examples/l3fwd/l3fwd_em_hlm_sse.h

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2016 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 #ifndef __L3FWD_EM_HLM_SSE_H__
  35 #define __L3FWD_EM_HLM_SSE_H__
  36
  37 /**
  38  * @file
  39  * This is an optional implementation of packet classification in Exact-Match
  40  * path using rte_hash_lookup_multi method from previous implementation.
  41  * While sequential classification seems to be faster, it's disabled by default
  42  * and can be enabled with HASH_LOOKUP_MULTI global define in compilation time.
  43  */
  44
  45 #include "l3fwd_sse.h"
  46
  47 static inline void
  48 em_get_dst_port_ipv4x8(struct lcore_conf *qconf, struct rte_mbuf *m[8],
  49                 uint8_t portid, uint32_t dst_port[8])
  50 {
  51         int32_t ret[8];
  52         union ipv4_5tuple_host key[8];
  53         __m128i data[8];
  54
  55         data[0] = _mm_loadu_si128(rte_pktmbuf_mtod_offset(m[0], __m128i *,
  56                                 sizeof(struct ether_hdr) +
  57                                 offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live)));
  58         data[1] = _mm_loadu_si128(rte_pktmbuf_mtod_offset(m[1], __m128i *,
  59                                 sizeof(struct ether_hdr) +
  60                                 offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live)));
  61         data[2] = _mm_loadu_si128(rte_pktmbuf_mtod_offset(m[2], __m128i *,
  62                                 sizeof(struct ether_hdr) +
  63                                 offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live)));
  64         data[3] = _mm_loadu_si128(rte_pktmbuf_mtod_offset(m[3], __m128i *,
  65                                 sizeof(struct ether_hdr) +
  66                                 offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live)));
  67         data[4] = _mm_loadu_si128(rte_pktmbuf_mtod_offset(m[4], __m128i *,
  68                                 sizeof(struct ether_hdr) +
  69                                 offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live)));
  70         data[5] = _mm_loadu_si128(rte_pktmbuf_mtod_offset(m[5], __m128i *,
  71                                 sizeof(struct ether_hdr) +
  72                                 offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live)));
  73         data[6] = _mm_loadu_si128(rte_pktmbuf_mtod_offset(m[6], __m128i *,
  74                                 sizeof(struct ether_hdr) +
  75                                 offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live)));
  76         data[7] = _mm_loadu_si128(rte_pktmbuf_mtod_offset(m[7], __m128i *,
  77                                 sizeof(struct ether_hdr) +
  78                                 offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live)));
  79
  80         key[0].xmm = _mm_and_si128(data[0], mask0.x);
  81         key[1].xmm = _mm_and_si128(data[1], mask0.x);
  82         key[2].xmm = _mm_and_si128(data[2], mask0.x);
  83         key[3].xmm = _mm_and_si128(data[3], mask0.x);
  84         key[4].xmm = _mm_and_si128(data[4], mask0.x);
  85         key[5].xmm = _mm_and_si128(data[5], mask0.x);
  86         key[6].xmm = _mm_and_si128(data[6], mask0.x);
  87         key[7].xmm = _mm_and_si128(data[7], mask0.x);
  88
  89         const void *key_array[8] = {&key[0], &key[1], &key[2], &key[3],
  90                                 &key[4], &key[5], &key[6], &key[7]};
  91
  92         rte_hash_lookup_multi(qconf->ipv4_lookup_struct, &key_array[0], 8, ret);
  93
  94         dst_port[0] = (uint8_t) ((ret[0] < 0) ?
  95                         portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret[0]]);
  96         dst_port[1] = (uint8_t) ((ret[1] < 0) ?
  97                         portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret[1]]);
  98         dst_port[2] = (uint8_t) ((ret[2] < 0) ?
  99                         portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret[2]]);
 100         dst_port[3] = (uint8_t) ((ret[3] < 0) ?
 101                         portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret[3]]);
 102         dst_port[4] = (uint8_t) ((ret[4] < 0) ?
 103                         portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret[4]]);
 104         dst_port[5] = (uint8_t) ((ret[5] < 0) ?
 105                         portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret[5]]);
 106         dst_port[6] = (uint8_t) ((ret[6] < 0) ?
 107                         portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret[6]]);
 108         dst_port[7] = (uint8_t) ((ret[7] < 0) ?
 109                         portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret[7]]);
 110
 111         if (dst_port[0] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 112                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[0]) == 0)
 113                 dst_port[0] = portid;
 114
 115         if (dst_port[1] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 116                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[1]) == 0)
 117                 dst_port[1] = portid;
 118
 119         if (dst_port[2] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 120                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[2]) == 0)
 121                 dst_port[2] = portid;
 122
 123         if (dst_port[3] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 124                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[3]) == 0)
 125                 dst_port[3] = portid;
 126
 127         if (dst_port[4] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 128                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[4]) == 0)
 129                 dst_port[4] = portid;
 130
 131         if (dst_port[5] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 132                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[5]) == 0)
 133                 dst_port[5] = portid;
 134
 135         if (dst_port[6] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 136                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[6]) == 0)
 137                 dst_port[6] = portid;
 138
 139         if (dst_port[7] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 140                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[7]) == 0)
 141                 dst_port[7] = portid;
 142
 143 }
 144
 145 static inline void
 146 get_ipv6_5tuple(struct rte_mbuf *m0, __m128i mask0,
 147                 __m128i mask1, union ipv6_5tuple_host *key)
 148 {
 149         __m128i tmpdata0 = _mm_loadu_si128(
 150                         rte_pktmbuf_mtod_offset(m0, __m128i *,
 151                                 sizeof(struct ether_hdr) +
 152                                 offsetof(struct ipv6_hdr, payload_len)));
 153
 154         __m128i tmpdata1 = _mm_loadu_si128(
 155                         rte_pktmbuf_mtod_offset(m0, __m128i *,
 156                                 sizeof(struct ether_hdr) +
 157                                 offsetof(struct ipv6_hdr, payload_len) +
 158                                 sizeof(__m128i)));
 159
 160         __m128i tmpdata2 = _mm_loadu_si128(
 161                         rte_pktmbuf_mtod_offset(m0, __m128i *,
 162                                 sizeof(struct ether_hdr) +
 163                                 offsetof(struct ipv6_hdr, payload_len) +
 164                                 sizeof(__m128i) + sizeof(__m128i)));
 165
 166         key->xmm[0] = _mm_and_si128(tmpdata0, mask0);
 167         key->xmm[1] = tmpdata1;
 168         key->xmm[2] = _mm_and_si128(tmpdata2, mask1);
 169 }
 170
 171 static inline void
 172 em_get_dst_port_ipv6x8(struct lcore_conf *qconf, struct rte_mbuf *m[8],
 173                 uint8_t portid, uint32_t dst_port[8])
 174 {
 175         int32_t ret[8];
 176         union ipv6_5tuple_host key[8];
 177
 178         get_ipv6_5tuple(m[0], mask1.x, mask2.x, &key[0]);
 179         get_ipv6_5tuple(m[1], mask1.x, mask2.x, &key[1]);
 180         get_ipv6_5tuple(m[2], mask1.x, mask2.x, &key[2]);
 181         get_ipv6_5tuple(m[3], mask1.x, mask2.x, &key[3]);
 182         get_ipv6_5tuple(m[4], mask1.x, mask2.x, &key[4]);
 183         get_ipv6_5tuple(m[5], mask1.x, mask2.x, &key[5]);
 184         get_ipv6_5tuple(m[6], mask1.x, mask2.x, &key[6]);
 185         get_ipv6_5tuple(m[7], mask1.x, mask2.x, &key[7]);
 186
 187         const void *key_array[8] = {&key[0], &key[1], &key[2], &key[3],
 188                         &key[4], &key[5], &key[6], &key[7]};
 189
 190         rte_hash_lookup_multi(qconf->ipv6_lookup_struct, &key_array[0], 8, ret);
 191
 192         dst_port[0] = (uint8_t) ((ret[0] < 0) ?
 193                         portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret[0]]);
 194         dst_port[1] = (uint8_t) ((ret[1] < 0) ?
 195                         portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret[1]]);
 196         dst_port[2] = (uint8_t) ((ret[2] < 0) ?
 197                         portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret[2]]);
 198         dst_port[3] = (uint8_t) ((ret[3] < 0) ?
 199                         portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret[3]]);
 200         dst_port[4] = (uint8_t) ((ret[4] < 0) ?
 201                         portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret[4]]);
 202         dst_port[5] = (uint8_t) ((ret[5] < 0) ?
 203                         portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret[5]]);
 204         dst_port[6] = (uint8_t) ((ret[6] < 0) ?
 205                         portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret[6]]);
 206         dst_port[7] = (uint8_t) ((ret[7] < 0) ?
 207                         portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret[7]]);
 208
 209         if (dst_port[0] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 210                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[0]) == 0)
 211                 dst_port[0] = portid;
 212
 213         if (dst_port[1] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 214                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[1]) == 0)
 215                 dst_port[1] = portid;
 216
 217         if (dst_port[2] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 218                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[2]) == 0)
 219                 dst_port[2] = portid;
 220
 221         if (dst_port[3] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 222                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[3]) == 0)
 223                 dst_port[3] = portid;
 224
 225         if (dst_port[4] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 226                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[4]) == 0)
 227                 dst_port[4] = portid;
 228
 229         if (dst_port[5] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 230                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[5]) == 0)
 231                 dst_port[5] = portid;
 232
 233         if (dst_port[6] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 234                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[6]) == 0)
 235                 dst_port[6] = portid;
 236
 237         if (dst_port[7] >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 238                         (enabled_port_mask & 1 << dst_port[7]) == 0)
 239                 dst_port[7] = portid;
 240
 241 }
 242
 243 static inline __attribute__((always_inline)) uint16_t
 244 em_get_dst_port(const struct lcore_conf *qconf, struct rte_mbuf *pkt,
 245                 uint8_t portid)
 246 {
 247         uint8_t next_hop;
 248         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 249         struct ipv6_hdr *ipv6_hdr;
 250
 251         if (RTE_ETH_IS_IPV4_HDR(pkt->packet_type)) {
 252
 253                 /* Handle IPv4 headers.*/
 254                 ipv4_hdr = rte_pktmbuf_mtod_offset(pkt, struct ipv4_hdr *,
 255                                 sizeof(struct ether_hdr));
 256
 257                 next_hop = em_get_ipv4_dst_port(ipv4_hdr, portid,
 258                                 qconf->ipv4_lookup_struct);
 259
 260                 if (next_hop >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 261                                 (enabled_port_mask & 1 << next_hop) == 0)
 262                         next_hop = portid;
 263
 264                 return next_hop;
 265
 266         } else if (RTE_ETH_IS_IPV6_HDR(pkt->packet_type)) {
 267
 268                 /* Handle IPv6 headers.*/
 269                 ipv6_hdr = rte_pktmbuf_mtod_offset(pkt, struct ipv6_hdr *,
 270                                 sizeof(struct ether_hdr));
 271
 272                 next_hop = em_get_ipv6_dst_port(ipv6_hdr, portid,
 273                                 qconf->ipv6_lookup_struct);
 274
 275                 if (next_hop >= RTE_MAX_ETHPORTS ||
 276                                 (enabled_port_mask & 1 << next_hop) == 0)
 277                         next_hop = portid;
 278
 279                 return next_hop;
 280
 281         }
 282
 283         return portid;
 284 }
 285
 286 /*
 287  * Buffer optimized handling of packets, invoked
 288  * from main_loop.
 289  */
 290 static inline void
 291 l3fwd_em_send_packets(int nb_rx, struct rte_mbuf **pkts_burst,
 292                 uint8_t portid, struct lcore_conf *qconf)
 293 {
 294         int32_t j;
 295         uint32_t dst_port[MAX_PKT_BURST];
 296
 297         /*
 298          * Send nb_rx - nb_rx%8 packets
 299          * in groups of 8.
 300          */
 301         int32_t n = RTE_ALIGN_FLOOR(nb_rx, 8);
 302
 303         for (j = 0; j < n; j += 8) {
 304
 305                 uint32_t pkt_type =
 306                         pkts_burst[j]->packet_type &
 307                         pkts_burst[j+1]->packet_type &
 308                         pkts_burst[j+2]->packet_type &
 309                         pkts_burst[j+3]->packet_type &
 310                         pkts_burst[j+4]->packet_type &
 311                         pkts_burst[j+5]->packet_type &
 312                         pkts_burst[j+6]->packet_type &
 313                         pkts_burst[j+7]->packet_type;
 314
 315                 if (pkt_type & RTE_PTYPE_L3_IPV4) {
 316
 317                         em_get_dst_port_ipv4x8(qconf, &pkts_burst[j], portid, &dst_port[j]);
 318
 319                 } else if (pkt_type & RTE_PTYPE_L3_IPV6) {
 320
 321                         em_get_dst_port_ipv6x8(qconf, &pkts_burst[j], portid, &dst_port[j]);
 322
 323                 } else {
 324                         dst_port[j]   = em_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 325                         dst_port[j+1] = em_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 326                         dst_port[j+2] = em_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 327                         dst_port[j+3] = em_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 328                         dst_port[j+4] = em_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 329                         dst_port[j+5] = em_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 330                         dst_port[j+6] = em_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 331                         dst_port[j+7] = em_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 332                 }
 333         }
 334
 335         for (; j < n; j++)
 336                 dst_port[j] = em_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 337
 338         send_packets_multi(qconf, pkts_burst, dst_port, nb_rx);
 339
 340 }
 341 #endif /* __L3FWD_EM_SSE_HLM_H__ */