examples/multi_process/client_server_mp/mp_server/main.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2013 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
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <string.h>
  38 #include <unistd.h>
  39 #include <stdint.h>
  40 #include <stdarg.h>
  41 #include <inttypes.h>
  42 #include <inttypes.h>
  43 #include <sys/queue.h>
  44 #include <errno.h>
  45 #include <netinet/ip.h>
  46
  47 #include <rte_common.h>
  48 #include <rte_memory.h>
  49 #include <rte_memzone.h>
  50 #include <rte_tailq.h>
  51 #include <rte_eal.h>
  52 #include <rte_byteorder.h>
  53 #include <rte_launch.h>
  54 #include <rte_per_lcore.h>
  55 #include <rte_lcore.h>
  56 #include <rte_branch_prediction.h>
  57 #include <rte_atomic.h>
  58 #include <rte_ring.h>
  59 #include <rte_log.h>
  60 #include <rte_debug.h>
  61 #include <rte_mempool.h>
  62 #include <rte_memcpy.h>
  63 #include <rte_mbuf.h>
  64 #include <rte_ether.h>
  65 #include <rte_interrupts.h>
  66 #include <rte_pci.h>
  67 #include <rte_ethdev.h>
  68 #include <rte_byteorder.h>
  69 #include <rte_malloc.h>
  70 #include <rte_fbk_hash.h>
  71 #include <rte_string_fns.h>
  72
  73 #include "common.h"
  74 #include "args.h"
  75 #include "init.h"
  76 #include "main.h"
  77
  78 /*
  79  * When doing reads from the NIC or the client queues,
  80  * use this batch size
  81  */
  82 #define PACKET_READ_SIZE 32
  83
  84 /*
  85  * Local buffers to put packets in, used to send packets in bursts to the
  86  * clients
  87  */
  88 struct client_rx_buf {
  89         struct rte_mbuf *buffer[PACKET_READ_SIZE];
  90         uint16_t count;
  91 };
  92
  93 /* One buffer per client rx queue - dynamically allocate array */
  94 static struct client_rx_buf *cl_rx_buf;
  95
  96 static const char *
  97 get_printable_mac_addr(uint8_t port)
  98 {
  99         static const char err_address[] = "00:00:00:00:00:00";
 100         static char addresses[RTE_MAX_ETHPORTS][sizeof(err_address)];
 101
 102         if (unlikely(port >= RTE_MAX_ETHPORTS))
 103                 return err_address;
 104         if (unlikely(addresses[port][0]=='\0')){
 105                 struct ether_addr mac;
 106                 rte_eth_macaddr_get(port, &mac);
 107                 rte_snprintf(addresses[port], sizeof(addresses[port]),
 108                                 "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
 109                                 mac.addr_bytes[0], mac.addr_bytes[1], mac.addr_bytes[2],
 110                                 mac.addr_bytes[3], mac.addr_bytes[4], mac.addr_bytes[5]);
 111         }
 112         return addresses[port];
 113 }
 114
 115 /*
 116  * This function displays the recorded statistics for each port
 117  * and for each client. It uses ANSI terminal codes to clear
 118  * screen when called. It is called from a single non-master
 119  * thread in the server process, when the process is run with more
 120  * than one lcore enabled.
 121  */
 122 static void
 123 do_stats_display(void)
 124 {
 125         unsigned i, j;
 126         const char clr[] = { 27, '[', '2', 'J', '\0' };
 127         const char topLeft[] = { 27, '[', '1', ';', '1', 'H','\0' };
 128         uint64_t port_tx[RTE_MAX_ETHPORTS], port_tx_drop[RTE_MAX_ETHPORTS];
 129         uint64_t client_tx[MAX_CLIENTS], client_tx_drop[MAX_CLIENTS];
 130
 131         /* to get TX stats, we need to do some summing calculations */
 132         memset(port_tx, 0, sizeof(port_tx));
 133         memset(port_tx_drop, 0, sizeof(port_tx_drop));
 134         memset(client_tx, 0, sizeof(client_tx));
 135         memset(client_tx_drop, 0, sizeof(client_tx_drop));
 136
 137         for (i = 0; i < num_clients; i++){
 138                 const volatile struct tx_stats *tx = &ports->tx_stats[i];
 139                 for (j = 0; j < ports->num_ports; j++){
 140                         /* assign to local variables here, save re-reading volatile vars */
 141                         const uint64_t tx_val = tx->tx[ports->id[j]];
 142                         const uint64_t drop_val = tx->tx_drop[ports->id[j]];
 143                         port_tx[j] += tx_val;
 144                         port_tx_drop[j] += drop_val;
 145                         client_tx[i] += tx_val;
 146                         client_tx_drop[i] += drop_val;
 147                 }
 148         }
 149
 150         /* Clear screen and move to top left */
 151         printf("%s%s", clr, topLeft);
 152
 153         printf("PORTS\n");
 154         printf("-----\n");
 155         for (i = 0; i < ports->num_ports; i++)
 156                 printf("Port %u: '%s'\t", (unsigned)ports->id[i],
 157                                 get_printable_mac_addr(ports->id[i]));
 158         printf("\n\n");
 159         for (i = 0; i < ports->num_ports; i++){
 160                 printf("Port %u - rx: %9"PRIu64"\t"
 161                                 "tx: %9"PRIu64"\n",
 162                                 (unsigned)ports->id[i], ports->rx_stats.rx[i],
 163                                 port_tx[i]);
 164         }
 165
 166         printf("\nCLIENTS\n");
 167         printf("-------\n");
 168         for (i = 0; i < num_clients; i++){
 169                 const unsigned long long rx = clients[i].stats.rx;
 170                 const unsigned long long rx_drop = clients[i].stats.rx_drop;
 171                 printf("Client %2u - rx: %9llu, rx_drop: %9llu\n"
 172                                 "            tx: %9"PRIu64", tx_drop: %9"PRIu64"\n",
 173                                 i, rx, rx_drop, client_tx[i], client_tx_drop[i]);
 174         }
 175
 176         printf("\n");
 177 }
 178
 179 /*
 180  * The function called from each non-master lcore used by the process.
 181  * The test_and_set function is used to randomly pick a single lcore on which
 182  * the code to display the statistics will run. Otherwise, the code just
 183  * repeatedly sleeps.
 184  */
 185 static int
 186 sleep_lcore(__attribute__((unused)) void *dummy)
 187 {
 188         /* Used to pick a display thread - static, so zero-initialised */
 189         static rte_atomic32_t display_stats;
 190
 191         /* Only one core should display stats */
 192         if (rte_atomic32_test_and_set(&display_stats)) {
 193                 const unsigned sleeptime = 1;
 194                 printf("Core %u displaying statistics\n", rte_lcore_id());
 195
 196                 /* Longer initial pause so above printf is seen */
 197                 sleep(sleeptime * 3);
 198
 199                 /* Loop forever: sleep always returns 0 or <= param */
 200                 while (sleep(sleeptime) <= sleeptime)
 201                         do_stats_display();
 202         }
 203         return 0;
 204 }
 205
 206 /*
 207  * Function to set all the client statistic values to zero.
 208  * Called at program startup.
 209  */
 210 static void
 211 clear_stats(void)
 212 {
 213         unsigned i;
 214
 215         for (i = 0; i < num_clients; i++)
 216                 clients[i].stats.rx = clients[i].stats.rx_drop = 0;
 217 }
 218
 219 /*
 220  * send a burst of traffic to a client, assuming there are packets
 221  * available to be sent to this client
 222  */
 223 static void
 224 flush_rx_queue(uint16_t client)
 225 {
 226         uint16_t j;
 227         struct client *cl;
 228
 229         if (cl_rx_buf[client].count == 0)
 230                 return;
 231
 232         cl = &clients[client];
 233         if (rte_ring_enqueue_bulk(cl->rx_q, (void **)cl_rx_buf[client].buffer,
 234                         cl_rx_buf[client].count) != 0){
 235                 for (j = 0; j < cl_rx_buf[client].count; j++)
 236                         rte_pktmbuf_free(cl_rx_buf[client].buffer[j]);
 237                 cl->stats.rx_drop += cl_rx_buf[client].count;
 238         }
 239         else
 240                 cl->stats.rx += cl_rx_buf[client].count;
 241
 242         cl_rx_buf[client].count = 0;
 243 }
 244
 245 /*
 246  * marks a packet down to be sent to a particular client process
 247  */
 248 static inline void
 249 enqueue_rx_packet(uint8_t client, struct rte_mbuf *buf)
 250 {
 251         cl_rx_buf[client].buffer[cl_rx_buf[client].count++] = buf;
 252 }
 253
 254 /*
 255  * This function takes a group of packets and routes them
 256  * individually to the client process. Very simply round-robins the packets
 257  * without checking any of the packet contents.
 258  */
 259 static void
 260 process_packets(uint32_t port_num __rte_unused,
 261                 struct rte_mbuf *pkts[], uint16_t rx_count)
 262 {
 263         uint16_t i;
 264         uint8_t client = 0;
 265
 266         for (i = 0; i < rx_count; i++) {
 267                 enqueue_rx_packet(client, pkts[i]);
 268
 269                 if (++client == num_clients)
 270                         client = 0;
 271         }
 272
 273         for (i = 0; i < num_clients; i++)
 274                 flush_rx_queue(i);
 275 }
 276
 277 /*
 278  * Function called by the master lcore of the DPDK process.
 279  */
 280 static void
 281 do_packet_forwarding(void)
 282 {
 283         unsigned port_num = 0; /* indexes the port[] array */
 284
 285         for (;;) {
 286                 struct rte_mbuf *buf[PACKET_READ_SIZE];
 287                 uint16_t rx_count;
 288
 289                 /* read a port */
 290                 rx_count = rte_eth_rx_burst(ports->id[port_num], 0, \
 291                                 buf, PACKET_READ_SIZE);
 292                 ports->rx_stats.rx[port_num] += rx_count;
 293
 294                 /* Now process the NIC packets read */
 295                 if (likely(rx_count > 0))
 296                         process_packets(port_num, buf, rx_count);
 297
 298                 /* move to next port */
 299                 if (++port_num == ports->num_ports)
 300                         port_num = 0;
 301         }
 302 }
 303
 304 int
 305 MAIN(int argc, char *argv[])
 306 {
 307         /* initialise the system */
 308         if (init(argc, argv) < 0 )
 309                 return -1;
 310         RTE_LOG(INFO, APP, "Finished Process Init.\n");
 311
 312         cl_rx_buf = calloc(num_clients, sizeof(cl_rx_buf[0]));
 313
 314         /* clear statistics */
 315         clear_stats();
 316
 317         /* put all other cores to sleep bar master */
 318         rte_eal_mp_remote_launch(sleep_lcore, NULL, SKIP_MASTER);
 319
 320         do_packet_forwarding();
 321         return 0;
 322 }