropped == 0)
 327                         printf("port %d tx_queue %d - drop "
 328                                "(nb_pkt:%u - nb_tx:%u)=%u packets\n",
 329                                fs->tx_port, fs->tx_queue,
 330                                (unsigned) nb_pkt, (unsigned) nb_tx,
 331                                (unsigned) (nb_pkt - nb_tx));
 332                 fs->fwd_dropped += (nb_pkt - nb_tx);
 333                 do {
 334                         rte_pktmbuf_free(pkts_burst[nb_tx]);
 335                 } while (++nb_tx < nb_pkt);
 336         }
 337
 338 #ifdef RTE_TEST_PMD_RECORD_CORE_CYCLES
 339         end_tsc = rte_rdtsc();
 340         core_cycles = (end_tsc - start_tsc);
 341         fs->core_cycles = (uint64_t) (fs->core_cycles + core_cycles);
 342 #endif
 343 }
 344
 345 static void
 346 tx_only_begin(__attribute__((unused)) portid_t pi)
 347 {
 348         uint16_t pkt_data_len;
 349
 350         pkt_data_len = (uint16_t) (tx_pkt_length - (
 351                                         sizeof(struct rte_ether_hdr) +
 352                                         sizeof(struct ipv4_hdr) +
 353                                         sizeof(struct udp_hdr)));
 354         setup_pkt_udp_ip_headers(&pkt_ip_hdr, &pkt_udp_hdr, pkt_data_len);
 355 }
 356
 357 struct fwd_engine tx_only_engine = {
 358         .fwd_mode_name  = "txonly",
 359         .port_fwd_begin = tx_only_begin,
 360         .port_fwd_end   = NULL,
 361         .packet_fwd     = pkt_burst_transmit,
 362 };