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 #define UDP_SRC_PORT 1024
  44 #define UDP_DST_PORT 1024
  45
  46 #define IP_SRC_ADDR ((192U << 24) | (168 << 16) | (0 << 8) | 1)
  47 #define IP_DST_ADDR ((192U << 24) | (168 << 16) | (0 << 8) | 2)
  48
  49 #define IP_DEFTTL  64   /* from RFC 1340. */
  50 #define IP_VERSION 0x40
  51 #define IP_HDRLEN  0x05 /* default IP header length == five 32-bits words. */
  52 #define IP_VHL_DEF (IP_VERSION | IP_HDRLEN)
  53
  54 static struct ipv4_hdr  pkt_ip_hdr;  /**< IP header of transmitted packets. */
  55 RTE_DEFINE_PER_LCORE(uint8_t, _ip_var); /**< IP address variation */
  56 static struct udp_hdr pkt_udp_hdr; /**< UDP header of transmitted packets. */
  57
  58 static void
  59 copy_buf_to_pkt_segs(void* buf, unsigned len, struct rte_mbuf *pkt,
  60                      unsigned offset)
  61 {
  62         struct rte_mbuf *seg;
  63         void *seg_buf;
  64         unsigned copy_len;
  65
  66         seg = pkt;
  67         while (offset >= seg->data_len) {
  68                 offset -= seg->data_len;
  69                 seg = seg->next;
  70         }
  71         copy_len = seg->data_len - offset;
  72         seg_buf = rte_pktmbuf_mtod_offset(seg, char *, offset);
  73         while (len > copy_len) {
  74                 rte_memcpy(seg_buf, buf, (size_t) copy_len);
  75                 len -= copy_len;
  76                 buf = ((char*) buf + copy_len);
  77                 seg = seg->next;
  78                 seg_buf = rte_pktmbuf_mtod(seg, char *);
  79                 copy_len = seg->data_len;
  80         }
  81         rte_memcpy(seg_buf, buf, (size_t) len);
  82 }
  83
  84 static inline void
  85 copy_buf_to_pkt(void* buf, unsigned len, struct rte_mbuf *pkt, unsigned offset)
  86 {
  87         if (offset + len <= pkt->data_len) {
  88                 rte_memcpy(rte_pktmbuf_mtod_offset(pkt, char *, offset),
  89                         buf, (size_t) len);
  90                 return;
  91         }
  92         copy_buf_to_pkt_segs(buf, len, pkt, offset);
  93 }
  94
  95 static void
  96 setup_pkt_udp_ip_headers(struct ipv4_hdr *ip_hdr,
  97                          struct udp_hdr *udp_hdr,
  98                          uint16_t pkt_data_len)
  99 {
 100         uint16_t *ptr16;
 101         uint32_t ip_cksum;
 102         uint16_t pkt_len;
 103
 104         /*
 105          * Initialize UDP header.
 106          */
 107         pkt_len = (uint16_t) (pkt_data_len + sizeof(struct udp_hdr));
 108         udp_hdr->src_port = rte_cpu_to_be_16(UDP_SRC_PORT);
 109         udp_hdr->dst_port = rte_cpu_to_be_16(UDP_DST_PORT);
 110         udp_hdr->dgram_len      = RTE_CPU_TO_BE_16(pkt_len);
 111         udp_hdr->dgram_cksum    = 0; /* No UDP checksum. */
 112
 113         /*
 114          * Initialize IP header.
 115          */
 116         pkt_len = (uint16_t) (pkt_len + sizeof(struct ipv4_hdr));
 117         ip_hdr->version_ihl   = IP_VHL_DEF;
 118         ip_hdr->type_of_service   = 0;
 119         ip_hdr->fragment_offset = 0;
 120         ip_hdr->time_to_live   = IP_DEFTTL;
 121         ip_hdr->next_proto_id = IPPROTO_UDP;
 122         ip_hdr->packet_id = 0;
 123         ip_hdr->total_length   = RTE_CPU_TO_BE_16(pkt_len);
 124         ip_hdr->src_addr = rte_cpu_to_be_32(IP_SRC_ADDR);
 125         ip_hdr->dst_addr = rte_cpu_to_be_32(IP_DST_ADDR);
 126
 127         /*
 128          * Compute IP header checksum.
 129          */
 130         ptr16 = (unaligned_uint16_t*) ip_hdr;
 131         ip_cksum = 0;
 132         ip_cksum += ptr16[0]; ip_cksum += ptr16[1];
 133         ip_cksum += ptr16[2]; ip_cksum += ptr16[3];
 134         ip_cksum += ptr16[4];
 135         ip_cksum += ptr16[6]; ip_cksum += ptr16[7];
 136         ip_cksum += ptr16[8]; ip_cksum += ptr16[9];
 137
 138         /*
 139          * Reduce 32 bit checksum to 16 bits and complement it.
 140          */
 141         ip_cksum = ((ip_cksum & 0xFFFF0000) >> 16) +
 142                 (ip_cksum & 0x0000FFFF);
 143         if (ip_cksum > 65535)
 144                 ip_cksum -= 65535;
 145         ip_cksum = (~ip_cksum) & 0x0000FFFF;
 146         if (ip_cksum == 0)
 147                 ip_cksum = 0xFFFF;
 148         ip_hdr->hdr_checksum = (uint16_t) ip_cksum;
 149 }
 150
 151 static inline bool
 152 pkt_burst_prepare(struct rte_mbuf *pkt, struct rte_mempool *mbp,
 153                 struct ether_hdr *eth_hdr, const uint16_t vlan_tci,
 154                 const uint16_t vlan_tci_outer, const uint64_t ol_flags)
 155 {
 156         struct rte_mbuf *pkt_segs[RTE_MAX_SEGS_PER_PKT];
 157         uint8_t  ip_var = RTE_PER_LCORE(_ip_var);
 158         struct rte_mbuf *pkt_seg;
 159         uint32_t nb_segs, pkt_len;
 160         uint8_t i;
 161
 162         if (unlikely(tx_pkt_split == TX_PKT_SPLIT_RND))
 163                 nb_segs = random() % tx_pkt_nb_segs + 1;
 164         else
 165                 nb_segs = tx_pkt_nb_segs;
 166
 167         if (nb_segs > 1) {
 168                 if (rte_mempool_get_bulk(mbp, (void **)pkt_segs, nb_segs))
 169                         return false;
 170         }
 171
 172         rte_pktmbuf_reset_headroom(pkt);
 173         pkt->data_len = tx_pkt_seg_lengths[0];
 174         pkt->ol_flags = ol_flags;
 175         pkt->vlan_tci = vlan_tci;
 176         pkt->vlan_tci_outer = vlan_tci_outer;
 177         pkt->l2_len = sizeof(struct ether_hdr);
 178         pkt->l3_len = sizeof(struct ipv4_hdr);
 179
 180         pkt_len = pkt->data_len;
 181         pkt_seg = pkt;
 182         for (i = 1; i < nb_segs; i++) {
 183                 pkt_seg->next = pkt_segs[i - 1];
 184                 pkt_seg = pkt_seg->next;
 185                 pkt_seg->data_len = tx_pkt_seg_lengths[i];
 186                 pkt_len += pkt_seg->data_len;
 187         }
 188         pkt_seg->next = NULL; /* Last segment of packet. */
 189         /*
 190          * Copy headers in first packet segment(s).
 191          */
 192         copy_buf_to_pkt(eth_hdr, sizeof(eth_hdr), pkt, 0);
 193         copy_buf_to_pkt(&pkt_ip_hdr, sizeof(pkt_ip_hdr), pkt,
 194                         sizeof(struct ether_hdr));
 195         if (txonly_multi_flow) {
 196                 struct ipv4_hdr *ip_hdr;
 197                 uint32_t addr;
 198
 199                 ip_hdr = rte_pktmbuf_mtod_offset(pkt,
 200                                 struct ipv4_hdr *,
 201                                 sizeof(struct ether_hdr));
 202                 /*
 203                  * Generate multiple flows by varying IP src addr. This
 204                  * enables packets are well distributed by RSS in
 205                  * receiver side if any and txonly mode can be a decent
 206                  * packet generator for developer's quick performance
 207                  * regression test.
 208                  */
 209                 addr = (IP_DST_ADDR | (ip_var++ << 8)) + rte_lcore_id();
 210                 ip_hdr->src_addr = rte_cpu_to_be_32(addr);
 211         }
 212         copy_buf_to_pkt(&pkt_udp_hdr, sizeof(pkt_udp_hdr), pkt,
 213                         sizeof(struct ether_hdr) +
 214                         sizeof(struct ipv4_hdr));
 215         /*
 216          * Complete first mbuf of packet and append it to the
 217          * burst of packets to be transmitted.
 218          */
 219         pkt->nb_segs = nb_segs;
 220         pkt->pkt_len = pkt_len;
 221
 222         return true;
 223 }
 224
 225 /*
 226  * Transmit a burst of multi-segments packets.
 227  */
 228 static void
 229 pkt_burst_transmit(struct fwd_stream *fs)
 230 {
 231         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 232         struct rte_port *txp;
 233         struct rte_mbuf *pkt;
 234         struct rte_mempool *mbp;
 235         struct ether_hdr eth_hdr;
 236         uint16_t nb_tx;
 237         uint16_t nb_pkt;
 238         uint16_t vlan_tci, vlan_tci_outer;
 239         uint32_t retry;
 240         uint64_t ol_flags = 0;
 241         uint64_t tx_offloads;
 242 #ifdef RTE_TEST_PMD_RECORD_CORE_CYCLES
 243         uint64_t start_tsc;
 244         uint64_t end_tsc;
 245         uint64_t core_cycles;
 246 #endif
 247
 248 #ifdef RTE_TEST_PMD_RECORD_CORE_CYCLES
 249         start_tsc = rte_rdtsc();
 250 #endif
 251
 252         mbp = current_fwd_lcore()->mbp;
 253         txp = &ports[fs->tx_port];
 254         tx_offloads = txp->dev_conf.txmode.offloads;
 255         vlan_tci = txp->tx_vlan_id;
 256         vlan_tci_outer = txp->tx_vlan_id_outer;
 257         if (tx_offloads & DEV_TX_OFFLOAD_VLAN_INSERT)
 258                 ol_flags = PKT_TX_VLAN_PKT;
 259         if (tx_offloads & DEV_TX_OFFLOAD_QINQ_INSERT)
 260                 ol_flags |= PKT_TX_QINQ_PKT;
 261         if (tx_offloads & DEV_TX_OFFLOAD_MACSEC_INSERT)
 262                 ol_flags |= PKT_TX_MACSEC;
 263
 264         /*
 265          * Initialize Ethernet header.
 266          */
 267         ether_addr_copy(&peer_eth_addrs[fs->peer_addr], &eth_hdr.d_addr);
 268         ether_addr_copy(&ports[fs->tx_port].eth_addr, &eth_hdr.s_addr);
 269         eth_hdr.ether_type = rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4);
 270
 271         if (rte_mempool_get_bulk(mbp, (void **)pkts_burst,
 272                                 nb_pkt_per_burst) == 0) {
 273                 for (nb_pkt = 0; nb_pkt < nb_pkt_per_burst; nb_pkt++) {
 274                         if (unlikely(!pkt_burst_prepare(pkts_burst[nb_pkt], mbp,
 275                                                         &eth_hdr, vlan_tci,
 276                                                         vlan_tci_outer,
 277                                                         ol_flags))) {
 278                                 rte_mempool_put_bulk(mbp,
 279                                                 (void **)&pkts_burst[nb_pkt],
 280                                                 nb_pkt_per_burst - nb_pkt);
 281                                 break;
 282                         }
 283                 }
 284         } else {
 285                 for (nb_pkt = 0; nb_pkt < nb_pkt_per_burst; nb_pkt++) {
 286                         pkt = rte_mbuf_raw_alloc(mbp);
 287                         if (pkt == NULL)
 288                                 break;
 289                         if (unlikely(!pkt_burst_prepare(pkt, mbp, &eth_hdr,
 290                                                         vlan_tci,
 291                                                         vlan_tci_outer,
 292                                                         ol_flags))) {
 293                                 rte_pktmbuf_free(pkt);
 294                                 break;
 295                         }
 296                         pkts_burst[nb_pkt] = pkt;
 297                 }
 298         }
 299
 300         if (nb_pkt == 0)
 301                 return;
 302
 303         nb_tx = rte_eth_tx_burst(fs->tx_port, fs->tx_queue, pkts_burst, nb_pkt);
 304         /*
 305          * Retry if necessary
 306          */
 307         if (unlikely(nb_tx < nb_pkt) && fs->retry_enabled) {
 308                 retry = 0;
 309                 while (nb_tx < nb_pkt && retry++ < burst_tx_retry_num) {
 310                         rte_delay_us(burst_tx_delay_time);
 311                         nb_tx += rte_eth_tx_burst(fs->tx_port, fs->tx_queue,
 312                                         &pkts_burst[nb_tx], nb_pkt - nb_tx);
 313                 }
 314         }
 315         fs->tx_packets += nb_tx;
 316
 317         if (txonly_multi_flow)
 318                 RTE_PER_LCORE(_ip_var) += nb_tx;
 319
 320 #ifdef RTE_TEST_PMD_RECORD_BURST_STATS
 321         fs->tx_burst_stats.pkt_burst_spread[nb_tx]++;
 322 #endif
 323         if (unlikely(nb_tx < nb_pkt)) {
 324                 if (verbose_level > 0 && fs->fwd_dropped == 0)
 325                         printf("port %d tx_queue %d - drop "
 326                                "(nb_pkt:%u - nb_tx:%u)=%u packets\n",
 327                                fs->tx_port, fs->tx_queue,
 328                                (unsigned) nb_pkt, (unsigned) nb_tx,
 329                                (unsigned) (nb_pkt - nb_tx));
 330                 fs->fwd_dropped += (nb_pkt - nb_tx);
 331                 do {
 332                         rte_pktmbuf_free(pkts_burst[nb_tx]);
 333                 } while (++nb_tx < nb_pkt);
 334         }
 335
 336 #ifdef RTE_TEST_PMD_RECORD_CORE_CYCLES
 337         end_tsc = rte_rdtsc();
 338         core_cycles = (end_tsc - start_tsc);
 339         fs->core_cycles = (uint64_t) (fs->core_cycles + core_cycles);
 340 #endif
 341 }
 342
 343 static void
 344 tx_only_begin(__attribute__((unused)) portid_t pi)
 345 {
 346         uint16_t pkt_data_len;
 347
 348         pkt_data_len = (uint16_t) (tx_pkt_length - (sizeof(struct ether_hdr) +
 349                                                     sizeof(struct ipv4_hdr) +
 350                                                     sizeof(struct udp_hdr)));
 351         setup_pkt_udp_ip_headers(&pkt_ip_hdr, &pkt_udp_hdr, pkt_data_len);
 352 }
 353
 354 struct fwd_engine tx_only_engine = {
 355         .fwd_mode_name  = "txonly",
 356         .port_fwd_begin = tx_only_begin,
 357         .port_fwd_end   = NULL,
 358         .packet_fwd     = pkt_burst_transmit,
 359 };