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 struct rte_lpm *ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 105 struct rte_lpm6 *ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 106
 107 /*
 108  * Include header file if SSE4_1 is enabled for
 109  * buffer optimization i.e. ENABLE_MULTI_BUFFER_OPTIMIZE=1.
 110  */
 111 #if defined(__SSE4_1__)
 112 #include "l3fwd_lpm_sse.h"
 113 #else
 114 #include "l3fwd_lpm.h"
 115 #endif
 116
 117 /* main processing loop */
 118 int
 119 lpm_main_loop(__attribute__((unused)) void *dummy)
 120 {
 121         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 122         unsigned lcore_id;
 123         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
 124         int i, nb_rx;
 125         uint8_t portid, queueid;
 126         struct lcore_conf *qconf;
 127         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) /
 128                 US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US;
 129
 130         prev_tsc = 0;
 131
 132         lcore_id = rte_lcore_id();
 133         qconf = &lcore_conf[lcore_id];
 134
 135         if (qconf->n_rx_queue == 0) {
 136                 RTE_LOG(INFO, L3FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
 137                 return 0;
 138         }
 139
 140         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
 141
 142         for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; i++) {
 143
 144                 portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 145                 queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 146                 RTE_LOG(INFO, L3FWD,
 147                         " -- lcoreid=%u portid=%hhu rxqueueid=%hhu\n",
 148                         lcore_id, portid, queueid);
 149         }
 150
 151         while (!force_quit) {
 152
 153                 cur_tsc = rte_rdtsc();
 154
 155                 /*
 156                  * TX burst queue drain
 157                  */
 158                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
 159                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
 160
 161                         for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; i++) {
 162                                 portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 163                                 if (qconf->tx_mbufs[portid].len == 0)
 164                                         continue;
 165                                 send_burst(qconf,
 166                                         qconf->tx_mbufs[portid].len,
 167                                         portid);
 168                                 qconf->tx_mbufs[portid].len = 0;
 169                         }
 170
 171                         prev_tsc = cur_tsc;
 172                 }
 173
 174                 /*
 175                  * Read packet from RX queues
 176                  */
 177                 for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; ++i) {
 178                         portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 179                         queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 180                         nb_rx = rte_eth_rx_burst(portid, queueid, pkts_burst,
 181                                 MAX_PKT_BURST);
 182                         if (nb_rx == 0)
 183                                 continue;
 184
 185                         /*
 186                          * For SSE4_1 use ENABLE_MULTI_BUFFER_OPTIMIZE=1
 187                          * code.
 188                          */
 189 #if defined(__SSE4_1__)
 190                         l3fwd_lpm_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 191                                                 portid, qconf);
 192 #else
 193                         l3fwd_lpm_no_opt_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 194                                                         portid, qconf);
 195 #endif /* __SSE_4_1__ */
 196                 }
 197         }
 198
 199         return 0;
 200 }
 201
 202 void
 203 setup_lpm(const int socketid)
 204 {
 205         struct rte_lpm6_config config;
 206         unsigned i;
 207         int ret;
 208         char s[64];
 209
 210         /* create the LPM table */
 211         snprintf(s, sizeof(s), "IPV4_L3FWD_LPM_%d", socketid);
 212         ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] = rte_lpm_create(s, socketid,
 213                                 IPV4_L3FWD_LPM_MAX_RULES, 0);
 214         if (ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] == NULL)
 215                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 216                         "Unable to create the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 217                         socketid);
 218
 219         /* populate the LPM table */
 220         for (i = 0; i < IPV4_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES; i++) {
 221
 222                 /* skip unused ports */
 223                 if ((1 << ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out &
 224                                 enabled_port_mask) == 0)
 225                         continue;
 226
 227                 ret = rte_lpm_add(ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid],
 228                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 229                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 230                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 231
 232                 if (ret < 0) {
 233                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 234                                 "Unable to add entry %u to the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 235                                 i, socketid);
 236                 }
 237
 238                 printf("LPM: Adding route 0x%08x / %d (%d)\n",
 239                         (unsigned)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
 244         /* create the LPM6 table */
 245         snprintf(s, sizeof(s), "IPV6_L3FWD_LPM_%d", socketid);
 246
 247         config.max_rules = IPV6_L3FWD_LPM_MAX_RULES;
 248         config.number_tbl8s = IPV6_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S;
 249         config.flags = 0;
 250         ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] = rte_lpm6_create(s, socketid,
 251                                 &config);
 252         if (ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] == NULL)
 253                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 254                         "Unable to create the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 255                         socketid);
 256
 257         /* populate the LPM table */
 258         for (i = 0; i < IPV6_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES; i++) {
 259
 260                 /* skip unused ports */
 261                 if ((1 << ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out &
 262                                 enabled_port_mask) == 0)
 263                         continue;
 264
 265                 ret = rte_lpm6_add(ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid],
 266                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 267                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 268                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 269
 270                 if (ret < 0) {
 271                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 272                                 "Unable to add entry %u to the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 273                                 i, socketid);
 274                 }
 275
 276                 printf("LPM: Adding route %s / %d (%d)\n",
 277                         "IPV6",
 278                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 279                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 280         }
 281 }
 282
 283 /* Return ipv4/ipv6 lpm fwd lookup struct. */
 284 void *
 285 lpm_get_ipv4_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 286 {
 287         return ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid];
 288 }
 289
 290 void *
 291 lpm_get_ipv6_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 292 {
 293         return ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid];
 294 }