examples/ip_pipeline/init.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <stdio.h>
  35 #include <stdlib.h>
  36 #include <stdint.h>
  37 #include <inttypes.h>
  38 #include <sys/types.h>
  39 #include <string.h>
  40 #include <sys/queue.h>
  41 #include <stdarg.h>
  42 #include <errno.h>
  43 #include <getopt.h>
  44
  45 #include <rte_common.h>
  46 #include <rte_byteorder.h>
  47 #include <rte_log.h>
  48 #include <rte_memory.h>
  49 #include <rte_memcpy.h>
  50 #include <rte_memzone.h>
  51 #include <rte_eal.h>
  52 #include <rte_per_lcore.h>
  53 #include <rte_launch.h>
  54 #include <rte_atomic.h>
  55 #include <rte_cycles.h>
  56 #include <rte_prefetch.h>
  57 #include <rte_lcore.h>
  58 #include <rte_per_lcore.h>
  59 #include <rte_branch_prediction.h>
  60 #include <rte_interrupts.h>
  61 #include <rte_pci.h>
  62 #include <rte_random.h>
  63 #include <rte_debug.h>
  64 #include <rte_ether.h>
  65 #include <rte_ethdev.h>
  66 #include <rte_ring.h>
  67 #include <rte_mempool.h>
  68 #include <rte_malloc.h>
  69 #include <rte_mbuf.h>
  70 #include <rte_string_fns.h>
  71 #include <rte_ip.h>
  72 #include <rte_tcp.h>
  73 #include <rte_lpm.h>
  74 #include <rte_lpm6.h>
  75
  76 #include "main.h"
  77
  78 #define NA                             APP_SWQ_INVALID
  79
  80 struct app_params app = {
  81         /* CPU cores */
  82         .cores = {
  83         {0, APP_CORE_MASTER, {15, 16, 17, NA, NA, NA, NA, NA},
  84                 {12, 13, 14, NA, NA, NA, NA, NA} },
  85         {0, APP_CORE_RX,     {NA, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 12},
  86                 { 0,  1,  2,  3, NA, NA, NA, 15} },
  87         {0, APP_CORE_FC,     { 0,  1,  2,  3, NA, NA, NA, 13},
  88                 { 4,  5,  6,  7, NA, NA, NA, 16} },
  89         {0, APP_CORE_RT,     { 4,  5,  6,  7, NA, NA, NA, 14},
  90                 { 8,  9, 10, 11, NA, NA, NA, 17} },
  91         {0, APP_CORE_TX,     { 8,  9, 10, 11, NA, NA, NA, NA},
  92                 {NA, NA, NA, NA, NA, NA, NA, NA} },
  93         },
  94
  95         /* Ports*/
  96         .n_ports = APP_MAX_PORTS,
  97         .rsz_hwq_rx = 128,
  98         .rsz_hwq_tx = 512,
  99         .bsz_hwq_rd = 64,
 100         .bsz_hwq_wr = 64,
 101
 102         .port_conf = {
 103                 .rxmode = {
 104                         .split_hdr_size = 0,
 105                         .header_split   = 0, /* Header Split disabled */
 106                         .hw_ip_checksum = 1, /* IP checksum offload enabled */
 107                         .hw_vlan_filter = 0, /* VLAN filtering disabled */
 108                         .jumbo_frame    = 1, /* Jumbo Frame Support enabled */
 109                         .max_rx_pkt_len = 9000, /* Jumbo Frame MAC pkt length */
 110                         .hw_strip_crc   = 0, /* CRC stripped by hardware */
 111                 },
 112                 .rx_adv_conf = {
 113                         .rss_conf = {
 114                                 .rss_key = NULL,
 115                                 .rss_hf = ETH_RSS_IP,
 116                         },
 117                 },
 118                 .txmode = {
 119                         .mq_mode = ETH_MQ_TX_NONE,
 120                 },
 121         },
 122
 123         .rx_conf = {
 124                 .rx_thresh = {
 125                         .pthresh = 8,
 126                         .hthresh = 8,
 127                         .wthresh = 4,
 128                 },
 129                 .rx_free_thresh = 64,
 130                 .rx_drop_en = 0,
 131         },
 132
 133         .tx_conf = {
 134                 .tx_thresh = {
 135                         .pthresh = 36,
 136                         .hthresh = 0,
 137                         .wthresh = 0,
 138                 },
 139                 .tx_free_thresh = 0,
 140                 .tx_rs_thresh = 0,
 141         },
 142
 143         /* SWQs */
 144         .rsz_swq = 128,
 145         .bsz_swq_rd = 64,
 146         .bsz_swq_wr = 64,
 147
 148         /* Buffer pool */
 149         .pool_buffer_size = 2048 + RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
 150         .pool_size = 32 * 1024,
 151         .pool_cache_size = 256,
 152
 153         /* Message buffer pool */
 154         .msg_pool_buffer_size = 256,
 155         .msg_pool_size = 1024,
 156         .msg_pool_cache_size = 64,
 157
 158         /* Rule tables */
 159         .max_arp_rules = 1 << 10,
 160         .max_firewall_rules = 1 << 5,
 161         .max_routing_rules = 1 << 24,
 162         .max_flow_rules = 1 << 24,
 163
 164         /* Application processing */
 165         .ether_hdr_pop_push = 0,
 166 };
 167
 168 struct app_core_params *
 169 app_get_core_params(uint32_t core_id)
 170 {
 171         uint32_t i;
 172
 173         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 174                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 175
 176                 if (p->core_id != core_id)
 177                         continue;
 178
 179                 return p;
 180         }
 181
 182         return NULL;
 183 }
 184
 185 static uint32_t
 186 app_get_n_swq_in(void)
 187 {
 188         uint32_t max_swq_id = 0, i, j;
 189
 190         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 191                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 192
 193                 if (p->core_type == APP_CORE_NONE)
 194                         continue;
 195
 196                 for (j = 0; j < APP_MAX_SWQ_PER_CORE; j++) {
 197                         uint32_t swq_id = p->swq_in[j];
 198
 199                         if ((swq_id != APP_SWQ_INVALID) &&
 200                                 (swq_id > max_swq_id))
 201                                 max_swq_id = swq_id;
 202                 }
 203         }
 204
 205         return (1 + max_swq_id);
 206 }
 207
 208 static uint32_t
 209 app_get_n_swq_out(void)
 210 {
 211         uint32_t max_swq_id = 0, i, j;
 212
 213         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 214                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 215
 216                 if (p->core_type == APP_CORE_NONE)
 217                         continue;
 218
 219                 for (j = 0; j < APP_MAX_SWQ_PER_CORE; j++) {
 220                         uint32_t swq_id = p->swq_out[j];
 221
 222                         if ((swq_id != APP_SWQ_INVALID) &&
 223                                 (swq_id > max_swq_id))
 224                                 max_swq_id = swq_id;
 225                 }
 226         }
 227
 228         return (1 + max_swq_id);
 229 }
 230
 231 static uint32_t
 232 app_get_swq_in_count(uint32_t swq_id)
 233 {
 234         uint32_t n, i;
 235
 236         for (n = 0, i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 237                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 238                 uint32_t j;
 239
 240                 if (p->core_type == APP_CORE_NONE)
 241                         continue;
 242
 243                 for (j = 0; j < APP_MAX_SWQ_PER_CORE; j++)
 244                         if (p->swq_in[j] == swq_id)
 245                                 n++;
 246         }
 247
 248         return n;
 249 }
 250
 251 static uint32_t
 252 app_get_swq_out_count(uint32_t swq_id)
 253 {
 254         uint32_t n, i;
 255
 256         for (n = 0, i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 257                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 258                 uint32_t j;
 259
 260                 if (p->core_type == APP_CORE_NONE)
 261                         continue;
 262
 263                 for (j = 0; j < APP_MAX_SWQ_PER_CORE; j++)
 264                         if (p->swq_out[j] == swq_id)
 265                                 n++;
 266         }
 267
 268         return n;
 269 }
 270
 271 void
 272 app_check_core_params(void)
 273 {
 274         uint32_t n_swq_in = app_get_n_swq_in();
 275         uint32_t n_swq_out = app_get_n_swq_out();
 276         uint32_t i;
 277
 278         /* Check that range of SW queues is contiguous and each SW queue has
 279            exactly one reader and one writer */
 280         if (n_swq_in != n_swq_out)
 281                 rte_panic("Number of input SW queues is not equal to the "
 282                         "number of output SW queues\n");
 283
 284         for (i = 0; i < n_swq_in; i++) {
 285                 uint32_t n = app_get_swq_in_count(i);
 286
 287                 if (n == 0)
 288                         rte_panic("SW queue %u has no reader\n", i);
 289
 290                 if (n > 1)
 291                         rte_panic("SW queue %u has more than one reader\n", i);
 292         }
 293
 294         for (i = 0; i < n_swq_out; i++) {
 295                 uint32_t n = app_get_swq_out_count(i);
 296
 297                 if (n == 0)
 298                         rte_panic("SW queue %u has no writer\n", i);
 299
 300                 if (n > 1)
 301                         rte_panic("SW queue %u has more than one writer\n", i);
 302         }
 303
 304         /* Check the request and response queues are valid */
 305         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 306                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 307                 uint32_t ring_id_req, ring_id_resp;
 308
 309                 if ((p->core_type != APP_CORE_FC) &&
 310                     (p->core_type != APP_CORE_FW) &&
 311                         (p->core_type != APP_CORE_RT)) {
 312                         continue;
 313                 }
 314
 315                 ring_id_req = p->swq_in[APP_SWQ_IN_REQ];
 316                 if (ring_id_req == APP_SWQ_INVALID)
 317                         rte_panic("Core %u of type %u has invalid request "
 318                                 "queue ID\n", p->core_id, p->core_type);
 319
 320                 ring_id_resp = p->swq_out[APP_SWQ_OUT_RESP];
 321                 if (ring_id_resp == APP_SWQ_INVALID)
 322                         rte_panic("Core %u of type %u has invalid response "
 323                                 "queue ID\n", p->core_id, p->core_type);
 324         }
 325
 326         return;
 327 }
 328
 329 uint32_t
 330 app_get_first_core_id(enum app_core_type core_type)
 331 {
 332         uint32_t i;
 333
 334         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 335                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 336
 337                 if (p->core_type == core_type)
 338                         return p->core_id;
 339         }
 340
 341         return RTE_MAX_LCORE;
 342 }
 343
 344 struct rte_ring *
 345 app_get_ring_req(uint32_t core_id)
 346 {
 347         struct app_core_params *p = app_get_core_params(core_id);
 348         uint32_t ring_req_id = p->swq_in[APP_SWQ_IN_REQ];
 349
 350         return app.rings[ring_req_id];
 351 }
 352
 353 struct rte_ring *
 354 app_get_ring_resp(uint32_t core_id)
 355 {
 356         struct app_core_params *p = app_get_core_params(core_id);
 357         uint32_t ring_resp_id = p->swq_out[APP_SWQ_OUT_RESP];
 358
 359         return app.rings[ring_resp_id];
 360 }
 361
 362 static void
 363 app_init_mbuf_pools(void)
 364 {
 365         /* Init the buffer pool */
 366         RTE_LOG(INFO, USER1, "Creating the mbuf pool ...\n");
 367         app.pool = rte_pktmbuf_pool_create("mempool", app.pool_size,
 368                 app.pool_cache_size, 0, app.pool_buffer_size, rte_socket_id());
 369         if (app.pool == NULL)
 370                 rte_panic("Cannot create mbuf pool\n");
 371
 372         /* Init the indirect buffer pool */
 373         RTE_LOG(INFO, USER1, "Creating the indirect mbuf pool ...\n");
 374         app.indirect_pool = rte_pktmbuf_pool_create("indirect mempool",
 375                 app.pool_size, app.pool_cache_size,
 376                 sizeof(struct app_pkt_metadata), 0, rte_socket_id());
 377         if (app.indirect_pool == NULL)
 378                 rte_panic("Cannot create mbuf pool\n");
 379
 380         /* Init the message buffer pool */
 381         RTE_LOG(INFO, USER1, "Creating the message pool ...\n");
 382         app.msg_pool = rte_mempool_create(
 383                 "mempool msg",
 384                 app.msg_pool_size,
 385                 app.msg_pool_buffer_size,
 386                 app.msg_pool_cache_size,
 387                 0,
 388                 NULL, NULL,
 389                 rte_ctrlmbuf_init, NULL,
 390                 rte_socket_id(),
 391                 0);
 392         if (app.msg_pool == NULL)
 393                 rte_panic("Cannot create message pool\n");
 394 }
 395
 396 static void
 397 app_init_rings(void)
 398 {
 399         uint32_t n_swq, i;
 400
 401         n_swq = app_get_n_swq_in();
 402         RTE_LOG(INFO, USER1, "Initializing %u SW rings ...\n", n_swq);
 403
 404         app.rings = rte_malloc_socket(NULL, n_swq * sizeof(struct rte_ring *),
 405                 RTE_CACHE_LINE_SIZE, rte_socket_id());
 406         if (app.rings == NULL)
 407                 rte_panic("Cannot allocate memory to store ring pointers\n");
 408
 409         for (i = 0; i < n_swq; i++) {
 410                 struct rte_ring *ring;
 411                 char name[32];
 412
 413                 snprintf(name, sizeof(name), "app_ring_%u", i);
 414
 415                 ring = rte_ring_create(
 416                         name,
 417                         app.rsz_swq,
 418                         rte_socket_id(),
 419                         RING_F_SP_ENQ | RING_F_SC_DEQ);
 420
 421                 if (ring == NULL)
 422                         rte_panic("Cannot create ring %u\n", i);
 423
 424                 app.rings[i] = ring;
 425         }
 426 }
 427
 428 static void
 429 app_ports_check_link(void)
 430 {
 431         uint32_t all_ports_up, i;
 432
 433         all_ports_up = 1;
 434
 435         for (i = 0; i < app.n_ports; i++) {
 436                 struct rte_eth_link link;
 437                 uint32_t port;
 438
 439                 port = app.ports[i];
 440                 memset(&link, 0, sizeof(link));
 441                 rte_eth_link_get_nowait(port, &link);
 442                 RTE_LOG(INFO, USER1, "Port %u (%u Gbps) %s\n",
 443                         port,
 444                         link.link_speed / 1000,
 445                         link.link_status ? "UP" : "DOWN");
 446
 447                 if (link.link_status == 0)
 448                         all_ports_up = 0;
 449         }
 450
 451         if (all_ports_up == 0)
 452                 rte_panic("Some NIC ports are DOWN\n");
 453 }
 454
 455 static void
 456 app_init_ports(void)
 457 {
 458         uint32_t i;
 459
 460         /* Init NIC ports, then start the ports */
 461         for (i = 0; i < app.n_ports; i++) {
 462                 uint32_t port;
 463                 int ret;
 464
 465                 port = app.ports[i];
 466                 RTE_LOG(INFO, USER1, "Initializing NIC port %u ...\n", port);
 467
 468                 /* Init port */
 469                 ret = rte_eth_dev_configure(
 470                         port,
 471                         1,
 472                         1,
 473                         &app.port_conf);
 474                 if (ret < 0)
 475                         rte_panic("Cannot init NIC port %u (%d)\n", port, ret);
 476                 rte_eth_promiscuous_enable(port);
 477
 478                 /* Init RX queues */
 479                 ret = rte_eth_rx_queue_setup(
 480                         port,
 481                         0,
 482                         app.rsz_hwq_rx,
 483                         rte_eth_dev_socket_id(port),
 484                         &app.rx_conf,
 485                         app.pool);
 486                 if (ret < 0)
 487                         rte_panic("Cannot init RX for port %u (%d)\n",
 488                                 (uint32_t) port, ret);
 489
 490                 /* Init TX queues */
 491                 ret = rte_eth_tx_queue_setup(
 492                         port,
 493                         0,
 494                         app.rsz_hwq_tx,
 495                         rte_eth_dev_socket_id(port),
 496                         &app.tx_conf);
 497                 if (ret < 0)
 498                         rte_panic("Cannot init TX for port %u (%d)\n", port,
 499                                 ret);
 500
 501                 /* Start port */
 502                 ret = rte_eth_dev_start(port);
 503                 if (ret < 0)
 504                         rte_panic("Cannot start port %u (%d)\n", port, ret);
 505         }
 506
 507         app_ports_check_link();
 508 }
 509
 510 #define APP_PING_TIMEOUT_SEC                               5
 511
 512 void
 513 app_ping(void)
 514 {
 515         unsigned i;
 516         uint64_t timestamp, diff_tsc;
 517
 518         const uint64_t timeout = rte_get_tsc_hz() * APP_PING_TIMEOUT_SEC;
 519
 520         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 521                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 522                 struct rte_ring *ring_req, *ring_resp;
 523                 void *msg;
 524                 struct app_msg_req *req;
 525                 int status;
 526
 527                 if ((p->core_type != APP_CORE_FC) &&
 528                     (p->core_type != APP_CORE_FW) &&
 529                         (p->core_type != APP_CORE_RT) &&
 530                         (p->core_type != APP_CORE_RX))
 531                         continue;
 532
 533                 ring_req = app_get_ring_req(p->core_id);
 534                 ring_resp = app_get_ring_resp(p->core_id);
 535
 536                 /* Fill request message */
 537                 msg = (void *)rte_ctrlmbuf_alloc(app.msg_pool);
 538                 if (msg == NULL)
 539                         rte_panic("Unable to allocate new message\n");
 540
 541                 req = (struct app_msg_req *)
 542                                 rte_ctrlmbuf_data((struct rte_mbuf *)msg);
 543                 req->type = APP_MSG_REQ_PING;
 544
 545                 /* Send request */
 546                 do {
 547                         status = rte_ring_sp_enqueue(ring_req, msg);
 548                 } while (status == -ENOBUFS);
 549
 550                 /* Wait for response */
 551                 timestamp = rte_rdtsc();
 552                 do {
 553                         status = rte_ring_sc_dequeue(ring_resp, &msg);
 554                         diff_tsc = rte_rdtsc() - timestamp;
 555
 556                         if (unlikely(diff_tsc > timeout))
 557                                 rte_panic("Core %u of type %d does not respond "
 558                                         "to requests\n", p->core_id,
 559                                         p->core_type);
 560                 } while (status != 0);
 561
 562                 /* Free message buffer */
 563                 rte_ctrlmbuf_free(msg);
 564         }
 565 }
 566
 567 static void
 568 app_init_etc(void)
 569 {
 570         if ((app_get_first_core_id(APP_CORE_IPV4_FRAG) != RTE_MAX_LCORE) ||
 571                 (app_get_first_core_id(APP_CORE_IPV4_RAS) != RTE_MAX_LCORE)) {
 572                 RTE_LOG(INFO, USER1,
 573                         "Activating the Ethernet header pop/push ...\n");
 574                 app.ether_hdr_pop_push = 1;
 575         }
 576 }
 577
 578 void
 579 app_init(void)
 580 {
 581         if ((sizeof(struct app_pkt_metadata) % RTE_CACHE_LINE_SIZE) != 0)
 582                 rte_panic("Application pkt meta-data size mismatch\n");
 583
 584         app_check_core_params();
 585
 586         app_init_mbuf_pools();
 587         app_init_rings();
 588         app_init_ports();
 589         app_init_etc();
 590
 591         RTE_LOG(INFO, USER1, "Initialization completed\n");
 592 }