5f7b50d67c53c300d0a23a7d78e9364020f1aea5
[dpdk.git] / drivers / net / i40e / i40e_rxtx_vec_avx2.c
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright(c) 2017 Intel Corporation
3  */
4
5 #include <stdint.h>
6 #include <ethdev_driver.h>
7 #include <rte_malloc.h>
8
9 #include "base/i40e_prototype.h"
10 #include "base/i40e_type.h"
11 #include "i40e_ethdev.h"
12 #include "i40e_rxtx.h"
13 #include "i40e_rxtx_vec_common.h"
14 #include "i40e_rxtx_common_avx.h"
15
16 #include <rte_vect.h>
17
18 #ifndef __INTEL_COMPILER
19 #pragma GCC diagnostic ignored "-Wcast-qual"
20 #endif
21
22 static __rte_always_inline void
23 i40e_rxq_rearm(struct i40e_rx_queue *rxq)
24 {
25         return i40e_rxq_rearm_common(rxq, false);
26 }
27
28 #ifndef RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC
29 /* Handles 32B descriptor FDIR ID processing:
30  * rxdp: receive descriptor ring, required to load 2nd 16B half of each desc
31  * rx_pkts: required to store metadata back to mbufs
32  * pkt_idx: offset into the burst, increments in vector widths
33  * desc_idx: required to select the correct shift at compile time
34  */
35 static inline __m256i
36 desc_fdir_processing_32b(volatile union i40e_rx_desc *rxdp,
37                          struct rte_mbuf **rx_pkts,
38                          const uint32_t pkt_idx,
39                          const uint32_t desc_idx)
40 {
41         /* 32B desc path: load rxdp.wb.qword2 for EXT_STATUS and FLEXBH_STAT */
42         __m128i *rxdp_desc_0 = (void *)(&rxdp[desc_idx + 0].wb.qword2);
43         __m128i *rxdp_desc_1 = (void *)(&rxdp[desc_idx + 1].wb.qword2);
44         const __m128i desc_qw2_0 = _mm_load_si128(rxdp_desc_0);
45         const __m128i desc_qw2_1 = _mm_load_si128(rxdp_desc_1);
46
47         /* Mask for FLEXBH_STAT, and the FDIR_ID value to compare against. The
48          * remaining data is set to all 1's to pass through data.
49          */
50         const __m256i flexbh_mask = _mm256_set_epi32(-1, -1, -1, 3 << 4,
51                                                      -1, -1, -1, 3 << 4);
52         const __m256i flexbh_id   = _mm256_set_epi32(-1, -1, -1, 1 << 4,
53                                                      -1, -1, -1, 1 << 4);
54
55         /* Load descriptor, check for FLEXBH bits, generate a mask for both
56          * packets in the register.
57          */
58         __m256i desc_qw2_0_1 =
59                 _mm256_inserti128_si256(_mm256_castsi128_si256(desc_qw2_0),
60                                         desc_qw2_1, 1);
61         __m256i desc_tmp_msk = _mm256_and_si256(flexbh_mask, desc_qw2_0_1);
62         __m256i fdir_mask = _mm256_cmpeq_epi32(flexbh_id, desc_tmp_msk);
63         __m256i fdir_data = _mm256_alignr_epi8(desc_qw2_0_1, desc_qw2_0_1, 12);
64         __m256i desc_fdir_data = _mm256_and_si256(fdir_mask, fdir_data);
65
66         /* Write data out to the mbuf. There is no store to this area of the
67          * mbuf today, so we cannot combine it with another store.
68          */
69         const uint32_t idx_0 = pkt_idx + desc_idx;
70         const uint32_t idx_1 = pkt_idx + desc_idx + 1;
71         rx_pkts[idx_0]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(desc_fdir_data, 0);
72         rx_pkts[idx_1]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(desc_fdir_data, 4);
73
74         /* Create mbuf flags as required for mbuf_flags layout
75          *  (That's high lane [1,3,5,7, 0,2,4,6] as u32 lanes).
76          * Approach:
77          * - Mask away bits not required from the fdir_mask
78          * - Leave the PKT_FDIR_ID bit (1 << 13)
79          * - Position that bit correctly based on packet number
80          * - OR in the resulting bit to mbuf_flags
81          */
82         RTE_BUILD_BUG_ON(PKT_RX_FDIR_ID != (1 << 13));
83         __m256i mbuf_flag_mask = _mm256_set_epi32(0, 0, 0, 1 << 13,
84                                                   0, 0, 0, 1 << 13);
85         __m256i desc_flag_bit =  _mm256_and_si256(mbuf_flag_mask, fdir_mask);
86
87         /* For static-inline function, this will be stripped out
88          * as the desc_idx is a hard-coded constant.
89          */
90         switch (desc_idx) {
91         case 0:
92                 return _mm256_alignr_epi8(desc_flag_bit, desc_flag_bit,  4);
93         case 2:
94                 return _mm256_alignr_epi8(desc_flag_bit, desc_flag_bit,  8);
95         case 4:
96                 return _mm256_alignr_epi8(desc_flag_bit, desc_flag_bit, 12);
97         case 6:
98                 return desc_flag_bit;
99         default:
100                 break;
101         }
102
103         /* NOT REACHED, see above switch returns */
104         return _mm256_setzero_si256();
105 }
106 #endif /* RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC */
107
108 #define PKTLEN_SHIFT     10
109
110 /* Force inline as some compilers will not inline by default. */
111 static __rte_always_inline uint16_t
112 _recv_raw_pkts_vec_avx2(struct i40e_rx_queue *rxq, struct rte_mbuf **rx_pkts,
113                 uint16_t nb_pkts, uint8_t *split_packet)
114 {
115 #define RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX 8
116
117         const uint32_t *ptype_tbl = rxq->vsi->adapter->ptype_tbl;
118         const __m256i mbuf_init = _mm256_set_epi64x(0, 0,
119                         0, rxq->mbuf_initializer);
120         struct i40e_rx_entry *sw_ring = &rxq->sw_ring[rxq->rx_tail];
121         volatile union i40e_rx_desc *rxdp = rxq->rx_ring + rxq->rx_tail;
122         const int avx_aligned = ((rxq->rx_tail & 1) == 0);
123         rte_prefetch0(rxdp);
124
125         /* nb_pkts has to be floor-aligned to RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX */
126         nb_pkts = RTE_ALIGN_FLOOR(nb_pkts, RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX);
127
128         /* See if we need to rearm the RX queue - gives the prefetch a bit
129          * of time to act
130          */
131         if (rxq->rxrearm_nb > RTE_I40E_RXQ_REARM_THRESH)
132                 i40e_rxq_rearm(rxq);
133
134         /* Before we start moving massive data around, check to see if
135          * there is actually a packet available
136          */
137         if (!(rxdp->wb.qword1.status_error_len &
138                         rte_cpu_to_le_32(1 << I40E_RX_DESC_STATUS_DD_SHIFT)))
139                 return 0;
140
141         /* constants used in processing loop */
142         const __m256i crc_adjust = _mm256_set_epi16(
143                         /* first descriptor */
144                         0, 0, 0,       /* ignore non-length fields */
145                         -rxq->crc_len, /* sub crc on data_len */
146                         0,             /* ignore high-16bits of pkt_len */
147                         -rxq->crc_len, /* sub crc on pkt_len */
148                         0, 0,          /* ignore pkt_type field */
149                         /* second descriptor */
150                         0, 0, 0,       /* ignore non-length fields */
151                         -rxq->crc_len, /* sub crc on data_len */
152                         0,             /* ignore high-16bits of pkt_len */
153                         -rxq->crc_len, /* sub crc on pkt_len */
154                         0, 0           /* ignore pkt_type field */
155         );
156
157         /* 8 packets DD mask, LSB in each 32-bit value */
158         const __m256i dd_check = _mm256_set1_epi32(1);
159
160         /* 8 packets EOP mask, second-LSB in each 32-bit value */
161         const __m256i eop_check = _mm256_slli_epi32(dd_check,
162                         I40E_RX_DESC_STATUS_EOF_SHIFT);
163
164         /* mask to shuffle from desc. to mbuf (2 descriptors)*/
165         const __m256i shuf_msk = _mm256_set_epi8(
166                         /* first descriptor */
167                         7, 6, 5, 4,  /* octet 4~7, 32bits rss */
168                         3, 2,        /* octet 2~3, low 16 bits vlan_macip */
169                         15, 14,      /* octet 15~14, 16 bits data_len */
170                         0xFF, 0xFF,  /* skip high 16 bits pkt_len, zero out */
171                         15, 14,      /* octet 15~14, low 16 bits pkt_len */
172                         0xFF, 0xFF,  /* pkt_type set as unknown */
173                         0xFF, 0xFF,  /*pkt_type set as unknown */
174                         /* second descriptor */
175                         7, 6, 5, 4,  /* octet 4~7, 32bits rss */
176                         3, 2,        /* octet 2~3, low 16 bits vlan_macip */
177                         15, 14,      /* octet 15~14, 16 bits data_len */
178                         0xFF, 0xFF,  /* skip high 16 bits pkt_len, zero out */
179                         15, 14,      /* octet 15~14, low 16 bits pkt_len */
180                         0xFF, 0xFF,  /* pkt_type set as unknown */
181                         0xFF, 0xFF   /*pkt_type set as unknown */
182         );
183         /*
184          * compile-time check the above crc and shuffle layout is correct.
185          * NOTE: the first field (lowest address) is given last in set_epi
186          * calls above.
187          */
188         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, pkt_len) !=
189                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 4);
190         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, data_len) !=
191                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 8);
192         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, vlan_tci) !=
193                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 10);
194         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, hash) !=
195                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 12);
196
197         /* Status/Error flag masks */
198         /*
199          * mask everything except RSS, flow director and VLAN flags
200          * bit2 is for VLAN tag, bit11 for flow director indication
201          * bit13:12 for RSS indication. Bits 3-5 of error
202          * field (bits 22-24) are for IP/L4 checksum errors
203          */
204         const __m256i flags_mask = _mm256_set1_epi32(
205                         (1 << 2) | (1 << 11) | (3 << 12) | (7 << 22));
206         /*
207          * data to be shuffled by result of flag mask. If VLAN bit is set,
208          * (bit 2), then position 4 in this array will be used in the
209          * destination
210          */
211         const __m256i vlan_flags_shuf = _mm256_set_epi32(
212                         0, 0, PKT_RX_VLAN | PKT_RX_VLAN_STRIPPED, 0,
213                         0, 0, PKT_RX_VLAN | PKT_RX_VLAN_STRIPPED, 0);
214         /*
215          * data to be shuffled by result of flag mask, shifted down 11.
216          * If RSS/FDIR bits are set, shuffle moves appropriate flags in
217          * place.
218          */
219         const __m256i rss_flags_shuf = _mm256_set_epi8(
220                         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
221                         PKT_RX_RSS_HASH | PKT_RX_FDIR, PKT_RX_RSS_HASH, 0, 0,
222                         0, 0, PKT_RX_FDIR, 0, /* end up 128-bits */
223                         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
224                         PKT_RX_RSS_HASH | PKT_RX_FDIR, PKT_RX_RSS_HASH, 0, 0,
225                         0, 0, PKT_RX_FDIR, 0);
226
227         /*
228          * data to be shuffled by the result of the flags mask shifted by 22
229          * bits.  This gives use the l3_l4 flags.
230          */
231         const __m256i l3_l4_flags_shuf = _mm256_set_epi8(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
232                         /* shift right 1 bit to make sure it not exceed 255 */
233                         (PKT_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  |
234                          PKT_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
235                         (PKT_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  |
236                          PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
237                         (PKT_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD |
238                          PKT_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
239                         (PKT_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD |
240                          PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
241                         (PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  | PKT_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
242                         (PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  | PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
243                         (PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD | PKT_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
244                         (PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD | PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
245                         /* second 128-bits */
246                         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
247                         (PKT_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  |
248                          PKT_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
249                         (PKT_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  |
250                          PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
251                         (PKT_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD |
252                          PKT_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
253                         (PKT_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD |
254                          PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
255                         (PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  | PKT_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
256                         (PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  | PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
257                         (PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD | PKT_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
258                         (PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD | PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1);
259
260         const __m256i cksum_mask = _mm256_set1_epi32(
261                         PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD | PKT_RX_IP_CKSUM_BAD |
262                         PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD | PKT_RX_L4_CKSUM_BAD |
263                         PKT_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD);
264
265         RTE_SET_USED(avx_aligned); /* for 32B descriptors we don't use this */
266
267         uint16_t i, received;
268         for (i = 0, received = 0; i < nb_pkts;
269                         i += RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX,
270                         rxdp += RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX) {
271                 /* step 1, copy over 8 mbuf pointers to rx_pkts array */
272                 _mm256_storeu_si256((void *)&rx_pkts[i],
273                                 _mm256_loadu_si256((void *)&sw_ring[i]));
274 #ifdef RTE_ARCH_X86_64
275                 _mm256_storeu_si256((void *)&rx_pkts[i + 4],
276                                 _mm256_loadu_si256((void *)&sw_ring[i + 4]));
277 #endif
278
279                 __m256i raw_desc0_1, raw_desc2_3, raw_desc4_5, raw_desc6_7;
280 #ifdef RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC
281                 /* for AVX we need alignment otherwise loads are not atomic */
282                 if (avx_aligned) {
283                         /* load in descriptors, 2 at a time, in reverse order */
284                         raw_desc6_7 = _mm256_load_si256((void *)(rxdp + 6));
285                         rte_compiler_barrier();
286                         raw_desc4_5 = _mm256_load_si256((void *)(rxdp + 4));
287                         rte_compiler_barrier();
288                         raw_desc2_3 = _mm256_load_si256((void *)(rxdp + 2));
289                         rte_compiler_barrier();
290                         raw_desc0_1 = _mm256_load_si256((void *)(rxdp + 0));
291                 } else
292 #endif
293                 do {
294                         const __m128i raw_desc7 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 7));
295                         rte_compiler_barrier();
296                         const __m128i raw_desc6 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 6));
297                         rte_compiler_barrier();
298                         const __m128i raw_desc5 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 5));
299                         rte_compiler_barrier();
300                         const __m128i raw_desc4 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 4));
301                         rte_compiler_barrier();
302                         const __m128i raw_desc3 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 3));
303                         rte_compiler_barrier();
304                         const __m128i raw_desc2 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 2));
305                         rte_compiler_barrier();
306                         const __m128i raw_desc1 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 1));
307                         rte_compiler_barrier();
308                         const __m128i raw_desc0 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 0));
309
310                         raw_desc6_7 = _mm256_inserti128_si256(
311                                         _mm256_castsi128_si256(raw_desc6), raw_desc7, 1);
312                         raw_desc4_5 = _mm256_inserti128_si256(
313                                         _mm256_castsi128_si256(raw_desc4), raw_desc5, 1);
314                         raw_desc2_3 = _mm256_inserti128_si256(
315                                         _mm256_castsi128_si256(raw_desc2), raw_desc3, 1);
316                         raw_desc0_1 = _mm256_inserti128_si256(
317                                         _mm256_castsi128_si256(raw_desc0), raw_desc1, 1);
318                 } while (0);
319
320                 if (split_packet) {
321                         int j;
322                         for (j = 0; j < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX; j++)
323                                 rte_mbuf_prefetch_part2(rx_pkts[i + j]);
324                 }
325
326                 /*
327                  * convert descriptors 4-7 into mbufs, adjusting length and
328                  * re-arranging fields. Then write into the mbuf
329                  */
330                 const __m256i len6_7 = _mm256_slli_epi32(raw_desc6_7, PKTLEN_SHIFT);
331                 const __m256i len4_5 = _mm256_slli_epi32(raw_desc4_5, PKTLEN_SHIFT);
332                 const __m256i desc6_7 = _mm256_blend_epi16(raw_desc6_7, len6_7, 0x80);
333                 const __m256i desc4_5 = _mm256_blend_epi16(raw_desc4_5, len4_5, 0x80);
334                 __m256i mb6_7 = _mm256_shuffle_epi8(desc6_7, shuf_msk);
335                 __m256i mb4_5 = _mm256_shuffle_epi8(desc4_5, shuf_msk);
336                 mb6_7 = _mm256_add_epi16(mb6_7, crc_adjust);
337                 mb4_5 = _mm256_add_epi16(mb4_5, crc_adjust);
338                 /*
339                  * to get packet types, shift 64-bit values down 30 bits
340                  * and so ptype is in lower 8-bits in each
341                  */
342                 const __m256i ptypes6_7 = _mm256_srli_epi64(desc6_7, 30);
343                 const __m256i ptypes4_5 = _mm256_srli_epi64(desc4_5, 30);
344                 const uint8_t ptype7 = _mm256_extract_epi8(ptypes6_7, 24);
345                 const uint8_t ptype6 = _mm256_extract_epi8(ptypes6_7, 8);
346                 const uint8_t ptype5 = _mm256_extract_epi8(ptypes4_5, 24);
347                 const uint8_t ptype4 = _mm256_extract_epi8(ptypes4_5, 8);
348                 mb6_7 = _mm256_insert_epi32(mb6_7, ptype_tbl[ptype7], 4);
349                 mb6_7 = _mm256_insert_epi32(mb6_7, ptype_tbl[ptype6], 0);
350                 mb4_5 = _mm256_insert_epi32(mb4_5, ptype_tbl[ptype5], 4);
351                 mb4_5 = _mm256_insert_epi32(mb4_5, ptype_tbl[ptype4], 0);
352                 /* merge the status bits into one register */
353                 const __m256i status4_7 = _mm256_unpackhi_epi32(desc6_7,
354                                 desc4_5);
355
356                 /*
357                  * convert descriptors 0-3 into mbufs, adjusting length and
358                  * re-arranging fields. Then write into the mbuf
359                  */
360                 const __m256i len2_3 = _mm256_slli_epi32(raw_desc2_3, PKTLEN_SHIFT);
361                 const __m256i len0_1 = _mm256_slli_epi32(raw_desc0_1, PKTLEN_SHIFT);
362                 const __m256i desc2_3 = _mm256_blend_epi16(raw_desc2_3, len2_3, 0x80);
363                 const __m256i desc0_1 = _mm256_blend_epi16(raw_desc0_1, len0_1, 0x80);
364                 __m256i mb2_3 = _mm256_shuffle_epi8(desc2_3, shuf_msk);
365                 __m256i mb0_1 = _mm256_shuffle_epi8(desc0_1, shuf_msk);
366                 mb2_3 = _mm256_add_epi16(mb2_3, crc_adjust);
367                 mb0_1 = _mm256_add_epi16(mb0_1, crc_adjust);
368                 /* get the packet types */
369                 const __m256i ptypes2_3 = _mm256_srli_epi64(desc2_3, 30);
370                 const __m256i ptypes0_1 = _mm256_srli_epi64(desc0_1, 30);
371                 const uint8_t ptype3 = _mm256_extract_epi8(ptypes2_3, 24);
372                 const uint8_t ptype2 = _mm256_extract_epi8(ptypes2_3, 8);
373                 const uint8_t ptype1 = _mm256_extract_epi8(ptypes0_1, 24);
374                 const uint8_t ptype0 = _mm256_extract_epi8(ptypes0_1, 8);
375                 mb2_3 = _mm256_insert_epi32(mb2_3, ptype_tbl[ptype3], 4);
376                 mb2_3 = _mm256_insert_epi32(mb2_3, ptype_tbl[ptype2], 0);
377                 mb0_1 = _mm256_insert_epi32(mb0_1, ptype_tbl[ptype1], 4);
378                 mb0_1 = _mm256_insert_epi32(mb0_1, ptype_tbl[ptype0], 0);
379                 /* merge the status bits into one register */
380                 const __m256i status0_3 = _mm256_unpackhi_epi32(desc2_3,
381                                 desc0_1);
382
383                 /*
384                  * take the two sets of status bits and merge to one
385                  * After merge, the packets status flags are in the
386                  * order (hi->lo): [1, 3, 5, 7, 0, 2, 4, 6]
387                  */
388                 __m256i status0_7 = _mm256_unpacklo_epi64(status4_7,
389                                 status0_3);
390
391                 /* now do flag manipulation */
392
393                 /* get only flag/error bits we want */
394                 const __m256i flag_bits = _mm256_and_si256(
395                                 status0_7, flags_mask);
396                 /* set vlan and rss flags */
397                 const __m256i vlan_flags = _mm256_shuffle_epi8(
398                                 vlan_flags_shuf, flag_bits);
399                 const __m256i rss_fdir_bits = _mm256_srli_epi32(flag_bits, 11);
400                 const __m256i rss_flags = _mm256_shuffle_epi8(rss_flags_shuf,
401                                                               rss_fdir_bits);
402
403                 /*
404                  * l3_l4_error flags, shuffle, then shift to correct adjustment
405                  * of flags in flags_shuf, and finally mask out extra bits
406                  */
407                 __m256i l3_l4_flags = _mm256_shuffle_epi8(l3_l4_flags_shuf,
408                                 _mm256_srli_epi32(flag_bits, 22));
409                 l3_l4_flags = _mm256_slli_epi32(l3_l4_flags, 1);
410                 l3_l4_flags = _mm256_and_si256(l3_l4_flags, cksum_mask);
411
412                 /* merge flags */
413                 __m256i mbuf_flags = _mm256_or_si256(l3_l4_flags,
414                                 _mm256_or_si256(rss_flags, vlan_flags));
415
416                 /* If the rxq has FDIR enabled, read and process the FDIR info
417                  * from the descriptor. This can cause more loads/stores, so is
418                  * not always performed. Branch over the code when not enabled.
419                  */
420                 if (rxq->fdir_enabled) {
421 #ifdef RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC
422                         /* 16B descriptor code path:
423                          * RSS and FDIR ID use the same offset in the desc, so
424                          * only one can be present at a time. The code below
425                          * identifies an FDIR ID match, and zeros the RSS value
426                          * in the mbuf on FDIR match to keep mbuf data clean.
427                          */
428 #define FDIR_BLEND_MASK ((1 << 3) | (1 << 7))
429
430                         /* Flags:
431                          * - Take flags, shift bits to null out
432                          * - CMPEQ with known FDIR ID, to get 0xFFFF or 0 mask
433                          * - Strip bits from mask, leaving 0 or 1 for FDIR ID
434                          * - Merge with mbuf_flags
435                          */
436                         /* FLM = 1, FLTSTAT = 0b01, (FLM | FLTSTAT) == 3.
437                          * Shift left by 28 to avoid having to mask.
438                          */
439                         const __m256i fdir = _mm256_slli_epi32(rss_fdir_bits, 28);
440                         const __m256i fdir_id = _mm256_set1_epi32(3 << 28);
441
442                         /* As above, the fdir_mask to packet mapping is this:
443                          * order (hi->lo): [1, 3, 5, 7, 0, 2, 4, 6]
444                          * Then OR FDIR flags to mbuf_flags on FDIR ID hit.
445                          */
446                         RTE_BUILD_BUG_ON(PKT_RX_FDIR_ID != (1 << 13));
447                         const __m256i pkt_fdir_bit = _mm256_set1_epi32(1 << 13);
448                         const __m256i fdir_mask = _mm256_cmpeq_epi32(fdir, fdir_id);
449                         __m256i fdir_bits = _mm256_and_si256(fdir_mask, pkt_fdir_bit);
450                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_bits);
451
452                         /* Based on FDIR_MASK, clear the RSS or FDIR value.
453                          * The FDIR ID value is masked to zero if not a hit,
454                          * otherwise the mb0_1 register RSS field is zeroed.
455                          */
456                         const __m256i fdir_zero_mask = _mm256_setzero_si256();
457                         __m256i tmp0_1 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask,
458                                                 fdir_mask, FDIR_BLEND_MASK);
459                         __m256i fdir_mb0_1 = _mm256_and_si256(mb0_1, fdir_mask);
460                         mb0_1 = _mm256_andnot_si256(tmp0_1, mb0_1);
461
462                         /* Write to mbuf: no stores to combine with, so just a
463                          * scalar store to push data here.
464                          */
465                         rx_pkts[i + 0]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb0_1, 3);
466                         rx_pkts[i + 1]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb0_1, 7);
467
468                         /* Same as above, only shift the fdir_mask to align
469                          * the packet FDIR mask with the FDIR_ID desc lane.
470                          */
471                         __m256i tmp2_3 = _mm256_alignr_epi8(fdir_mask, fdir_mask, 12);
472                         __m256i fdir_mb2_3 = _mm256_and_si256(mb2_3, tmp2_3);
473                         tmp2_3 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask, tmp2_3,
474                                                     FDIR_BLEND_MASK);
475                         mb2_3 = _mm256_andnot_si256(tmp2_3, mb2_3);
476                         rx_pkts[i + 2]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb2_3, 3);
477                         rx_pkts[i + 3]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb2_3, 7);
478
479                         __m256i tmp4_5 = _mm256_alignr_epi8(fdir_mask, fdir_mask, 8);
480                         __m256i fdir_mb4_5 = _mm256_and_si256(mb4_5, tmp4_5);
481                         tmp4_5 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask, tmp4_5,
482                                                     FDIR_BLEND_MASK);
483                         mb4_5 = _mm256_andnot_si256(tmp4_5, mb4_5);
484                         rx_pkts[i + 4]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb4_5, 3);
485                         rx_pkts[i + 5]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb4_5, 7);
486
487                         __m256i tmp6_7 = _mm256_alignr_epi8(fdir_mask, fdir_mask, 4);
488                         __m256i fdir_mb6_7 = _mm256_and_si256(mb6_7, tmp6_7);
489                         tmp6_7 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask, tmp6_7,
490                                                     FDIR_BLEND_MASK);
491                         mb6_7 = _mm256_andnot_si256(tmp6_7, mb6_7);
492                         rx_pkts[i + 6]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb6_7, 3);
493                         rx_pkts[i + 7]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb6_7, 7);
494
495                         /* End of 16B descriptor handling */
496 #else
497                         /* 32B descriptor FDIR ID mark handling. Returns bits
498                          * to be OR-ed into the mbuf olflags.
499                          */
500                         __m256i fdir_add_flags;
501                         fdir_add_flags = desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 0);
502                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
503
504                         fdir_add_flags = desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 2);
505                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
506
507                         fdir_add_flags = desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 4);
508                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
509
510                         fdir_add_flags = desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 6);
511                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
512                         /* End 32B desc handling */
513 #endif /* RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC */
514
515                 } /* if() on FDIR enabled */
516
517                 /*
518                  * At this point, we have the 8 sets of flags in the low 16-bits
519                  * of each 32-bit value in vlan0.
520                  * We want to extract these, and merge them with the mbuf init data
521                  * so we can do a single write to the mbuf to set the flags
522                  * and all the other initialization fields. Extracting the
523                  * appropriate flags means that we have to do a shift and blend for
524                  * each mbuf before we do the write. However, we can also
525                  * add in the previously computed rx_descriptor fields to
526                  * make a single 256-bit write per mbuf
527                  */
528                 /* check the structure matches expectations */
529                 RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, ol_flags) !=
530                                 offsetof(struct rte_mbuf, rearm_data) + 8);
531                 RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, rearm_data) !=
532                                 RTE_ALIGN(offsetof(struct rte_mbuf, rearm_data), 16));
533                 /* build up data and do writes */
534                 __m256i rearm0, rearm1, rearm2, rearm3, rearm4, rearm5,
535                                 rearm6, rearm7;
536                 rearm6 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_slli_si256(mbuf_flags, 8), 0x04);
537                 rearm4 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_slli_si256(mbuf_flags, 4), 0x04);
538                 rearm2 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, mbuf_flags, 0x04);
539                 rearm0 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_srli_si256(mbuf_flags, 4), 0x04);
540                 /* permute to add in the rx_descriptor e.g. rss fields */
541                 rearm6 = _mm256_permute2f128_si256(rearm6, mb6_7, 0x20);
542                 rearm4 = _mm256_permute2f128_si256(rearm4, mb4_5, 0x20);
543                 rearm2 = _mm256_permute2f128_si256(rearm2, mb2_3, 0x20);
544                 rearm0 = _mm256_permute2f128_si256(rearm0, mb0_1, 0x20);
545                 /* write to mbuf */
546                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 6]->rearm_data, rearm6);
547                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 4]->rearm_data, rearm4);
548                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 2]->rearm_data, rearm2);
549                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 0]->rearm_data, rearm0);
550
551                 /* repeat for the odd mbufs */
552                 const __m256i odd_flags = _mm256_castsi128_si256(
553                                 _mm256_extracti128_si256(mbuf_flags, 1));
554                 rearm7 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_slli_si256(odd_flags, 8), 0x04);
555                 rearm5 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_slli_si256(odd_flags, 4), 0x04);
556                 rearm3 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, odd_flags, 0x04);
557                 rearm1 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_srli_si256(odd_flags, 4), 0x04);
558                 /* since odd mbufs are already in hi 128-bits use blend */
559                 rearm7 = _mm256_blend_epi32(rearm7, mb6_7, 0xF0);
560                 rearm5 = _mm256_blend_epi32(rearm5, mb4_5, 0xF0);
561                 rearm3 = _mm256_blend_epi32(rearm3, mb2_3, 0xF0);
562                 rearm1 = _mm256_blend_epi32(rearm1, mb0_1, 0xF0);
563                 /* again write to mbufs */
564                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 7]->rearm_data, rearm7);
565                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 5]->rearm_data, rearm5);
566                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 3]->rearm_data, rearm3);
567                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 1]->rearm_data, rearm1);
568
569                 /* extract and record EOP bit */
570                 if (split_packet) {
571                         const __m128i eop_mask = _mm_set1_epi16(
572                                         1 << I40E_RX_DESC_STATUS_EOF_SHIFT);
573                         const __m256i eop_bits256 = _mm256_and_si256(status0_7,
574                                         eop_check);
575                         /* pack status bits into a single 128-bit register */
576                         const __m128i eop_bits = _mm_packus_epi32(
577                                         _mm256_castsi256_si128(eop_bits256),
578                                         _mm256_extractf128_si256(eop_bits256, 1));
579                         /*
580                          * flip bits, and mask out the EOP bit, which is now
581                          * a split-packet bit i.e. !EOP, rather than EOP one.
582                          */
583                         __m128i split_bits = _mm_andnot_si128(eop_bits,
584                                         eop_mask);
585                         /*
586                          * eop bits are out of order, so we need to shuffle them
587                          * back into order again. In doing so, only use low 8
588                          * bits, which acts like another pack instruction
589                          * The original order is (hi->lo): 1,3,5,7,0,2,4,6
590                          * [Since we use epi8, the 16-bit positions are
591                          * multiplied by 2 in the eop_shuffle value.]
592                          */
593                         __m128i eop_shuffle = _mm_set_epi8(
594                                         0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, /* zero hi 64b */
595                                         0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
596                                         8, 0, 10, 2, /* move values to lo 64b */
597                                         12, 4, 14, 6);
598                         split_bits = _mm_shuffle_epi8(split_bits, eop_shuffle);
599                         *(uint64_t *)split_packet = _mm_cvtsi128_si64(split_bits);
600                         split_packet += RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX;
601                 }
602
603                 /* perform dd_check */
604                 status0_7 = _mm256_and_si256(status0_7, dd_check);
605                 status0_7 = _mm256_packs_epi32(status0_7,
606                                 _mm256_setzero_si256());
607
608                 uint64_t burst = __builtin_popcountll(_mm_cvtsi128_si64(
609                                 _mm256_extracti128_si256(status0_7, 1)));
610                 burst += __builtin_popcountll(_mm_cvtsi128_si64(
611                                 _mm256_castsi256_si128(status0_7)));
612                 received += burst;
613                 if (burst != RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX)
614                         break;
615         }
616
617         /* update tail pointers */
618         rxq->rx_tail += received;
619         rxq->rx_tail &= (rxq->nb_rx_desc - 1);
620         if ((rxq->rx_tail & 1) == 1 && received > 1) { /* keep avx2 aligned */
621                 rxq->rx_tail--;
622                 received--;
623         }
624         rxq->rxrearm_nb += received;
625         return received;
626 }
627
628 /*
629  * Notice:
630  * - nb_pkts < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP, just return no packet
631  */
632 uint16_t
633 i40e_recv_pkts_vec_avx2(void *rx_queue, struct rte_mbuf **rx_pkts,
634                    uint16_t nb_pkts)
635 {
636         return _recv_raw_pkts_vec_avx2(rx_queue, rx_pkts, nb_pkts, NULL);
637 }
638
639 /*
640  * vPMD receive routine that reassembles single burst of 32 scattered packets
641  * Notice:
642  * - nb_pkts < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP, just return no packet
643  */
644 static uint16_t
645 i40e_recv_scattered_burst_vec_avx2(void *rx_queue, struct rte_mbuf **rx_pkts,
646                              uint16_t nb_pkts)
647 {
648         struct i40e_rx_queue *rxq = rx_queue;
649         uint8_t split_flags[RTE_I40E_VPMD_RX_BURST] = {0};
650
651         /* get some new buffers */
652         uint16_t nb_bufs = _recv_raw_pkts_vec_avx2(rxq, rx_pkts, nb_pkts,
653                         split_flags);
654         if (nb_bufs == 0)
655                 return 0;
656
657         /* happy day case, full burst + no packets to be joined */
658         const uint64_t *split_fl64 = (uint64_t *)split_flags;
659
660         if (rxq->pkt_first_seg == NULL &&
661                         split_fl64[0] == 0 && split_fl64[1] == 0 &&
662                         split_fl64[2] == 0 && split_fl64[3] == 0)
663                 return nb_bufs;
664
665         /* reassemble any packets that need reassembly*/
666         unsigned int i = 0;
667
668         if (rxq->pkt_first_seg == NULL) {
669                 /* find the first split flag, and only reassemble then*/
670                 while (i < nb_bufs && !split_flags[i])
671                         i++;
672                 if (i == nb_bufs)
673                         return nb_bufs;
674                 rxq->pkt_first_seg = rx_pkts[i];
675         }
676         return i + reassemble_packets(rxq, &rx_pkts[i], nb_bufs - i,
677                 &split_flags[i]);
678 }
679
680 /*
681  * vPMD receive routine that reassembles scattered packets.
682  * Main receive routine that can handle arbitrary burst sizes
683  * Notice:
684  * - nb_pkts < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP, just return no packet
685  */
686 uint16_t
687 i40e_recv_scattered_pkts_vec_avx2(void *rx_queue, struct rte_mbuf **rx_pkts,
688                              uint16_t nb_pkts)
689 {
690         uint16_t retval = 0;
691         while (nb_pkts > RTE_I40E_VPMD_RX_BURST) {
692                 uint16_t burst = i40e_recv_scattered_burst_vec_avx2(rx_queue,
693                                 rx_pkts + retval, RTE_I40E_VPMD_RX_BURST);
694                 retval += burst;
695                 nb_pkts -= burst;
696                 if (burst < RTE_I40E_VPMD_RX_BURST)
697                         return retval;
698         }
699         return retval + i40e_recv_scattered_burst_vec_avx2(rx_queue,
700                                 rx_pkts + retval, nb_pkts);
701 }
702
703
704 static inline void
705 vtx1(volatile struct i40e_tx_desc *txdp,
706                 struct rte_mbuf *pkt, uint64_t flags)
707 {
708         uint64_t high_qw = (I40E_TX_DESC_DTYPE_DATA |
709                         ((uint64_t)flags  << I40E_TXD_QW1_CMD_SHIFT) |
710                         ((uint64_t)pkt->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT));
711
712         __m128i descriptor = _mm_set_epi64x(high_qw,
713                                 pkt->buf_iova + pkt->data_off);
714         _mm_store_si128((__m128i *)txdp, descriptor);
715 }
716
717 static inline void
718 vtx(volatile struct i40e_tx_desc *txdp,
719                 struct rte_mbuf **pkt, uint16_t nb_pkts,  uint64_t flags)
720 {
721         const uint64_t hi_qw_tmpl = (I40E_TX_DESC_DTYPE_DATA |
722                         ((uint64_t)flags  << I40E_TXD_QW1_CMD_SHIFT));
723
724         /* if unaligned on 32-bit boundary, do one to align */
725         if (((uintptr_t)txdp & 0x1F) != 0 && nb_pkts != 0) {
726                 vtx1(txdp, *pkt, flags);
727                 nb_pkts--, txdp++, pkt++;
728         }
729
730         /* do two at a time while possible, in bursts */
731         for (; nb_pkts > 3; txdp += 4, pkt += 4, nb_pkts -= 4) {
732                 uint64_t hi_qw3 = hi_qw_tmpl |
733                                 ((uint64_t)pkt[3]->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
734                 uint64_t hi_qw2 = hi_qw_tmpl |
735                                 ((uint64_t)pkt[2]->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
736                 uint64_t hi_qw1 = hi_qw_tmpl |
737                                 ((uint64_t)pkt[1]->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
738                 uint64_t hi_qw0 = hi_qw_tmpl |
739                                 ((uint64_t)pkt[0]->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
740
741                 __m256i desc2_3 = _mm256_set_epi64x(
742                                 hi_qw3, pkt[3]->buf_iova + pkt[3]->data_off,
743                                 hi_qw2, pkt[2]->buf_iova + pkt[2]->data_off);
744                 __m256i desc0_1 = _mm256_set_epi64x(
745                                 hi_qw1, pkt[1]->buf_iova + pkt[1]->data_off,
746                                 hi_qw0, pkt[0]->buf_iova + pkt[0]->data_off);
747                 _mm256_store_si256((void *)(txdp + 2), desc2_3);
748                 _mm256_store_si256((void *)txdp, desc0_1);
749         }
750
751         /* do any last ones */
752         while (nb_pkts) {
753                 vtx1(txdp, *pkt, flags);
754                 txdp++, pkt++, nb_pkts--;
755         }
756 }
757
758 static inline uint16_t
759 i40e_xmit_fixed_burst_vec_avx2(void *tx_queue, struct rte_mbuf **tx_pkts,
760                           uint16_t nb_pkts)
761 {
762         struct i40e_tx_queue *txq = (struct i40e_tx_queue *)tx_queue;
763         volatile struct i40e_tx_desc *txdp;
764         struct i40e_tx_entry *txep;
765         uint16_t n, nb_commit, tx_id;
766         uint64_t flags = I40E_TD_CMD;
767         uint64_t rs = I40E_TX_DESC_CMD_RS | I40E_TD_CMD;
768
769         /* cross rx_thresh boundary is not allowed */
770         nb_pkts = RTE_MIN(nb_pkts, txq->tx_rs_thresh);
771
772         if (txq->nb_tx_free < txq->tx_free_thresh)
773                 i40e_tx_free_bufs(txq);
774
775         nb_commit = nb_pkts = (uint16_t)RTE_MIN(txq->nb_tx_free, nb_pkts);
776         if (unlikely(nb_pkts == 0))
777                 return 0;
778
779         tx_id = txq->tx_tail;
780         txdp = &txq->tx_ring[tx_id];
781         txep = &txq->sw_ring[tx_id];
782
783         txq->nb_tx_free = (uint16_t)(txq->nb_tx_free - nb_pkts);
784
785         n = (uint16_t)(txq->nb_tx_desc - tx_id);
786         if (nb_commit >= n) {
787                 tx_backlog_entry(txep, tx_pkts, n);
788
789                 vtx(txdp, tx_pkts, n - 1, flags);
790                 tx_pkts += (n - 1);
791                 txdp += (n - 1);
792
793                 vtx1(txdp, *tx_pkts++, rs);
794
795                 nb_commit = (uint16_t)(nb_commit - n);
796
797                 tx_id = 0;
798                 txq->tx_next_rs = (uint16_t)(txq->tx_rs_thresh - 1);
799
800                 /* avoid reach the end of ring */
801                 txdp = &txq->tx_ring[tx_id];
802                 txep = &txq->sw_ring[tx_id];
803         }
804
805         tx_backlog_entry(txep, tx_pkts, nb_commit);
806
807         vtx(txdp, tx_pkts, nb_commit, flags);
808
809         tx_id = (uint16_t)(tx_id + nb_commit);
810         if (tx_id > txq->tx_next_rs) {
811                 txq->tx_ring[txq->tx_next_rs].cmd_type_offset_bsz |=
812                         rte_cpu_to_le_64(((uint64_t)I40E_TX_DESC_CMD_RS) <<
813                                                 I40E_TXD_QW1_CMD_SHIFT);
814                 txq->tx_next_rs =
815                         (uint16_t)(txq->tx_next_rs + txq->tx_rs_thresh);
816         }
817
818         txq->tx_tail = tx_id;
819
820         I40E_PCI_REG_WC_WRITE(txq->qtx_tail, txq->tx_tail);
821
822         return nb_pkts;
823 }
824
825 uint16_t
826 i40e_xmit_pkts_vec_avx2(void *tx_queue, struct rte_mbuf **tx_pkts,
827                    uint16_t nb_pkts)
828 {
829         uint16_t nb_tx = 0;
830         struct i40e_tx_queue *txq = (struct i40e_tx_queue *)tx_queue;
831
832         while (nb_pkts) {
833                 uint16_t ret, num;
834
835                 num = (uint16_t)RTE_MIN(nb_pkts, txq->tx_rs_thresh);
836                 ret = i40e_xmit_fixed_burst_vec_avx2(tx_queue, &tx_pkts[nb_tx],
837                                                 num);
838                 nb_tx += ret;
839                 nb_pkts -= ret;
840                 if (ret < num)
841                         break;
842         }
843
844         return nb_tx;
845 }