examples/ioat/ioatfwd.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2019 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <stdint.h>
   6 #include <getopt.h>
   7 #include <signal.h>
   8 #include <stdbool.h>
   9 #include <unistd.h>
  10
  11 #include <rte_malloc.h>
  12 #include <rte_ethdev.h>
  13 #include <rte_rawdev.h>
  14 #include <rte_ioat_rawdev.h>
  15
  16 /* size of ring used for software copying between rx and tx. */
  17 #define RTE_LOGTYPE_IOAT RTE_LOGTYPE_USER1
  18 #define MAX_PKT_BURST 32
  19 #define MEMPOOL_CACHE_SIZE 512
  20 #define MIN_POOL_SIZE 65536U
  21 #define CMD_LINE_OPT_MAC_UPDATING "mac-updating"
  22 #define CMD_LINE_OPT_NO_MAC_UPDATING "no-mac-updating"
  23 #define CMD_LINE_OPT_PORTMASK "portmask"
  24 #define CMD_LINE_OPT_NB_QUEUE "nb-queue"
  25 #define CMD_LINE_OPT_COPY_TYPE "copy-type"
  26 #define CMD_LINE_OPT_RING_SIZE "ring-size"
  27
  28 /* configurable number of RX/TX ring descriptors */
  29 #define RX_DEFAULT_RINGSIZE 1024
  30 #define TX_DEFAULT_RINGSIZE 1024
  31
  32 /* max number of RX queues per port */
  33 #define MAX_RX_QUEUES_COUNT 8
  34
  35 struct rxtx_port_config {
  36         /* common config */
  37         uint16_t rxtx_port;
  38         uint16_t nb_queues;
  39         /* for software copy mode */
  40         struct rte_ring *rx_to_tx_ring;
  41         /* for IOAT rawdev copy mode */
  42         uint16_t ioat_ids[MAX_RX_QUEUES_COUNT];
  43 };
  44
  45 /* Configuring ports and number of assigned lcores in struct. 8< */
  46 struct rxtx_transmission_config {
  47         struct rxtx_port_config ports[RTE_MAX_ETHPORTS];
  48         uint16_t nb_ports;
  49         uint16_t nb_lcores;
  50 };
  51 /* >8 End of configuration of ports and number of assigned lcores. */
  52
  53 /* per-port statistics struct */
  54 struct ioat_port_statistics {
  55         uint64_t rx[RTE_MAX_ETHPORTS];
  56         uint64_t tx[RTE_MAX_ETHPORTS];
  57         uint64_t tx_dropped[RTE_MAX_ETHPORTS];
  58         uint64_t copy_dropped[RTE_MAX_ETHPORTS];
  59 };
  60 struct ioat_port_statistics port_statistics;
  61
  62 struct total_statistics {
  63         uint64_t total_packets_dropped;
  64         uint64_t total_packets_tx;
  65         uint64_t total_packets_rx;
  66         uint64_t total_successful_enqueues;
  67         uint64_t total_failed_enqueues;
  68 };
  69
  70 typedef enum copy_mode_t {
  71 #define COPY_MODE_SW "sw"
  72         COPY_MODE_SW_NUM,
  73 #define COPY_MODE_IOAT "hw"
  74         COPY_MODE_IOAT_NUM,
  75         COPY_MODE_INVALID_NUM,
  76         COPY_MODE_SIZE_NUM = COPY_MODE_INVALID_NUM
  77 } copy_mode_t;
  78
  79 /* mask of enabled ports */
  80 static uint32_t ioat_enabled_port_mask;
  81
  82 /* number of RX queues per port */
  83 static uint16_t nb_queues = 1;
  84
  85 /* MAC updating enabled by default. */
  86 static int mac_updating = 1;
  87
  88 /* hardare copy mode enabled by default. */
  89 static copy_mode_t copy_mode = COPY_MODE_IOAT_NUM;
  90
  91 /* size of IOAT rawdev ring for hardware copy mode or
  92  * rte_ring for software copy mode
  93  */
  94 static unsigned short ring_size = 2048;
  95
  96 /* global transmission config */
  97 struct rxtx_transmission_config cfg;
  98
  99 /* configurable number of RX/TX ring descriptors */
 100 static uint16_t nb_rxd = RX_DEFAULT_RINGSIZE;
 101 static uint16_t nb_txd = TX_DEFAULT_RINGSIZE;
 102
 103 static volatile bool force_quit;
 104
 105 /* ethernet addresses of ports */
 106 static struct rte_ether_addr ioat_ports_eth_addr[RTE_MAX_ETHPORTS];
 107
 108 static struct rte_eth_dev_tx_buffer *tx_buffer[RTE_MAX_ETHPORTS];
 109 struct rte_mempool *ioat_pktmbuf_pool;
 110
 111 /* Print out statistics for one port. */
 112 static void
 113 print_port_stats(uint16_t port_id)
 114 {
 115         printf("\nStatistics for port %u ------------------------------"
 116                 "\nPackets sent: %34"PRIu64
 117                 "\nPackets received: %30"PRIu64
 118                 "\nPackets dropped on tx: %25"PRIu64
 119                 "\nPackets dropped on copy: %23"PRIu64,
 120                 port_id,
 121                 port_statistics.tx[port_id],
 122                 port_statistics.rx[port_id],
 123                 port_statistics.tx_dropped[port_id],
 124                 port_statistics.copy_dropped[port_id]);
 125 }
 126
 127 /* Print out statistics for one IOAT rawdev device. */
 128 static void
 129 print_rawdev_stats(uint32_t dev_id, uint64_t *xstats,
 130         unsigned int *ids_xstats, uint16_t nb_xstats,
 131         struct rte_rawdev_xstats_name *names_xstats)
 132 {
 133         uint16_t i;
 134
 135         printf("\nIOAT channel %u", dev_id);
 136         for (i = 0; i < nb_xstats; i++)
 137                 printf("\n\t %s: %*"PRIu64,
 138                         names_xstats[ids_xstats[i]].name,
 139                         (int)(37 - strlen(names_xstats[ids_xstats[i]].name)),
 140                         xstats[i]);
 141 }
 142
 143 static void
 144 print_total_stats(struct total_statistics *ts)
 145 {
 146         printf("\nAggregate statistics ==============================="
 147                 "\nTotal packets Tx: %24"PRIu64" [pps]"
 148                 "\nTotal packets Rx: %24"PRIu64" [pps]"
 149                 "\nTotal packets dropped: %19"PRIu64" [pps]",
 150                 ts->total_packets_tx,
 151                 ts->total_packets_rx,
 152                 ts->total_packets_dropped);
 153
 154         if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM) {
 155                 printf("\nTotal IOAT successful enqueues: %8"PRIu64" [enq/s]"
 156                         "\nTotal IOAT failed enqueues: %12"PRIu64" [enq/s]",
 157                         ts->total_successful_enqueues,
 158                         ts->total_failed_enqueues);
 159         }
 160
 161         printf("\n====================================================\n");
 162 }
 163
 164 /* Print out statistics on packets dropped. */
 165 static void
 166 print_stats(char *prgname)
 167 {
 168         struct total_statistics ts, delta_ts;
 169         uint32_t i, port_id, dev_id;
 170         struct rte_rawdev_xstats_name *names_xstats;
 171         uint64_t *xstats;
 172         unsigned int *ids_xstats, nb_xstats;
 173         char status_string[255]; /* to print at the top of the output */
 174         int status_strlen;
 175         int ret;
 176
 177         const char clr[] = { 27, '[', '2', 'J', '\0' };
 178         const char topLeft[] = { 27, '[', '1', ';', '1', 'H', '\0' };
 179
 180         status_strlen = snprintf(status_string, sizeof(status_string),
 181                 "%s, ", prgname);
 182         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 183                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 184                 "Worker Threads = %d, ",
 185                 rte_lcore_count() > 2 ? 2 : 1);
 186         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 187                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 188                 "Copy Mode = %s,\n", copy_mode == COPY_MODE_SW_NUM ?
 189                 COPY_MODE_SW : COPY_MODE_IOAT);
 190         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 191                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 192                 "Updating MAC = %s, ", mac_updating ?
 193                 "enabled" : "disabled");
 194         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 195                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 196                 "Rx Queues = %d, ", nb_queues);
 197         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 198                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 199                 "Ring Size = %d", ring_size);
 200
 201         /* Allocate memory for xstats names and values */
 202         ret = rte_rawdev_xstats_names_get(
 203                 cfg.ports[0].ioat_ids[0], NULL, 0);
 204         if (ret < 0)
 205                 return;
 206         nb_xstats = (unsigned int)ret;
 207
 208         names_xstats = malloc(sizeof(*names_xstats) * nb_xstats);
 209         if (names_xstats == NULL) {
 210                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 211                         "Error allocating xstat names memory\n");
 212         }
 213         rte_rawdev_xstats_names_get(cfg.ports[0].ioat_ids[0],
 214                 names_xstats, nb_xstats);
 215
 216         ids_xstats = malloc(sizeof(*ids_xstats) * 2);
 217         if (ids_xstats == NULL) {
 218                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 219                         "Error allocating xstat ids_xstats memory\n");
 220         }
 221
 222         xstats = malloc(sizeof(*xstats) * 2);
 223         if (xstats == NULL) {
 224                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 225                         "Error allocating xstat memory\n");
 226         }
 227
 228         /* Get failed/successful enqueues stats index */
 229         ids_xstats[0] = ids_xstats[1] = nb_xstats;
 230         for (i = 0; i < nb_xstats; i++) {
 231                 if (!strcmp(names_xstats[i].name, "failed_enqueues"))
 232                         ids_xstats[0] = i;
 233                 else if (!strcmp(names_xstats[i].name, "successful_enqueues"))
 234                         ids_xstats[1] = i;
 235                 if (ids_xstats[0] < nb_xstats && ids_xstats[1] < nb_xstats)
 236                         break;
 237         }
 238         if (ids_xstats[0] == nb_xstats || ids_xstats[1] == nb_xstats) {
 239                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 240                         "Error getting failed/successful enqueues stats index\n");
 241         }
 242
 243         memset(&ts, 0, sizeof(struct total_statistics));
 244
 245         while (!force_quit) {
 246                 /* Sleep for 1 second each round - init sleep allows reading
 247                  * messages from app startup.
 248                  */
 249                 sleep(1);
 250
 251                 /* Clear screen and move to top left */
 252                 printf("%s%s", clr, topLeft);
 253
 254                 memset(&delta_ts, 0, sizeof(struct total_statistics));
 255
 256                 printf("%s\n", status_string);
 257
 258                 for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
 259                         port_id = cfg.ports[i].rxtx_port;
 260                         print_port_stats(port_id);
 261
 262                         delta_ts.total_packets_dropped +=
 263                                 port_statistics.tx_dropped[port_id]
 264                                 + port_statistics.copy_dropped[port_id];
 265                         delta_ts.total_packets_tx +=
 266                                 port_statistics.tx[port_id];
 267                         delta_ts.total_packets_rx +=
 268                                 port_statistics.rx[port_id];
 269
 270                         if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM) {
 271                                 uint32_t j;
 272
 273                                 for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++) {
 274                                         dev_id = cfg.ports[i].ioat_ids[j];
 275                                         rte_rawdev_xstats_get(dev_id,
 276                                                 ids_xstats, xstats, 2);
 277
 278                                         print_rawdev_stats(dev_id, xstats,
 279                                                 ids_xstats, 2, names_xstats);
 280
 281                                         delta_ts.total_failed_enqueues +=
 282                                                 xstats[ids_xstats[0]];
 283                                         delta_ts.total_successful_enqueues +=
 284                                                 xstats[ids_xstats[1]];
 285                                 }
 286                         }
 287                 }
 288
 289                 delta_ts.total_packets_tx -= ts.total_packets_tx;
 290                 delta_ts.total_packets_rx -= ts.total_packets_rx;
 291                 delta_ts.total_packets_dropped -= ts.total_packets_dropped;
 292                 delta_ts.total_failed_enqueues -= ts.total_failed_enqueues;
 293                 delta_ts.total_successful_enqueues -=
 294                         ts.total_successful_enqueues;
 295
 296                 printf("\n");
 297                 print_total_stats(&delta_ts);
 298
 299                 fflush(stdout);
 300
 301                 ts.total_packets_tx += delta_ts.total_packets_tx;
 302                 ts.total_packets_rx += delta_ts.total_packets_rx;
 303                 ts.total_packets_dropped += delta_ts.total_packets_dropped;
 304                 ts.total_failed_enqueues += delta_ts.total_failed_enqueues;
 305                 ts.total_successful_enqueues +=
 306                         delta_ts.total_successful_enqueues;
 307         }
 308
 309         free(names_xstats);
 310         free(xstats);
 311         free(ids_xstats);
 312 }
 313
 314 static void
 315 update_mac_addrs(struct rte_mbuf *m, uint32_t dest_portid)
 316 {
 317         struct rte_ether_hdr *eth;
 318         void *tmp;
 319
 320         eth = rte_pktmbuf_mtod(m, struct rte_ether_hdr *);
 321
 322         /* 02:00:00:00:00:xx - overwriting 2 bytes of source address but
 323          * it's acceptable cause it gets overwritten by rte_ether_addr_copy
 324          */
 325         tmp = &eth->d_addr.addr_bytes[0];
 326         *((uint64_t *)tmp) = 0x000000000002 + ((uint64_t)dest_portid << 40);
 327
 328         /* src addr */
 329         rte_ether_addr_copy(&ioat_ports_eth_addr[dest_portid], &eth->s_addr);
 330 }
 331
 332 /* Perform packet copy there is a user-defined function. 8< */
 333 static inline void
 334 pktmbuf_sw_copy(struct rte_mbuf *src, struct rte_mbuf *dst)
 335 {
 336         /* Copy packet metadata */
 337         rte_memcpy(&dst->rearm_data,
 338                 &src->rearm_data,
 339                 offsetof(struct rte_mbuf, cacheline1)
 340                 - offsetof(struct rte_mbuf, rearm_data));
 341
 342         /* Copy packet data */
 343         rte_memcpy(rte_pktmbuf_mtod(dst, char *),
 344                 rte_pktmbuf_mtod(src, char *), src->data_len);
 345 }
 346 /* >8 End of perform packet copy there is a user-defined function. */
 347
 348 static uint32_t
 349 ioat_enqueue_packets(struct rte_mbuf **pkts,
 350         uint32_t nb_rx, uint16_t dev_id)
 351 {
 352         int ret;
 353         uint32_t i;
 354         struct rte_mbuf *pkts_copy[MAX_PKT_BURST];
 355
 356         const uint64_t addr_offset = RTE_PTR_DIFF(pkts[0]->buf_addr,
 357                 &pkts[0]->rearm_data);
 358
 359         ret = rte_mempool_get_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 360                 (void *)pkts_copy, nb_rx);
 361
 362         if (unlikely(ret < 0))
 363                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to allocate memory.\n");
 364
 365         for (i = 0; i < nb_rx; i++) {
 366                 /* Perform data copy */
 367                 ret = rte_ioat_enqueue_copy(dev_id,
 368                         pkts[i]->buf_iova - addr_offset,
 369                         pkts_copy[i]->buf_iova - addr_offset,
 370                         rte_pktmbuf_data_len(pkts[i]) + addr_offset,
 371                         (uintptr_t)pkts[i],
 372                         (uintptr_t)pkts_copy[i]);
 373
 374                 if (ret != 1)
 375                         break;
 376         }
 377
 378         ret = i;
 379         /* Free any not enqueued packets. */
 380         rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool, (void *)&pkts[i], nb_rx - i);
 381         rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool, (void *)&pkts_copy[i],
 382                 nb_rx - i);
 383
 384         return ret;
 385 }
 386
 387 /* Receive packets on one port and enqueue to IOAT rawdev or rte_ring. 8< */
 388 static void
 389 ioat_rx_port(struct rxtx_port_config *rx_config)
 390 {
 391         uint32_t nb_rx, nb_enq, i, j;
 392         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 393
 394         for (i = 0; i < rx_config->nb_queues; i++) {
 395
 396                 nb_rx = rte_eth_rx_burst(rx_config->rxtx_port, i,
 397                         pkts_burst, MAX_PKT_BURST);
 398
 399                 if (nb_rx == 0)
 400                         continue;
 401
 402                 port_statistics.rx[rx_config->rxtx_port] += nb_rx;
 403
 404                 if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM) {
 405                         /* Perform packet hardware copy */
 406                         nb_enq = ioat_enqueue_packets(pkts_burst,
 407                                 nb_rx, rx_config->ioat_ids[i]);
 408                         if (nb_enq > 0)
 409                                 rte_ioat_perform_ops(rx_config->ioat_ids[i]);
 410                 } else {
 411                         /* Perform packet software copy, free source packets */
 412                         int ret;
 413                         struct rte_mbuf *pkts_burst_copy[MAX_PKT_BURST];
 414
 415                         ret = rte_mempool_get_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 416                                 (void *)pkts_burst_copy, nb_rx);
 417
 418                         if (unlikely(ret < 0))
 419                                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 420                                         "Unable to allocate memory.\n");
 421
 422                         for (j = 0; j < nb_rx; j++)
 423                                 pktmbuf_sw_copy(pkts_burst[j],
 424                                         pkts_burst_copy[j]);
 425
 426                         rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 427                                 (void *)pkts_burst, nb_rx);
 428
 429                         nb_enq = rte_ring_enqueue_burst(
 430                                 rx_config->rx_to_tx_ring,
 431                                 (void *)pkts_burst_copy, nb_rx, NULL);
 432
 433                         /* Free any not enqueued packets. */
 434                         rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 435                                 (void *)&pkts_burst_copy[nb_enq],
 436                                 nb_rx - nb_enq);
 437                 }
 438
 439                 port_statistics.copy_dropped[rx_config->rxtx_port] +=
 440                         (nb_rx - nb_enq);
 441         }
 442 }
 443 /* >8 End of receive packets on one port and enqueue to IOAT rawdev or rte_ring. */
 444
 445 /* Transmit packets from IOAT rawdev/rte_ring for one port. 8< */
 446 static void
 447 ioat_tx_port(struct rxtx_port_config *tx_config)
 448 {
 449         uint32_t i, j, nb_dq = 0;
 450         struct rte_mbuf *mbufs_src[MAX_PKT_BURST];
 451         struct rte_mbuf *mbufs_dst[MAX_PKT_BURST];
 452
 453         for (i = 0; i < tx_config->nb_queues; i++) {
 454                 if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM) {
 455                         /* Dequeue the mbufs from IOAT device. Since all memory
 456                          * is DPDK pinned memory and therefore all addresses should
 457                          * be valid, we don't check for copy errors
 458                          */
 459                         nb_dq = rte_ioat_completed_ops(
 460                                 tx_config->ioat_ids[i], MAX_PKT_BURST, NULL, NULL,
 461                                 (void *)mbufs_src, (void *)mbufs_dst);
 462                 } else {
 463                         /* Dequeue the mbufs from rx_to_tx_ring. */
 464                         nb_dq = rte_ring_dequeue_burst(
 465                                 tx_config->rx_to_tx_ring, (void *)mbufs_dst,
 466                                 MAX_PKT_BURST, NULL);
 467                 }
 468
 469                 if ((int32_t) nb_dq <= 0)
 470                         return;
 471
 472                 if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM)
 473                         rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 474                                 (void *)mbufs_src, nb_dq);
 475
 476                 /* Update macs if enabled */
 477                 if (mac_updating) {
 478                         for (j = 0; j < nb_dq; j++)
 479                                 update_mac_addrs(mbufs_dst[j],
 480                                         tx_config->rxtx_port);
 481                 }
 482
 483                 const uint16_t nb_tx = rte_eth_tx_burst(
 484                         tx_config->rxtx_port, 0,
 485                         (void *)mbufs_dst, nb_dq);
 486
 487                 port_statistics.tx[tx_config->rxtx_port] += nb_tx;
 488
 489                 /* Free any unsent packets. */
 490                 if (unlikely(nb_tx < nb_dq))
 491                         rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 492                         (void *)&mbufs_dst[nb_tx],
 493                                 nb_dq - nb_tx);
 494         }
 495 }
 496 /* >8 End of transmitting packets from IOAT. */
 497
 498 /* Main rx processing loop for IOAT rawdev. */
 499 static void
 500 rx_main_loop(void)
 501 {
 502         uint16_t i;
 503         uint16_t nb_ports = cfg.nb_ports;
 504
 505         RTE_LOG(INFO, IOAT, "Entering main rx loop for copy on lcore %u\n",
 506                 rte_lcore_id());
 507
 508         while (!force_quit)
 509                 for (i = 0; i < nb_ports; i++)
 510                         ioat_rx_port(&cfg.ports[i]);
 511 }
 512
 513 /* Main tx processing loop for hardware copy. */
 514 static void
 515 tx_main_loop(void)
 516 {
 517         uint16_t i;
 518         uint16_t nb_ports = cfg.nb_ports;
 519
 520         RTE_LOG(INFO, IOAT, "Entering main tx loop for copy on lcore %u\n",
 521                 rte_lcore_id());
 522
 523         while (!force_quit)
 524                 for (i = 0; i < nb_ports; i++)
 525                         ioat_tx_port(&cfg.ports[i]);
 526 }
 527
 528 /* Main rx and tx loop if only one worker lcore available */
 529 static void
 530 rxtx_main_loop(void)
 531 {
 532         uint16_t i;
 533         uint16_t nb_ports = cfg.nb_ports;
 534
 535         RTE_LOG(INFO, IOAT, "Entering main rx and tx loop for copy on"
 536                 " lcore %u\n", rte_lcore_id());
 537
 538         while (!force_quit)
 539                 for (i = 0; i < nb_ports; i++) {
 540                         ioat_rx_port(&cfg.ports[i]);
 541                         ioat_tx_port(&cfg.ports[i]);
 542                 }
 543 }
 544
 545 /* Start processing for each lcore. 8< */
 546 static void start_forwarding_cores(void)
 547 {
 548         uint32_t lcore_id = rte_lcore_id();
 549
 550         RTE_LOG(INFO, IOAT, "Entering %s on lcore %u\n",
 551                 __func__, rte_lcore_id());
 552
 553         if (cfg.nb_lcores == 1) {
 554                 lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, true, true);
 555                 rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)rxtx_main_loop,
 556                         NULL, lcore_id);
 557         } else if (cfg.nb_lcores > 1) {
 558                 lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, true, true);
 559                 rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)rx_main_loop,
 560                         NULL, lcore_id);
 561
 562                 lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, true, true);
 563                 rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)tx_main_loop, NULL,
 564                         lcore_id);
 565         }
 566 }
 567 /* >8 End of starting to processfor each lcore. */
 568
 569 /* Display usage */
 570 static void
 571 ioat_usage(const char *prgname)
 572 {
 573         printf("%s [EAL options] -- -p PORTMASK [-q NQ]\n"
 574                 "  -p --portmask: hexadecimal bitmask of ports to configure\n"
 575                 "  -q NQ: number of RX queues per port (default is 1)\n"
 576                 "  --[no-]mac-updating: Enable or disable MAC addresses updating (enabled by default)\n"
 577                 "      When enabled:\n"
 578                 "       - The source MAC address is replaced by the TX port MAC address\n"
 579                 "       - The destination MAC address is replaced by 02:00:00:00:00:TX_PORT_ID\n"
 580                 "  -c --copy-type CT: type of copy: sw|hw\n"
 581                 "  -s --ring-size RS: size of IOAT rawdev ring for hardware copy mode or rte_ring for software copy mode\n",
 582                         prgname);
 583 }
 584
 585 static int
 586 ioat_parse_portmask(const char *portmask)
 587 {
 588         char *end = NULL;
 589         unsigned long pm;
 590
 591         /* Parse hexadecimal string */
 592         pm = strtoul(portmask, &end, 16);
 593         if ((portmask[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
 594                 return 0;
 595
 596         return pm;
 597 }
 598
 599 static copy_mode_t
 600 ioat_parse_copy_mode(const char *copy_mode)
 601 {
 602         if (strcmp(copy_mode, COPY_MODE_SW) == 0)
 603                 return COPY_MODE_SW_NUM;
 604         else if (strcmp(copy_mode, COPY_MODE_IOAT) == 0)
 605                 return COPY_MODE_IOAT_NUM;
 606
 607         return COPY_MODE_INVALID_NUM;
 608 }
 609
 610 /* Parse the argument given in the command line of the application */
 611 static int
 612 ioat_parse_args(int argc, char **argv, unsigned int nb_ports)
 613 {
 614         static const char short_options[] =
 615                 "p:"  /* portmask */
 616                 "q:"  /* number of RX queues per port */
 617                 "c:"  /* copy type (sw|hw) */
 618                 "s:"  /* ring size */
 619                 ;
 620
 621         static const struct option lgopts[] = {
 622                 {CMD_LINE_OPT_MAC_UPDATING, no_argument, &mac_updating, 1},
 623                 {CMD_LINE_OPT_NO_MAC_UPDATING, no_argument, &mac_updating, 0},
 624                 {CMD_LINE_OPT_PORTMASK, required_argument, NULL, 'p'},
 625                 {CMD_LINE_OPT_NB_QUEUE, required_argument, NULL, 'q'},
 626                 {CMD_LINE_OPT_COPY_TYPE, required_argument, NULL, 'c'},
 627                 {CMD_LINE_OPT_RING_SIZE, required_argument, NULL, 's'},
 628                 {NULL, 0, 0, 0}
 629         };
 630
 631         const unsigned int default_port_mask = (1 << nb_ports) - 1;
 632         int opt, ret;
 633         char **argvopt;
 634         int option_index;
 635         char *prgname = argv[0];
 636
 637         ioat_enabled_port_mask = default_port_mask;
 638         argvopt = argv;
 639
 640         while ((opt = getopt_long(argc, argvopt, short_options,
 641                         lgopts, &option_index)) != EOF) {
 642
 643                 switch (opt) {
 644                 /* portmask */
 645                 case 'p':
 646                         ioat_enabled_port_mask = ioat_parse_portmask(optarg);
 647                         if (ioat_enabled_port_mask & ~default_port_mask ||
 648                                         ioat_enabled_port_mask <= 0) {
 649                                 printf("Invalid portmask, %s, suggest 0x%x\n",
 650                                                 optarg, default_port_mask);
 651                                 ioat_usage(prgname);
 652                                 return -1;
 653                         }
 654                         break;
 655
 656                 case 'q':
 657                         nb_queues = atoi(optarg);
 658                         if (nb_queues == 0 || nb_queues > MAX_RX_QUEUES_COUNT) {
 659                                 printf("Invalid RX queues number %s. Max %u\n",
 660                                         optarg, MAX_RX_QUEUES_COUNT);
 661                                 ioat_usage(prgname);
 662                                 return -1;
 663                         }
 664                         break;
 665
 666                 case 'c':
 667                         copy_mode = ioat_parse_copy_mode(optarg);
 668                         if (copy_mode == COPY_MODE_INVALID_NUM) {
 669                                 printf("Invalid copy type. Use: sw, hw\n");
 670                                 ioat_usage(prgname);
 671                                 return -1;
 672                         }
 673                         break;
 674
 675                 case 's':
 676                         ring_size = atoi(optarg);
 677                         if (ring_size == 0) {
 678                                 printf("Invalid ring size, %s.\n", optarg);
 679                                 ioat_usage(prgname);
 680                                 return -1;
 681                         }
 682                         break;
 683
 684                 /* long options */
 685                 case 0:
 686                         break;
 687
 688                 default:
 689                         ioat_usage(prgname);
 690                         return -1;
 691                 }
 692         }
 693
 694         printf("MAC updating %s\n", mac_updating ? "enabled" : "disabled");
 695         if (optind >= 0)
 696                 argv[optind - 1] = prgname;
 697
 698         ret = optind - 1;
 699         optind = 1; /* reset getopt lib */
 700         return ret;
 701 }
 702
 703 /* check link status, return true if at least one port is up */
 704 static int
 705 check_link_status(uint32_t port_mask)
 706 {
 707         uint16_t portid;
 708         struct rte_eth_link link;
 709         int ret, link_status = 0;
 710         char link_status_text[RTE_ETH_LINK_MAX_STR_LEN];
 711
 712         printf("\nChecking link status\n");
 713         RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid) {
 714                 if ((port_mask & (1 << portid)) == 0)
 715                         continue;
 716
 717                 memset(&link, 0, sizeof(link));
 718                 ret = rte_eth_link_get(portid, &link);
 719                 if (ret < 0) {
 720                         printf("Port %u link get failed: err=%d\n",
 721                                         portid, ret);
 722                         continue;
 723                 }
 724
 725                 /* Print link status */
 726                 rte_eth_link_to_str(link_status_text,
 727                         sizeof(link_status_text), &link);
 728                 printf("Port %d %s\n", portid, link_status_text);
 729
 730                 if (link.link_status)
 731                         link_status = 1;
 732         }
 733         return link_status;
 734 }
 735
 736 /* Configuration of device. 8< */
 737 static void
 738 configure_rawdev_queue(uint32_t dev_id)
 739 {
 740         struct rte_ioat_rawdev_config dev_config = {
 741                         .ring_size = ring_size,
 742                         .no_prefetch_completions = (cfg.nb_lcores > 1),
 743         };
 744         struct rte_rawdev_info info = { .dev_private = &dev_config };
 745
 746         if (rte_rawdev_configure(dev_id, &info, sizeof(dev_config)) != 0) {
 747                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 748                         "Error with rte_rawdev_configure()\n");
 749         }
 750         if (rte_rawdev_start(dev_id) != 0) {
 751                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 752                         "Error with rte_rawdev_start()\n");
 753         }
 754 }
 755 /* >8 End of configuration of device. */
 756
 757 /* Using IOAT rawdev API functions. 8< */
 758 static void
 759 assign_rawdevs(void)
 760 {
 761         uint16_t nb_rawdev = 0, rdev_id = 0;
 762         uint32_t i, j;
 763
 764         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
 765                 for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++) {
 766                         struct rte_rawdev_info rdev_info = { 0 };
 767
 768                         do {
 769                                 if (rdev_id == rte_rawdev_count())
 770                                         goto end;
 771                                 rte_rawdev_info_get(rdev_id++, &rdev_info, 0);
 772                         } while (rdev_info.driver_name == NULL ||
 773                                         strcmp(rdev_info.driver_name,
 774                                                 IOAT_PMD_RAWDEV_NAME_STR) != 0);
 775
 776                         cfg.ports[i].ioat_ids[j] = rdev_id - 1;
 777                         configure_rawdev_queue(cfg.ports[i].ioat_ids[j]);
 778                         ++nb_rawdev;
 779                 }
 780         }
 781 end:
 782         if (nb_rawdev < cfg.nb_ports * cfg.ports[0].nb_queues)
 783                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 784                         "Not enough IOAT rawdevs (%u) for all queues (%u).\n",
 785                         nb_rawdev, cfg.nb_ports * cfg.ports[0].nb_queues);
 786         RTE_LOG(INFO, IOAT, "Number of used rawdevs: %u.\n", nb_rawdev);
 787 }
 788 /* >8 End of using IOAT rawdev API functions. */
 789
 790 /* Assign ring structures for packet exchanging. 8< */
 791 static void
 792 assign_rings(void)
 793 {
 794         uint32_t i;
 795
 796         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
 797                 char ring_name[RTE_RING_NAMESIZE];
 798
 799                 snprintf(ring_name, sizeof(ring_name), "rx_to_tx_ring_%u", i);
 800                 /* Create ring for inter core communication */
 801                 cfg.ports[i].rx_to_tx_ring = rte_ring_create(
 802                         ring_name, ring_size,
 803                         rte_socket_id(), RING_F_SP_ENQ | RING_F_SC_DEQ);
 804
 805                 if (cfg.ports[i].rx_to_tx_ring == NULL)
 806                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Ring create failed: %s\n",
 807                                 rte_strerror(rte_errno));
 808         }
 809 }
 810 /* >8 End of assigning ring structures for packet exchanging. */
 811
 812 /*
 813  * Initializes a given port using global settings and with the RX buffers
 814  * coming from the mbuf_pool passed as a parameter.
 815  */
 816 static inline void
 817 port_init(uint16_t portid, struct rte_mempool *mbuf_pool, uint16_t nb_queues)
 818 {
 819         /* Configuring port to use RSS for multiple RX queues. 8< */
 820         static const struct rte_eth_conf port_conf = {
 821                 .rxmode = {
 822                         .mq_mode = ETH_MQ_RX_RSS,
 823                         .max_rx_pkt_len = RTE_ETHER_MAX_LEN
 824                 },
 825                 .rx_adv_conf = {
 826                         .rss_conf = {
 827                                 .rss_key = NULL,
 828                                 .rss_hf = ETH_RSS_PROTO_MASK,
 829                         }
 830                 }
 831         };
 832         /* >8 End of configuring port to use RSS for multiple RX queues. */
 833
 834         struct rte_eth_rxconf rxq_conf;
 835         struct rte_eth_txconf txq_conf;
 836         struct rte_eth_conf local_port_conf = port_conf;
 837         struct rte_eth_dev_info dev_info;
 838         int ret, i;
 839
 840         /* Skip ports that are not enabled */
 841         if ((ioat_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0) {
 842                 printf("Skipping disabled port %u\n", portid);
 843                 return;
 844         }
 845
 846         /* Init port */
 847         printf("Initializing port %u... ", portid);
 848         fflush(stdout);
 849         ret = rte_eth_dev_info_get(portid, &dev_info);
 850         if (ret < 0)
 851                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot get device info: %s, port=%u\n",
 852                         rte_strerror(-ret), portid);
 853
 854         local_port_conf.rx_adv_conf.rss_conf.rss_hf &=
 855                 dev_info.flow_type_rss_offloads;
 856         if (dev_info.tx_offload_capa & DEV_TX_OFFLOAD_MBUF_FAST_FREE)
 857                 local_port_conf.txmode.offloads |=
 858                         DEV_TX_OFFLOAD_MBUF_FAST_FREE;
 859         ret = rte_eth_dev_configure(portid, nb_queues, 1, &local_port_conf);
 860         if (ret < 0)
 861                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot configure device:"
 862                         " err=%d, port=%u\n", ret, portid);
 863
 864         ret = rte_eth_dev_adjust_nb_rx_tx_desc(portid, &nb_rxd,
 865                         &nb_txd);
 866         if (ret < 0)
 867                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 868                         "Cannot adjust number of descriptors: err=%d, port=%u\n",
 869                         ret, portid);
 870
 871         rte_eth_macaddr_get(portid, &ioat_ports_eth_addr[portid]);
 872
 873         /* Init RX queues */
 874         rxq_conf = dev_info.default_rxconf;
 875         rxq_conf.offloads = local_port_conf.rxmode.offloads;
 876         for (i = 0; i < nb_queues; i++) {
 877                 ret = rte_eth_rx_queue_setup(portid, i, nb_rxd,
 878                         rte_eth_dev_socket_id(portid), &rxq_conf,
 879                         mbuf_pool);
 880                 if (ret < 0)
 881                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 882                                 "rte_eth_rx_queue_setup:err=%d,port=%u, queue_id=%u\n",
 883                                 ret, portid, i);
 884         }
 885
 886         /* Init one TX queue on each port */
 887         txq_conf = dev_info.default_txconf;
 888         txq_conf.offloads = local_port_conf.txmode.offloads;
 889         ret = rte_eth_tx_queue_setup(portid, 0, nb_txd,
 890                         rte_eth_dev_socket_id(portid),
 891                         &txq_conf);
 892         if (ret < 0)
 893                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 894                         "rte_eth_tx_queue_setup:err=%d,port=%u\n",
 895                         ret, portid);
 896
 897         /* Initialize TX buffers */
 898         tx_buffer[portid] = rte_zmalloc_socket("tx_buffer",
 899                         RTE_ETH_TX_BUFFER_SIZE(MAX_PKT_BURST), 0,
 900                         rte_eth_dev_socket_id(portid));
 901         if (tx_buffer[portid] == NULL)
 902                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 903                         "Cannot allocate buffer for tx on port %u\n",
 904                         portid);
 905
 906         rte_eth_tx_buffer_init(tx_buffer[portid], MAX_PKT_BURST);
 907
 908         ret = rte_eth_tx_buffer_set_err_callback(tx_buffer[portid],
 909                 rte_eth_tx_buffer_count_callback,
 910                 &port_statistics.tx_dropped[portid]);
 911         if (ret < 0)
 912                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 913                         "Cannot set error callback for tx buffer on port %u\n",
 914                         portid);
 915
 916         /* Start device. 8< */
 917         ret = rte_eth_dev_start(portid);
 918         if (ret < 0)
 919                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 920                         "rte_eth_dev_start:err=%d, port=%u\n",
 921                         ret, portid);
 922         /* >8 End of starting device. */
 923
 924         /* RX port is set in promiscuous mode. 8< */
 925         rte_eth_promiscuous_enable(portid);
 926         /* >8 End of RX port is set in promiscuous mode. */
 927
 928         printf("Port %u, MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n\n",
 929                         portid,
 930                         ioat_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[0],
 931                         ioat_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[1],
 932                         ioat_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[2],
 933                         ioat_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[3],
 934                         ioat_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[4],
 935                         ioat_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[5]);
 936
 937         cfg.ports[cfg.nb_ports].rxtx_port = portid;
 938         cfg.ports[cfg.nb_ports++].nb_queues = nb_queues;
 939 }
 940
 941 static void
 942 signal_handler(int signum)
 943 {
 944         if (signum == SIGINT || signum == SIGTERM) {
 945                 printf("\n\nSignal %d received, preparing to exit...\n",
 946                         signum);
 947                 force_quit = true;
 948         }
 949 }
 950
 951 int
 952 main(int argc, char **argv)
 953 {
 954         int ret;
 955         uint16_t nb_ports, portid;
 956         uint32_t i;
 957         unsigned int nb_mbufs;
 958
 959         /* Init EAL. 8< */
 960         ret = rte_eal_init(argc, argv);
 961         if (ret < 0)
 962                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid EAL arguments\n");
 963         /* >8 End of init EAL. */
 964         argc -= ret;
 965         argv += ret;
 966
 967         force_quit = false;
 968         signal(SIGINT, signal_handler);
 969         signal(SIGTERM, signal_handler);
 970
 971         nb_ports = rte_eth_dev_count_avail();
 972         if (nb_ports == 0)
 973                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "No Ethernet ports - bye\n");
 974
 975         /* Parse application arguments (after the EAL ones) */
 976         ret = ioat_parse_args(argc, argv, nb_ports);
 977         if (ret < 0)
 978                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid IOAT arguments\n");
 979
 980         /* Allocates mempool to hold the mbufs. 8< */
 981         nb_mbufs = RTE_MAX(nb_ports * (nb_queues * (nb_rxd + nb_txd +
 982                 4 * MAX_PKT_BURST) + rte_lcore_count() * MEMPOOL_CACHE_SIZE),
 983                 MIN_POOL_SIZE);
 984
 985         /* Create the mbuf pool */
 986         ioat_pktmbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create("mbuf_pool", nb_mbufs,
 987                 MEMPOOL_CACHE_SIZE, 0, RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE,
 988                 rte_socket_id());
 989         if (ioat_pktmbuf_pool == NULL)
 990                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot init mbuf pool\n");
 991         /* >8 End of allocates mempool to hold the mbufs. */
 992
 993         /* Initialize each port. 8< */
 994         cfg.nb_ports = 0;
 995         RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid)
 996                 port_init(portid, ioat_pktmbuf_pool, nb_queues);
 997         /* >8 End of initializing each port. */
 998
 999         /* Initialize port xstats */
1000         memset(&port_statistics, 0, sizeof(port_statistics));
1001
1002         /* Assigning each port resources. 8< */
1003         while (!check_link_status(ioat_enabled_port_mask) && !force_quit)
1004                 sleep(1);
1005
1006         /* Check if there is enough lcores for all ports. */
1007         cfg.nb_lcores = rte_lcore_count() - 1;
1008         if (cfg.nb_lcores < 1)
1009                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
1010                         "There should be at least one worker lcore.\n");
1011
1012         if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM)
1013                 assign_rawdevs();
1014         else /* copy_mode == COPY_MODE_SW_NUM */
1015                 assign_rings();
1016         /* >8 End of assigning each port resources. */
1017
1018         start_forwarding_cores();
1019         /* main core prints stats while other cores forward */
1020         print_stats(argv[0]);
1021
1022         /* force_quit is true when we get here */
1023         rte_eal_mp_wait_lcore();
1024
1025         uint32_t j;
1026         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
1027                 printf("Closing port %d\n", cfg.ports[i].rxtx_port);
1028                 ret = rte_eth_dev_stop(cfg.ports[i].rxtx_port);
1029                 if (ret != 0)
1030                         RTE_LOG(ERR, IOAT, "rte_eth_dev_stop: err=%s, port=%u\n",
1031                                 rte_strerror(-ret), cfg.ports[i].rxtx_port);
1032
1033                 rte_eth_dev_close(cfg.ports[i].rxtx_port);
1034                 if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM) {
1035                         for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++) {
1036                                 printf("Stopping rawdev %d\n",
1037                                         cfg.ports[i].ioat_ids[j]);
1038                                 rte_rawdev_stop(cfg.ports[i].ioat_ids[j]);
1039                         }
1040                 } else /* copy_mode == COPY_MODE_SW_NUM */
1041                         rte_ring_free(cfg.ports[i].rx_to_tx_ring);
1042         }
1043
1044         /* clean up the EAL */
1045         rte_eal_cleanup();
1046
1047         printf("Bye...\n");
1048         return 0;
1049 }