examples/server_node_efd/server/init.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2016-2017 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 <stdint.h>
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <string.h>
  37 #include <sys/queue.h>
  38 #include <errno.h>
  39 #include <stdarg.h>
  40 #include <inttypes.h>
  41
  42 #include <rte_common.h>
  43 #include <rte_memory.h>
  44 #include <rte_memzone.h>
  45 #include <rte_eal.h>
  46 #include <rte_byteorder.h>
  47 #include <rte_atomic.h>
  48 #include <rte_launch.h>
  49 #include <rte_per_lcore.h>
  50 #include <rte_lcore.h>
  51 #include <rte_branch_prediction.h>
  52 #include <rte_debug.h>
  53 #include <rte_ring.h>
  54 #include <rte_log.h>
  55 #include <rte_mempool.h>
  56 #include <rte_memcpy.h>
  57 #include <rte_mbuf.h>
  58 #include <rte_interrupts.h>
  59 #include <rte_pci.h>
  60 #include <rte_ether.h>
  61 #include <rte_ethdev.h>
  62 #include <rte_malloc.h>
  63 #include <rte_string_fns.h>
  64 #include <rte_cycles.h>
  65 #include <rte_efd.h>
  66 #include <rte_hash.h>
  67
  68 #include "common.h"
  69 #include "args.h"
  70 #include "init.h"
  71
  72 #define MBUFS_PER_NODE 1536
  73 #define MBUFS_PER_PORT 1536
  74 #define MBUF_CACHE_SIZE 512
  75
  76 #define RTE_MP_RX_DESC_DEFAULT 512
  77 #define RTE_MP_TX_DESC_DEFAULT 512
  78 #define NODE_QUEUE_RINGSIZE 128
  79
  80 #define NO_FLAGS 0
  81
  82 /* The mbuf pool for packet rx */
  83 struct rte_mempool *pktmbuf_pool;
  84
  85 /* array of info/queues for nodes */
  86 struct node *nodes;
  87
  88 /* EFD table */
  89 struct rte_efd_table *efd_table;
  90
  91 /* Shared info between server and nodes */
  92 struct shared_info *info;
  93
  94 /**
  95  * Initialise the mbuf pool for packet reception for the NIC, and any other
  96  * buffer pools needed by the app - currently none.
  97  */
  98 static int
  99 init_mbuf_pools(void)
 100 {
 101         const unsigned int num_mbufs = (num_nodes * MBUFS_PER_NODE) +
 102                         (info->num_ports * MBUFS_PER_PORT);
 103
 104         /*
 105          * Don't pass single-producer/single-consumer flags to mbuf create as it
 106          * seems faster to use a cache instead
 107          */
 108         printf("Creating mbuf pool '%s' [%u mbufs] ...\n",
 109                         PKTMBUF_POOL_NAME, num_mbufs);
 110         pktmbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create(PKTMBUF_POOL_NAME, num_mbufs,
 111                 MBUF_CACHE_SIZE, 0, RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE, rte_socket_id());
 112
 113         return pktmbuf_pool == NULL; /* 0  on success */
 114 }
 115
 116 /**
 117  * Initialise an individual port:
 118  * - configure number of rx and tx rings
 119  * - set up each rx ring, to pull from the main mbuf pool
 120  * - set up each tx ring
 121  * - start the port and report its status to stdout
 122  */
 123 static int
 124 init_port(uint16_t port_num)
 125 {
 126         /* for port configuration all features are off by default */
 127         const struct rte_eth_conf port_conf = {
 128                 .rxmode = {
 129                         .mq_mode = ETH_MQ_RX_RSS
 130                 }
 131         };
 132         const uint16_t rx_rings = 1, tx_rings = num_nodes;
 133         uint16_t rx_ring_size = RTE_MP_RX_DESC_DEFAULT;
 134         uint16_t tx_ring_size = RTE_MP_TX_DESC_DEFAULT;
 135
 136         uint16_t q;
 137         int retval;
 138
 139         printf("Port %u init ... ", port_num);
 140         fflush(stdout);
 141
 142         /*
 143          * Standard DPDK port initialisation - config port, then set up
 144          * rx and tx rings.
 145          */
 146         retval = rte_eth_dev_configure(port_num, rx_rings, tx_rings, &port_conf);
 147         if (retval != 0)
 148                 return retval;
 149
 150         retval = rte_eth_dev_adjust_nb_rx_tx_desc(port_num, &rx_ring_size,
 151                         &tx_ring_size);
 152         if (retval != 0)
 153                 return retval;
 154
 155         for (q = 0; q < rx_rings; q++) {
 156                 retval = rte_eth_rx_queue_setup(port_num, q, rx_ring_size,
 157                                 rte_eth_dev_socket_id(port_num),
 158                                 NULL, pktmbuf_pool);
 159                 if (retval < 0)
 160                         return retval;
 161         }
 162
 163         for (q = 0; q < tx_rings; q++) {
 164                 retval = rte_eth_tx_queue_setup(port_num, q, tx_ring_size,
 165                                 rte_eth_dev_socket_id(port_num),
 166                                 NULL);
 167                 if (retval < 0)
 168                         return retval;
 169         }
 170
 171         rte_eth_promiscuous_enable(port_num);
 172
 173         retval = rte_eth_dev_start(port_num);
 174         if (retval < 0)
 175                 return retval;
 176
 177         printf("done:\n");
 178
 179         return 0;
 180 }
 181
 182 /**
 183  * Set up the DPDK rings which will be used to pass packets, via
 184  * pointers, between the multi-process server and node processes.
 185  * Each node needs one RX queue.
 186  */
 187 static int
 188 init_shm_rings(void)
 189 {
 190         unsigned int i;
 191         unsigned int socket_id;
 192         const char *q_name;
 193         const unsigned int ringsize = NODE_QUEUE_RINGSIZE;
 194
 195         nodes = rte_malloc("node details",
 196                 sizeof(*nodes) * num_nodes, 0);
 197         if (nodes == NULL)
 198                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot allocate memory for "
 199                                 "node program details\n");
 200
 201         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
 202                 /* Create an RX queue for each node */
 203                 socket_id = rte_socket_id();
 204                 q_name = get_rx_queue_name(i);
 205                 nodes[i].rx_q = rte_ring_create(q_name,
 206                                 ringsize, socket_id,
 207                                 RING_F_SP_ENQ | RING_F_SC_DEQ);
 208                 if (nodes[i].rx_q == NULL)
 209                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot create rx ring queue "
 210                                         "for node %u\n", i);
 211         }
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 /*
 216  * Create EFD table which will contain all the flows
 217  * that will be distributed among the nodes
 218  */
 219 static void
 220 create_efd_table(void)
 221 {
 222         uint8_t socket_id = rte_socket_id();
 223
 224         /* create table */
 225         efd_table = rte_efd_create("flow table", num_flows * 2, sizeof(uint32_t),
 226                         1 << socket_id, socket_id);
 227
 228         if (efd_table == NULL)
 229                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Problem creating the flow table\n");
 230 }
 231
 232 static void
 233 populate_efd_table(void)
 234 {
 235         unsigned int i;
 236         int32_t ret;
 237         uint32_t ip_dst;
 238         uint8_t socket_id = rte_socket_id();
 239         uint64_t node_id;
 240
 241         /* Add flows in table */
 242         for (i = 0; i < num_flows; i++) {
 243                 node_id = i % num_nodes;
 244
 245                 ip_dst = rte_cpu_to_be_32(i);
 246                 ret = rte_efd_update(efd_table, socket_id,
 247                                 (void *)&ip_dst, (efd_value_t)node_id);
 248                 if (ret < 0)
 249                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u in "
 250                                         "EFD table\n", i);
 251         }
 252
 253         printf("EFD table: Adding 0x%x keys\n", num_flows);
 254 }
 255
 256 /* Check the link status of all ports in up to 9s, and print them finally */
 257 static void
 258 check_all_ports_link_status(uint16_t port_num, uint32_t port_mask)
 259 {
 260 #define CHECK_INTERVAL 100 /* 100ms */
 261 #define MAX_CHECK_TIME 90 /* 9s (90 * 100ms) in total */
 262         uint8_t count, all_ports_up, print_flag = 0;
 263         uint16_t portid;
 264         struct rte_eth_link link;
 265
 266         printf("\nChecking link status");
 267         fflush(stdout);
 268         for (count = 0; count <= MAX_CHECK_TIME; count++) {
 269                 all_ports_up = 1;
 270                 for (portid = 0; portid < port_num; portid++) {
 271                         if ((port_mask & (1 << info->id[portid])) == 0)
 272                                 continue;
 273                         memset(&link, 0, sizeof(link));
 274                         rte_eth_link_get_nowait(info->id[portid], &link);
 275                         /* print link status if flag set */
 276                         if (print_flag == 1) {
 277                                 if (link.link_status)
 278                                         printf(
 279                                         "Port%d Link Up. Speed %u Mbps - %s\n",
 280                                                 info->id[portid],
 281                                                 link.link_speed,
 282                                 (link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) ?
 283                                         ("full-duplex") : ("half-duplex\n"));
 284                                 else
 285                                         printf("Port %d Link Down\n",
 286                                                 info->id[portid]);
 287                                 continue;
 288                         }
 289                         /* clear all_ports_up flag if any link down */
 290                         if (link.link_status == ETH_LINK_DOWN) {
 291                                 all_ports_up = 0;
 292                                 break;
 293                         }
 294                 }
 295                 /* after finally printing all link status, get out */
 296                 if (print_flag == 1)
 297                         break;
 298
 299                 if (all_ports_up == 0) {
 300                         printf(".");
 301                         fflush(stdout);
 302                         rte_delay_ms(CHECK_INTERVAL);
 303                 }
 304
 305                 /* set the print_flag if all ports up or timeout */
 306                 if (all_ports_up == 1 || count == (MAX_CHECK_TIME - 1)) {
 307                         print_flag = 1;
 308                         printf("done\n");
 309                 }
 310         }
 311 }
 312
 313 /**
 314  * Main init function for the multi-process server app,
 315  * calls subfunctions to do each stage of the initialisation.
 316  */
 317 int
 318 init(int argc, char *argv[])
 319 {
 320         int retval;
 321         const struct rte_memzone *mz;
 322         uint8_t i, total_ports;
 323
 324         /* init EAL, parsing EAL args */
 325         retval = rte_eal_init(argc, argv);
 326         if (retval < 0)
 327                 return -1;
 328         argc -= retval;
 329         argv += retval;
 330
 331         /* get total number of ports */
 332         total_ports = rte_eth_dev_count();
 333
 334         /* set up array for port data */
 335         mz = rte_memzone_reserve(MZ_SHARED_INFO, sizeof(*info),
 336                                 rte_socket_id(), NO_FLAGS);
 337         if (mz == NULL)
 338                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot reserve memory zone "
 339                                 "for port information\n");
 340         memset(mz->addr, 0, sizeof(*info));
 341         info = mz->addr;
 342
 343         /* parse additional, application arguments */
 344         retval = parse_app_args(total_ports, argc, argv);
 345         if (retval != 0)
 346                 return -1;
 347
 348         /* initialise mbuf pools */
 349         retval = init_mbuf_pools();
 350         if (retval != 0)
 351                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot create needed mbuf pools\n");
 352
 353         /* now initialise the ports we will use */
 354         for (i = 0; i < info->num_ports; i++) {
 355                 retval = init_port(info->id[i]);
 356                 if (retval != 0)
 357                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot initialise port %u\n",
 358                                         (unsigned int) i);
 359         }
 360
 361         check_all_ports_link_status(info->num_ports, (~0x0));
 362
 363         /* initialise the node queues/rings for inter-eu comms */
 364         init_shm_rings();
 365
 366         /* Create the EFD table */
 367         create_efd_table();
 368
 369         /* Populate the EFD table */
 370         populate_efd_table();
 371
 372         /* Share the total number of nodes */
 373         info->num_nodes = num_nodes;
 374
 375         /* Share the total number of flows */
 376         info->num_flows = num_flows;
 377         return 0;
 378 }