examples/ioat/ioatfwd.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2019-2021 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_dmadev.h>
  14
  15 /* size of ring used for software copying between rx and tx. */
  16 #define RTE_LOGTYPE_DMA RTE_LOGTYPE_USER1
  17 #define MAX_PKT_BURST 32
  18 #define MEMPOOL_CACHE_SIZE 512
  19 #define MIN_POOL_SIZE 65536U
  20 #define CMD_LINE_OPT_MAC_UPDATING "mac-updating"
  21 #define CMD_LINE_OPT_NO_MAC_UPDATING "no-mac-updating"
  22 #define CMD_LINE_OPT_PORTMASK "portmask"
  23 #define CMD_LINE_OPT_NB_QUEUE "nb-queue"
  24 #define CMD_LINE_OPT_COPY_TYPE "copy-type"
  25 #define CMD_LINE_OPT_RING_SIZE "ring-size"
  26 #define CMD_LINE_OPT_BATCH_SIZE "dma-batch-size"
  27 #define CMD_LINE_OPT_FRAME_SIZE "max-frame-size"
  28 #define CMD_LINE_OPT_STATS_INTERVAL "stats-interval"
  29
  30 /* configurable number of RX/TX ring descriptors */
  31 #define RX_DEFAULT_RINGSIZE 1024
  32 #define TX_DEFAULT_RINGSIZE 1024
  33
  34 /* max number of RX queues per port */
  35 #define MAX_RX_QUEUES_COUNT 8
  36
  37 struct rxtx_port_config {
  38         /* common config */
  39         uint16_t rxtx_port;
  40         uint16_t nb_queues;
  41         /* for software copy mode */
  42         struct rte_ring *rx_to_tx_ring;
  43         /* for dmadev HW copy mode */
  44         uint16_t dmadev_ids[MAX_RX_QUEUES_COUNT];
  45 };
  46
  47 /* Configuring ports and number of assigned lcores in struct. 8< */
  48 struct rxtx_transmission_config {
  49         struct rxtx_port_config ports[RTE_MAX_ETHPORTS];
  50         uint16_t nb_ports;
  51         uint16_t nb_lcores;
  52 };
  53 /* >8 End of configuration of ports and number of assigned lcores. */
  54
  55 /* per-port statistics struct */
  56 struct ioat_port_statistics {
  57         uint64_t rx[RTE_MAX_ETHPORTS];
  58         uint64_t tx[RTE_MAX_ETHPORTS];
  59         uint64_t tx_dropped[RTE_MAX_ETHPORTS];
  60         uint64_t copy_dropped[RTE_MAX_ETHPORTS];
  61 };
  62 struct ioat_port_statistics port_statistics;
  63 struct total_statistics {
  64         uint64_t total_packets_dropped;
  65         uint64_t total_packets_tx;
  66         uint64_t total_packets_rx;
  67         uint64_t total_submitted;
  68         uint64_t total_completed;
  69         uint64_t total_failed;
  70 };
  71
  72 typedef enum copy_mode_t {
  73 #define COPY_MODE_SW "sw"
  74         COPY_MODE_SW_NUM,
  75 #define COPY_MODE_IOAT "hw"
  76         COPY_MODE_IOAT_NUM,
  77         COPY_MODE_INVALID_NUM,
  78         COPY_MODE_SIZE_NUM = COPY_MODE_INVALID_NUM
  79 } copy_mode_t;
  80
  81 /* mask of enabled ports */
  82 static uint32_t ioat_enabled_port_mask;
  83
  84 /* number of RX queues per port */
  85 static uint16_t nb_queues = 1;
  86
  87 /* MAC updating enabled by default. */
  88 static int mac_updating = 1;
  89
  90 /* hardare copy mode enabled by default. */
  91 static copy_mode_t copy_mode = COPY_MODE_IOAT_NUM;
  92
  93 /* size of IOAT rawdev ring for hardware copy mode or
  94  * rte_ring for software copy mode
  95  */
  96 static unsigned short ring_size = 2048;
  97
  98 /* interval, in seconds, between stats prints */
  99 static unsigned short stats_interval = 1;
 100 /* global mbuf arrays for tracking DMA bufs */
 101 #define MBUF_RING_SIZE  2048
 102 #define MBUF_RING_MASK  (MBUF_RING_SIZE - 1)
 103 struct dma_bufs {
 104         struct rte_mbuf *bufs[MBUF_RING_SIZE];
 105         struct rte_mbuf *copies[MBUF_RING_SIZE];
 106         uint16_t sent;
 107 };
 108 static struct dma_bufs dma_bufs[RTE_DMADEV_DEFAULT_MAX];
 109
 110 /* global transmission config */
 111 struct rxtx_transmission_config cfg;
 112
 113 /* configurable number of RX/TX ring descriptors */
 114 static uint16_t nb_rxd = RX_DEFAULT_RINGSIZE;
 115 static uint16_t nb_txd = TX_DEFAULT_RINGSIZE;
 116
 117 static volatile bool force_quit;
 118
 119 static uint32_t ioat_batch_sz = MAX_PKT_BURST;
 120 static uint32_t max_frame_size = RTE_ETHER_MAX_LEN;
 121
 122 /* ethernet addresses of ports */
 123 static struct rte_ether_addr ioat_ports_eth_addr[RTE_MAX_ETHPORTS];
 124
 125 static struct rte_eth_dev_tx_buffer *tx_buffer[RTE_MAX_ETHPORTS];
 126 struct rte_mempool *ioat_pktmbuf_pool;
 127
 128 /* Print out statistics for one port. */
 129 static void
 130 print_port_stats(uint16_t port_id)
 131 {
 132         printf("\nStatistics for port %u ------------------------------"
 133                 "\nPackets sent: %34"PRIu64
 134                 "\nPackets received: %30"PRIu64
 135                 "\nPackets dropped on tx: %25"PRIu64
 136                 "\nPackets dropped on copy: %23"PRIu64,
 137                 port_id,
 138                 port_statistics.tx[port_id],
 139                 port_statistics.rx[port_id],
 140                 port_statistics.tx_dropped[port_id],
 141                 port_statistics.copy_dropped[port_id]);
 142 }
 143
 144 /* Print out statistics for one IOAT rawdev device. */
 145 static void
 146 print_dmadev_stats(uint32_t dev_id, struct rte_dma_stats stats)
 147 {
 148         printf("\nDMA channel %u", dev_id);
 149         printf("\n\t Total submitted ops: %"PRIu64"", stats.submitted);
 150         printf("\n\t Total completed ops: %"PRIu64"", stats.completed);
 151         printf("\n\t Total failed ops: %"PRIu64"", stats.errors);
 152 }
 153
 154 static void
 155 print_total_stats(struct total_statistics *ts)
 156 {
 157         printf("\nAggregate statistics ==============================="
 158                 "\nTotal packets Tx: %22"PRIu64" [pkt/s]"
 159                 "\nTotal packets Rx: %22"PRIu64" [pkt/s]"
 160                 "\nTotal packets dropped: %17"PRIu64" [pkt/s]",
 161                 ts->total_packets_tx / stats_interval,
 162                 ts->total_packets_rx / stats_interval,
 163                 ts->total_packets_dropped / stats_interval);
 164
 165         if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM) {
 166                 printf("\nTotal submitted ops: %19"PRIu64" [ops/s]"
 167                         "\nTotal completed ops: %19"PRIu64" [ops/s]"
 168                         "\nTotal failed ops: %22"PRIu64" [ops/s]",
 169                         ts->total_submitted / stats_interval,
 170                         ts->total_completed / stats_interval,
 171                         ts->total_failed / stats_interval);
 172         }
 173
 174         printf("\n====================================================\n");
 175 }
 176
 177 /* Print out statistics on packets dropped. */
 178 static void
 179 print_stats(char *prgname)
 180 {
 181         struct total_statistics ts, delta_ts;
 182         struct rte_dma_stats stats = {0};
 183         uint32_t i, port_id, dev_id;
 184         char status_string[255]; /* to print at the top of the output */
 185         int status_strlen;
 186
 187         const char clr[] = { 27, '[', '2', 'J', '\0' };
 188         const char topLeft[] = { 27, '[', '1', ';', '1', 'H', '\0' };
 189
 190         status_strlen = snprintf(status_string, sizeof(status_string),
 191                 "%s, ", prgname);
 192         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 193                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 194                 "Worker Threads = %d, ",
 195                 rte_lcore_count() > 2 ? 2 : 1);
 196         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 197                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 198                 "Copy Mode = %s,\n", copy_mode == COPY_MODE_SW_NUM ?
 199                 COPY_MODE_SW : COPY_MODE_IOAT);
 200         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 201                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 202                 "Updating MAC = %s, ", mac_updating ?
 203                 "enabled" : "disabled");
 204         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 205                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 206                 "Rx Queues = %d, ", nb_queues);
 207         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 208                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 209                 "Ring Size = %d", ring_size);
 210
 211         memset(&ts, 0, sizeof(struct total_statistics));
 212
 213         while (!force_quit) {
 214                 /* Sleep for "stats_interval" seconds each round - init sleep allows reading
 215                  * messages from app startup.
 216                  */
 217                 sleep(stats_interval);
 218
 219                 /* Clear screen and move to top left */
 220                 printf("%s%s", clr, topLeft);
 221
 222                 memset(&delta_ts, 0, sizeof(struct total_statistics));
 223
 224                 printf("%s\n", status_string);
 225
 226                 for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
 227                         port_id = cfg.ports[i].rxtx_port;
 228                         print_port_stats(port_id);
 229
 230                         delta_ts.total_packets_dropped +=
 231                                 port_statistics.tx_dropped[port_id]
 232                                 + port_statistics.copy_dropped[port_id];
 233                         delta_ts.total_packets_tx +=
 234                                 port_statistics.tx[port_id];
 235                         delta_ts.total_packets_rx +=
 236                                 port_statistics.rx[port_id];
 237
 238                         if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM) {
 239                                 uint32_t j;
 240
 241                                 for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++) {
 242                                         dev_id = cfg.ports[i].dmadev_ids[j];
 243                                         rte_dma_stats_get(dev_id, 0, &stats);
 244                                         print_dmadev_stats(dev_id, stats);
 245
 246                                         delta_ts.total_submitted += stats.submitted;
 247                                         delta_ts.total_completed += stats.completed;
 248                                         delta_ts.total_failed += stats.errors;
 249                                 }
 250                         }
 251                 }
 252
 253                 delta_ts.total_packets_tx -= ts.total_packets_tx;
 254                 delta_ts.total_packets_rx -= ts.total_packets_rx;
 255                 delta_ts.total_packets_dropped -= ts.total_packets_dropped;
 256                 delta_ts.total_submitted -= ts.total_submitted;
 257                 delta_ts.total_completed -= ts.total_completed;
 258                 delta_ts.total_failed -= ts.total_failed;
 259
 260                 printf("\n");
 261                 print_total_stats(&delta_ts);
 262
 263                 fflush(stdout);
 264
 265                 ts.total_packets_tx += delta_ts.total_packets_tx;
 266                 ts.total_packets_rx += delta_ts.total_packets_rx;
 267                 ts.total_packets_dropped += delta_ts.total_packets_dropped;
 268                 ts.total_submitted += delta_ts.total_submitted;
 269                 ts.total_completed += delta_ts.total_completed;
 270                 ts.total_failed += delta_ts.total_failed;
 271         }
 272 }
 273
 274 static void
 275 update_mac_addrs(struct rte_mbuf *m, uint32_t dest_portid)
 276 {
 277         struct rte_ether_hdr *eth;
 278         void *tmp;
 279
 280         eth = rte_pktmbuf_mtod(m, struct rte_ether_hdr *);
 281
 282         /* 02:00:00:00:00:xx - overwriting 2 bytes of source address but
 283          * it's acceptable cause it gets overwritten by rte_ether_addr_copy
 284          */
 285         tmp = &eth->dst_addr.addr_bytes[0];
 286         *((uint64_t *)tmp) = 0x000000000002 + ((uint64_t)dest_portid << 40);
 287
 288         /* src addr */
 289         rte_ether_addr_copy(&ioat_ports_eth_addr[dest_portid], &eth->src_addr);
 290 }
 291
 292 /* Perform packet copy there is a user-defined function. 8< */
 293 static inline void
 294 pktmbuf_metadata_copy(const struct rte_mbuf *src, struct rte_mbuf *dst)
 295 {
 296         dst->data_off = src->data_off;
 297         memcpy(&dst->rx_descriptor_fields1, &src->rx_descriptor_fields1,
 298                 offsetof(struct rte_mbuf, buf_len) -
 299                 offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1));
 300 }
 301
 302 /* Copy packet data */
 303 static inline void
 304 pktmbuf_sw_copy(struct rte_mbuf *src, struct rte_mbuf *dst)
 305 {
 306         rte_memcpy(rte_pktmbuf_mtod(dst, char *),
 307                 rte_pktmbuf_mtod(src, char *), src->data_len);
 308 }
 309 /* >8 End of perform packet copy there is a user-defined function. */
 310
 311 static uint32_t
 312 ioat_enqueue_packets(struct rte_mbuf *pkts[], struct rte_mbuf *pkts_copy[],
 313         uint32_t nb_rx, uint16_t dev_id)
 314 {
 315         struct dma_bufs *dma = &dma_bufs[dev_id];
 316         int ret;
 317         uint32_t i;
 318
 319         for (i = 0; i < nb_rx; i++) {
 320                 /* Perform data copy */
 321                 ret = rte_dma_copy(dev_id, 0,
 322                         rte_pktmbuf_iova(pkts[i]),
 323                         rte_pktmbuf_iova(pkts_copy[i]),
 324                         rte_pktmbuf_data_len(pkts[i]), 0);
 325
 326                 if (ret < 0)
 327                         break;
 328
 329                 dma->bufs[ret & MBUF_RING_MASK] = pkts[i];
 330                 dma->copies[ret & MBUF_RING_MASK] = pkts_copy[i];
 331         }
 332
 333         ret = i;
 334         return ret;
 335 }
 336
 337 static inline uint32_t
 338 ioat_enqueue(struct rte_mbuf *pkts[], struct rte_mbuf *pkts_copy[],
 339                 uint32_t num, uint32_t step, uint16_t dev_id)
 340 {
 341         uint32_t i, k, m, n;
 342
 343         k = 0;
 344         for (i = 0; i < num; i += m) {
 345
 346                 m = RTE_MIN(step, num - i);
 347                 n = ioat_enqueue_packets(pkts + i, pkts_copy + i, m, dev_id);
 348                 k += n;
 349                 if (n > 0)
 350                         rte_dma_submit(dev_id, 0);
 351
 352                 /* don't try to enqueue more if HW queue is full */
 353                 if (n != m)
 354                         break;
 355         }
 356
 357         return k;
 358 }
 359
 360 static inline uint32_t
 361 ioat_dequeue(struct rte_mbuf *src[], struct rte_mbuf *dst[], uint32_t num,
 362         uint16_t dev_id)
 363 {
 364         struct dma_bufs *dma = &dma_bufs[dev_id];
 365         uint16_t nb_dq, filled;
 366         /* Dequeue the mbufs from IOAT device. Since all memory
 367          * is DPDK pinned memory and therefore all addresses should
 368          * be valid, we don't check for copy errors
 369          */
 370         nb_dq = rte_dma_completed(dev_id, 0, num, NULL, NULL);
 371
 372         /* Return early if no work to do */
 373         if (unlikely(nb_dq == 0))
 374                 return nb_dq;
 375
 376         /* Populate pkts_copy with the copies bufs from dma->copies */
 377         for (filled = 0; filled < nb_dq; filled++) {
 378                 src[filled] = dma->bufs[(dma->sent + filled) & MBUF_RING_MASK];
 379                 dst[filled] = dma->copies[(dma->sent + filled) & MBUF_RING_MASK];
 380         }
 381         dma->sent += nb_dq;
 382
 383         return filled;
 384
 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         int32_t ret;
 392         uint32_t nb_rx, nb_enq, i, j;
 393         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 394         struct rte_mbuf *pkts_burst_copy[MAX_PKT_BURST];
 395
 396         for (i = 0; i < rx_config->nb_queues; i++) {
 397
 398                 nb_rx = rte_eth_rx_burst(rx_config->rxtx_port, i,
 399                         pkts_burst, MAX_PKT_BURST);
 400
 401                 if (nb_rx == 0)
 402                         continue;
 403
 404                 port_statistics.rx[rx_config->rxtx_port] += nb_rx;
 405
 406                 ret = rte_mempool_get_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 407                         (void *)pkts_burst_copy, nb_rx);
 408
 409                 if (unlikely(ret < 0))
 410                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 411                                 "Unable to allocate memory.\n");
 412
 413                 for (j = 0; j < nb_rx; j++)
 414                         pktmbuf_metadata_copy(pkts_burst[j],
 415                                 pkts_burst_copy[j]);
 416
 417                 if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM) {
 418
 419                         /* enqueue packets for  hardware copy */
 420                         nb_enq = ioat_enqueue(pkts_burst, pkts_burst_copy,
 421                                 nb_rx, ioat_batch_sz, rx_config->dmadev_ids[i]);
 422
 423                         /* free any not enqueued packets. */
 424                         rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 425                                 (void *)&pkts_burst[nb_enq],
 426                                 nb_rx - nb_enq);
 427                         rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 428                                 (void *)&pkts_burst_copy[nb_enq],
 429                                 nb_rx - nb_enq);
 430
 431                         port_statistics.copy_dropped[rx_config->rxtx_port] +=
 432                                 (nb_rx - nb_enq);
 433
 434                         /* get completed copies */
 435                         nb_rx = ioat_dequeue(pkts_burst, pkts_burst_copy,
 436                                 MAX_PKT_BURST, rx_config->dmadev_ids[i]);
 437                 } else {
 438                         /* Perform packet software copy, free source packets */
 439                         for (j = 0; j < nb_rx; j++)
 440                                 pktmbuf_sw_copy(pkts_burst[j],
 441                                         pkts_burst_copy[j]);
 442                 }
 443
 444                 rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 445                         (void *)pkts_burst, nb_rx);
 446
 447                 nb_enq = rte_ring_enqueue_burst(rx_config->rx_to_tx_ring,
 448                         (void *)pkts_burst_copy, nb_rx, NULL);
 449
 450                 /* Free any not enqueued packets. */
 451                 rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 452                         (void *)&pkts_burst_copy[nb_enq],
 453                         nb_rx - nb_enq);
 454
 455                 port_statistics.copy_dropped[rx_config->rxtx_port] +=
 456                         (nb_rx - nb_enq);
 457         }
 458 }
 459 /* >8 End of receive packets on one port and enqueue to IOAT rawdev or rte_ring. */
 460
 461 /* Transmit packets from IOAT rawdev/rte_ring for one port. 8< */
 462 static void
 463 ioat_tx_port(struct rxtx_port_config *tx_config)
 464 {
 465         uint32_t i, j, nb_dq, nb_tx;
 466         struct rte_mbuf *mbufs[MAX_PKT_BURST];
 467
 468         for (i = 0; i < tx_config->nb_queues; i++) {
 469
 470                 /* Dequeue the mbufs from rx_to_tx_ring. */
 471                 nb_dq = rte_ring_dequeue_burst(tx_config->rx_to_tx_ring,
 472                                 (void *)mbufs, MAX_PKT_BURST, NULL);
 473                 if (nb_dq == 0)
 474                         continue;
 475
 476                 /* Update macs if enabled */
 477                 if (mac_updating) {
 478                         for (j = 0; j < nb_dq; j++)
 479                                 update_mac_addrs(mbufs[j],
 480                                         tx_config->rxtx_port);
 481                 }
 482
 483                 nb_tx = rte_eth_tx_burst(tx_config->rxtx_port, 0,
 484                                 (void *)mbufs, nb_dq);
 485
 486                 port_statistics.tx[tx_config->rxtx_port] += nb_tx;
 487
 488                 /* Free any unsent packets. */
 489                 if (unlikely(nb_tx < nb_dq))
 490                         rte_mempool_put_bulk(ioat_pktmbuf_pool,
 491                         (void *)&mbufs[nb_tx], nb_dq - nb_tx);
 492         }
 493 }
 494 /* >8 End of transmitting packets from IOAT. */
 495
 496 /* Main rx processing loop for IOAT rawdev. */
 497 static void
 498 rx_main_loop(void)
 499 {
 500         uint16_t i;
 501         uint16_t nb_ports = cfg.nb_ports;
 502
 503         RTE_LOG(INFO, DMA, "Entering main rx loop for copy on lcore %u\n",
 504                 rte_lcore_id());
 505
 506         while (!force_quit)
 507                 for (i = 0; i < nb_ports; i++)
 508                         ioat_rx_port(&cfg.ports[i]);
 509 }
 510
 511 /* Main tx processing loop for hardware copy. */
 512 static void
 513 tx_main_loop(void)
 514 {
 515         uint16_t i;
 516         uint16_t nb_ports = cfg.nb_ports;
 517
 518         RTE_LOG(INFO, DMA, "Entering main tx loop for copy on lcore %u\n",
 519                 rte_lcore_id());
 520
 521         while (!force_quit)
 522                 for (i = 0; i < nb_ports; i++)
 523                         ioat_tx_port(&cfg.ports[i]);
 524 }
 525
 526 /* Main rx and tx loop if only one worker lcore available */
 527 static void
 528 rxtx_main_loop(void)
 529 {
 530         uint16_t i;
 531         uint16_t nb_ports = cfg.nb_ports;
 532
 533         RTE_LOG(INFO, DMA, "Entering main rx and tx loop for copy on"
 534                 " lcore %u\n", rte_lcore_id());
 535
 536         while (!force_quit)
 537                 for (i = 0; i < nb_ports; i++) {
 538                         ioat_rx_port(&cfg.ports[i]);
 539                         ioat_tx_port(&cfg.ports[i]);
 540                 }
 541 }
 542
 543 /* Start processing for each lcore. 8< */
 544 static void start_forwarding_cores(void)
 545 {
 546         uint32_t lcore_id = rte_lcore_id();
 547
 548         RTE_LOG(INFO, DMA, "Entering %s on lcore %u\n",
 549                 __func__, rte_lcore_id());
 550
 551         if (cfg.nb_lcores == 1) {
 552                 lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, true, true);
 553                 rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)rxtx_main_loop,
 554                         NULL, lcore_id);
 555         } else if (cfg.nb_lcores > 1) {
 556                 lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, true, true);
 557                 rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)rx_main_loop,
 558                         NULL, lcore_id);
 559
 560                 lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, true, true);
 561                 rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)tx_main_loop, NULL,
 562                         lcore_id);
 563         }
 564 }
 565 /* >8 End of starting to processfor each lcore. */
 566
 567 /* Display usage */
 568 static void
 569 ioat_usage(const char *prgname)
 570 {
 571         printf("%s [EAL options] -- -p PORTMASK [-q NQ]\n"
 572                 "  -b --dma-batch-size: number of requests per DMA batch\n"
 573                 "  -f --max-frame-size: max frame size\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                 "  -i --stats-interval SI: interval, in seconds, between stats prints (default is 1)\n",
 583                         prgname);
 584 }
 585
 586 static int
 587 ioat_parse_portmask(const char *portmask)
 588 {
 589         char *end = NULL;
 590         unsigned long pm;
 591
 592         /* Parse hexadecimal string */
 593         pm = strtoul(portmask, &end, 16);
 594         if ((portmask[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
 595                 return 0;
 596
 597         return pm;
 598 }
 599
 600 static copy_mode_t
 601 ioat_parse_copy_mode(const char *copy_mode)
 602 {
 603         if (strcmp(copy_mode, COPY_MODE_SW) == 0)
 604                 return COPY_MODE_SW_NUM;
 605         else if (strcmp(copy_mode, COPY_MODE_IOAT) == 0)
 606                 return COPY_MODE_IOAT_NUM;
 607
 608         return COPY_MODE_INVALID_NUM;
 609 }
 610
 611 /* Parse the argument given in the command line of the application */
 612 static int
 613 ioat_parse_args(int argc, char **argv, unsigned int nb_ports)
 614 {
 615         static const char short_options[] =
 616                 "b:"  /* dma batch size */
 617                 "c:"  /* copy type (sw|hw) */
 618                 "f:"  /* max frame size */
 619                 "p:"  /* portmask */
 620                 "q:"  /* number of RX queues per port */
 621                 "s:"  /* ring size */
 622                 "i:"  /* interval, in seconds, between stats prints */
 623                 ;
 624
 625         static const struct option lgopts[] = {
 626                 {CMD_LINE_OPT_MAC_UPDATING, no_argument, &mac_updating, 1},
 627                 {CMD_LINE_OPT_NO_MAC_UPDATING, no_argument, &mac_updating, 0},
 628                 {CMD_LINE_OPT_PORTMASK, required_argument, NULL, 'p'},
 629                 {CMD_LINE_OPT_NB_QUEUE, required_argument, NULL, 'q'},
 630                 {CMD_LINE_OPT_COPY_TYPE, required_argument, NULL, 'c'},
 631                 {CMD_LINE_OPT_RING_SIZE, required_argument, NULL, 's'},
 632                 {CMD_LINE_OPT_BATCH_SIZE, required_argument, NULL, 'b'},
 633                 {CMD_LINE_OPT_FRAME_SIZE, required_argument, NULL, 'f'},
 634                 {CMD_LINE_OPT_STATS_INTERVAL, required_argument, NULL, 'i'},
 635                 {NULL, 0, 0, 0}
 636         };
 637
 638         const unsigned int default_port_mask = (1 << nb_ports) - 1;
 639         int opt, ret;
 640         char **argvopt;
 641         int option_index;
 642         char *prgname = argv[0];
 643
 644         ioat_enabled_port_mask = default_port_mask;
 645         argvopt = argv;
 646
 647         while ((opt = getopt_long(argc, argvopt, short_options,
 648                         lgopts, &option_index)) != EOF) {
 649
 650                 switch (opt) {
 651                 case 'b':
 652                         ioat_batch_sz = atoi(optarg);
 653                         if (ioat_batch_sz > MAX_PKT_BURST) {
 654                                 printf("Invalid dma batch size, %s.\n", optarg);
 655                                 ioat_usage(prgname);
 656                                 return -1;
 657                         }
 658                         break;
 659                 case 'f':
 660                         max_frame_size = atoi(optarg);
 661                         if (max_frame_size > RTE_ETHER_MAX_JUMBO_FRAME_LEN) {
 662                                 printf("Invalid max frame size, %s.\n", optarg);
 663                                 ioat_usage(prgname);
 664                                 return -1;
 665                         }
 666                         break;
 667
 668                 /* portmask */
 669                 case 'p':
 670                         ioat_enabled_port_mask = ioat_parse_portmask(optarg);
 671                         if (ioat_enabled_port_mask & ~default_port_mask ||
 672                                         ioat_enabled_port_mask <= 0) {
 673                                 printf("Invalid portmask, %s, suggest 0x%x\n",
 674                                                 optarg, default_port_mask);
 675                                 ioat_usage(prgname);
 676                                 return -1;
 677                         }
 678                         break;
 679
 680                 case 'q':
 681                         nb_queues = atoi(optarg);
 682                         if (nb_queues == 0 || nb_queues > MAX_RX_QUEUES_COUNT) {
 683                                 printf("Invalid RX queues number %s. Max %u\n",
 684                                         optarg, MAX_RX_QUEUES_COUNT);
 685                                 ioat_usage(prgname);
 686                                 return -1;
 687                         }
 688                         break;
 689
 690                 case 'c':
 691                         copy_mode = ioat_parse_copy_mode(optarg);
 692                         if (copy_mode == COPY_MODE_INVALID_NUM) {
 693                                 printf("Invalid copy type. Use: sw, hw\n");
 694                                 ioat_usage(prgname);
 695                                 return -1;
 696                         }
 697                         break;
 698
 699                 case 's':
 700                         ring_size = atoi(optarg);
 701                         if (ring_size == 0) {
 702                                 printf("Invalid ring size, %s.\n", optarg);
 703                                 ioat_usage(prgname);
 704                                 return -1;
 705                         }
 706                         /* ring_size must be less-than or equal to MBUF_RING_SIZE
 707                          * to avoid overwriting bufs
 708                          */
 709                         if (ring_size > MBUF_RING_SIZE) {
 710                                 printf("Max ring_size is %d, setting ring_size to max",
 711                                                 MBUF_RING_SIZE);
 712                                 ring_size = MBUF_RING_SIZE;
 713                         }
 714                         break;
 715
 716                 case 'i':
 717                         stats_interval = atoi(optarg);
 718                         if (stats_interval == 0) {
 719                                 printf("Invalid stats interval, setting to 1\n");
 720                                 stats_interval = 1;     /* set to default */
 721                         }
 722                         break;
 723
 724                 /* long options */
 725                 case 0:
 726                         break;
 727
 728                 default:
 729                         ioat_usage(prgname);
 730                         return -1;
 731                 }
 732         }
 733
 734         printf("MAC updating %s\n", mac_updating ? "enabled" : "disabled");
 735         if (optind >= 0)
 736                 argv[optind - 1] = prgname;
 737
 738         ret = optind - 1;
 739         optind = 1; /* reset getopt lib */
 740         return ret;
 741 }
 742
 743 /* check link status, return true if at least one port is up */
 744 static int
 745 check_link_status(uint32_t port_mask)
 746 {
 747         uint16_t portid;
 748         struct rte_eth_link link;
 749         int ret, link_status = 0;
 750         char link_status_text[RTE_ETH_LINK_MAX_STR_LEN];
 751
 752         printf("\nChecking link status\n");
 753         RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid) {
 754                 if ((port_mask & (1 << portid)) == 0)
 755                         continue;
 756
 757                 memset(&link, 0, sizeof(link));
 758                 ret = rte_eth_link_get(portid, &link);
 759                 if (ret < 0) {
 760                         printf("Port %u link get failed: err=%d\n",
 761                                         portid, ret);
 762                         continue;
 763                 }
 764
 765                 /* Print link status */
 766                 rte_eth_link_to_str(link_status_text,
 767                         sizeof(link_status_text), &link);
 768                 printf("Port %d %s\n", portid, link_status_text);
 769
 770                 if (link.link_status)
 771                         link_status = 1;
 772         }
 773         return link_status;
 774 }
 775
 776 /* Configuration of device. 8< */
 777 static void
 778 configure_rawdev_queue(uint32_t dev_id)
 779 {
 780         struct rte_dma_info info;
 781         struct rte_dma_conf dev_config = { .nb_vchans = 1 };
 782         struct rte_dma_vchan_conf qconf = {
 783                 .direction = RTE_DMA_DIR_MEM_TO_MEM,
 784                 .nb_desc = ring_size
 785         };
 786         uint16_t vchan = 0;
 787
 788         if (rte_dma_configure(dev_id, &dev_config) != 0)
 789                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Error with rte_dma_configure()\n");
 790
 791         if (rte_dma_vchan_setup(dev_id, vchan, &qconf) != 0) {
 792                 printf("Error with queue configuration\n");
 793                 rte_panic();
 794         }
 795         rte_dma_info_get(dev_id, &info);
 796         if (info.nb_vchans != 1) {
 797                 printf("Error, no configured queues reported on device id %u\n", dev_id);
 798                 rte_panic();
 799         }
 800         if (rte_dma_start(dev_id) != 0)
 801                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Error with rte_dma_start()\n");
 802 }
 803 /* >8 End of configuration of device. */
 804
 805 /* Using IOAT rawdev API functions. 8< */
 806 static void
 807 assign_rawdevs(void)
 808 {
 809         uint16_t nb_rawdev = 0;
 810         int16_t rdev_id = rte_dma_next_dev(0);
 811         uint32_t i, j;
 812
 813         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
 814                 for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++) {
 815                         if (rdev_id == -1)
 816                                 goto end;
 817
 818                         cfg.ports[i].dmadev_ids[j] = rdev_id;
 819                         configure_rawdev_queue(cfg.ports[i].dmadev_ids[j]);
 820                         rdev_id = rte_dma_next_dev(rdev_id + 1);
 821                         ++nb_rawdev;
 822                 }
 823         }
 824 end:
 825         if (nb_rawdev < cfg.nb_ports * cfg.ports[0].nb_queues)
 826                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 827                         "Not enough IOAT rawdevs (%u) for all queues (%u).\n",
 828                         nb_rawdev, cfg.nb_ports * cfg.ports[0].nb_queues);
 829         RTE_LOG(INFO, DMA, "Number of used rawdevs: %u.\n", nb_rawdev);
 830 }
 831 /* >8 End of using IOAT rawdev API functions. */
 832
 833 /* Assign ring structures for packet exchanging. 8< */
 834 static void
 835 assign_rings(void)
 836 {
 837         uint32_t i;
 838
 839         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
 840                 char ring_name[RTE_RING_NAMESIZE];
 841
 842                 snprintf(ring_name, sizeof(ring_name), "rx_to_tx_ring_%u", i);
 843                 /* Create ring for inter core communication */
 844                 cfg.ports[i].rx_to_tx_ring = rte_ring_create(
 845                         ring_name, ring_size,
 846                         rte_socket_id(), RING_F_SP_ENQ | RING_F_SC_DEQ);
 847
 848                 if (cfg.ports[i].rx_to_tx_ring == NULL)
 849                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Ring create failed: %s\n",
 850                                 rte_strerror(rte_errno));
 851         }
 852 }
 853 /* >8 End of assigning ring structures for packet exchanging. */
 854
 855 /*
 856  * Initializes a given port using global settings and with the RX buffers
 857  * coming from the mbuf_pool passed as a parameter.
 858  */
 859 static inline void
 860 port_init(uint16_t portid, struct rte_mempool *mbuf_pool, uint16_t nb_queues)
 861 {
 862         /* Configuring port to use RSS for multiple RX queues. 8< */
 863         static const struct rte_eth_conf port_conf = {
 864                 .rxmode = {
 865                         .mq_mode = RTE_ETH_MQ_RX_RSS,
 866                 },
 867                 .rx_adv_conf = {
 868                         .rss_conf = {
 869                                 .rss_key = NULL,
 870                                 .rss_hf = RTE_ETH_RSS_PROTO_MASK,
 871                         }
 872                 }
 873         };
 874         /* >8 End of configuring port to use RSS for multiple RX queues. */
 875
 876         struct rte_eth_rxconf rxq_conf;
 877         struct rte_eth_txconf txq_conf;
 878         struct rte_eth_conf local_port_conf = port_conf;
 879         struct rte_eth_dev_info dev_info;
 880         int ret, i;
 881
 882         if (max_frame_size > local_port_conf.rxmode.mtu)
 883                 local_port_conf.rxmode.mtu = max_frame_size;
 884
 885         /* Skip ports that are not enabled */
 886         if ((ioat_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0) {
 887                 printf("Skipping disabled port %u\n", portid);
 888                 return;
 889         }
 890
 891         /* Init port */
 892         printf("Initializing port %u... ", portid);
 893         fflush(stdout);
 894         ret = rte_eth_dev_info_get(portid, &dev_info);
 895         if (ret < 0)
 896                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot get device info: %s, port=%u\n",
 897                         rte_strerror(-ret), portid);
 898
 899         local_port_conf.rx_adv_conf.rss_conf.rss_hf &=
 900                 dev_info.flow_type_rss_offloads;
 901         ret = rte_eth_dev_configure(portid, nb_queues, 1, &local_port_conf);
 902         if (ret < 0)
 903                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot configure device:"
 904                         " err=%d, port=%u\n", ret, portid);
 905
 906         ret = rte_eth_dev_adjust_nb_rx_tx_desc(portid, &nb_rxd,
 907                         &nb_txd);
 908         if (ret < 0)
 909                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 910                         "Cannot adjust number of descriptors: err=%d, port=%u\n",
 911                         ret, portid);
 912
 913         rte_eth_macaddr_get(portid, &ioat_ports_eth_addr[portid]);
 914
 915         /* Init RX queues */
 916         rxq_conf = dev_info.default_rxconf;
 917         rxq_conf.offloads = local_port_conf.rxmode.offloads;
 918         for (i = 0; i < nb_queues; i++) {
 919                 ret = rte_eth_rx_queue_setup(portid, i, nb_rxd,
 920                         rte_eth_dev_socket_id(portid), &rxq_conf,
 921                         mbuf_pool);
 922                 if (ret < 0)
 923                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 924                                 "rte_eth_rx_queue_setup:err=%d,port=%u, queue_id=%u\n",
 925                                 ret, portid, i);
 926         }
 927
 928         /* Init one TX queue on each port */
 929         txq_conf = dev_info.default_txconf;
 930         txq_conf.offloads = local_port_conf.txmode.offloads;
 931         ret = rte_eth_tx_queue_setup(portid, 0, nb_txd,
 932                         rte_eth_dev_socket_id(portid),
 933                         &txq_conf);
 934         if (ret < 0)
 935                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 936                         "rte_eth_tx_queue_setup:err=%d,port=%u\n",
 937                         ret, portid);
 938
 939         /* Initialize TX buffers */
 940         tx_buffer[portid] = rte_zmalloc_socket("tx_buffer",
 941                         RTE_ETH_TX_BUFFER_SIZE(MAX_PKT_BURST), 0,
 942                         rte_eth_dev_socket_id(portid));
 943         if (tx_buffer[portid] == NULL)
 944                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 945                         "Cannot allocate buffer for tx on port %u\n",
 946                         portid);
 947
 948         rte_eth_tx_buffer_init(tx_buffer[portid], MAX_PKT_BURST);
 949
 950         ret = rte_eth_tx_buffer_set_err_callback(tx_buffer[portid],
 951                 rte_eth_tx_buffer_count_callback,
 952                 &port_statistics.tx_dropped[portid]);
 953         if (ret < 0)
 954                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 955                         "Cannot set error callback for tx buffer on port %u\n",
 956                         portid);
 957
 958         /* Start device. 8< */
 959         ret = rte_eth_dev_start(portid);
 960         if (ret < 0)
 961                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 962                         "rte_eth_dev_start:err=%d, port=%u\n",
 963                         ret, portid);
 964         /* >8 End of starting device. */
 965
 966         /* RX port is set in promiscuous mode. 8< */
 967         rte_eth_promiscuous_enable(portid);
 968         /* >8 End of RX port is set in promiscuous mode. */
 969
 970         printf("Port %u, MAC address: " RTE_ETHER_ADDR_PRT_FMT "\n\n",
 971                         portid,
 972                         RTE_ETHER_ADDR_BYTES(&ioat_ports_eth_addr[portid]));
 973
 974         cfg.ports[cfg.nb_ports].rxtx_port = portid;
 975         cfg.ports[cfg.nb_ports++].nb_queues = nb_queues;
 976 }
 977
 978 /* Get a device dump for each device being used by the application */
 979 static void
 980 rawdev_dump(void)
 981 {
 982         uint32_t i, j;
 983
 984         if (copy_mode != COPY_MODE_IOAT_NUM)
 985                 return;
 986
 987         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++)
 988                 for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++)
 989                         rte_dma_dump(cfg.ports[i].dmadev_ids[j], stdout);
 990 }
 991
 992 static void
 993 signal_handler(int signum)
 994 {
 995         if (signum == SIGINT || signum == SIGTERM) {
 996                 printf("\n\nSignal %d received, preparing to exit...\n",
 997                         signum);
 998                 force_quit = true;
 999         } else if (signum == SIGUSR1) {
1000                 rawdev_dump();
1001         }
1002 }
1003
1004 int
1005 main(int argc, char **argv)
1006 {
1007         int ret;
1008         uint16_t nb_ports, portid;
1009         uint32_t i;
1010         unsigned int nb_mbufs;
1011         size_t sz;
1012
1013         /* Init EAL. 8< */
1014         ret = rte_eal_init(argc, argv);
1015         if (ret < 0)
1016                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid EAL arguments\n");
1017         /* >8 End of init EAL. */
1018         argc -= ret;
1019         argv += ret;
1020
1021         force_quit = false;
1022         signal(SIGINT, signal_handler);
1023         signal(SIGTERM, signal_handler);
1024         signal(SIGUSR1, signal_handler);
1025
1026         nb_ports = rte_eth_dev_count_avail();
1027         if (nb_ports == 0)
1028                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "No Ethernet ports - bye\n");
1029
1030         /* Parse application arguments (after the EAL ones) */
1031         ret = ioat_parse_args(argc, argv, nb_ports);
1032         if (ret < 0)
1033                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid IOAT arguments\n");
1034
1035         /* Allocates mempool to hold the mbufs. 8< */
1036         nb_mbufs = RTE_MAX(nb_ports * (nb_queues * (nb_rxd + nb_txd +
1037                 4 * MAX_PKT_BURST + ring_size) + ring_size +
1038                 rte_lcore_count() * MEMPOOL_CACHE_SIZE),
1039                 MIN_POOL_SIZE);
1040
1041         /* Create the mbuf pool */
1042         sz = max_frame_size + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
1043         sz = RTE_MAX(sz, (size_t)RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE);
1044         ioat_pktmbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create("mbuf_pool", nb_mbufs,
1045                 MEMPOOL_CACHE_SIZE, 0, sz, rte_socket_id());
1046         if (ioat_pktmbuf_pool == NULL)
1047                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot init mbuf pool\n");
1048         /* >8 End of allocates mempool to hold the mbufs. */
1049
1050         /* Initialize each port. 8< */
1051         cfg.nb_ports = 0;
1052         RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid)
1053                 port_init(portid, ioat_pktmbuf_pool, nb_queues);
1054         /* >8 End of initializing each port. */
1055
1056         /* Initialize port xstats */
1057         memset(&port_statistics, 0, sizeof(port_statistics));
1058
1059         /* Assigning each port resources. 8< */
1060         while (!check_link_status(ioat_enabled_port_mask) && !force_quit)
1061                 sleep(1);
1062
1063         /* Check if there is enough lcores for all ports. */
1064         cfg.nb_lcores = rte_lcore_count() - 1;
1065         if (cfg.nb_lcores < 1)
1066                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
1067                         "There should be at least one worker lcore.\n");
1068
1069         if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM)
1070                 assign_rawdevs();
1071
1072         assign_rings();
1073         /* >8 End of assigning each port resources. */
1074
1075         start_forwarding_cores();
1076         /* main core prints stats while other cores forward */
1077         print_stats(argv[0]);
1078
1079         /* force_quit is true when we get here */
1080         rte_eal_mp_wait_lcore();
1081
1082         uint32_t j;
1083         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
1084                 printf("Closing port %d\n", cfg.ports[i].rxtx_port);
1085                 ret = rte_eth_dev_stop(cfg.ports[i].rxtx_port);
1086                 if (ret != 0)
1087                         RTE_LOG(ERR, DMA, "rte_eth_dev_stop: err=%s, port=%u\n",
1088                                 rte_strerror(-ret), cfg.ports[i].rxtx_port);
1089
1090                 rte_eth_dev_close(cfg.ports[i].rxtx_port);
1091                 if (copy_mode == COPY_MODE_IOAT_NUM) {
1092                         for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++) {
1093                                 printf("Stopping rawdev %d\n",
1094                                         cfg.ports[i].dmadev_ids[j]);
1095                                 rte_dma_stop(cfg.ports[i].dmadev_ids[j]);
1096                         }
1097                 } else /* copy_mode == COPY_MODE_SW_NUM */
1098                         rte_ring_free(cfg.ports[i].rx_to_tx_ring);
1099         }
1100
1101         /* clean up the EAL */
1102         rte_eal_cleanup();
1103
1104         printf("Bye...\n");
1105         return 0;
1106 }