examples/l3fwd/l3fwd_lpm.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2016 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 #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 #include <stdbool.h>
  45
  46 #include <rte_debug.h>
  47 #include <rte_ether.h>
  48 #include <rte_ethdev.h>
  49 #include <rte_ring.h>
  50 #include <rte_mempool.h>
  51 #include <rte_cycles.h>
  52 #include <rte_mbuf.h>
  53 #include <rte_ip.h>
  54 #include <rte_tcp.h>
  55 #include <rte_udp.h>
  56 #include <rte_lpm.h>
  57 #include <rte_lpm6.h>
  58
  59 #include "l3fwd.h"
  60
  61 struct ipv4_l3fwd_lpm_route {
  62         uint32_t ip;
  63         uint8_t  depth;
  64         uint8_t  if_out;
  65 };
  66
  67 struct ipv6_l3fwd_lpm_route {
  68         uint8_t ip[16];
  69         uint8_t  depth;
  70         uint8_t  if_out;
  71 };
  72
  73 static struct ipv4_l3fwd_lpm_route ipv4_l3fwd_lpm_route_array[] = {
  74         {IPv4(1, 1, 1, 0), 24, 0},
  75         {IPv4(2, 1, 1, 0), 24, 1},
  76         {IPv4(3, 1, 1, 0), 24, 2},
  77         {IPv4(4, 1, 1, 0), 24, 3},
  78         {IPv4(5, 1, 1, 0), 24, 4},
  79         {IPv4(6, 1, 1, 0), 24, 5},
  80         {IPv4(7, 1, 1, 0), 24, 6},
  81         {IPv4(8, 1, 1, 0), 24, 7},
  82 };
  83
  84 static struct ipv6_l3fwd_lpm_route ipv6_l3fwd_lpm_route_array[] = {
  85         {{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 0},
  86         {{2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 1},
  87         {{3, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 2},
  88         {{4, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 3},
  89         {{5, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 4},
  90         {{6, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 5},
  91         {{7, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 6},
  92         {{8, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 7},
  93 };
  94
  95 #define IPV4_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES \
  96         (sizeof(ipv4_l3fwd_lpm_route_array) / sizeof(ipv4_l3fwd_lpm_route_array[0]))
  97 #define IPV6_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES \
  98         (sizeof(ipv6_l3fwd_lpm_route_array) / sizeof(ipv6_l3fwd_lpm_route_array[0]))
  99
 100 #define IPV4_L3FWD_LPM_MAX_RULES         1024
 101 #define IPV6_L3FWD_LPM_MAX_RULES         1024
 102 #define IPV6_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S (1 << 16)
 103
 104 /* Used to mark destination port as 'invalid'. */
 105 #define BAD_PORT        ((uint16_t)-1)
 106
 107 #define FWDSTEP 4
 108
 109 /* replace first 12B of the ethernet header. */
 110 #define MASK_ETH        0x3f
 111
 112 struct rte_lpm *ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 113 struct rte_lpm6 *ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 114
 115 /*
 116  * Include header file if SSE4_1 is enabled for
 117  * buffer optimization i.e. ENABLE_MULTI_BUFFER_OPTIMIZE=1.
 118  */
 119 #if defined(__SSE4_1__)
 120 #include "l3fwd_lpm_sse.h"
 121 #else
 122 #include "l3fwd_lpm.h"
 123 #endif
 124
 125 /* main processing loop */
 126 int
 127 lpm_main_loop(__attribute__((unused)) void *dummy)
 128 {
 129         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 130         unsigned lcore_id;
 131         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
 132         int i, nb_rx;
 133         uint8_t portid, queueid;
 134         struct lcore_conf *qconf;
 135         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) /
 136                 US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US;
 137
 138         prev_tsc = 0;
 139
 140         lcore_id = rte_lcore_id();
 141         qconf = &lcore_conf[lcore_id];
 142
 143         if (qconf->n_rx_queue == 0) {
 144                 RTE_LOG(INFO, L3FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
 145                 return 0;
 146         }
 147
 148         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
 149
 150         for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; i++) {
 151
 152                 portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 153                 queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 154                 RTE_LOG(INFO, L3FWD,
 155                         " -- lcoreid=%u portid=%hhu rxqueueid=%hhu\n",
 156                         lcore_id, portid, queueid);
 157         }
 158
 159         while (!force_quit) {
 160
 161                 cur_tsc = rte_rdtsc();
 162
 163                 /*
 164                  * TX burst queue drain
 165                  */
 166                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
 167                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
 168
 169                         /*
 170                          * This could be optimized (use queueid instead of
 171                          * portid), but it is not called so often
 172                          */
 173                         for (portid = 0; portid < RTE_MAX_ETHPORTS; portid++) {
 174                                 if (qconf->tx_mbufs[portid].len == 0)
 175                                         continue;
 176                                 send_burst(qconf,
 177                                         qconf->tx_mbufs[portid].len,
 178                                         portid);
 179                                 qconf->tx_mbufs[portid].len = 0;
 180                         }
 181
 182                         prev_tsc = cur_tsc;
 183                 }
 184
 185                 /*
 186                  * Read packet from RX queues
 187                  */
 188                 for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; ++i) {
 189                         portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 190                         queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 191                         nb_rx = rte_eth_rx_burst(portid, queueid, pkts_burst,
 192                                 MAX_PKT_BURST);
 193                         if (nb_rx == 0)
 194                                 continue;
 195
 196                         /*
 197                          * For SSE4_1 use ENABLE_MULTI_BUFFER_OPTIMIZE=1
 198                          * code.
 199                          */
 200 #if defined(__SSE4_1__)
 201                         l3fwd_lpm_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 202                                                 portid, qconf);
 203 #else
 204                         l3fwd_lpm_no_opt_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 205                                                         portid, qconf);
 206 #endif /* __SSE_4_1__ */
 207                 }
 208         }
 209
 210         return 0;
 211 }
 212
 213 void
 214 setup_lpm(const int socketid)
 215 {
 216         struct rte_lpm6_config config;
 217         unsigned i;
 218         int ret;
 219         char s[64];
 220
 221         /* create the LPM table */
 222         snprintf(s, sizeof(s), "IPV4_L3FWD_LPM_%d", socketid);
 223         ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] = rte_lpm_create(s, socketid,
 224                                 IPV4_L3FWD_LPM_MAX_RULES, 0);
 225         if (ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] == NULL)
 226                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 227                         "Unable to create the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 228                         socketid);
 229
 230         /* populate the LPM table */
 231         for (i = 0; i < IPV4_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES; i++) {
 232
 233                 /* skip unused ports */
 234                 if ((1 << ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out &
 235                                 enabled_port_mask) == 0)
 236                         continue;
 237
 238                 ret = rte_lpm_add(ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid],
 239                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 240                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 241                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 242
 243                 if (ret < 0) {
 244                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 245                                 "Unable to add entry %u to the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 246                                 i, socketid);
 247                 }
 248
 249                 printf("LPM: Adding route 0x%08x / %d (%d)\n",
 250                         (unsigned)ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 251                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 252                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 253         }
 254
 255         /* create the LPM6 table */
 256         snprintf(s, sizeof(s), "IPV6_L3FWD_LPM_%d", socketid);
 257
 258         config.max_rules = IPV6_L3FWD_LPM_MAX_RULES;
 259         config.number_tbl8s = IPV6_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S;
 260         config.flags = 0;
 261         ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] = rte_lpm6_create(s, socketid,
 262                                 &config);
 263         if (ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] == NULL)
 264                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 265                         "Unable to create the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 266                         socketid);
 267
 268         /* populate the LPM table */
 269         for (i = 0; i < IPV6_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES; i++) {
 270
 271                 /* skip unused ports */
 272                 if ((1 << ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out &
 273                                 enabled_port_mask) == 0)
 274                         continue;
 275
 276                 ret = rte_lpm6_add(ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid],
 277                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 278                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 279                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 280
 281                 if (ret < 0) {
 282                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 283                                 "Unable to add entry %u to the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 284                                 i, socketid);
 285                 }
 286
 287                 printf("LPM: Adding route %s / %d (%d)\n",
 288                         "IPV6",
 289                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 290                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 291         }
 292 }
 293
 294 /* Return ipv4/ipv6 lpm fwd lookup struct. */
 295 void *
 296 lpm_get_ipv4_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 297 {
 298         return ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid];
 299 }
 300
 301 void *
 302 lpm_get_ipv6_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 303 {
 304         return ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid];
 305 }