mbuf: add rte prefix to offload flags
[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
15 #include <rte_vect.h>
16
17 #ifndef __INTEL_COMPILER
18 #pragma GCC diagnostic ignored "-Wcast-qual"
19 #endif
20
21 static __rte_always_inline void
22 i40e_rxq_rearm(struct i40e_rx_queue *rxq)
23 {
24         return i40e_rxq_rearm_common(rxq, false);
25 }
26
27 #ifndef RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC
28 /* Handles 32B descriptor FDIR ID processing:
29  * rxdp: receive descriptor ring, required to load 2nd 16B half of each desc
30  * rx_pkts: required to store metadata back to mbufs
31  * pkt_idx: offset into the burst, increments in vector widths
32  * desc_idx: required to select the correct shift at compile time
33  */
34 static inline __m256i
35 desc_fdir_processing_32b(volatile union i40e_rx_desc *rxdp,
36                          struct rte_mbuf **rx_pkts,
37                          const uint32_t pkt_idx,
38                          const uint32_t desc_idx)
39 {
40         /* 32B desc path: load rxdp.wb.qword2 for EXT_STATUS and FLEXBH_STAT */
41         __m128i *rxdp_desc_0 = (void *)(&rxdp[desc_idx + 0].wb.qword2);
42         __m128i *rxdp_desc_1 = (void *)(&rxdp[desc_idx + 1].wb.qword2);
43         const __m128i desc_qw2_0 = _mm_load_si128(rxdp_desc_0);
44         const __m128i desc_qw2_1 = _mm_load_si128(rxdp_desc_1);
45
46         /* Mask for FLEXBH_STAT, and the FDIR_ID value to compare against. The
47          * remaining data is set to all 1's to pass through data.
48          */
49         const __m256i flexbh_mask = _mm256_set_epi32(-1, -1, -1, 3 << 4,
50                                                      -1, -1, -1, 3 << 4);
51         const __m256i flexbh_id   = _mm256_set_epi32(-1, -1, -1, 1 << 4,
52                                                      -1, -1, -1, 1 << 4);
53
54         /* Load descriptor, check for FLEXBH bits, generate a mask for both
55          * packets in the register.
56          */
57         __m256i desc_qw2_0_1 =
58                 _mm256_inserti128_si256(_mm256_castsi128_si256(desc_qw2_0),
59                                         desc_qw2_1, 1);
60         __m256i desc_tmp_msk = _mm256_and_si256(flexbh_mask, desc_qw2_0_1);
61         __m256i fdir_mask = _mm256_cmpeq_epi32(flexbh_id, desc_tmp_msk);
62         __m256i fdir_data = _mm256_alignr_epi8(desc_qw2_0_1, desc_qw2_0_1, 12);
63         __m256i desc_fdir_data = _mm256_and_si256(fdir_mask, fdir_data);
64
65         /* Write data out to the mbuf. There is no store to this area of the
66          * mbuf today, so we cannot combine it with another store.
67          */
68         const uint32_t idx_0 = pkt_idx + desc_idx;
69         const uint32_t idx_1 = pkt_idx + desc_idx + 1;
70         rx_pkts[idx_0]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(desc_fdir_data, 0);
71         rx_pkts[idx_1]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(desc_fdir_data, 4);
72
73         /* Create mbuf flags as required for mbuf_flags layout
74          *  (That's high lane [1,3,5,7, 0,2,4,6] as u32 lanes).
75          * Approach:
76          * - Mask away bits not required from the fdir_mask
77          * - Leave the PKT_FDIR_ID bit (1 << 13)
78          * - Position that bit correctly based on packet number
79          * - OR in the resulting bit to mbuf_flags
80          */
81         RTE_BUILD_BUG_ON(RTE_MBUF_F_RX_FDIR_ID != (1 << 13));
82         __m256i mbuf_flag_mask = _mm256_set_epi32(0, 0, 0, 1 << 13,
83                                                   0, 0, 0, 1 << 13);
84         __m256i desc_flag_bit =  _mm256_and_si256(mbuf_flag_mask, fdir_mask);
85
86         /* For static-inline function, this will be stripped out
87          * as the desc_idx is a hard-coded constant.
88          */
89         switch (desc_idx) {
90         case 0:
91                 return _mm256_alignr_epi8(desc_flag_bit, desc_flag_bit,  4);
92         case 2:
93                 return _mm256_alignr_epi8(desc_flag_bit, desc_flag_bit,  8);
94         case 4:
95                 return _mm256_alignr_epi8(desc_flag_bit, desc_flag_bit, 12);
96         case 6:
97                 return desc_flag_bit;
98         default:
99                 break;
100         }
101
102         /* NOT REACHED, see above switch returns */
103         return _mm256_setzero_si256();
104 }
105 #endif /* RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC */
106
107 #define PKTLEN_SHIFT     10
108
109 /* Force inline as some compilers will not inline by default. */
110 static __rte_always_inline uint16_t
111 _recv_raw_pkts_vec_avx2(struct i40e_rx_queue *rxq, struct rte_mbuf **rx_pkts,
112                 uint16_t nb_pkts, uint8_t *split_packet)
113 {
114 #define RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX 8
115
116         const uint32_t *ptype_tbl = rxq->vsi->adapter->ptype_tbl;
117         const __m256i mbuf_init = _mm256_set_epi64x(0, 0,
118                         0, rxq->mbuf_initializer);
119         struct i40e_rx_entry *sw_ring = &rxq->sw_ring[rxq->rx_tail];
120         volatile union i40e_rx_desc *rxdp = rxq->rx_ring + rxq->rx_tail;
121         const int avx_aligned = ((rxq->rx_tail & 1) == 0);
122         rte_prefetch0(rxdp);
123
124         /* nb_pkts has to be floor-aligned to RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX */
125         nb_pkts = RTE_ALIGN_FLOOR(nb_pkts, RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX);
126
127         /* See if we need to rearm the RX queue - gives the prefetch a bit
128          * of time to act
129          */
130         if (rxq->rxrearm_nb > RTE_I40E_RXQ_REARM_THRESH)
131                 i40e_rxq_rearm(rxq);
132
133         /* Before we start moving massive data around, check to see if
134          * there is actually a packet available
135          */
136         if (!(rxdp->wb.qword1.status_error_len &
137                         rte_cpu_to_le_32(1 << I40E_RX_DESC_STATUS_DD_SHIFT)))
138                 return 0;
139
140         /* constants used in processing loop */
141         const __m256i crc_adjust = _mm256_set_epi16(
142                         /* first descriptor */
143                         0, 0, 0,       /* ignore non-length fields */
144                         -rxq->crc_len, /* sub crc on data_len */
145                         0,             /* ignore high-16bits of pkt_len */
146                         -rxq->crc_len, /* sub crc on pkt_len */
147                         0, 0,          /* ignore pkt_type field */
148                         /* second descriptor */
149                         0, 0, 0,       /* ignore non-length fields */
150                         -rxq->crc_len, /* sub crc on data_len */
151                         0,             /* ignore high-16bits of pkt_len */
152                         -rxq->crc_len, /* sub crc on pkt_len */
153                         0, 0           /* ignore pkt_type field */
154         );
155
156         /* 8 packets DD mask, LSB in each 32-bit value */
157         const __m256i dd_check = _mm256_set1_epi32(1);
158
159         /* 8 packets EOP mask, second-LSB in each 32-bit value */
160         const __m256i eop_check = _mm256_slli_epi32(dd_check,
161                         I40E_RX_DESC_STATUS_EOF_SHIFT);
162
163         /* mask to shuffle from desc. to mbuf (2 descriptors)*/
164         const __m256i shuf_msk = _mm256_set_epi8(
165                         /* first descriptor */
166                         7, 6, 5, 4,  /* octet 4~7, 32bits rss */
167                         3, 2,        /* octet 2~3, low 16 bits vlan_macip */
168                         15, 14,      /* octet 15~14, 16 bits data_len */
169                         0xFF, 0xFF,  /* skip high 16 bits pkt_len, zero out */
170                         15, 14,      /* octet 15~14, low 16 bits pkt_len */
171                         0xFF, 0xFF,  /* pkt_type set as unknown */
172                         0xFF, 0xFF,  /*pkt_type set as unknown */
173                         /* second descriptor */
174                         7, 6, 5, 4,  /* octet 4~7, 32bits rss */
175                         3, 2,        /* octet 2~3, low 16 bits vlan_macip */
176                         15, 14,      /* octet 15~14, 16 bits data_len */
177                         0xFF, 0xFF,  /* skip high 16 bits pkt_len, zero out */
178                         15, 14,      /* octet 15~14, low 16 bits pkt_len */
179                         0xFF, 0xFF,  /* pkt_type set as unknown */
180                         0xFF, 0xFF   /*pkt_type set as unknown */
181         );
182         /*
183          * compile-time check the above crc and shuffle layout is correct.
184          * NOTE: the first field (lowest address) is given last in set_epi
185          * calls above.
186          */
187         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, pkt_len) !=
188                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 4);
189         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, data_len) !=
190                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 8);
191         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, vlan_tci) !=
192                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 10);
193         RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, hash) !=
194                         offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1) + 12);
195
196         /* Status/Error flag masks */
197         /*
198          * mask everything except RSS, flow director and VLAN flags
199          * bit2 is for VLAN tag, bit11 for flow director indication
200          * bit13:12 for RSS indication. Bits 3-5 of error
201          * field (bits 22-24) are for IP/L4 checksum errors
202          */
203         const __m256i flags_mask = _mm256_set1_epi32(
204                         (1 << 2) | (1 << 11) | (3 << 12) | (7 << 22));
205         /*
206          * data to be shuffled by result of flag mask. If VLAN bit is set,
207          * (bit 2), then position 4 in this array will be used in the
208          * destination
209          */
210         const __m256i vlan_flags_shuf = _mm256_set_epi32(
211                         0, 0,
212                         RTE_MBUF_F_RX_VLAN | RTE_MBUF_F_RX_VLAN_STRIPPED, 0,
213                         0, 0,
214                         RTE_MBUF_F_RX_VLAN | RTE_MBUF_F_RX_VLAN_STRIPPED, 0);
215         /*
216          * data to be shuffled by result of flag mask, shifted down 11.
217          * If RSS/FDIR bits are set, shuffle moves appropriate flags in
218          * place.
219          */
220         const __m256i rss_flags_shuf = _mm256_set_epi8(
221                         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
222                         RTE_MBUF_F_RX_RSS_HASH | RTE_MBUF_F_RX_FDIR,
223                         RTE_MBUF_F_RX_RSS_HASH, 0, 0,
224                         0, 0, RTE_MBUF_F_RX_FDIR, 0, /* end up 128-bits */
225                         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
226                         RTE_MBUF_F_RX_RSS_HASH | RTE_MBUF_F_RX_FDIR,
227                         RTE_MBUF_F_RX_RSS_HASH, 0, 0,
228                         0, 0, RTE_MBUF_F_RX_FDIR, 0);
229
230         /*
231          * data to be shuffled by the result of the flags mask shifted by 22
232          * bits.  This gives use the l3_l4 flags.
233          */
234         const __m256i l3_l4_flags_shuf = _mm256_set_epi8(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
235                         /* shift right 1 bit to make sure it not exceed 255 */
236                         (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD  |
237                          RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
238                         (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD  |
239                          RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
240                         (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD |
241                          RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
242                         (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD |
243                          RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
244                         (RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD  | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
245                         (RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD  | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
246                         (RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
247                         (RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
248                         /* second 128-bits */
249                         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
250                         (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD  |
251                          RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
252                         (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD  |
253                          RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
254                         (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD |
255                          RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
256                         (RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD |
257                          RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
258                         (RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD  | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
259                         (RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD  | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1,
260                         (RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD) >> 1,
261                         (RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD) >> 1);
262
263         const __m256i cksum_mask = _mm256_set1_epi32(RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_IP_CKSUM_BAD |
264                                                      RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_GOOD | RTE_MBUF_F_RX_L4_CKSUM_BAD |
265                                                      RTE_MBUF_F_RX_OUTER_IP_CKSUM_BAD);
266
267         RTE_SET_USED(avx_aligned); /* for 32B descriptors we don't use this */
268
269         uint16_t i, received;
270         for (i = 0, received = 0; i < nb_pkts;
271                         i += RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX,
272                         rxdp += RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX) {
273                 /* step 1, copy over 8 mbuf pointers to rx_pkts array */
274                 _mm256_storeu_si256((void *)&rx_pkts[i],
275                                 _mm256_loadu_si256((void *)&sw_ring[i]));
276 #ifdef RTE_ARCH_X86_64
277                 _mm256_storeu_si256((void *)&rx_pkts[i + 4],
278                                 _mm256_loadu_si256((void *)&sw_ring[i + 4]));
279 #endif
280
281                 __m256i raw_desc0_1, raw_desc2_3, raw_desc4_5, raw_desc6_7;
282 #ifdef RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC
283                 /* for AVX we need alignment otherwise loads are not atomic */
284                 if (avx_aligned) {
285                         /* load in descriptors, 2 at a time, in reverse order */
286                         raw_desc6_7 = _mm256_load_si256((void *)(rxdp + 6));
287                         rte_compiler_barrier();
288                         raw_desc4_5 = _mm256_load_si256((void *)(rxdp + 4));
289                         rte_compiler_barrier();
290                         raw_desc2_3 = _mm256_load_si256((void *)(rxdp + 2));
291                         rte_compiler_barrier();
292                         raw_desc0_1 = _mm256_load_si256((void *)(rxdp + 0));
293                 } else
294 #endif
295                 do {
296                         const __m128i raw_desc7 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 7));
297                         rte_compiler_barrier();
298                         const __m128i raw_desc6 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 6));
299                         rte_compiler_barrier();
300                         const __m128i raw_desc5 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 5));
301                         rte_compiler_barrier();
302                         const __m128i raw_desc4 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 4));
303                         rte_compiler_barrier();
304                         const __m128i raw_desc3 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 3));
305                         rte_compiler_barrier();
306                         const __m128i raw_desc2 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 2));
307                         rte_compiler_barrier();
308                         const __m128i raw_desc1 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 1));
309                         rte_compiler_barrier();
310                         const __m128i raw_desc0 = _mm_load_si128((void *)(rxdp + 0));
311
312                         raw_desc6_7 = _mm256_inserti128_si256(
313                                         _mm256_castsi128_si256(raw_desc6), raw_desc7, 1);
314                         raw_desc4_5 = _mm256_inserti128_si256(
315                                         _mm256_castsi128_si256(raw_desc4), raw_desc5, 1);
316                         raw_desc2_3 = _mm256_inserti128_si256(
317                                         _mm256_castsi128_si256(raw_desc2), raw_desc3, 1);
318                         raw_desc0_1 = _mm256_inserti128_si256(
319                                         _mm256_castsi128_si256(raw_desc0), raw_desc1, 1);
320                 } while (0);
321
322                 if (split_packet) {
323                         int j;
324                         for (j = 0; j < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX; j++)
325                                 rte_mbuf_prefetch_part2(rx_pkts[i + j]);
326                 }
327
328                 /*
329                  * convert descriptors 4-7 into mbufs, adjusting length and
330                  * re-arranging fields. Then write into the mbuf
331                  */
332                 const __m256i len6_7 = _mm256_slli_epi32(raw_desc6_7, PKTLEN_SHIFT);
333                 const __m256i len4_5 = _mm256_slli_epi32(raw_desc4_5, PKTLEN_SHIFT);
334                 const __m256i desc6_7 = _mm256_blend_epi16(raw_desc6_7, len6_7, 0x80);
335                 const __m256i desc4_5 = _mm256_blend_epi16(raw_desc4_5, len4_5, 0x80);
336                 __m256i mb6_7 = _mm256_shuffle_epi8(desc6_7, shuf_msk);
337                 __m256i mb4_5 = _mm256_shuffle_epi8(desc4_5, shuf_msk);
338                 mb6_7 = _mm256_add_epi16(mb6_7, crc_adjust);
339                 mb4_5 = _mm256_add_epi16(mb4_5, crc_adjust);
340                 /*
341                  * to get packet types, shift 64-bit values down 30 bits
342                  * and so ptype is in lower 8-bits in each
343                  */
344                 const __m256i ptypes6_7 = _mm256_srli_epi64(desc6_7, 30);
345                 const __m256i ptypes4_5 = _mm256_srli_epi64(desc4_5, 30);
346                 const uint8_t ptype7 = _mm256_extract_epi8(ptypes6_7, 24);
347                 const uint8_t ptype6 = _mm256_extract_epi8(ptypes6_7, 8);
348                 const uint8_t ptype5 = _mm256_extract_epi8(ptypes4_5, 24);
349                 const uint8_t ptype4 = _mm256_extract_epi8(ptypes4_5, 8);
350                 mb6_7 = _mm256_insert_epi32(mb6_7, ptype_tbl[ptype7], 4);
351                 mb6_7 = _mm256_insert_epi32(mb6_7, ptype_tbl[ptype6], 0);
352                 mb4_5 = _mm256_insert_epi32(mb4_5, ptype_tbl[ptype5], 4);
353                 mb4_5 = _mm256_insert_epi32(mb4_5, ptype_tbl[ptype4], 0);
354                 /* merge the status bits into one register */
355                 const __m256i status4_7 = _mm256_unpackhi_epi32(desc6_7,
356                                 desc4_5);
357
358                 /*
359                  * convert descriptors 0-3 into mbufs, adjusting length and
360                  * re-arranging fields. Then write into the mbuf
361                  */
362                 const __m256i len2_3 = _mm256_slli_epi32(raw_desc2_3, PKTLEN_SHIFT);
363                 const __m256i len0_1 = _mm256_slli_epi32(raw_desc0_1, PKTLEN_SHIFT);
364                 const __m256i desc2_3 = _mm256_blend_epi16(raw_desc2_3, len2_3, 0x80);
365                 const __m256i desc0_1 = _mm256_blend_epi16(raw_desc0_1, len0_1, 0x80);
366                 __m256i mb2_3 = _mm256_shuffle_epi8(desc2_3, shuf_msk);
367                 __m256i mb0_1 = _mm256_shuffle_epi8(desc0_1, shuf_msk);
368                 mb2_3 = _mm256_add_epi16(mb2_3, crc_adjust);
369                 mb0_1 = _mm256_add_epi16(mb0_1, crc_adjust);
370                 /* get the packet types */
371                 const __m256i ptypes2_3 = _mm256_srli_epi64(desc2_3, 30);
372                 const __m256i ptypes0_1 = _mm256_srli_epi64(desc0_1, 30);
373                 const uint8_t ptype3 = _mm256_extract_epi8(ptypes2_3, 24);
374                 const uint8_t ptype2 = _mm256_extract_epi8(ptypes2_3, 8);
375                 const uint8_t ptype1 = _mm256_extract_epi8(ptypes0_1, 24);
376                 const uint8_t ptype0 = _mm256_extract_epi8(ptypes0_1, 8);
377                 mb2_3 = _mm256_insert_epi32(mb2_3, ptype_tbl[ptype3], 4);
378                 mb2_3 = _mm256_insert_epi32(mb2_3, ptype_tbl[ptype2], 0);
379                 mb0_1 = _mm256_insert_epi32(mb0_1, ptype_tbl[ptype1], 4);
380                 mb0_1 = _mm256_insert_epi32(mb0_1, ptype_tbl[ptype0], 0);
381                 /* merge the status bits into one register */
382                 const __m256i status0_3 = _mm256_unpackhi_epi32(desc2_3,
383                                 desc0_1);
384
385                 /*
386                  * take the two sets of status bits and merge to one
387                  * After merge, the packets status flags are in the
388                  * order (hi->lo): [1, 3, 5, 7, 0, 2, 4, 6]
389                  */
390                 __m256i status0_7 = _mm256_unpacklo_epi64(status4_7,
391                                 status0_3);
392
393                 /* now do flag manipulation */
394
395                 /* get only flag/error bits we want */
396                 const __m256i flag_bits = _mm256_and_si256(
397                                 status0_7, flags_mask);
398                 /* set vlan and rss flags */
399                 const __m256i vlan_flags = _mm256_shuffle_epi8(
400                                 vlan_flags_shuf, flag_bits);
401                 const __m256i rss_fdir_bits = _mm256_srli_epi32(flag_bits, 11);
402                 const __m256i rss_flags = _mm256_shuffle_epi8(rss_flags_shuf,
403                                                               rss_fdir_bits);
404
405                 /*
406                  * l3_l4_error flags, shuffle, then shift to correct adjustment
407                  * of flags in flags_shuf, and finally mask out extra bits
408                  */
409                 __m256i l3_l4_flags = _mm256_shuffle_epi8(l3_l4_flags_shuf,
410                                 _mm256_srli_epi32(flag_bits, 22));
411                 l3_l4_flags = _mm256_slli_epi32(l3_l4_flags, 1);
412                 l3_l4_flags = _mm256_and_si256(l3_l4_flags, cksum_mask);
413
414                 /* merge flags */
415                 __m256i mbuf_flags = _mm256_or_si256(l3_l4_flags,
416                                 _mm256_or_si256(rss_flags, vlan_flags));
417
418                 /* If the rxq has FDIR enabled, read and process the FDIR info
419                  * from the descriptor. This can cause more loads/stores, so is
420                  * not always performed. Branch over the code when not enabled.
421                  */
422                 if (rxq->fdir_enabled) {
423 #ifdef RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC
424                         /* 16B descriptor code path:
425                          * RSS and FDIR ID use the same offset in the desc, so
426                          * only one can be present at a time. The code below
427                          * identifies an FDIR ID match, and zeros the RSS value
428                          * in the mbuf on FDIR match to keep mbuf data clean.
429                          */
430 #define FDIR_BLEND_MASK ((1 << 3) | (1 << 7))
431
432                         /* Flags:
433                          * - Take flags, shift bits to null out
434                          * - CMPEQ with known FDIR ID, to get 0xFFFF or 0 mask
435                          * - Strip bits from mask, leaving 0 or 1 for FDIR ID
436                          * - Merge with mbuf_flags
437                          */
438                         /* FLM = 1, FLTSTAT = 0b01, (FLM | FLTSTAT) == 3.
439                          * Shift left by 28 to avoid having to mask.
440                          */
441                         const __m256i fdir = _mm256_slli_epi32(rss_fdir_bits, 28);
442                         const __m256i fdir_id = _mm256_set1_epi32(3 << 28);
443
444                         /* As above, the fdir_mask to packet mapping is this:
445                          * order (hi->lo): [1, 3, 5, 7, 0, 2, 4, 6]
446                          * Then OR FDIR flags to mbuf_flags on FDIR ID hit.
447                          */
448                         RTE_BUILD_BUG_ON(RTE_MBUF_F_RX_FDIR_ID != (1 << 13));
449                         const __m256i pkt_fdir_bit = _mm256_set1_epi32(1 << 13);
450                         const __m256i fdir_mask = _mm256_cmpeq_epi32(fdir, fdir_id);
451                         __m256i fdir_bits = _mm256_and_si256(fdir_mask, pkt_fdir_bit);
452                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_bits);
453
454                         /* Based on FDIR_MASK, clear the RSS or FDIR value.
455                          * The FDIR ID value is masked to zero if not a hit,
456                          * otherwise the mb0_1 register RSS field is zeroed.
457                          */
458                         const __m256i fdir_zero_mask = _mm256_setzero_si256();
459                         __m256i tmp0_1 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask,
460                                                 fdir_mask, FDIR_BLEND_MASK);
461                         __m256i fdir_mb0_1 = _mm256_and_si256(mb0_1, fdir_mask);
462                         mb0_1 = _mm256_andnot_si256(tmp0_1, mb0_1);
463
464                         /* Write to mbuf: no stores to combine with, so just a
465                          * scalar store to push data here.
466                          */
467                         rx_pkts[i + 0]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb0_1, 3);
468                         rx_pkts[i + 1]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb0_1, 7);
469
470                         /* Same as above, only shift the fdir_mask to align
471                          * the packet FDIR mask with the FDIR_ID desc lane.
472                          */
473                         __m256i tmp2_3 = _mm256_alignr_epi8(fdir_mask, fdir_mask, 12);
474                         __m256i fdir_mb2_3 = _mm256_and_si256(mb2_3, tmp2_3);
475                         tmp2_3 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask, tmp2_3,
476                                                     FDIR_BLEND_MASK);
477                         mb2_3 = _mm256_andnot_si256(tmp2_3, mb2_3);
478                         rx_pkts[i + 2]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb2_3, 3);
479                         rx_pkts[i + 3]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb2_3, 7);
480
481                         __m256i tmp4_5 = _mm256_alignr_epi8(fdir_mask, fdir_mask, 8);
482                         __m256i fdir_mb4_5 = _mm256_and_si256(mb4_5, tmp4_5);
483                         tmp4_5 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask, tmp4_5,
484                                                     FDIR_BLEND_MASK);
485                         mb4_5 = _mm256_andnot_si256(tmp4_5, mb4_5);
486                         rx_pkts[i + 4]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb4_5, 3);
487                         rx_pkts[i + 5]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb4_5, 7);
488
489                         __m256i tmp6_7 = _mm256_alignr_epi8(fdir_mask, fdir_mask, 4);
490                         __m256i fdir_mb6_7 = _mm256_and_si256(mb6_7, tmp6_7);
491                         tmp6_7 = _mm256_blend_epi32(fdir_zero_mask, tmp6_7,
492                                                     FDIR_BLEND_MASK);
493                         mb6_7 = _mm256_andnot_si256(tmp6_7, mb6_7);
494                         rx_pkts[i + 6]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb6_7, 3);
495                         rx_pkts[i + 7]->hash.fdir.hi = _mm256_extract_epi32(fdir_mb6_7, 7);
496
497                         /* End of 16B descriptor handling */
498 #else
499                         /* 32B descriptor FDIR ID mark handling. Returns bits
500                          * to be OR-ed into the mbuf olflags.
501                          */
502                         __m256i fdir_add_flags;
503                         fdir_add_flags = desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 0);
504                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
505
506                         fdir_add_flags = desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 2);
507                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
508
509                         fdir_add_flags = desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 4);
510                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
511
512                         fdir_add_flags = desc_fdir_processing_32b(rxdp, rx_pkts, i, 6);
513                         mbuf_flags = _mm256_or_si256(mbuf_flags, fdir_add_flags);
514                         /* End 32B desc handling */
515 #endif /* RTE_LIBRTE_I40E_16BYTE_RX_DESC */
516
517                 } /* if() on FDIR enabled */
518
519                 /*
520                  * At this point, we have the 8 sets of flags in the low 16-bits
521                  * of each 32-bit value in vlan0.
522                  * We want to extract these, and merge them with the mbuf init data
523                  * so we can do a single write to the mbuf to set the flags
524                  * and all the other initialization fields. Extracting the
525                  * appropriate flags means that we have to do a shift and blend for
526                  * each mbuf before we do the write. However, we can also
527                  * add in the previously computed rx_descriptor fields to
528                  * make a single 256-bit write per mbuf
529                  */
530                 /* check the structure matches expectations */
531                 RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, ol_flags) !=
532                                 offsetof(struct rte_mbuf, rearm_data) + 8);
533                 RTE_BUILD_BUG_ON(offsetof(struct rte_mbuf, rearm_data) !=
534                                 RTE_ALIGN(offsetof(struct rte_mbuf, rearm_data), 16));
535                 /* build up data and do writes */
536                 __m256i rearm0, rearm1, rearm2, rearm3, rearm4, rearm5,
537                                 rearm6, rearm7;
538                 rearm6 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_slli_si256(mbuf_flags, 8), 0x04);
539                 rearm4 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_slli_si256(mbuf_flags, 4), 0x04);
540                 rearm2 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, mbuf_flags, 0x04);
541                 rearm0 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_srli_si256(mbuf_flags, 4), 0x04);
542                 /* permute to add in the rx_descriptor e.g. rss fields */
543                 rearm6 = _mm256_permute2f128_si256(rearm6, mb6_7, 0x20);
544                 rearm4 = _mm256_permute2f128_si256(rearm4, mb4_5, 0x20);
545                 rearm2 = _mm256_permute2f128_si256(rearm2, mb2_3, 0x20);
546                 rearm0 = _mm256_permute2f128_si256(rearm0, mb0_1, 0x20);
547                 /* write to mbuf */
548                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 6]->rearm_data, rearm6);
549                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 4]->rearm_data, rearm4);
550                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 2]->rearm_data, rearm2);
551                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 0]->rearm_data, rearm0);
552
553                 /* repeat for the odd mbufs */
554                 const __m256i odd_flags = _mm256_castsi128_si256(
555                                 _mm256_extracti128_si256(mbuf_flags, 1));
556                 rearm7 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_slli_si256(odd_flags, 8), 0x04);
557                 rearm5 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_slli_si256(odd_flags, 4), 0x04);
558                 rearm3 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, odd_flags, 0x04);
559                 rearm1 = _mm256_blend_epi32(mbuf_init, _mm256_srli_si256(odd_flags, 4), 0x04);
560                 /* since odd mbufs are already in hi 128-bits use blend */
561                 rearm7 = _mm256_blend_epi32(rearm7, mb6_7, 0xF0);
562                 rearm5 = _mm256_blend_epi32(rearm5, mb4_5, 0xF0);
563                 rearm3 = _mm256_blend_epi32(rearm3, mb2_3, 0xF0);
564                 rearm1 = _mm256_blend_epi32(rearm1, mb0_1, 0xF0);
565                 /* again write to mbufs */
566                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 7]->rearm_data, rearm7);
567                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 5]->rearm_data, rearm5);
568                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 3]->rearm_data, rearm3);
569                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)&rx_pkts[i + 1]->rearm_data, rearm1);
570
571                 /* extract and record EOP bit */
572                 if (split_packet) {
573                         const __m128i eop_mask = _mm_set1_epi16(
574                                         1 << I40E_RX_DESC_STATUS_EOF_SHIFT);
575                         const __m256i eop_bits256 = _mm256_and_si256(status0_7,
576                                         eop_check);
577                         /* pack status bits into a single 128-bit register */
578                         const __m128i eop_bits = _mm_packus_epi32(
579                                         _mm256_castsi256_si128(eop_bits256),
580                                         _mm256_extractf128_si256(eop_bits256, 1));
581                         /*
582                          * flip bits, and mask out the EOP bit, which is now
583                          * a split-packet bit i.e. !EOP, rather than EOP one.
584                          */
585                         __m128i split_bits = _mm_andnot_si128(eop_bits,
586                                         eop_mask);
587                         /*
588                          * eop bits are out of order, so we need to shuffle them
589                          * back into order again. In doing so, only use low 8
590                          * bits, which acts like another pack instruction
591                          * The original order is (hi->lo): 1,3,5,7,0,2,4,6
592                          * [Since we use epi8, the 16-bit positions are
593                          * multiplied by 2 in the eop_shuffle value.]
594                          */
595                         __m128i eop_shuffle = _mm_set_epi8(
596                                         0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, /* zero hi 64b */
597                                         0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
598                                         8, 0, 10, 2, /* move values to lo 64b */
599                                         12, 4, 14, 6);
600                         split_bits = _mm_shuffle_epi8(split_bits, eop_shuffle);
601                         *(uint64_t *)split_packet = _mm_cvtsi128_si64(split_bits);
602                         split_packet += RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX;
603                 }
604
605                 /* perform dd_check */
606                 status0_7 = _mm256_and_si256(status0_7, dd_check);
607                 status0_7 = _mm256_packs_epi32(status0_7,
608                                 _mm256_setzero_si256());
609
610                 uint64_t burst = __builtin_popcountll(_mm_cvtsi128_si64(
611                                 _mm256_extracti128_si256(status0_7, 1)));
612                 burst += __builtin_popcountll(_mm_cvtsi128_si64(
613                                 _mm256_castsi256_si128(status0_7)));
614                 received += burst;
615                 if (burst != RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP_AVX)
616                         break;
617         }
618
619         /* update tail pointers */
620         rxq->rx_tail += received;
621         rxq->rx_tail &= (rxq->nb_rx_desc - 1);
622         if ((rxq->rx_tail & 1) == 1 && received > 1) { /* keep avx2 aligned */
623                 rxq->rx_tail--;
624                 received--;
625         }
626         rxq->rxrearm_nb += received;
627         return received;
628 }
629
630 /*
631  * Notice:
632  * - nb_pkts < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP, just return no packet
633  */
634 uint16_t
635 i40e_recv_pkts_vec_avx2(void *rx_queue, struct rte_mbuf **rx_pkts,
636                    uint16_t nb_pkts)
637 {
638         return _recv_raw_pkts_vec_avx2(rx_queue, rx_pkts, nb_pkts, NULL);
639 }
640
641 /*
642  * vPMD receive routine that reassembles single burst of 32 scattered packets
643  * Notice:
644  * - nb_pkts < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP, just return no packet
645  */
646 static uint16_t
647 i40e_recv_scattered_burst_vec_avx2(void *rx_queue, struct rte_mbuf **rx_pkts,
648                              uint16_t nb_pkts)
649 {
650         struct i40e_rx_queue *rxq = rx_queue;
651         uint8_t split_flags[RTE_I40E_VPMD_RX_BURST] = {0};
652
653         /* get some new buffers */
654         uint16_t nb_bufs = _recv_raw_pkts_vec_avx2(rxq, rx_pkts, nb_pkts,
655                         split_flags);
656         if (nb_bufs == 0)
657                 return 0;
658
659         /* happy day case, full burst + no packets to be joined */
660         const uint64_t *split_fl64 = (uint64_t *)split_flags;
661
662         if (rxq->pkt_first_seg == NULL &&
663                         split_fl64[0] == 0 && split_fl64[1] == 0 &&
664                         split_fl64[2] == 0 && split_fl64[3] == 0)
665                 return nb_bufs;
666
667         /* reassemble any packets that need reassembly*/
668         unsigned int i = 0;
669
670         if (rxq->pkt_first_seg == NULL) {
671                 /* find the first split flag, and only reassemble then*/
672                 while (i < nb_bufs && !split_flags[i])
673                         i++;
674                 if (i == nb_bufs)
675                         return nb_bufs;
676                 rxq->pkt_first_seg = rx_pkts[i];
677         }
678         return i + reassemble_packets(rxq, &rx_pkts[i], nb_bufs - i,
679                 &split_flags[i]);
680 }
681
682 /*
683  * vPMD receive routine that reassembles scattered packets.
684  * Main receive routine that can handle arbitrary burst sizes
685  * Notice:
686  * - nb_pkts < RTE_I40E_DESCS_PER_LOOP, just return no packet
687  */
688 uint16_t
689 i40e_recv_scattered_pkts_vec_avx2(void *rx_queue, struct rte_mbuf **rx_pkts,
690                              uint16_t nb_pkts)
691 {
692         uint16_t retval = 0;
693         while (nb_pkts > RTE_I40E_VPMD_RX_BURST) {
694                 uint16_t burst = i40e_recv_scattered_burst_vec_avx2(rx_queue,
695                                 rx_pkts + retval, RTE_I40E_VPMD_RX_BURST);
696                 retval += burst;
697                 nb_pkts -= burst;
698                 if (burst < RTE_I40E_VPMD_RX_BURST)
699                         return retval;
700         }
701         return retval + i40e_recv_scattered_burst_vec_avx2(rx_queue,
702                                 rx_pkts + retval, nb_pkts);
703 }
704
705
706 static inline void
707 vtx1(volatile struct i40e_tx_desc *txdp,
708                 struct rte_mbuf *pkt, uint64_t flags)
709 {
710         uint64_t high_qw = (I40E_TX_DESC_DTYPE_DATA |
711                         ((uint64_t)flags  << I40E_TXD_QW1_CMD_SHIFT) |
712                         ((uint64_t)pkt->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT));
713
714         __m128i descriptor = _mm_set_epi64x(high_qw,
715                                 pkt->buf_iova + pkt->data_off);
716         _mm_store_si128((__m128i *)txdp, descriptor);
717 }
718
719 static inline void
720 vtx(volatile struct i40e_tx_desc *txdp,
721                 struct rte_mbuf **pkt, uint16_t nb_pkts,  uint64_t flags)
722 {
723         const uint64_t hi_qw_tmpl = (I40E_TX_DESC_DTYPE_DATA |
724                         ((uint64_t)flags  << I40E_TXD_QW1_CMD_SHIFT));
725
726         /* if unaligned on 32-bit boundary, do one to align */
727         if (((uintptr_t)txdp & 0x1F) != 0 && nb_pkts != 0) {
728                 vtx1(txdp, *pkt, flags);
729                 nb_pkts--, txdp++, pkt++;
730         }
731
732         /* do two at a time while possible, in bursts */
733         for (; nb_pkts > 3; txdp += 4, pkt += 4, nb_pkts -= 4) {
734                 uint64_t hi_qw3 = hi_qw_tmpl |
735                                 ((uint64_t)pkt[3]->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
736                 uint64_t hi_qw2 = hi_qw_tmpl |
737                                 ((uint64_t)pkt[2]->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
738                 uint64_t hi_qw1 = hi_qw_tmpl |
739                                 ((uint64_t)pkt[1]->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
740                 uint64_t hi_qw0 = hi_qw_tmpl |
741                                 ((uint64_t)pkt[0]->data_len << I40E_TXD_QW1_TX_BUF_SZ_SHIFT);
742
743                 __m256i desc2_3 = _mm256_set_epi64x(
744                                 hi_qw3, pkt[3]->buf_iova + pkt[3]->data_off,
745                                 hi_qw2, pkt[2]->buf_iova + pkt[2]->data_off);
746                 __m256i desc0_1 = _mm256_set_epi64x(
747                                 hi_qw1, pkt[1]->buf_iova + pkt[1]->data_off,
748                                 hi_qw0, pkt[0]->buf_iova + pkt[0]->data_off);
749                 _mm256_store_si256((void *)(txdp + 2), desc2_3);
750                 _mm256_store_si256((void *)txdp, desc0_1);
751         }
752
753         /* do any last ones */
754         while (nb_pkts) {
755                 vtx1(txdp, *pkt, flags);
756                 txdp++, pkt++, nb_pkts--;
757         }
758 }
759
760 static inline uint16_t
761 i40e_xmit_fixed_burst_vec_avx2(void *tx_queue, struct rte_mbuf **tx_pkts,
762                           uint16_t nb_pkts)
763 {
764         struct i40e_tx_queue *txq = (struct i40e_tx_queue *)tx_queue;
765         volatile struct i40e_tx_desc *txdp;
766         struct i40e_tx_entry *txep;
767         uint16_t n, nb_commit, tx_id;
768         uint64_t flags = I40E_TD_CMD;
769         uint64_t rs = I40E_TX_DESC_CMD_RS | I40E_TD_CMD;
770
771         /* cross rx_thresh boundary is not allowed */
772         nb_pkts = RTE_MIN(nb_pkts, txq->tx_rs_thresh);
773
774         if (txq->nb_tx_free < txq->tx_free_thresh)
775                 i40e_tx_free_bufs(txq);
776
777         nb_commit = nb_pkts = (uint16_t)RTE_MIN(txq->nb_tx_free, nb_pkts);
778         if (unlikely(nb_pkts == 0))
779                 return 0;
780
781         tx_id = txq->tx_tail;
782         txdp = &txq->tx_ring[tx_id];
783         txep = &txq->sw_ring[tx_id];
784
785         txq->nb_tx_free = (uint16_t)(txq->nb_tx_free - nb_pkts);
786
787         n = (uint16_t)(txq->nb_tx_desc - tx_id);
788         if (nb_commit >= n) {
789                 tx_backlog_entry(txep, tx_pkts, n);
790
791                 vtx(txdp, tx_pkts, n - 1, flags);
792                 tx_pkts += (n - 1);
793                 txdp += (n - 1);
794
795                 vtx1(txdp, *tx_pkts++, rs);
796
797                 nb_commit = (uint16_t)(nb_commit - n);
798
799                 tx_id = 0;
800                 txq->tx_next_rs = (uint16_t)(txq->tx_rs_thresh - 1);
801
802                 /* avoid reach the end of ring */
803                 txdp = &txq->tx_ring[tx_id];
804                 txep = &txq->sw_ring[tx_id];
805         }
806
807         tx_backlog_entry(txep, tx_pkts, nb_commit);
808
809         vtx(txdp, tx_pkts, nb_commit, flags);
810
811         tx_id = (uint16_t)(tx_id + nb_commit);
812         if (tx_id > txq->tx_next_rs) {
813                 txq->tx_ring[txq->tx_next_rs].cmd_type_offset_bsz |=
814                         rte_cpu_to_le_64(((uint64_t)I40E_TX_DESC_CMD_RS) <<
815                                                 I40E_TXD_QW1_CMD_SHIFT);
816                 txq->tx_next_rs =
817                         (uint16_t)(txq->tx_next_rs + txq->tx_rs_thresh);
818         }
819
820         txq->tx_tail = tx_id;
821
822         I40E_PCI_REG_WC_WRITE(txq->qtx_tail, txq->tx_tail);
823
824         return nb_pkts;
825 }
826
827 uint16_t
828 i40e_xmit_pkts_vec_avx2(void *tx_queue, struct rte_mbuf **tx_pkts,
829                    uint16_t nb_pkts)
830 {
831         uint16_t nb_tx = 0;
832         struct i40e_tx_queue *txq = (struct i40e_tx_queue *)tx_queue;
833
834         while (nb_pkts) {
835                 uint16_t ret, num;
836
837                 num = (uint16_t)RTE_MIN(nb_pkts, txq->tx_rs_thresh);
838                 ret = i40e_xmit_fixed_burst_vec_avx2(tx_queue, &tx_pkts[nb_tx],
839                                                 num);
840                 nb_tx += ret;
841                 nb_pkts -= ret;
842                 if (ret < num)
843                         break;
844         }
845
846         return nb_tx;
847 }