lib/librte_sched/rte_sched.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 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 <string.h>
  36
  37 #include <rte_common.h>
  38 #include <rte_log.h>
  39 #include <rte_memory.h>
  40 #include <rte_malloc.h>
  41 #include <rte_cycles.h>
  42 #include <rte_prefetch.h>
  43 #include <rte_branch_prediction.h>
  44 #include <rte_mbuf.h>
  45
  46 #include "rte_sched.h"
  47 #include "rte_bitmap.h"
  48 #include "rte_sched_common.h"
  49 #include "rte_approx.h"
  50
  51 #ifdef __INTEL_COMPILER
  52 #pragma warning(disable:2259) /* conversion may lose significant bits */
  53 #endif
  54
  55 #ifndef RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
  56 #define RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS                   0
  57 #endif
  58
  59 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
  60 #include <immintrin.h>
  61 #endif
  62
  63 #ifndef RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR
  64 #define RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR          (1e-7)
  65 #endif
  66
  67 #ifndef RTE_SCHED_WRR_SHIFT
  68 #define RTE_SCHED_WRR_SHIFT                   3
  69 #endif
  70
  71 #ifndef RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS
  72 #define RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS             8
  73 #endif
  74 #if (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS == 0) || (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1))
  75 #error Number of grinders must be non-zero and a power of 2
  76 #endif
  77 #if (RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS && (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS != 8))
  78 #error Number of grinders must be 8 when RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS is set
  79 #endif
  80
  81 #define RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE         (64 / RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE)
  82
  83 #define RTE_SCHED_PIPE_INVALID                UINT32_MAX
  84
  85 #define RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID             UINT32_MAX
  86
  87 struct rte_sched_subport {
  88         /* Token bucket (TB) */
  89         uint64_t tb_time; /* time of last update */
  90         uint32_t tb_period;
  91         uint32_t tb_credits_per_period;
  92         uint32_t tb_size;
  93         uint32_t tb_credits;
  94
  95         /* Traffic classes (TCs) */
  96         uint64_t tc_time; /* time of next update */
  97         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
  98         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
  99         uint32_t tc_period;
 100
 101         /* TC oversubscription */
 102         uint32_t tc_ov_wm;
 103         uint32_t tc_ov_wm_min;
 104         uint32_t tc_ov_wm_max;
 105         uint8_t tc_ov_period_id;
 106         uint8_t tc_ov;
 107         uint32_t tc_ov_n;
 108         double tc_ov_rate;
 109
 110         /* Statistics */
 111         struct rte_sched_subport_stats stats;
 112 };
 113
 114 struct rte_sched_pipe_profile {
 115         /* Token bucket (TB) */
 116         uint32_t tb_period;
 117         uint32_t tb_credits_per_period;
 118         uint32_t tb_size;
 119
 120         /* Pipe traffic classes */
 121         uint32_t tc_period;
 122         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 123         uint8_t tc_ov_weight;
 124
 125         /* Pipe queues */
 126         uint8_t  wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 127 };
 128
 129 struct rte_sched_pipe {
 130         /* Token bucket (TB) */
 131         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 132         uint32_t tb_credits;
 133
 134         /* Pipe profile and flags */
 135         uint32_t profile;
 136
 137         /* Traffic classes (TCs) */
 138         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 139         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 140
 141         /* Weighted Round Robin (WRR) */
 142         uint8_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 143
 144         /* TC oversubscription */
 145         uint32_t tc_ov_credits;
 146         uint8_t tc_ov_period_id;
 147         uint8_t reserved[3];
 148 } __rte_cache_aligned;
 149
 150 struct rte_sched_queue {
 151         uint16_t qw;
 152         uint16_t qr;
 153 };
 154
 155 struct rte_sched_queue_extra {
 156         struct rte_sched_queue_stats stats;
 157 #ifdef RTE_SCHED_RED
 158         struct rte_red red;
 159 #endif
 160 };
 161
 162 enum grinder_state {
 163         e_GRINDER_PREFETCH_PIPE = 0,
 164         e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS,
 165         e_GRINDER_PREFETCH_MBUF,
 166         e_GRINDER_READ_MBUF
 167 };
 168
 169 /*
 170  * Path through the scheduler hierarchy used by the scheduler enqueue
 171  * operation to identify the destination queue for the current
 172  * packet. Stored in the field pkt.hash.sched of struct rte_mbuf of
 173  * each packet, typically written by the classification stage and read
 174  * by scheduler enqueue.
 175  */
 176 struct rte_sched_port_hierarchy {
 177         uint32_t queue:2;                /**< Queue ID (0 .. 3) */
 178         uint32_t traffic_class:2;        /**< Traffic class ID (0 .. 3)*/
 179         uint32_t pipe:20;                /**< Pipe ID */
 180         uint32_t subport:6;              /**< Subport ID */
 181         uint32_t color:2;                /**< Color */
 182 };
 183
 184 struct rte_sched_grinder {
 185         /* Pipe cache */
 186         uint16_t pcache_qmask[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 187         uint32_t pcache_qindex[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 188         uint32_t pcache_w;
 189         uint32_t pcache_r;
 190
 191         /* Current pipe */
 192         enum grinder_state state;
 193         uint32_t productive;
 194         uint32_t pindex;
 195         struct rte_sched_subport *subport;
 196         struct rte_sched_pipe *pipe;
 197         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params;
 198
 199         /* TC cache */
 200         uint8_t tccache_qmask[4];
 201         uint32_t tccache_qindex[4];
 202         uint32_t tccache_w;
 203         uint32_t tccache_r;
 204
 205         /* Current TC */
 206         uint32_t tc_index;
 207         struct rte_sched_queue *queue[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 208         struct rte_mbuf **qbase[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 209         uint32_t qindex[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 210         uint16_t qsize;
 211         uint32_t qmask;
 212         uint32_t qpos;
 213         struct rte_mbuf *pkt;
 214
 215         /* WRR */
 216         uint16_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 217         uint16_t wrr_mask[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 218         uint8_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 219 };
 220
 221 struct rte_sched_port {
 222         /* User parameters */
 223         uint32_t n_subports_per_port;
 224         uint32_t n_pipes_per_subport;
 225         uint32_t rate;
 226         uint32_t mtu;
 227         uint32_t frame_overhead;
 228         uint16_t qsize[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 229         uint32_t n_pipe_profiles;
 230         uint32_t pipe_tc3_rate_max;
 231 #ifdef RTE_SCHED_RED
 232         struct rte_red_config red_config[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE][e_RTE_METER_COLORS];
 233 #endif
 234
 235         /* Timing */
 236         uint64_t time_cpu_cycles;     /* Current CPU time measured in CPU cyles */
 237         uint64_t time_cpu_bytes;      /* Current CPU time measured in bytes */
 238         uint64_t time;                /* Current NIC TX time measured in bytes */
 239         double cycles_per_byte;       /* CPU cycles per byte */
 240
 241         /* Scheduling loop detection */
 242         uint32_t pipe_loop;
 243         uint32_t pipe_exhaustion;
 244
 245         /* Bitmap */
 246         struct rte_bitmap *bmp;
 247         uint32_t grinder_base_bmp_pos[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS] __rte_aligned_16;
 248
 249         /* Grinders */
 250         struct rte_sched_grinder grinder[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS];
 251         uint32_t busy_grinders;
 252         struct rte_mbuf **pkts_out;
 253         uint32_t n_pkts_out;
 254
 255         /* Queue base calculation */
 256         uint32_t qsize_add[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 257         uint32_t qsize_sum;
 258
 259         /* Large data structures */
 260         struct rte_sched_subport *subport;
 261         struct rte_sched_pipe *pipe;
 262         struct rte_sched_queue *queue;
 263         struct rte_sched_queue_extra *queue_extra;
 264         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_profiles;
 265         uint8_t *bmp_array;
 266         struct rte_mbuf **queue_array;
 267         uint8_t memory[0] __rte_cache_aligned;
 268 } __rte_cache_aligned;
 269
 270 enum rte_sched_port_array {
 271         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT = 0,
 272         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE,
 273         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE,
 274         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA,
 275         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES,
 276         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY,
 277         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY,
 278         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL,
 279 };
 280
 281 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
 282
 283 static inline uint32_t
 284 rte_sched_port_queues_per_subport(struct rte_sched_port *port)
 285 {
 286         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport;
 287 }
 288
 289 #endif
 290
 291 static inline uint32_t
 292 rte_sched_port_queues_per_port(struct rte_sched_port *port)
 293 {
 294         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport * port->n_subports_per_port;
 295 }
 296
 297 static int
 298 rte_sched_port_check_params(struct rte_sched_port_params *params)
 299 {
 300         uint32_t i, j;
 301
 302         if (params == NULL) {
 303                 return -1;
 304         }
 305
 306         /* socket */
 307         if ((params->socket < 0) || (params->socket >= RTE_MAX_NUMA_NODES)) {
 308                 return -3;
 309         }
 310
 311         /* rate */
 312         if (params->rate == 0) {
 313                 return -4;
 314         }
 315
 316         /* mtu */
 317         if (params->mtu == 0) {
 318                 return -5;
 319         }
 320
 321         /* n_subports_per_port: non-zero, power of 2 */
 322         if ((params->n_subports_per_port == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_subports_per_port))) {
 323                 return -6;
 324         }
 325
 326         /* n_pipes_per_subport: non-zero, power of 2 */
 327         if ((params->n_pipes_per_subport == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_pipes_per_subport))) {
 328                 return -7;
 329         }
 330
 331         /* qsize: non-zero, power of 2,
 332          * no bigger than 32K (due to 16-bit read/write pointers) */
 333         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 334                 uint16_t qsize = params->qsize[i];
 335
 336                 if ((qsize == 0) || (!rte_is_power_of_2(qsize))) {
 337                         return -8;
 338                 }
 339         }
 340
 341         /* pipe_profiles and n_pipe_profiles */
 342         if ((params->pipe_profiles == NULL) ||
 343             (params->n_pipe_profiles == 0) ||
 344             (params->n_pipe_profiles > RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT)) {
 345                 return -9;
 346         }
 347
 348         for (i = 0; i < params->n_pipe_profiles; i ++) {
 349                 struct rte_sched_pipe_params *p = params->pipe_profiles + i;
 350
 351                 /* TB rate: non-zero, not greater than port rate */
 352                 if ((p->tb_rate == 0) || (p->tb_rate > params->rate)) {
 353                         return -10;
 354                 }
 355
 356                 /* TB size: non-zero */
 357                 if (p->tb_size == 0) {
 358                         return -11;
 359                 }
 360
 361                 /* TC rate: non-zero, less than pipe rate */
 362                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 363                         if ((p->tc_rate[j] == 0) || (p->tc_rate[j] > p->tb_rate)) {
 364                                 return -12;
 365                         }
 366                 }
 367
 368                 /* TC period: non-zero */
 369                 if (p->tc_period == 0) {
 370                         return -13;
 371                 }
 372
 373 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 374                 /* TC3 oversubscription weight: non-zero */
 375                 if (p->tc_ov_weight == 0) {
 376                         return -14;
 377                 }
 378 #endif
 379
 380                 /* Queue WRR weights: non-zero */
 381                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE; j ++) {
 382                         if (p->wrr_weights[j] == 0) {
 383                                 return -15;
 384                         }
 385                 }
 386         }
 387
 388         return 0;
 389 }
 390
 391 static uint32_t
 392 rte_sched_port_get_array_base(struct rte_sched_port_params *params, enum rte_sched_port_array array)
 393 {
 394         uint32_t n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 395         uint32_t n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 396         uint32_t n_pipes_per_port = n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 397         uint32_t n_queues_per_port = RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 398
 399         uint32_t size_subport = n_subports_per_port * sizeof(struct rte_sched_subport);
 400         uint32_t size_pipe = n_pipes_per_port * sizeof(struct rte_sched_pipe);
 401         uint32_t size_queue = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue);
 402         uint32_t size_queue_extra = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue_extra);
 403         uint32_t size_pipe_profiles = RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT * sizeof(struct rte_sched_pipe_profile);
 404         uint32_t size_bmp_array = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 405         uint32_t size_per_pipe_queue_array, size_queue_array;
 406
 407         uint32_t base, i;
 408
 409         size_per_pipe_queue_array = 0;
 410         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 411                 size_per_pipe_queue_array += RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS * params->qsize[i] * sizeof(struct rte_mbuf *);
 412         }
 413         size_queue_array = n_pipes_per_port * size_per_pipe_queue_array;
 414
 415         base = 0;
 416
 417         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT) return base;
 418         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_subport);
 419
 420         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE) return base;
 421         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe);
 422
 423         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE) return base;
 424         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue);
 425
 426         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA) return base;
 427         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_extra);
 428
 429         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES) return base;
 430         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe_profiles);
 431
 432         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY) return base;
 433         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_bmp_array);
 434
 435         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY) return base;
 436         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_array);
 437
 438         return base;
 439 }
 440
 441 uint32_t
 442 rte_sched_port_get_memory_footprint(struct rte_sched_port_params *params)
 443 {
 444         uint32_t size0, size1;
 445         int status;
 446
 447         status = rte_sched_port_check_params(params);
 448         if (status != 0) {
 449                 RTE_LOG(NOTICE, SCHED,
 450                         "Port scheduler params check failed (%d)\n", status);
 451
 452                 return 0;
 453         }
 454
 455         size0 = sizeof(struct rte_sched_port);
 456         size1 = rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL);
 457
 458         return (size0 + size1);
 459 }
 460
 461 static void
 462 rte_sched_port_config_qsize(struct rte_sched_port *port)
 463 {
 464         /* TC 0 */
 465         port->qsize_add[0] = 0;
 466         port->qsize_add[1] = port->qsize_add[0] + port->qsize[0];
 467         port->qsize_add[2] = port->qsize_add[1] + port->qsize[0];
 468         port->qsize_add[3] = port->qsize_add[2] + port->qsize[0];
 469
 470         /* TC 1 */
 471         port->qsize_add[4] = port->qsize_add[3] + port->qsize[0];
 472         port->qsize_add[5] = port->qsize_add[4] + port->qsize[1];
 473         port->qsize_add[6] = port->qsize_add[5] + port->qsize[1];
 474         port->qsize_add[7] = port->qsize_add[6] + port->qsize[1];
 475
 476         /* TC 2 */
 477         port->qsize_add[8] = port->qsize_add[7] + port->qsize[1];
 478         port->qsize_add[9] = port->qsize_add[8] + port->qsize[2];
 479         port->qsize_add[10] = port->qsize_add[9] + port->qsize[2];
 480         port->qsize_add[11] = port->qsize_add[10] + port->qsize[2];
 481
 482         /* TC 3 */
 483         port->qsize_add[12] = port->qsize_add[11] + port->qsize[2];
 484         port->qsize_add[13] = port->qsize_add[12] + port->qsize[3];
 485         port->qsize_add[14] = port->qsize_add[13] + port->qsize[3];
 486         port->qsize_add[15] = port->qsize_add[14] + port->qsize[3];
 487
 488         port->qsize_sum = port->qsize_add[15] + port->qsize[3];
 489 }
 490
 491 static void
 492 rte_sched_port_log_pipe_profile(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 493 {
 494         struct rte_sched_pipe_profile *p = port->pipe_profiles + i;
 495
 496         RTE_LOG(DEBUG, SCHED, "Low level config for pipe profile %u:\n"
 497                 "    Token bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 498                 "    Traffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u]\n"
 499                 "    Traffic class 3 oversubscription: weight = %hhu\n"
 500                 "    WRR cost: [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu]\n",
 501                 i,
 502
 503                 /* Token bucket */
 504                 p->tb_period,
 505                 p->tb_credits_per_period,
 506                 p->tb_size,
 507
 508                 /* Traffic classes */
 509                 p->tc_period,
 510                 p->tc_credits_per_period[0],
 511                 p->tc_credits_per_period[1],
 512                 p->tc_credits_per_period[2],
 513                 p->tc_credits_per_period[3],
 514
 515                 /* Traffic class 3 oversubscription */
 516                 p->tc_ov_weight,
 517
 518                 /* WRR */
 519                 p->wrr_cost[ 0], p->wrr_cost[ 1], p->wrr_cost[ 2], p->wrr_cost[ 3],
 520                 p->wrr_cost[ 4], p->wrr_cost[ 5], p->wrr_cost[ 6], p->wrr_cost[ 7],
 521                 p->wrr_cost[ 8], p->wrr_cost[ 9], p->wrr_cost[10], p->wrr_cost[11],
 522                 p->wrr_cost[12], p->wrr_cost[13], p->wrr_cost[14], p->wrr_cost[15]);
 523 }
 524
 525 static inline uint64_t
 526 rte_sched_time_ms_to_bytes(uint32_t time_ms, uint32_t rate)
 527 {
 528         uint64_t time = time_ms;
 529         time = (time * rate) / 1000;
 530
 531         return time;
 532 }
 533
 534 static void
 535 rte_sched_port_config_pipe_profile_table(struct rte_sched_port *port, struct rte_sched_port_params *params)
 536 {
 537         uint32_t i, j;
 538
 539         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 540                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 541                 struct rte_sched_pipe_profile *dst = port->pipe_profiles + i;
 542
 543                 /* Token Bucket */
 544                 if (src->tb_rate == params->rate) {
 545                         dst->tb_credits_per_period = 1;
 546                         dst->tb_period = 1;
 547                 } else {
 548                         double tb_rate = ((double) src->tb_rate) / ((double) params->rate);
 549                         double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 550
 551                         rte_approx(tb_rate, d, &dst->tb_credits_per_period, &dst->tb_period);
 552                 }
 553                 dst->tb_size = src->tb_size;
 554
 555                 /* Traffic Classes */
 556                 dst->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, params->rate);
 557                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 558                         dst->tc_credits_per_period[j] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, src->tc_rate[j]);
 559                 }
 560 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 561                 dst->tc_ov_weight = src->tc_ov_weight;
 562 #endif
 563
 564                 /* WRR */
 565                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 566                         uint32_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 567                         uint32_t lcd, lcd1, lcd2;
 568                         uint32_t qindex;
 569
 570                         qindex = j * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS;
 571
 572                         wrr_cost[0] = src->wrr_weights[qindex];
 573                         wrr_cost[1] = src->wrr_weights[qindex + 1];
 574                         wrr_cost[2] = src->wrr_weights[qindex + 2];
 575                         wrr_cost[3] = src->wrr_weights[qindex + 3];
 576
 577                         lcd1 = rte_get_lcd(wrr_cost[0], wrr_cost[1]);
 578                         lcd2 = rte_get_lcd(wrr_cost[2], wrr_cost[3]);
 579                         lcd = rte_get_lcd(lcd1, lcd2);
 580
 581                         wrr_cost[0] = lcd / wrr_cost[0];
 582                         wrr_cost[1] = lcd / wrr_cost[1];
 583                         wrr_cost[2] = lcd / wrr_cost[2];
 584                         wrr_cost[3] = lcd / wrr_cost[3];
 585
 586                         dst->wrr_cost[qindex] = (uint8_t) wrr_cost[0];
 587                         dst->wrr_cost[qindex + 1] = (uint8_t) wrr_cost[1];
 588                         dst->wrr_cost[qindex + 2] = (uint8_t) wrr_cost[2];
 589                         dst->wrr_cost[qindex + 3] = (uint8_t) wrr_cost[3];
 590                 }
 591
 592                 rte_sched_port_log_pipe_profile(port, i);
 593         }
 594
 595         port->pipe_tc3_rate_max = 0;
 596         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 597                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 598                 uint32_t pipe_tc3_rate = src->tc_rate[3];
 599
 600                 if (port->pipe_tc3_rate_max < pipe_tc3_rate) {
 601                         port->pipe_tc3_rate_max = pipe_tc3_rate;
 602                 }
 603         }
 604 }
 605
 606 struct rte_sched_port *
 607 rte_sched_port_config(struct rte_sched_port_params *params)
 608 {
 609         struct rte_sched_port *port = NULL;
 610         uint32_t mem_size, bmp_mem_size, n_queues_per_port, i;
 611
 612         /* Check user parameters. Determine the amount of memory to allocate */
 613         mem_size = rte_sched_port_get_memory_footprint(params);
 614         if (mem_size == 0) {
 615                 return NULL;
 616         }
 617
 618         /* Allocate memory to store the data structures */
 619         port = rte_zmalloc("qos_params", mem_size, RTE_CACHE_LINE_SIZE);
 620         if (port == NULL) {
 621                 return NULL;
 622         }
 623
 624         /* User parameters */
 625         port->n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 626         port->n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 627         port->rate = params->rate;
 628         port->mtu = params->mtu + params->frame_overhead;
 629         port->frame_overhead = params->frame_overhead;
 630         memcpy(port->qsize, params->qsize, sizeof(params->qsize));
 631         port->n_pipe_profiles = params->n_pipe_profiles;
 632
 633 #ifdef RTE_SCHED_RED
 634         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i++) {
 635                 uint32_t j;
 636
 637                 for (j = 0; j < e_RTE_METER_COLORS; j++) {
 638                         /* if min/max are both zero, then RED is disabled */
 639                         if ((params->red_params[i][j].min_th |
 640                              params->red_params[i][j].max_th) == 0) {
 641                                 continue;
 642                         }
 643
 644                         if (rte_red_config_init(&port->red_config[i][j],
 645                                 params->red_params[i][j].wq_log2,
 646                                 params->red_params[i][j].min_th,
 647                                 params->red_params[i][j].max_th,
 648                                 params->red_params[i][j].maxp_inv) != 0) {
 649                                 return NULL;
 650                         }
 651                 }
 652         }
 653 #endif
 654
 655         /* Timing */
 656         port->time_cpu_cycles = rte_get_tsc_cycles();
 657         port->time_cpu_bytes = 0;
 658         port->time = 0;
 659         port->cycles_per_byte = ((double) rte_get_tsc_hz()) / ((double) params->rate);
 660
 661         /* Scheduling loop detection */
 662         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 663         port->pipe_exhaustion = 0;
 664
 665         /* Grinders */
 666         port->busy_grinders = 0;
 667         port->pkts_out = NULL;
 668         port->n_pkts_out = 0;
 669
 670         /* Queue base calculation */
 671         rte_sched_port_config_qsize(port);
 672
 673         /* Large data structures */
 674         port->subport = (struct rte_sched_subport *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT));
 675         port->pipe = (struct rte_sched_pipe *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE));
 676         port->queue = (struct rte_sched_queue *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE));
 677         port->queue_extra = (struct rte_sched_queue_extra *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA));
 678         port->pipe_profiles = (struct rte_sched_pipe_profile *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES));
 679         port->bmp_array =  port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY);
 680         port->queue_array = (struct rte_mbuf **) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY));
 681
 682         /* Pipe profile table */
 683         rte_sched_port_config_pipe_profile_table(port, params);
 684
 685         /* Bitmap */
 686         n_queues_per_port = rte_sched_port_queues_per_port(port);
 687         bmp_mem_size = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 688         port->bmp = rte_bitmap_init(n_queues_per_port, port->bmp_array, bmp_mem_size);
 689         if (port->bmp == NULL) {
 690                 RTE_LOG(ERR, SCHED, "Bitmap init error\n");
 691                 return NULL;
 692         }
 693         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
 694                 port->grinder_base_bmp_pos[i] = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 695         }
 696
 697         return port;
 698 }
 699
 700 void
 701 rte_sched_port_free(struct rte_sched_port *port)
 702 {
 703         /* Check user parameters */
 704         if (port == NULL){
 705                 return;
 706         }
 707
 708         rte_bitmap_free(port->bmp);
 709         rte_free(port);
 710 }
 711
 712 static void
 713 rte_sched_port_log_subport_config(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 714 {
 715         struct rte_sched_subport *s = port->subport + i;
 716
 717         RTE_LOG(DEBUG, SCHED, "Low level config for subport %u:\n"
 718                 "    Token bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 719                 "    Traffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u]\n"
 720                 "    Traffic class 3 oversubscription: wm min = %u, wm max = %u\n",
 721                 i,
 722
 723                 /* Token bucket */
 724                 s->tb_period,
 725                 s->tb_credits_per_period,
 726                 s->tb_size,
 727
 728                 /* Traffic classes */
 729                 s->tc_period,
 730                 s->tc_credits_per_period[0],
 731                 s->tc_credits_per_period[1],
 732                 s->tc_credits_per_period[2],
 733                 s->tc_credits_per_period[3],
 734
 735                 /* Traffic class 3 oversubscription */
 736                 s->tc_ov_wm_min,
 737                 s->tc_ov_wm_max);
 738 }
 739
 740 int
 741 rte_sched_subport_config(struct rte_sched_port *port,
 742         uint32_t subport_id,
 743         struct rte_sched_subport_params *params)
 744 {
 745         struct rte_sched_subport *s;
 746         uint32_t i;
 747
 748         /* Check user parameters */
 749         if ((port == NULL) ||
 750             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 751                 (params == NULL)) {
 752                 return -1;
 753         }
 754
 755         if ((params->tb_rate == 0) || (params->tb_rate > port->rate)) {
 756                 return -2;
 757         }
 758
 759         if (params->tb_size == 0) {
 760                 return -3;
 761         }
 762
 763         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 764                 if ((params->tc_rate[i] == 0) || (params->tc_rate[i] > params->tb_rate)) {
 765                         return -4;
 766                 }
 767         }
 768
 769         if (params->tc_period == 0) {
 770                 return -5;
 771         }
 772
 773         s = port->subport + subport_id;
 774
 775         /* Token Bucket (TB) */
 776         if (params->tb_rate == port->rate) {
 777                 s->tb_credits_per_period = 1;
 778                 s->tb_period = 1;
 779         } else {
 780                 double tb_rate = ((double) params->tb_rate) / ((double) port->rate);
 781                 double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 782
 783                 rte_approx(tb_rate, d, &s->tb_credits_per_period, &s->tb_period);
 784         }
 785         s->tb_size = params->tb_size;
 786         s->tb_time = port->time;
 787         s->tb_credits = s->tb_size / 2;
 788
 789         /* Traffic Classes (TCs) */
 790         s->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->rate);
 791         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 792                 s->tc_credits_per_period[i] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, params->tc_rate[i]);
 793         }
 794         s->tc_time = port->time + s->tc_period;
 795         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 796                 s->tc_credits[i] = s->tc_credits_per_period[i];
 797         }
 798
 799 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 800         /* TC oversubscription */
 801         s->tc_ov_wm_min = port->mtu;
 802         s->tc_ov_wm_max = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->pipe_tc3_rate_max);
 803         s->tc_ov_wm = s->tc_ov_wm_max;
 804         s->tc_ov_period_id = 0;
 805         s->tc_ov = 0;
 806         s->tc_ov_n = 0;
 807         s->tc_ov_rate = 0;
 808 #endif
 809
 810         rte_sched_port_log_subport_config(port, subport_id);
 811
 812         return 0;
 813 }
 814
 815 int
 816 rte_sched_pipe_config(struct rte_sched_port *port,
 817         uint32_t subport_id,
 818         uint32_t pipe_id,
 819         int32_t pipe_profile)
 820 {
 821         struct rte_sched_subport *s;
 822         struct rte_sched_pipe *p;
 823         struct rte_sched_pipe_profile *params;
 824         uint32_t deactivate, profile, i;
 825
 826         /* Check user parameters */
 827         profile = (uint32_t) pipe_profile;
 828         deactivate = (pipe_profile < 0);
 829         if ((port == NULL) ||
 830             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 831                 (pipe_id >= port->n_pipes_per_subport) ||
 832                 ((!deactivate) && (profile >= port->n_pipe_profiles))) {
 833                 return -1;
 834         }
 835
 836         /* Check that subport configuration is valid */
 837         s = port->subport + subport_id;
 838         if (s->tb_period == 0) {
 839                 return -2;
 840         }
 841
 842         p = port->pipe + (subport_id * port->n_pipes_per_subport + pipe_id);
 843
 844         /* Handle the case when pipe already has a valid configuration */
 845         if (p->tb_time) {
 846                 params = port->pipe_profiles + p->profile;
 847
 848 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 849                 double subport_tc3_rate = ((double) s->tc_credits_per_period[3]) / ((double) s->tc_period);
 850                 double pipe_tc3_rate = ((double) params->tc_credits_per_period[3]) / ((double) params->tc_period);
 851                 uint32_t tc3_ov = s->tc_ov;
 852
 853                 /* Unplug pipe from its subport */
 854                 s->tc_ov_n -= params->tc_ov_weight;
 855                 s->tc_ov_rate -= pipe_tc3_rate;
 856                 s->tc_ov = s->tc_ov_rate > subport_tc3_rate;
 857
 858                 if (s->tc_ov != tc3_ov) {
 859                         RTE_LOG(DEBUG, SCHED,
 860                                 "Subport %u TC3 oversubscription is OFF (%.4lf >= %.4lf)\n",
 861                                 subport_id, subport_tc3_rate, s->tc_ov_rate);
 862                 }
 863 #endif
 864
 865                 /* Reset the pipe */
 866                 memset(p, 0, sizeof(struct rte_sched_pipe));
 867         }
 868
 869         if (deactivate) {
 870                 return 0;
 871         }
 872
 873         /* Apply the new pipe configuration */
 874         p->profile = profile;
 875         params = port->pipe_profiles + p->profile;
 876
 877         /* Token Bucket (TB) */
 878         p->tb_time = port->time;
 879         p->tb_credits = params->tb_size / 2;
 880
 881         /* Traffic Classes (TCs) */
 882         p->tc_time = port->time + params->tc_period;
 883         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 884                 p->tc_credits[i] = params->tc_credits_per_period[i];
 885         }
 886
 887 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 888         {
 889                 /* Subport TC3 oversubscription */
 890                 double subport_tc3_rate = ((double) s->tc_credits_per_period[3]) / ((double) s->tc_period);
 891                 double pipe_tc3_rate = ((double) params->tc_credits_per_period[3]) / ((double) params->tc_period);
 892                 uint32_t tc3_ov = s->tc_ov;
 893
 894                 s->tc_ov_n += params->tc_ov_weight;
 895                 s->tc_ov_rate += pipe_tc3_rate;
 896                 s->tc_ov = s->tc_ov_rate > subport_tc3_rate;
 897
 898                 if (s->tc_ov != tc3_ov) {
 899                         RTE_LOG(DEBUG, SCHED,
 900                                 "Subport %u TC3 oversubscription is ON (%.4lf < %.4lf)\n",
 901                                 subport_id, subport_tc3_rate, s->tc_ov_rate);
 902                 }
 903                 p->tc_ov_period_id = s->tc_ov_period_id;
 904                 p->tc_ov_credits = s->tc_ov_wm;
 905         }
 906 #endif
 907
 908         return 0;
 909 }
 910
 911 void
 912 rte_sched_port_pkt_write(struct rte_mbuf *pkt,
 913                          uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class,
 914                          uint32_t queue, enum rte_meter_color color)
 915 {
 916         struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 917                 = (struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 918
 919         sched->color = (uint32_t) color;
 920         sched->subport = subport;
 921         sched->pipe = pipe;
 922         sched->traffic_class = traffic_class;
 923         sched->queue = queue;
 924 }
 925
 926 void
 927 rte_sched_port_pkt_read_tree_path(const struct rte_mbuf *pkt,
 928                                   uint32_t *subport, uint32_t *pipe,
 929                                   uint32_t *traffic_class, uint32_t *queue)
 930 {
 931         const struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 932                 = (const struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 933
 934         *subport = sched->subport;
 935         *pipe = sched->pipe;
 936         *traffic_class = sched->traffic_class;
 937         *queue = sched->queue;
 938 }
 939
 940
 941 enum rte_meter_color
 942 rte_sched_port_pkt_read_color(const struct rte_mbuf *pkt)
 943 {
 944         const struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 945                 = (const struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 946
 947         return (enum rte_meter_color) sched->color;
 948 }
 949
 950 int
 951 rte_sched_subport_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 952         uint32_t subport_id,
 953         struct rte_sched_subport_stats *stats,
 954         uint32_t *tc_ov)
 955 {
 956         struct rte_sched_subport *s;
 957
 958         /* Check user parameters */
 959         if ((port == NULL) ||
 960             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 961                 (stats == NULL) ||
 962                 (tc_ov == NULL)) {
 963                 return -1;
 964         }
 965         s = port->subport + subport_id;
 966
 967         /* Copy subport stats and clear */
 968         memcpy(stats, &s->stats, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 969         memset(&s->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 970
 971         /* Subport TC ovesubscription status */
 972         *tc_ov = s->tc_ov;
 973
 974         return 0;
 975 }
 976
 977 int
 978 rte_sched_queue_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 979         uint32_t queue_id,
 980         struct rte_sched_queue_stats *stats,
 981         uint16_t *qlen)
 982 {
 983         struct rte_sched_queue *q;
 984         struct rte_sched_queue_extra *qe;
 985
 986         /* Check user parameters */
 987         if ((port == NULL) ||
 988             (queue_id >= rte_sched_port_queues_per_port(port)) ||
 989                 (stats == NULL) ||
 990                 (qlen == NULL)) {
 991                 return -1;
 992         }
 993         q = port->queue + queue_id;
 994         qe = port->queue_extra + queue_id;
 995
 996         /* Copy queue stats and clear */
 997         memcpy(stats, &qe->stats, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
 998         memset(&qe->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
 999
1000         /* Queue length */
1001         *qlen = q->qw - q->qr;
1002
1003         return 0;
1004 }
1005
1006 static inline uint32_t
1007 rte_sched_port_qindex(struct rte_sched_port *port, uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class, uint32_t queue)
1008 {
1009         uint32_t result;
1010
1011         result = subport * port->n_pipes_per_subport + pipe;
1012         result = result * RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE + traffic_class;
1013         result = result * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS + queue;
1014
1015         return result;
1016 }
1017
1018 static inline struct rte_mbuf **
1019 rte_sched_port_qbase(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1020 {
1021         uint32_t pindex = qindex >> 4;
1022         uint32_t qpos = qindex & 0xF;
1023
1024         return (port->queue_array + pindex * port->qsize_sum + port->qsize_add[qpos]);
1025 }
1026
1027 static inline uint16_t
1028 rte_sched_port_qsize(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1029 {
1030         uint32_t tc = (qindex >> 2) & 0x3;
1031
1032         return port->qsize[tc];
1033 }
1034
1035 #ifdef RTE_SCHED_DEBUG
1036
1037 static inline int
1038 rte_sched_port_queue_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1039 {
1040         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1041
1042         return (queue->qr == queue->qw);
1043 }
1044
1045 static inline int
1046 rte_sched_port_queue_is_full(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1047 {
1048         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1049         uint16_t qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1050         uint16_t qlen = queue->qw - queue->qr;
1051
1052         return (qlen >= qsize);
1053 }
1054
1055 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1056
1057 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1058
1059 static inline void
1060 rte_sched_port_update_subport_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1061 {
1062         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1063         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1064         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1065
1066         s->stats.n_pkts_tc[tc_index] += 1;
1067         s->stats.n_bytes_tc[tc_index] += pkt_len;
1068 }
1069
1070 static inline void
1071 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1072 {
1073         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1074         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1075         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1076
1077         s->stats.n_pkts_tc_dropped[tc_index] += 1;
1078         s->stats.n_bytes_tc_dropped[tc_index] += pkt_len;
1079 }
1080
1081 static inline void
1082 rte_sched_port_update_queue_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1083 {
1084         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1085         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1086
1087         qe->stats.n_pkts += 1;
1088         qe->stats.n_bytes += pkt_len;
1089 }
1090
1091 static inline void
1092 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1093 {
1094         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1095         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1096
1097         qe->stats.n_pkts_dropped += 1;
1098         qe->stats.n_bytes_dropped += pkt_len;
1099 }
1100
1101 #endif /* RTE_SCHED_COLLECT_STATS */
1102
1103 #ifdef RTE_SCHED_RED
1104
1105 static inline int
1106 rte_sched_port_red_drop(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt, uint32_t qindex, uint16_t qlen)
1107 {
1108         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1109         struct rte_red_config *red_cfg;
1110     struct rte_red *red;
1111         uint32_t tc_index;
1112         enum rte_meter_color color;
1113
1114         tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1115         color = rte_sched_port_pkt_read_color(pkt);
1116         red_cfg = &port->red_config[tc_index][color];
1117
1118         if ((red_cfg->min_th | red_cfg->max_th) == 0)
1119                 return 0;
1120
1121         qe = port->queue_extra + qindex;
1122         red = &qe->red;
1123
1124         return rte_red_enqueue(red_cfg, red, qlen, port->time);
1125 }
1126
1127 static inline void
1128 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1129 {
1130         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1131     struct rte_red *red;
1132
1133         qe = port->queue_extra + qindex;
1134         red = &qe->red;
1135
1136         rte_red_mark_queue_empty(red, port->time);
1137 }
1138
1139 #else
1140
1141 #define rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen)             0
1142
1143 #define rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex)
1144
1145 #endif /* RTE_SCHED_RED */
1146
1147 #ifdef RTE_SCHED_DEBUG
1148
1149 static inline int
1150 debug_pipe_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t pindex)
1151 {
1152         uint32_t qindex, i;
1153
1154         qindex = pindex << 4;
1155
1156         for (i = 0; i < 16; i ++){
1157                 uint32_t queue_empty = rte_sched_port_queue_is_empty(port, qindex + i);
1158                 uint32_t bmp_bit_clear = (rte_bitmap_get(port->bmp, qindex + i) == 0);
1159
1160                 if (queue_empty != bmp_bit_clear){
1161                         rte_panic("Queue status mismatch for queue %u of pipe %u\n", i, pindex);
1162                 }
1163
1164                 if (!queue_empty){
1165                         return 0;
1166                 }
1167         }
1168
1169         return 1;
1170 }
1171
1172 static inline void
1173 debug_check_queue_slab(struct rte_sched_port *port, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1174 {
1175         uint64_t mask;
1176         uint32_t i, panic;
1177
1178         if (bmp_slab == 0){
1179                 rte_panic("Empty slab at position %u\n", bmp_pos);
1180         }
1181
1182         panic = 0;
1183         for (i = 0, mask = 1; i < 64; i ++, mask <<= 1) {
1184                 if (mask & bmp_slab){
1185                         if (rte_sched_port_queue_is_empty(port, bmp_pos + i)) {
1186                                 printf("Queue %u (slab offset %u) is empty\n", bmp_pos + i, i);
1187                                 panic = 1;
1188                         }
1189                 }
1190         }
1191
1192         if (panic){
1193                 rte_panic("Empty queues in slab 0x%" PRIx64 "starting at position %u\n",
1194                         bmp_slab, bmp_pos);
1195         }
1196 }
1197
1198 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1199
1200 static inline uint32_t
1201 rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt)
1202 {
1203         struct rte_sched_queue *q;
1204 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1205         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1206 #endif
1207         uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1208
1209         rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1210
1211         qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1212         q = port->queue + qindex;
1213         rte_prefetch0(q);
1214 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1215         qe = port->queue_extra + qindex;
1216         rte_prefetch0(qe);
1217 #endif
1218
1219         return qindex;
1220 }
1221
1222 static inline void
1223 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase)
1224 {
1225         struct rte_sched_queue *q;
1226         struct rte_mbuf **q_qw;
1227         uint16_t qsize;
1228
1229         q = port->queue + qindex;
1230         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1231         q_qw = qbase + (q->qw & (qsize - 1));
1232
1233         rte_prefetch0(q_qw);
1234         rte_bitmap_prefetch0(port->bmp, qindex);
1235 }
1236
1237 static inline int
1238 rte_sched_port_enqueue_qwa(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase, struct rte_mbuf *pkt)
1239 {
1240         struct rte_sched_queue *q;
1241         uint16_t qsize;
1242         uint16_t qlen;
1243
1244         q = port->queue + qindex;
1245         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1246         qlen = q->qw - q->qr;
1247
1248         /* Drop the packet (and update drop stats) when queue is full */
1249         if (unlikely(rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen) || (qlen >= qsize))) {
1250                 rte_pktmbuf_free(pkt);
1251 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1252                 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1253                 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1254 #endif
1255                 return 0;
1256         }
1257
1258         /* Enqueue packet */
1259         qbase[q->qw & (qsize - 1)] = pkt;
1260         q->qw ++;
1261
1262         /* Activate queue in the port bitmap */
1263         rte_bitmap_set(port->bmp, qindex);
1264
1265         /* Statistics */
1266 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1267         rte_sched_port_update_subport_stats(port, qindex, pkt);
1268         rte_sched_port_update_queue_stats(port, qindex, pkt);
1269 #endif
1270
1271         return 1;
1272 }
1273
1274
1275 /*
1276  * The enqueue function implements a 4-level pipeline with each stage processing
1277  * two different packets. The purpose of using a pipeline is to hide the latency
1278  * of prefetching the data structures. The naming convention is presented in the
1279  * diagram below:
1280  *
1281  *   p00  _______   p10  _______   p20  _______   p30  _______
1282  * ----->|       |----->|       |----->|       |----->|       |----->
1283  *       |   0   |      |   1   |      |   2   |      |   3   |
1284  * ----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->
1285  *   p01            p11            p21            p31
1286  *
1287  */
1288 int
1289 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1290 {
1291         struct rte_mbuf *pkt00, *pkt01, *pkt10, *pkt11, *pkt20, *pkt21, *pkt30, *pkt31, *pkt_last;
1292         struct rte_mbuf **q00_base, **q01_base, **q10_base, **q11_base, **q20_base, **q21_base, **q30_base, **q31_base, **q_last_base;
1293         uint32_t q00, q01, q10, q11, q20, q21, q30, q31, q_last;
1294         uint32_t r00, r01, r10, r11, r20, r21, r30, r31, r_last;
1295         uint32_t result, i;
1296
1297         result = 0;
1298
1299         /* Less then 6 input packets available, which is not enough to feed the pipeline */
1300         if (unlikely(n_pkts < 6)) {
1301                 struct rte_mbuf **q_base[5];
1302                 uint32_t q[5];
1303
1304                 /* Prefetch the mbuf structure of each packet */
1305                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1306                         rte_prefetch0(pkts[i]);
1307                 }
1308
1309                 /* Prefetch the queue structure for each queue */
1310                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1311                         q[i] = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkts[i]);
1312                 }
1313
1314                 /* Prefetch the write pointer location of each queue */
1315                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1316                         q_base[i] = rte_sched_port_qbase(port, q[i]);
1317                         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q[i], q_base[i]);
1318                 }
1319
1320                 /* Write each packet to its queue */
1321                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1322                         result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q[i], q_base[i], pkts[i]);
1323                 }
1324
1325                 return result;
1326         }
1327
1328         /* Feed the first 3 stages of the pipeline (6 packets needed) */
1329         pkt20 = pkts[0];
1330         pkt21 = pkts[1];
1331         rte_prefetch0(pkt20);
1332         rte_prefetch0(pkt21);
1333
1334         pkt10 = pkts[2];
1335         pkt11 = pkts[3];
1336         rte_prefetch0(pkt10);
1337         rte_prefetch0(pkt11);
1338
1339         q20 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt20);
1340         q21 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt21);
1341
1342         pkt00 = pkts[4];
1343         pkt01 = pkts[5];
1344         rte_prefetch0(pkt00);
1345         rte_prefetch0(pkt01);
1346
1347         q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1348         q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1349
1350         q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1351         q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1352         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1353         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1354
1355         /* Run the pipeline */
1356         for (i = 6; i < (n_pkts & (~1)); i += 2) {
1357                 /* Propagate stage inputs */
1358                 pkt30 = pkt20;
1359                 pkt31 = pkt21;
1360                 pkt20 = pkt10;
1361                 pkt21 = pkt11;
1362                 pkt10 = pkt00;
1363                 pkt11 = pkt01;
1364                 q30 = q20;
1365                 q31 = q21;
1366                 q20 = q10;
1367                 q21 = q11;
1368                 q30_base = q20_base;
1369                 q31_base = q21_base;
1370
1371                 /* Stage 0: Get packets in */
1372                 pkt00 = pkts[i];
1373                 pkt01 = pkts[i + 1];
1374                 rte_prefetch0(pkt00);
1375                 rte_prefetch0(pkt01);
1376
1377                 /* Stage 1: Prefetch queue structure storing queue pointers */
1378                 q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1379                 q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1380
1381                 /* Stage 2: Prefetch queue write location */
1382                 q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1383                 q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1384                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1385                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1386
1387                 /* Stage 3: Write packet to queue and activate queue */
1388                 r30 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q30, q30_base, pkt30);
1389                 r31 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q31, q31_base, pkt31);
1390                 result += r30 + r31;
1391         }
1392
1393         /* Drain the pipeline (exactly 6 packets). Handle the last packet in the case
1394         of an odd number of input packets. */
1395         pkt_last = pkts[n_pkts - 1];
1396         rte_prefetch0(pkt_last);
1397
1398         q00 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt00);
1399         q01 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt01);
1400
1401         q10_base = rte_sched_port_qbase(port, q10);
1402         q11_base = rte_sched_port_qbase(port, q11);
1403         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q10, q10_base);
1404         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q11, q11_base);
1405
1406         r20 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q20, q20_base, pkt20);
1407         r21 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q21, q21_base, pkt21);
1408         result += r20 + r21;
1409
1410         q_last = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt_last);
1411
1412         q00_base = rte_sched_port_qbase(port, q00);
1413         q01_base = rte_sched_port_qbase(port, q01);
1414         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q00, q00_base);
1415         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q01, q01_base);
1416
1417         r10 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q10, q10_base, pkt10);
1418         r11 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q11, q11_base, pkt11);
1419         result += r10 + r11;
1420
1421         q_last_base = rte_sched_port_qbase(port, q_last);
1422         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q_last, q_last_base);
1423
1424         r00 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q00, q00_base, pkt00);
1425         r01 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q01, q01_base, pkt01);
1426         result += r00 + r01;
1427
1428         if (n_pkts & 1) {
1429                 r_last = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q_last, q_last_base, pkt_last);
1430                 result += r_last;
1431         }
1432
1433         return result;
1434 }
1435
1436 #ifndef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
1437
1438 static inline void
1439 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1440 {
1441         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1442         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1443         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1444         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1445         uint64_t n_periods;
1446
1447         /* Subport TB */
1448         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1449         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1450         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1451         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1452
1453         /* Pipe TB */
1454         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1455         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1456         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1457         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1458
1459         /* Subport TCs */
1460         if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1461                 subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1462                 subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1463                 subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1464                 subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1465                 subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1466         }
1467
1468         /* Pipe TCs */
1469         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1470                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1471                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1472                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1473                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1474                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1475         }
1476 }
1477
1478 #else
1479
1480 static inline uint32_t
1481 grinder_tc_ov_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1482 {
1483         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1484         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1485         uint32_t tc_ov_consumption[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
1486         uint32_t tc_ov_consumption_max;
1487         uint32_t tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm;
1488
1489         if (subport->tc_ov == 0) {
1490                 return subport->tc_ov_wm_max;
1491         }
1492
1493         tc_ov_consumption[0] = subport->tc_credits_per_period[0] - subport->tc_credits[0];
1494         tc_ov_consumption[1] = subport->tc_credits_per_period[1] - subport->tc_credits[1];
1495         tc_ov_consumption[2] = subport->tc_credits_per_period[2] - subport->tc_credits[2];
1496         tc_ov_consumption[3] = subport->tc_credits_per_period[3] - subport->tc_credits[3];
1497
1498         tc_ov_consumption_max = subport->tc_credits_per_period[3] -
1499                 (tc_ov_consumption[0] + tc_ov_consumption[1] + tc_ov_consumption[2]);
1500
1501         if (tc_ov_consumption[3] > (tc_ov_consumption_max - port->mtu)) {
1502                 tc_ov_wm  -= tc_ov_wm >> 7;
1503                 if (tc_ov_wm < subport->tc_ov_wm_min) {
1504                         tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm_min;
1505                 }
1506                 return tc_ov_wm;
1507         }
1508
1509         tc_ov_wm += (tc_ov_wm >> 7) + 1;
1510         if (tc_ov_wm > subport->tc_ov_wm_max) {
1511                 tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm_max;
1512         }
1513         return tc_ov_wm;
1514 }
1515
1516 static inline void
1517 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1518 {
1519         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1520         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1521         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1522         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1523         uint64_t n_periods;
1524
1525         /* Subport TB */
1526         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1527         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1528         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1529         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1530
1531         /* Pipe TB */
1532         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1533         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1534         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1535         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1536
1537         /* Subport TCs */
1538         if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1539                 subport->tc_ov_wm = grinder_tc_ov_credits_update(port, pos);
1540
1541                 subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1542                 subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1543                 subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1544                 subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1545
1546                 subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1547                 subport->tc_ov_period_id ++;
1548         }
1549
1550         /* Pipe TCs */
1551         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1552                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1553                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1554                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1555                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1556                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1557         }
1558
1559         /* Pipe TCs - Oversubscription */
1560         if (unlikely(pipe->tc_ov_period_id != subport->tc_ov_period_id)) {
1561                 pipe->tc_ov_credits = subport->tc_ov_wm * params->tc_ov_weight;
1562
1563                 pipe->tc_ov_period_id = subport->tc_ov_period_id;
1564         }
1565 }
1566
1567 #endif /* RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE, RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1568
1569
1570 #ifndef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
1571
1572 static inline int
1573 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1574 {
1575         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1576         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1577         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1578         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1579         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1580         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1581         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1582         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1583         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1584         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1585         int enough_credits;
1586
1587         /* Check queue credits */
1588         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1589                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1590                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1591                 (pkt_len <= pipe_tc_credits);
1592
1593         if (!enough_credits) {
1594                 return 0;
1595         }
1596
1597         /* Update port credits */
1598         subport->tb_credits -= pkt_len;
1599         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1600         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1601         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1602
1603         return 1;
1604 }
1605
1606 #else
1607
1608 static inline int
1609 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1610 {
1611         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1612         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1613         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1614         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1615         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1616         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1617         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1618         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1619         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1620         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1621         uint32_t pipe_tc_ov_mask1[] = {UINT32_MAX, UINT32_MAX, UINT32_MAX, pipe->tc_ov_credits};
1622         uint32_t pipe_tc_ov_mask2[] = {0, 0, 0, UINT32_MAX};
1623         uint32_t pipe_tc_ov_credits = pipe_tc_ov_mask1[tc_index];
1624         int enough_credits;
1625
1626         /* Check pipe and subport credits */
1627         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1628                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1629                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1630                 (pkt_len <= pipe_tc_credits) &&
1631                 (pkt_len <= pipe_tc_ov_credits);
1632
1633         if (!enough_credits) {
1634                 return 0;
1635         }
1636
1637         /* Update pipe and subport credits */
1638         subport->tb_credits -= pkt_len;
1639         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1640         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1641         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1642         pipe->tc_ov_credits -= pipe_tc_ov_mask2[tc_index] & pkt_len;
1643
1644         return 1;
1645 }
1646
1647 #endif /* RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1648
1649
1650 static inline int
1651 grinder_schedule(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1652 {
1653         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1654         struct rte_sched_queue *queue = grinder->queue[grinder->qpos];
1655         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1656         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1657
1658         if (!grinder_credits_check(port, pos)) {
1659                 return 0;
1660         }
1661
1662         /* Advance port time */
1663         port->time += pkt_len;
1664
1665         /* Send packet */
1666         port->pkts_out[port->n_pkts_out ++] = pkt;
1667         queue->qr ++;
1668         grinder->wrr_tokens[grinder->qpos] += pkt_len * grinder->wrr_cost[grinder->qpos];
1669         if (queue->qr == queue->qw) {
1670                 uint32_t qindex = grinder->qindex[grinder->qpos];
1671
1672                 rte_bitmap_clear(port->bmp, qindex);
1673                 grinder->qmask &= ~(1 << grinder->qpos);
1674                 grinder->wrr_mask[grinder->qpos] = 0;
1675                 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex);
1676         }
1677
1678         /* Reset pipe loop detection */
1679         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1680         grinder->productive = 1;
1681
1682         return 1;
1683 }
1684
1685 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
1686
1687 static inline int
1688 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1689 {
1690         __m128i index = _mm_set1_epi32 (base_pipe);
1691         __m128i pipes = _mm_load_si128((__m128i *)port->grinder_base_bmp_pos);
1692         __m128i res = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1693         pipes = _mm_load_si128((__m128i *)(port->grinder_base_bmp_pos + 4));
1694         pipes = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1695         res = _mm_or_si128(res, pipes);
1696
1697         if (_mm_testz_si128(res, res))
1698                 return 0;
1699
1700         return 1;
1701 }
1702
1703 #else
1704
1705 static inline int
1706 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1707 {
1708         uint32_t i;
1709
1710         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
1711                 if (port->grinder_base_bmp_pos[i] == base_pipe) {
1712                         return 1;
1713                 }
1714         }
1715
1716         return 0;
1717 }
1718
1719 #endif /* RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS */
1720
1721 static inline void
1722 grinder_pcache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1723 {
1724         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1725         uint16_t w[4];
1726
1727         grinder->pcache_w = 0;
1728         grinder->pcache_r = 0;
1729
1730         w[0] = (uint16_t) bmp_slab;
1731         w[1] = (uint16_t) (bmp_slab >> 16);
1732         w[2] = (uint16_t) (bmp_slab >> 32);
1733         w[3] = (uint16_t) (bmp_slab >> 48);
1734
1735         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[0];
1736         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos;
1737         grinder->pcache_w += (w[0] != 0);
1738
1739         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[1];
1740         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 16;
1741         grinder->pcache_w += (w[1] != 0);
1742
1743         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[2];
1744         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 32;
1745         grinder->pcache_w += (w[2] != 0);
1746
1747         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[3];
1748         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 48;
1749         grinder->pcache_w += (w[3] != 0);
1750 }
1751
1752 static inline void
1753 grinder_tccache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t qindex, uint16_t qmask)
1754 {
1755         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1756         uint8_t b[4];
1757
1758         grinder->tccache_w = 0;
1759         grinder->tccache_r = 0;
1760
1761         b[0] = (uint8_t) (qmask & 0xF);
1762         b[1] = (uint8_t) ((qmask >> 4) & 0xF);
1763         b[2] = (uint8_t) ((qmask >> 8) & 0xF);
1764         b[3] = (uint8_t) ((qmask >> 12) & 0xF);
1765
1766         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[0];
1767         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex;
1768         grinder->tccache_w += (b[0] != 0);
1769
1770         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[1];
1771         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 4;
1772         grinder->tccache_w += (b[1] != 0);
1773
1774         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[2];
1775         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 8;
1776         grinder->tccache_w += (b[2] != 0);
1777
1778         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[3];
1779         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 12;
1780         grinder->tccache_w += (b[3] != 0);
1781 }
1782
1783 static inline int
1784 grinder_next_tc(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1785 {
1786         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1787         struct rte_mbuf **qbase;
1788         uint32_t qindex;
1789         uint16_t qsize;
1790
1791         if (grinder->tccache_r == grinder->tccache_w) {
1792                 return 0;
1793         }
1794
1795         qindex = grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_r];
1796         qbase = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1797         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1798
1799         grinder->tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1800         grinder->qmask = grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_r];
1801         grinder->qsize = qsize;
1802
1803         grinder->qindex[0] = qindex;
1804         grinder->qindex[1] = qindex + 1;
1805         grinder->qindex[2] = qindex + 2;
1806         grinder->qindex[3] = qindex + 3;
1807
1808         grinder->queue[0] = port->queue + qindex;
1809         grinder->queue[1] = port->queue + qindex + 1;
1810         grinder->queue[2] = port->queue + qindex + 2;
1811         grinder->queue[3] = port->queue + qindex + 3;
1812
1813         grinder->qbase[0] = qbase;
1814         grinder->qbase[1] = qbase + qsize;
1815         grinder->qbase[2] = qbase + 2 * qsize;
1816         grinder->qbase[3] = qbase + 3 * qsize;
1817
1818         grinder->tccache_r ++;
1819         return 1;
1820 }
1821
1822 static inline int
1823 grinder_next_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1824 {
1825         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1826         uint32_t pipe_qindex;
1827         uint16_t pipe_qmask;
1828
1829         if (grinder->pcache_r < grinder->pcache_w) {
1830                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_r];
1831                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_r];
1832                 grinder->pcache_r ++;
1833         } else {
1834                 uint64_t bmp_slab = 0;
1835                 uint32_t bmp_pos = 0;
1836
1837                 /* Get another non-empty pipe group */
1838                 if (unlikely(rte_bitmap_scan(port->bmp, &bmp_pos, &bmp_slab) <= 0)) {
1839                         return 0;
1840                 }
1841
1842 #ifdef RTE_SCHED_DEBUG
1843                 debug_check_queue_slab(port, bmp_pos, bmp_slab);
1844 #endif
1845
1846                 /* Return if pipe group already in one of the other grinders */
1847                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID;
1848                 if (unlikely(grinder_pipe_exists(port, bmp_pos))) {
1849                         return 0;
1850                 }
1851                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = bmp_pos;
1852
1853                 /* Install new pipe group into grinder's pipe cache */
1854                 grinder_pcache_populate(port, pos, bmp_pos, bmp_slab);
1855
1856                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[0];
1857                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[0];
1858                 grinder->pcache_r = 1;
1859         }
1860
1861         /* Install new pipe in the grinder */
1862         grinder->pindex = pipe_qindex >> 4;
1863         grinder->subport = port->subport + (grinder->pindex / port->n_pipes_per_subport);
1864         grinder->pipe = port->pipe + grinder->pindex;
1865         grinder->pipe_params = NULL; /* to be set after the pipe structure is prefetched */
1866         grinder->productive = 0;
1867
1868         grinder_tccache_populate(port, pos, pipe_qindex, pipe_qmask);
1869         grinder_next_tc(port, pos);
1870
1871         /* Check for pipe exhaustion */
1872         if (grinder->pindex == port->pipe_loop) {
1873                 port->pipe_exhaustion = 1;
1874                 port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1875         }
1876
1877         return 1;
1878 }
1879
1880
1881 static inline void
1882 grinder_wrr_load(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1883 {
1884         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1885         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1886         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params = grinder->pipe_params;
1887         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1888         uint32_t qmask = grinder->qmask;
1889         uint32_t qindex;
1890
1891         qindex = tc_index * 4;
1892
1893         grinder->wrr_tokens[0] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1894         grinder->wrr_tokens[1] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 1]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1895         grinder->wrr_tokens[2] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 2]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1896         grinder->wrr_tokens[3] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 3]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1897
1898         grinder->wrr_mask[0] = (qmask & 0x1) * 0xFFFF;
1899         grinder->wrr_mask[1] = ((qmask >> 1) & 0x1) * 0xFFFF;
1900         grinder->wrr_mask[2] = ((qmask >> 2) & 0x1) * 0xFFFF;
1901         grinder->wrr_mask[3] = ((qmask >> 3) & 0x1) * 0xFFFF;
1902
1903         grinder->wrr_cost[0] = pipe_params->wrr_cost[qindex];
1904         grinder->wrr_cost[1] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 1];
1905         grinder->wrr_cost[2] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 2];
1906         grinder->wrr_cost[3] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 3];
1907 }
1908
1909 static inline void
1910 grinder_wrr_store(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1911 {
1912         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1913         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1914         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1915         uint32_t qindex;
1916
1917         qindex = tc_index * 4;
1918
1919         pipe->wrr_tokens[qindex] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[0] & grinder->wrr_mask[0]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1920         pipe->wrr_tokens[qindex + 1] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[1] & grinder->wrr_mask[1]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1921         pipe->wrr_tokens[qindex + 2] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[2] & grinder->wrr_mask[2]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1922         pipe->wrr_tokens[qindex + 3] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[3] & grinder->wrr_mask[3]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1923 }
1924
1925 static inline void
1926 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1927 {
1928         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1929         uint16_t wrr_tokens_min;
1930
1931         grinder->wrr_tokens[0] |= ~grinder->wrr_mask[0];
1932         grinder->wrr_tokens[1] |= ~grinder->wrr_mask[1];
1933         grinder->wrr_tokens[2] |= ~grinder->wrr_mask[2];
1934         grinder->wrr_tokens[3] |= ~grinder->wrr_mask[3];
1935
1936         grinder->qpos = rte_min_pos_4_u16(grinder->wrr_tokens);
1937         wrr_tokens_min = grinder->wrr_tokens[grinder->qpos];
1938
1939         grinder->wrr_tokens[0] -= wrr_tokens_min;
1940         grinder->wrr_tokens[1] -= wrr_tokens_min;
1941         grinder->wrr_tokens[2] -= wrr_tokens_min;
1942         grinder->wrr_tokens[3] -= wrr_tokens_min;
1943 }
1944
1945
1946 #define grinder_evict(port, pos)
1947
1948 static inline void
1949 grinder_prefetch_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1950 {
1951         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1952
1953         rte_prefetch0(grinder->pipe);
1954         rte_prefetch0(grinder->queue[0]);
1955 }
1956
1957 static inline void
1958 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1959 {
1960         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1961         uint16_t qsize, qr[4];
1962
1963         qsize = grinder->qsize;
1964         qr[0] = grinder->queue[0]->qr & (qsize - 1);
1965         qr[1] = grinder->queue[1]->qr & (qsize - 1);
1966         qr[2] = grinder->queue[2]->qr & (qsize - 1);
1967         qr[3] = grinder->queue[3]->qr & (qsize - 1);
1968
1969         rte_prefetch0(grinder->qbase[0] + qr[0]);
1970         rte_prefetch0(grinder->qbase[1] + qr[1]);
1971
1972         grinder_wrr_load(port, pos);
1973         grinder_wrr(port, pos);
1974
1975         rte_prefetch0(grinder->qbase[2] + qr[2]);
1976         rte_prefetch0(grinder->qbase[3] + qr[3]);
1977 }
1978
1979 static inline void
1980 grinder_prefetch_mbuf(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1981 {
1982         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1983         uint32_t qpos = grinder->qpos;
1984         struct rte_mbuf **qbase = grinder->qbase[qpos];
1985         uint16_t qsize = grinder->qsize;
1986         uint16_t qr = grinder->queue[qpos]->qr & (qsize - 1);
1987
1988         grinder->pkt = qbase[qr];
1989         rte_prefetch0(grinder->pkt);
1990
1991         if (unlikely((qr & 0x7) == 7)) {
1992                 uint16_t qr_next = (grinder->queue[qpos]->qr + 1) & (qsize - 1);
1993
1994                 rte_prefetch0(qbase + qr_next);
1995         }
1996 }
1997
1998 static inline uint32_t
1999 grinder_handle(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2000 {
2001         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2002
2003         switch (grinder->state) {
2004         case e_GRINDER_PREFETCH_PIPE:
2005         {
2006                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2007                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2008                         port->busy_grinders ++;
2009
2010                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2011                         return 0;
2012                 }
2013
2014                 return 0;
2015         }
2016
2017         case e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS:
2018         {
2019                 struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
2020
2021                 grinder->pipe_params = port->pipe_profiles + pipe->profile;
2022                 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2023                 grinder_credits_update(port, pos);
2024
2025                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2026                 return 0;
2027         }
2028
2029         case e_GRINDER_PREFETCH_MBUF:
2030         {
2031                 grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2032
2033                 grinder->state = e_GRINDER_READ_MBUF;
2034                 return 0;
2035         }
2036
2037         case e_GRINDER_READ_MBUF:
2038         {
2039                 uint32_t result = 0;
2040
2041                 result = grinder_schedule(port, pos);
2042
2043                 /* Look for next packet within the same TC */
2044                 if (result && grinder->qmask) {
2045                         grinder_wrr(port, pos);
2046                         grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2047
2048                         return 1;
2049                 }
2050                 grinder_wrr_store(port, pos);
2051
2052                 /* Look for another active TC within same pipe */
2053                 if (grinder_next_tc(port, pos)) {
2054                         grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2055
2056                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2057                         return result;
2058                 }
2059                 if ((grinder->productive == 0) && (port->pipe_loop == RTE_SCHED_PIPE_INVALID)) {
2060                         port->pipe_loop = grinder->pindex;
2061                 }
2062                 grinder_evict(port, pos);
2063
2064                 /* Look for another active pipe */
2065                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2066                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2067
2068                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2069                         return result;
2070                 }
2071
2072                 /* No active pipe found */
2073                 port->busy_grinders --;
2074
2075                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_PIPE;
2076                 return result;
2077         }
2078
2079         default:
2080                 rte_panic("Algorithmic error (invalid state)\n");
2081                 return 0;
2082         }
2083 }
2084
2085 static inline void
2086 rte_sched_port_time_resync(struct rte_sched_port *port)
2087 {
2088         uint64_t cycles = rte_get_tsc_cycles();
2089         uint64_t cycles_diff = cycles - port->time_cpu_cycles;
2090         double bytes_diff = ((double) cycles_diff) / port->cycles_per_byte;
2091
2092         /* Advance port time */
2093         port->time_cpu_cycles = cycles;
2094         port->time_cpu_bytes += (uint64_t) bytes_diff;
2095         if (port->time < port->time_cpu_bytes) {
2096                 port->time = port->time_cpu_bytes;
2097         }
2098
2099         /* Reset pipe loop detection */
2100         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
2101 }
2102
2103 static inline int
2104 rte_sched_port_exceptions(struct rte_sched_port *port, int second_pass)
2105 {
2106         int exceptions;
2107
2108         /* Check if any exception flag is set */
2109         exceptions = (second_pass && port->busy_grinders == 0) ||
2110                 (port->pipe_exhaustion == 1);
2111
2112         /* Clear exception flags */
2113         port->pipe_exhaustion = 0;
2114
2115         return exceptions;
2116 }
2117
2118 int
2119 rte_sched_port_dequeue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
2120 {
2121         uint32_t i, count;
2122
2123         port->pkts_out = pkts;
2124         port->n_pkts_out = 0;
2125
2126         rte_sched_port_time_resync(port);
2127
2128         /* Take each queue in the grinder one step further */
2129         for (i = 0, count = 0; ; i ++)  {
2130                 count += grinder_handle(port, i & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1));
2131                 if ((count == n_pkts) ||
2132                     rte_sched_port_exceptions(port, i >= RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS)) {
2133                         break;
2134                 }
2135         }
2136
2137         return count;
2138 }