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_tailq.h>
  52 #include <rte_eal.h>
  53 #include <rte_per_lcore.h>
  54 #include <rte_launch.h>
  55 #include <rte_atomic.h>
  56 #include <rte_cycles.h>
  57 #include <rte_prefetch.h>
  58 #include <rte_lcore.h>
  59 #include <rte_per_lcore.h>
  60 #include <rte_branch_prediction.h>
  61 #include <rte_interrupts.h>
  62 #include <rte_pci.h>
  63 #include <rte_random.h>
  64 #include <rte_debug.h>
  65 #include <rte_ether.h>
  66 #include <rte_ethdev.h>
  67 #include <rte_ring.h>
  68 #include <rte_mempool.h>
  69 #include <rte_malloc.h>
  70 #include <rte_mbuf.h>
  71 #include <rte_string_fns.h>
  72 #include <rte_ip.h>
  73 #include <rte_tcp.h>
  74 #include <rte_lpm.h>
  75 #include <rte_lpm6.h>
  76
  77 #include "main.h"
  78
  79 #define NA                             APP_SWQ_INVALID
  80
  81 struct app_params app = {
  82         /* CPU cores */
  83         .cores = {
  84         {0, APP_CORE_MASTER, {15, 16, 17, NA, NA, NA, NA, NA},
  85                 {12, 13, 14, NA, NA, NA, NA, NA} },
  86         {0, APP_CORE_RX,     {NA, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 12},
  87                 { 0,  1,  2,  3, NA, NA, NA, 15} },
  88         {0, APP_CORE_FC,     { 0,  1,  2,  3, NA, NA, NA, 13},
  89                 { 4,  5,  6,  7, NA, NA, NA, 16} },
  90         {0, APP_CORE_RT,     { 4,  5,  6,  7, NA, NA, NA, 14},
  91                 { 8,  9, 10, 11, NA, NA, NA, 17} },
  92         {0, APP_CORE_TX,     { 8,  9, 10, 11, NA, NA, NA, NA},
  93                 {NA, NA, NA, NA, NA, NA, NA, NA} },
  94         },
  95
  96         /* Ports*/
  97         .n_ports = APP_MAX_PORTS,
  98         .rsz_hwq_rx = 128,
  99         .rsz_hwq_tx = 512,
 100         .bsz_hwq_rd = 64,
 101         .bsz_hwq_wr = 64,
 102
 103         .port_conf = {
 104                 .rxmode = {
 105                         .split_hdr_size = 0,
 106                         .header_split   = 0, /* Header Split disabled */
 107                         .hw_ip_checksum = 1, /* IP checksum offload enabled */
 108                         .hw_vlan_filter = 0, /* VLAN filtering disabled */
 109                         .jumbo_frame    = 1, /* Jumbo Frame Support enabled */
 110                         .max_rx_pkt_len = 9000, /* Jumbo Frame MAC pkt length */
 111                         .hw_strip_crc   = 0, /* CRC stripped by hardware */
 112                 },
 113                 .rx_adv_conf = {
 114                         .rss_conf = {
 115                                 .rss_key = NULL,
 116                                 .rss_hf = ETH_RSS_IPV4 | ETH_RSS_IPV6,
 117                         },
 118                 },
 119                 .txmode = {
 120                         .mq_mode = ETH_MQ_TX_NONE,
 121                 },
 122         },
 123
 124         .rx_conf = {
 125                 .rx_thresh = {
 126                         .pthresh = 8,
 127                         .hthresh = 8,
 128                         .wthresh = 4,
 129                 },
 130                 .rx_free_thresh = 64,
 131                 .rx_drop_en = 0,
 132         },
 133
 134         .tx_conf = {
 135                 .tx_thresh = {
 136                         .pthresh = 36,
 137                         .hthresh = 0,
 138                         .wthresh = 0,
 139                 },
 140                 .tx_free_thresh = 0,
 141                 .tx_rs_thresh = 0,
 142         },
 143
 144         /* SWQs */
 145         .rsz_swq = 128,
 146         .bsz_swq_rd = 64,
 147         .bsz_swq_wr = 64,
 148
 149         /* Buffer pool */
 150         .pool_buffer_size = 2048 + sizeof(struct rte_mbuf) +
 151                 RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
 152         .pool_size = 32 * 1024,
 153         .pool_cache_size = 256,
 154
 155         /* Message buffer pool */
 156         .msg_pool_buffer_size = 256,
 157         .msg_pool_size = 1024,
 158         .msg_pool_cache_size = 64,
 159
 160         /* Rule tables */
 161         .max_arp_rules = 1 << 10,
 162         .max_firewall_rules = 1 << 5,
 163         .max_routing_rules = 1 << 24,
 164         .max_flow_rules = 1 << 24,
 165
 166         /* Application processing */
 167         .ether_hdr_pop_push = 0,
 168 };
 169
 170 struct app_core_params *
 171 app_get_core_params(uint32_t core_id)
 172 {
 173         uint32_t i;
 174
 175         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 176                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 177
 178                 if (p->core_id != core_id)
 179                         continue;
 180
 181                 return p;
 182         }
 183
 184         return NULL;
 185 }
 186
 187 static uint32_t
 188 app_get_n_swq_in(void)
 189 {
 190         uint32_t max_swq_id = 0, i, j;
 191
 192         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 193                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 194
 195                 if (p->core_type == APP_CORE_NONE)
 196                         continue;
 197
 198                 for (j = 0; j < APP_MAX_SWQ_PER_CORE; j++) {
 199                         uint32_t swq_id = p->swq_in[j];
 200
 201                         if ((swq_id != APP_SWQ_INVALID) &&
 202                                 (swq_id > max_swq_id))
 203                                 max_swq_id = swq_id;
 204                 }
 205         }
 206
 207         return (1 + max_swq_id);
 208 }
 209
 210 static uint32_t
 211 app_get_n_swq_out(void)
 212 {
 213         uint32_t max_swq_id = 0, i, j;
 214
 215         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 216                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 217
 218                 if (p->core_type == APP_CORE_NONE)
 219                         continue;
 220
 221                 for (j = 0; j < APP_MAX_SWQ_PER_CORE; j++) {
 222                         uint32_t swq_id = p->swq_out[j];
 223
 224                         if ((swq_id != APP_SWQ_INVALID) &&
 225                                 (swq_id > max_swq_id))
 226                                 max_swq_id = swq_id;
 227                 }
 228         }
 229
 230         return (1 + max_swq_id);
 231 }
 232
 233 static uint32_t
 234 app_get_swq_in_count(uint32_t swq_id)
 235 {
 236         uint32_t n, i;
 237
 238         for (n = 0, i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 239                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 240                 uint32_t j;
 241
 242                 if (p->core_type == APP_CORE_NONE)
 243                         continue;
 244
 245                 for (j = 0; j < APP_MAX_SWQ_PER_CORE; j++)
 246                         if (p->swq_in[j] == swq_id)
 247                                 n++;
 248         }
 249
 250         return n;
 251 }
 252
 253 static uint32_t
 254 app_get_swq_out_count(uint32_t swq_id)
 255 {
 256         uint32_t n, i;
 257
 258         for (n = 0, i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 259                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 260                 uint32_t j;
 261
 262                 if (p->core_type == APP_CORE_NONE)
 263                         continue;
 264
 265                 for (j = 0; j < APP_MAX_SWQ_PER_CORE; j++)
 266                         if (p->swq_out[j] == swq_id)
 267                                 n++;
 268         }
 269
 270         return n;
 271 }
 272
 273 void
 274 app_check_core_params(void)
 275 {
 276         uint32_t n_swq_in = app_get_n_swq_in();
 277         uint32_t n_swq_out = app_get_n_swq_out();
 278         uint32_t i;
 279
 280         /* Check that range of SW queues is contiguous and each SW queue has
 281            exactly one reader and one writer */
 282         if (n_swq_in != n_swq_out)
 283                 rte_panic("Number of input SW queues is not equal to the "
 284                         "number of output SW queues\n");
 285
 286         for (i = 0; i < n_swq_in; i++) {
 287                 uint32_t n = app_get_swq_in_count(i);
 288
 289                 if (n == 0)
 290                         rte_panic("SW queue %u has no reader\n", i);
 291
 292                 if (n > 1)
 293                         rte_panic("SW queue %u has more than one reader\n", i);
 294         }
 295
 296         for (i = 0; i < n_swq_out; i++) {
 297                 uint32_t n = app_get_swq_out_count(i);
 298
 299                 if (n == 0)
 300                         rte_panic("SW queue %u has no writer\n", i);
 301
 302                 if (n > 1)
 303                         rte_panic("SW queue %u has more than one writer\n", i);
 304         }
 305
 306         /* Check the request and response queues are valid */
 307         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 308                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 309                 uint32_t ring_id_req, ring_id_resp;
 310
 311                 if ((p->core_type != APP_CORE_FC) &&
 312                     (p->core_type != APP_CORE_FW) &&
 313                         (p->core_type != APP_CORE_RT)) {
 314                         continue;
 315                 }
 316
 317                 ring_id_req = p->swq_in[APP_SWQ_IN_REQ];
 318                 if (ring_id_req == APP_SWQ_INVALID)
 319                         rte_panic("Core %u of type %u has invalid request "
 320                                 "queue ID\n", p->core_id, p->core_type);
 321
 322                 ring_id_resp = p->swq_out[APP_SWQ_OUT_RESP];
 323                 if (ring_id_resp == APP_SWQ_INVALID)
 324                         rte_panic("Core %u of type %u has invalid response "
 325                                 "queue ID\n", p->core_id, p->core_type);
 326         }
 327
 328         return;
 329 }
 330
 331 uint32_t
 332 app_get_first_core_id(enum app_core_type core_type)
 333 {
 334         uint32_t i;
 335
 336         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 337                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 338
 339                 if (p->core_type == core_type)
 340                         return p->core_id;
 341         }
 342
 343         return RTE_MAX_LCORE;
 344 }
 345
 346 struct rte_ring *
 347 app_get_ring_req(uint32_t core_id)
 348 {
 349         struct app_core_params *p = app_get_core_params(core_id);
 350         uint32_t ring_req_id = p->swq_in[APP_SWQ_IN_REQ];
 351
 352         return app.rings[ring_req_id];
 353 }
 354
 355 struct rte_ring *
 356 app_get_ring_resp(uint32_t core_id)
 357 {
 358         struct app_core_params *p = app_get_core_params(core_id);
 359         uint32_t ring_resp_id = p->swq_out[APP_SWQ_OUT_RESP];
 360
 361         return app.rings[ring_resp_id];
 362 }
 363
 364 static void
 365 app_init_mbuf_pools(void)
 366 {
 367         /* Init the buffer pool */
 368         RTE_LOG(INFO, USER1, "Creating the mbuf pool ...\n");
 369         app.pool = rte_mempool_create(
 370                 "mempool",
 371                 app.pool_size,
 372                 app.pool_buffer_size,
 373                 app.pool_cache_size,
 374                 sizeof(struct rte_pktmbuf_pool_private),
 375                 rte_pktmbuf_pool_init, NULL,
 376                 rte_pktmbuf_init, NULL,
 377                 rte_socket_id(),
 378                 0);
 379         if (app.pool == NULL)
 380                 rte_panic("Cannot create mbuf pool\n");
 381
 382         /* Init the indirect buffer pool */
 383         RTE_LOG(INFO, USER1, "Creating the indirect mbuf pool ...\n");
 384         app.indirect_pool = rte_mempool_create(
 385                 "indirect mempool",
 386                 app.pool_size,
 387                 sizeof(struct rte_mbuf) + sizeof(struct app_pkt_metadata),
 388                 app.pool_cache_size,
 389                 0,
 390                 NULL, NULL,
 391                 rte_pktmbuf_init, NULL,
 392                 rte_socket_id(),
 393                 0);
 394         if (app.indirect_pool == NULL)
 395                 rte_panic("Cannot create mbuf pool\n");
 396
 397         /* Init the message buffer pool */
 398         RTE_LOG(INFO, USER1, "Creating the message pool ...\n");
 399         app.msg_pool = rte_mempool_create(
 400                 "mempool msg",
 401                 app.msg_pool_size,
 402                 app.msg_pool_buffer_size,
 403                 app.msg_pool_cache_size,
 404                 0,
 405                 NULL, NULL,
 406                 rte_ctrlmbuf_init, NULL,
 407                 rte_socket_id(),
 408                 0);
 409         if (app.msg_pool == NULL)
 410                 rte_panic("Cannot create message pool\n");
 411 }
 412
 413 static void
 414 app_init_rings(void)
 415 {
 416         uint32_t n_swq, i;
 417
 418         n_swq = app_get_n_swq_in();
 419         RTE_LOG(INFO, USER1, "Initializing %u SW rings ...\n", n_swq);
 420
 421         app.rings = rte_malloc_socket(NULL, n_swq * sizeof(struct rte_ring *),
 422                 CACHE_LINE_SIZE, rte_socket_id());
 423         if (app.rings == NULL)
 424                 rte_panic("Cannot allocate memory to store ring pointers\n");
 425
 426         for (i = 0; i < n_swq; i++) {
 427                 struct rte_ring *ring;
 428                 char name[32];
 429
 430                 snprintf(name, sizeof(name), "app_ring_%u", i);
 431
 432                 ring = rte_ring_create(
 433                         name,
 434                         app.rsz_swq,
 435                         rte_socket_id(),
 436                         RING_F_SP_ENQ | RING_F_SC_DEQ);
 437
 438                 if (ring == NULL)
 439                         rte_panic("Cannot create ring %u\n", i);
 440
 441                 app.rings[i] = ring;
 442         }
 443 }
 444
 445 static void
 446 app_ports_check_link(void)
 447 {
 448         uint32_t all_ports_up, i;
 449
 450         all_ports_up = 1;
 451
 452         for (i = 0; i < app.n_ports; i++) {
 453                 struct rte_eth_link link;
 454                 uint32_t port;
 455
 456                 port = app.ports[i];
 457                 memset(&link, 0, sizeof(link));
 458                 rte_eth_link_get_nowait(port, &link);
 459                 RTE_LOG(INFO, USER1, "Port %u (%u Gbps) %s\n",
 460                         port,
 461                         link.link_speed / 1000,
 462                         link.link_status ? "UP" : "DOWN");
 463
 464                 if (link.link_status == 0)
 465                         all_ports_up = 0;
 466         }
 467
 468         if (all_ports_up == 0)
 469                 rte_panic("Some NIC ports are DOWN\n");
 470 }
 471
 472 static void
 473 app_init_ports(void)
 474 {
 475         uint32_t i;
 476
 477         /* Init driver */
 478         RTE_LOG(INFO, USER1, "Initializing the PMD driver ...\n");
 479         if (rte_eal_pci_probe() < 0)
 480                 rte_panic("Cannot probe PCI\n");
 481
 482         /* Init NIC ports, then start the ports */
 483         for (i = 0; i < app.n_ports; i++) {
 484                 uint32_t port;
 485                 int ret;
 486
 487                 port = app.ports[i];
 488                 RTE_LOG(INFO, USER1, "Initializing NIC port %u ...\n", port);
 489
 490                 /* Init port */
 491                 ret = rte_eth_dev_configure(
 492                         port,
 493                         1,
 494                         1,
 495                         &app.port_conf);
 496                 if (ret < 0)
 497                         rte_panic("Cannot init NIC port %u (%d)\n", port, ret);
 498                 rte_eth_promiscuous_enable(port);
 499
 500                 /* Init RX queues */
 501                 ret = rte_eth_rx_queue_setup(
 502                         port,
 503                         0,
 504                         app.rsz_hwq_rx,
 505                         rte_eth_dev_socket_id(port),
 506                         &app.rx_conf,
 507                         app.pool);
 508                 if (ret < 0)
 509                         rte_panic("Cannot init RX for port %u (%d)\n",
 510                                 (uint32_t) port, ret);
 511
 512                 /* Init TX queues */
 513                 ret = rte_eth_tx_queue_setup(
 514                         port,
 515                         0,
 516                         app.rsz_hwq_tx,
 517                         rte_eth_dev_socket_id(port),
 518                         &app.tx_conf);
 519                 if (ret < 0)
 520                         rte_panic("Cannot init TX for port %u (%d)\n", port,
 521                                 ret);
 522
 523                 /* Start port */
 524                 ret = rte_eth_dev_start(port);
 525                 if (ret < 0)
 526                         rte_panic("Cannot start port %u (%d)\n", port, ret);
 527         }
 528
 529         app_ports_check_link();
 530 }
 531
 532 #define APP_PING_TIMEOUT_SEC                               5
 533
 534 void
 535 app_ping(void)
 536 {
 537         unsigned i;
 538         uint64_t timestamp, diff_tsc;
 539
 540         const uint64_t timeout = rte_get_tsc_hz() * APP_PING_TIMEOUT_SEC;
 541
 542         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 543                 struct app_core_params *p = &app.cores[i];
 544                 struct rte_ring *ring_req, *ring_resp;
 545                 void *msg;
 546                 struct app_msg_req *req;
 547                 int status;
 548
 549                 if ((p->core_type != APP_CORE_FC) &&
 550                     (p->core_type != APP_CORE_FW) &&
 551                         (p->core_type != APP_CORE_RT) &&
 552                         (p->core_type != APP_CORE_RX))
 553                         continue;
 554
 555                 ring_req = app_get_ring_req(p->core_id);
 556                 ring_resp = app_get_ring_resp(p->core_id);
 557
 558                 /* Fill request message */
 559                 msg = (void *)rte_ctrlmbuf_alloc(app.msg_pool);
 560                 if (msg == NULL)
 561                         rte_panic("Unable to allocate new message\n");
 562
 563                 req = (struct app_msg_req *)
 564                                 rte_ctrlmbuf_data((struct rte_mbuf *)msg);
 565                 req->type = APP_MSG_REQ_PING;
 566
 567                 /* Send request */
 568                 do {
 569                         status = rte_ring_sp_enqueue(ring_req, msg);
 570                 } while (status == -ENOBUFS);
 571
 572                 /* Wait for response */
 573                 timestamp = rte_rdtsc();
 574                 do {
 575                         status = rte_ring_sc_dequeue(ring_resp, &msg);
 576                         diff_tsc = rte_rdtsc() - timestamp;
 577
 578                         if (unlikely(diff_tsc > timeout))
 579                                 rte_panic("Core %u of type %d does not respond "
 580                                         "to requests\n", p->core_id,
 581                                         p->core_type);
 582                 } while (status != 0);
 583
 584                 /* Free message buffer */
 585                 rte_ctrlmbuf_free(msg);
 586         }
 587 }
 588
 589 static void
 590 app_init_etc(void)
 591 {
 592         if ((app_get_first_core_id(APP_CORE_IPV4_FRAG) != RTE_MAX_LCORE) ||
 593                 (app_get_first_core_id(APP_CORE_IPV4_RAS) != RTE_MAX_LCORE)) {
 594                 RTE_LOG(INFO, USER1,
 595                         "Activating the Ethernet header pop/push ...\n");
 596                 app.ether_hdr_pop_push = 1;
 597         }
 598 }
 599
 600 void
 601 app_init(void)
 602 {
 603         if ((sizeof(struct app_pkt_metadata) % CACHE_LINE_SIZE) != 0)
 604                 rte_panic("Application pkt meta-data size mismatch\n");
 605
 606         app_check_core_params();
 607
 608         app_init_mbuf_pools();
 609         app_init_rings();
 610         app_init_ports();
 611         app_init_etc();
 612
 613         RTE_LOG(INFO, USER1, "Initialization completed\n");
 614 }