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 #define RTE_SCHED_WRR                         1
  68
  69 #ifndef RTE_SCHED_WRR_SHIFT
  70 #define RTE_SCHED_WRR_SHIFT                   3
  71 #endif
  72
  73 #ifndef RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS
  74 #define RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS             8
  75 #endif
  76 #if (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS == 0) || (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1))
  77 #error Number of grinders must be non-zero and a power of 2
  78 #endif
  79 #if (RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS && (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS != 8))
  80 #error Number of grinders must be 8 when RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS is set
  81 #endif
  82
  83 #define RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE         (64 / RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE)
  84
  85 #define RTE_SCHED_PIPE_INVALID                UINT32_MAX
  86
  87 #define RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID             UINT32_MAX
  88
  89 struct rte_sched_subport {
  90         /* Token bucket (TB) */
  91         uint64_t tb_time; /* time of last update */
  92         uint32_t tb_period;
  93         uint32_t tb_credits_per_period;
  94         uint32_t tb_size;
  95         uint32_t tb_credits;
  96
  97         /* Traffic classes (TCs) */
  98         uint64_t tc_time; /* time of next update */
  99         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 100         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 101         uint32_t tc_period;
 102
 103         /* TC oversubscription */
 104         uint32_t tc_ov_wm;
 105         uint32_t tc_ov_wm_min;
 106         uint32_t tc_ov_wm_max;
 107         uint8_t tc_ov_period_id;
 108         uint8_t tc_ov;
 109         uint32_t tc_ov_n;
 110         double tc_ov_rate;
 111
 112         /* Statistics */
 113         struct rte_sched_subport_stats stats;
 114 };
 115
 116 struct rte_sched_pipe_profile {
 117         /* Token bucket (TB) */
 118         uint32_t tb_period;
 119         uint32_t tb_credits_per_period;
 120         uint32_t tb_size;
 121
 122         /* Pipe traffic classes */
 123         uint32_t tc_period;
 124         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 125         uint8_t tc_ov_weight;
 126
 127         /* Pipe queues */
 128         uint8_t  wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 129 };
 130
 131 struct rte_sched_pipe {
 132         /* Token bucket (TB) */
 133         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 134         uint32_t tb_credits;
 135
 136         /* Pipe profile and flags */
 137         uint32_t profile;
 138
 139         /* Traffic classes (TCs) */
 140         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 141         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 142
 143         /* Weighted Round Robin (WRR) */
 144         uint8_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 145
 146         /* TC oversubscription */
 147         uint32_t tc_ov_credits;
 148         uint8_t tc_ov_period_id;
 149         uint8_t reserved[3];
 150 } __rte_cache_aligned;
 151
 152 struct rte_sched_queue {
 153         uint16_t qw;
 154         uint16_t qr;
 155 };
 156
 157 struct rte_sched_queue_extra {
 158         struct rte_sched_queue_stats stats;
 159 #ifdef RTE_SCHED_RED
 160         struct rte_red red;
 161 #endif
 162 };
 163
 164 enum grinder_state {
 165         e_GRINDER_PREFETCH_PIPE = 0,
 166         e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS,
 167         e_GRINDER_PREFETCH_MBUF,
 168         e_GRINDER_READ_MBUF
 169 };
 170
 171 /*
 172  * Path through the scheduler hierarchy used by the scheduler enqueue
 173  * operation to identify the destination queue for the current
 174  * packet. Stored in the field pkt.hash.sched of struct rte_mbuf of
 175  * each packet, typically written by the classification stage and read
 176  * by scheduler enqueue.
 177  */
 178 struct rte_sched_port_hierarchy {
 179         uint32_t queue:2;                /**< Queue ID (0 .. 3) */
 180         uint32_t traffic_class:2;        /**< Traffic class ID (0 .. 3)*/
 181         uint32_t pipe:20;                /**< Pipe ID */
 182         uint32_t subport:6;              /**< Subport ID */
 183         uint32_t color:2;                /**< Color */
 184 };
 185
 186 struct rte_sched_grinder {
 187         /* Pipe cache */
 188         uint16_t pcache_qmask[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 189         uint32_t pcache_qindex[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 190         uint32_t pcache_w;
 191         uint32_t pcache_r;
 192
 193         /* Current pipe */
 194         enum grinder_state state;
 195         uint32_t productive;
 196         uint32_t pindex;
 197         struct rte_sched_subport *subport;
 198         struct rte_sched_pipe *pipe;
 199         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params;
 200
 201         /* TC cache */
 202         uint8_t tccache_qmask[4];
 203         uint32_t tccache_qindex[4];
 204         uint32_t tccache_w;
 205         uint32_t tccache_r;
 206
 207         /* Current TC */
 208         uint32_t tc_index;
 209         struct rte_sched_queue *queue[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 210         struct rte_mbuf **qbase[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 211         uint32_t qindex[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 212         uint16_t qsize;
 213         uint32_t qmask;
 214         uint32_t qpos;
 215         struct rte_mbuf *pkt;
 216
 217         /* WRR */
 218         uint16_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 219         uint16_t wrr_mask[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 220         uint8_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 221 };
 222
 223 struct rte_sched_port {
 224         /* User parameters */
 225         uint32_t n_subports_per_port;
 226         uint32_t n_pipes_per_subport;
 227         uint32_t rate;
 228         uint32_t mtu;
 229         uint32_t frame_overhead;
 230         uint16_t qsize[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 231         uint32_t n_pipe_profiles;
 232         uint32_t pipe_tc3_rate_max;
 233 #ifdef RTE_SCHED_RED
 234         struct rte_red_config red_config[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE][e_RTE_METER_COLORS];
 235 #endif
 236
 237         /* Timing */
 238         uint64_t time_cpu_cycles;     /* Current CPU time measured in CPU cyles */
 239         uint64_t time_cpu_bytes;      /* Current CPU time measured in bytes */
 240         uint64_t time;                /* Current NIC TX time measured in bytes */
 241         double cycles_per_byte;       /* CPU cycles per byte */
 242
 243         /* Scheduling loop detection */
 244         uint32_t pipe_loop;
 245         uint32_t pipe_exhaustion;
 246
 247         /* Bitmap */
 248         struct rte_bitmap *bmp;
 249         uint32_t grinder_base_bmp_pos[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS] __rte_aligned_16;
 250
 251         /* Grinders */
 252         struct rte_sched_grinder grinder[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS];
 253         uint32_t busy_grinders;
 254         struct rte_mbuf **pkts_out;
 255         uint32_t n_pkts_out;
 256
 257         /* Queue base calculation */
 258         uint32_t qsize_add[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 259         uint32_t qsize_sum;
 260
 261         /* Large data structures */
 262         struct rte_sched_subport *subport;
 263         struct rte_sched_pipe *pipe;
 264         struct rte_sched_queue *queue;
 265         struct rte_sched_queue_extra *queue_extra;
 266         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_profiles;
 267         uint8_t *bmp_array;
 268         struct rte_mbuf **queue_array;
 269         uint8_t memory[0] __rte_cache_aligned;
 270 } __rte_cache_aligned;
 271
 272 enum rte_sched_port_array {
 273         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT = 0,
 274         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE,
 275         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE,
 276         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA,
 277         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES,
 278         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY,
 279         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY,
 280         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL,
 281 };
 282
 283 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
 284
 285 static inline uint32_t
 286 rte_sched_port_queues_per_subport(struct rte_sched_port *port)
 287 {
 288         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport;
 289 }
 290
 291 #endif
 292
 293 static inline uint32_t
 294 rte_sched_port_queues_per_port(struct rte_sched_port *port)
 295 {
 296         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport * port->n_subports_per_port;
 297 }
 298
 299 static int
 300 rte_sched_port_check_params(struct rte_sched_port_params *params)
 301 {
 302         uint32_t i, j;
 303
 304         if (params == NULL) {
 305                 return -1;
 306         }
 307
 308         /* socket */
 309         if ((params->socket < 0) || (params->socket >= RTE_MAX_NUMA_NODES)) {
 310                 return -3;
 311         }
 312
 313         /* rate */
 314         if (params->rate == 0) {
 315                 return -4;
 316         }
 317
 318         /* mtu */
 319         if (params->mtu == 0) {
 320                 return -5;
 321         }
 322
 323         /* n_subports_per_port: non-zero, power of 2 */
 324         if ((params->n_subports_per_port == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_subports_per_port))) {
 325                 return -6;
 326         }
 327
 328         /* n_pipes_per_subport: non-zero, power of 2 */
 329         if ((params->n_pipes_per_subport == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_pipes_per_subport))) {
 330                 return -7;
 331         }
 332
 333         /* qsize: non-zero, power of 2,
 334          * no bigger than 32K (due to 16-bit read/write pointers) */
 335         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 336                 uint16_t qsize = params->qsize[i];
 337
 338                 if ((qsize == 0) || (!rte_is_power_of_2(qsize))) {
 339                         return -8;
 340                 }
 341         }
 342
 343         /* pipe_profiles and n_pipe_profiles */
 344         if ((params->pipe_profiles == NULL) ||
 345             (params->n_pipe_profiles == 0) ||
 346             (params->n_pipe_profiles > RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT)) {
 347                 return -9;
 348         }
 349
 350         for (i = 0; i < params->n_pipe_profiles; i ++) {
 351                 struct rte_sched_pipe_params *p = params->pipe_profiles + i;
 352
 353                 /* TB rate: non-zero, not greater than port rate */
 354                 if ((p->tb_rate == 0) || (p->tb_rate > params->rate)) {
 355                         return -10;
 356                 }
 357
 358                 /* TB size: non-zero */
 359                 if (p->tb_size == 0) {
 360                         return -11;
 361                 }
 362
 363                 /* TC rate: non-zero, less than pipe rate */
 364                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 365                         if ((p->tc_rate[j] == 0) || (p->tc_rate[j] > p->tb_rate)) {
 366                                 return -12;
 367                         }
 368                 }
 369
 370                 /* TC period: non-zero */
 371                 if (p->tc_period == 0) {
 372                         return -13;
 373                 }
 374
 375 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 376                 /* TC3 oversubscription weight: non-zero */
 377                 if (p->tc_ov_weight == 0) {
 378                         return -14;
 379                 }
 380 #endif
 381
 382                 /* Queue WRR weights: non-zero */
 383                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE; j ++) {
 384                         if (p->wrr_weights[j] == 0) {
 385                                 return -15;
 386                         }
 387                 }
 388         }
 389
 390         return 0;
 391 }
 392
 393 static uint32_t
 394 rte_sched_port_get_array_base(struct rte_sched_port_params *params, enum rte_sched_port_array array)
 395 {
 396         uint32_t n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 397         uint32_t n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 398         uint32_t n_pipes_per_port = n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 399         uint32_t n_queues_per_port = RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 400
 401         uint32_t size_subport = n_subports_per_port * sizeof(struct rte_sched_subport);
 402         uint32_t size_pipe = n_pipes_per_port * sizeof(struct rte_sched_pipe);
 403         uint32_t size_queue = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue);
 404         uint32_t size_queue_extra = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue_extra);
 405         uint32_t size_pipe_profiles = RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT * sizeof(struct rte_sched_pipe_profile);
 406         uint32_t size_bmp_array = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 407         uint32_t size_per_pipe_queue_array, size_queue_array;
 408
 409         uint32_t base, i;
 410
 411         size_per_pipe_queue_array = 0;
 412         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 413                 size_per_pipe_queue_array += RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS * params->qsize[i] * sizeof(struct rte_mbuf *);
 414         }
 415         size_queue_array = n_pipes_per_port * size_per_pipe_queue_array;
 416
 417         base = 0;
 418
 419         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT) return base;
 420         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_subport);
 421
 422         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE) return base;
 423         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe);
 424
 425         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE) return base;
 426         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue);
 427
 428         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA) return base;
 429         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_extra);
 430
 431         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES) return base;
 432         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe_profiles);
 433
 434         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY) return base;
 435         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_bmp_array);
 436
 437         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY) return base;
 438         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_array);
 439
 440         return base;
 441 }
 442
 443 uint32_t
 444 rte_sched_port_get_memory_footprint(struct rte_sched_port_params *params)
 445 {
 446         uint32_t size0, size1;
 447         int status;
 448
 449         status = rte_sched_port_check_params(params);
 450         if (status != 0) {
 451                 RTE_LOG(NOTICE, SCHED,
 452                         "Port scheduler params check failed (%d)\n", status);
 453
 454                 return 0;
 455         }
 456
 457         size0 = sizeof(struct rte_sched_port);
 458         size1 = rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL);
 459
 460         return (size0 + size1);
 461 }
 462
 463 static void
 464 rte_sched_port_config_qsize(struct rte_sched_port *port)
 465 {
 466         /* TC 0 */
 467         port->qsize_add[0] = 0;
 468         port->qsize_add[1] = port->qsize_add[0] + port->qsize[0];
 469         port->qsize_add[2] = port->qsize_add[1] + port->qsize[0];
 470         port->qsize_add[3] = port->qsize_add[2] + port->qsize[0];
 471
 472         /* TC 1 */
 473         port->qsize_add[4] = port->qsize_add[3] + port->qsize[0];
 474         port->qsize_add[5] = port->qsize_add[4] + port->qsize[1];
 475         port->qsize_add[6] = port->qsize_add[5] + port->qsize[1];
 476         port->qsize_add[7] = port->qsize_add[6] + port->qsize[1];
 477
 478         /* TC 2 */
 479         port->qsize_add[8] = port->qsize_add[7] + port->qsize[1];
 480         port->qsize_add[9] = port->qsize_add[8] + port->qsize[2];
 481         port->qsize_add[10] = port->qsize_add[9] + port->qsize[2];
 482         port->qsize_add[11] = port->qsize_add[10] + port->qsize[2];
 483
 484         /* TC 3 */
 485         port->qsize_add[12] = port->qsize_add[11] + port->qsize[2];
 486         port->qsize_add[13] = port->qsize_add[12] + port->qsize[3];
 487         port->qsize_add[14] = port->qsize_add[13] + port->qsize[3];
 488         port->qsize_add[15] = port->qsize_add[14] + port->qsize[3];
 489
 490         port->qsize_sum = port->qsize_add[15] + port->qsize[3];
 491 }
 492
 493 static void
 494 rte_sched_port_log_pipe_profile(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 495 {
 496         struct rte_sched_pipe_profile *p = port->pipe_profiles + i;
 497
 498         RTE_LOG(DEBUG, SCHED, "Low level config for pipe profile %u:\n"
 499                 "    Token bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 500                 "    Traffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u]\n"
 501                 "    Traffic class 3 oversubscription: weight = %hhu\n"
 502                 "    WRR cost: [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu]\n",
 503                 i,
 504
 505                 /* Token bucket */
 506                 p->tb_period,
 507                 p->tb_credits_per_period,
 508                 p->tb_size,
 509
 510                 /* Traffic classes */
 511                 p->tc_period,
 512                 p->tc_credits_per_period[0],
 513                 p->tc_credits_per_period[1],
 514                 p->tc_credits_per_period[2],
 515                 p->tc_credits_per_period[3],
 516
 517                 /* Traffic class 3 oversubscription */
 518                 p->tc_ov_weight,
 519
 520                 /* WRR */
 521                 p->wrr_cost[ 0], p->wrr_cost[ 1], p->wrr_cost[ 2], p->wrr_cost[ 3],
 522                 p->wrr_cost[ 4], p->wrr_cost[ 5], p->wrr_cost[ 6], p->wrr_cost[ 7],
 523                 p->wrr_cost[ 8], p->wrr_cost[ 9], p->wrr_cost[10], p->wrr_cost[11],
 524                 p->wrr_cost[12], p->wrr_cost[13], p->wrr_cost[14], p->wrr_cost[15]);
 525 }
 526
 527 static inline uint64_t
 528 rte_sched_time_ms_to_bytes(uint32_t time_ms, uint32_t rate)
 529 {
 530         uint64_t time = time_ms;
 531         time = (time * rate) / 1000;
 532
 533         return time;
 534 }
 535
 536 static void
 537 rte_sched_port_config_pipe_profile_table(struct rte_sched_port *port, struct rte_sched_port_params *params)
 538 {
 539         uint32_t i, j;
 540
 541         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 542                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 543                 struct rte_sched_pipe_profile *dst = port->pipe_profiles + i;
 544
 545                 /* Token Bucket */
 546                 if (src->tb_rate == params->rate) {
 547                         dst->tb_credits_per_period = 1;
 548                         dst->tb_period = 1;
 549                 } else {
 550                         double tb_rate = ((double) src->tb_rate) / ((double) params->rate);
 551                         double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 552
 553                         rte_approx(tb_rate, d, &dst->tb_credits_per_period, &dst->tb_period);
 554                 }
 555                 dst->tb_size = src->tb_size;
 556
 557                 /* Traffic Classes */
 558                 dst->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, params->rate);
 559                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 560                         dst->tc_credits_per_period[j] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, src->tc_rate[j]);
 561                 }
 562 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 563                 dst->tc_ov_weight = src->tc_ov_weight;
 564 #endif
 565
 566                 /* WRR */
 567                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 568                         uint32_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 569                         uint32_t lcd, lcd1, lcd2;
 570                         uint32_t qindex;
 571
 572                         qindex = j * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS;
 573
 574                         wrr_cost[0] = src->wrr_weights[qindex];
 575                         wrr_cost[1] = src->wrr_weights[qindex + 1];
 576                         wrr_cost[2] = src->wrr_weights[qindex + 2];
 577                         wrr_cost[3] = src->wrr_weights[qindex + 3];
 578
 579                         lcd1 = rte_get_lcd(wrr_cost[0], wrr_cost[1]);
 580                         lcd2 = rte_get_lcd(wrr_cost[2], wrr_cost[3]);
 581                         lcd = rte_get_lcd(lcd1, lcd2);
 582
 583                         wrr_cost[0] = lcd / wrr_cost[0];
 584                         wrr_cost[1] = lcd / wrr_cost[1];
 585                         wrr_cost[2] = lcd / wrr_cost[2];
 586                         wrr_cost[3] = lcd / wrr_cost[3];
 587
 588                         dst->wrr_cost[qindex] = (uint8_t) wrr_cost[0];
 589                         dst->wrr_cost[qindex + 1] = (uint8_t) wrr_cost[1];
 590                         dst->wrr_cost[qindex + 2] = (uint8_t) wrr_cost[2];
 591                         dst->wrr_cost[qindex + 3] = (uint8_t) wrr_cost[3];
 592                 }
 593
 594                 rte_sched_port_log_pipe_profile(port, i);
 595         }
 596
 597         port->pipe_tc3_rate_max = 0;
 598         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 599                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 600                 uint32_t pipe_tc3_rate = src->tc_rate[3];
 601
 602                 if (port->pipe_tc3_rate_max < pipe_tc3_rate) {
 603                         port->pipe_tc3_rate_max = pipe_tc3_rate;
 604                 }
 605         }
 606 }
 607
 608 struct rte_sched_port *
 609 rte_sched_port_config(struct rte_sched_port_params *params)
 610 {
 611         struct rte_sched_port *port = NULL;
 612         uint32_t mem_size, bmp_mem_size, n_queues_per_port, i;
 613
 614         /* Check user parameters. Determine the amount of memory to allocate */
 615         mem_size = rte_sched_port_get_memory_footprint(params);
 616         if (mem_size == 0) {
 617                 return NULL;
 618         }
 619
 620         /* Allocate memory to store the data structures */
 621         port = rte_zmalloc("qos_params", mem_size, RTE_CACHE_LINE_SIZE);
 622         if (port == NULL) {
 623                 return NULL;
 624         }
 625
 626         /* User parameters */
 627         port->n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 628         port->n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 629         port->rate = params->rate;
 630         port->mtu = params->mtu + params->frame_overhead;
 631         port->frame_overhead = params->frame_overhead;
 632         memcpy(port->qsize, params->qsize, sizeof(params->qsize));
 633         port->n_pipe_profiles = params->n_pipe_profiles;
 634
 635 #ifdef RTE_SCHED_RED
 636         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i++) {
 637                 uint32_t j;
 638
 639                 for (j = 0; j < e_RTE_METER_COLORS; j++) {
 640                         /* if min/max are both zero, then RED is disabled */
 641                         if ((params->red_params[i][j].min_th |
 642                              params->red_params[i][j].max_th) == 0) {
 643                                 continue;
 644                         }
 645
 646                         if (rte_red_config_init(&port->red_config[i][j],
 647                                 params->red_params[i][j].wq_log2,
 648                                 params->red_params[i][j].min_th,
 649                                 params->red_params[i][j].max_th,
 650                                 params->red_params[i][j].maxp_inv) != 0) {
 651                                 return NULL;
 652                         }
 653                 }
 654         }
 655 #endif
 656
 657         /* Timing */
 658         port->time_cpu_cycles = rte_get_tsc_cycles();
 659         port->time_cpu_bytes = 0;
 660         port->time = 0;
 661         port->cycles_per_byte = ((double) rte_get_tsc_hz()) / ((double) params->rate);
 662
 663         /* Scheduling loop detection */
 664         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 665         port->pipe_exhaustion = 0;
 666
 667         /* Grinders */
 668         port->busy_grinders = 0;
 669         port->pkts_out = NULL;
 670         port->n_pkts_out = 0;
 671
 672         /* Queue base calculation */
 673         rte_sched_port_config_qsize(port);
 674
 675         /* Large data structures */
 676         port->subport = (struct rte_sched_subport *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT));
 677         port->pipe = (struct rte_sched_pipe *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE));
 678         port->queue = (struct rte_sched_queue *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE));
 679         port->queue_extra = (struct rte_sched_queue_extra *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA));
 680         port->pipe_profiles = (struct rte_sched_pipe_profile *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES));
 681         port->bmp_array =  port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY);
 682         port->queue_array = (struct rte_mbuf **) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY));
 683
 684         /* Pipe profile table */
 685         rte_sched_port_config_pipe_profile_table(port, params);
 686
 687         /* Bitmap */
 688         n_queues_per_port = rte_sched_port_queues_per_port(port);
 689         bmp_mem_size = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 690         port->bmp = rte_bitmap_init(n_queues_per_port, port->bmp_array, bmp_mem_size);
 691         if (port->bmp == NULL) {
 692                 RTE_LOG(ERR, SCHED, "Bitmap init error\n");
 693                 return NULL;
 694         }
 695         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
 696                 port->grinder_base_bmp_pos[i] = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 697         }
 698
 699         return port;
 700 }
 701
 702 void
 703 rte_sched_port_free(struct rte_sched_port *port)
 704 {
 705         /* Check user parameters */
 706         if (port == NULL){
 707                 return;
 708         }
 709
 710         rte_bitmap_free(port->bmp);
 711         rte_free(port);
 712 }
 713
 714 static void
 715 rte_sched_port_log_subport_config(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 716 {
 717         struct rte_sched_subport *s = port->subport + i;
 718
 719         RTE_LOG(DEBUG, SCHED, "Low level config for subport %u:\n"
 720                 "    Token bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 721                 "    Traffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u]\n"
 722                 "    Traffic class 3 oversubscription: wm min = %u, wm max = %u\n",
 723                 i,
 724
 725                 /* Token bucket */
 726                 s->tb_period,
 727                 s->tb_credits_per_period,
 728                 s->tb_size,
 729
 730                 /* Traffic classes */
 731                 s->tc_period,
 732                 s->tc_credits_per_period[0],
 733                 s->tc_credits_per_period[1],
 734                 s->tc_credits_per_period[2],
 735                 s->tc_credits_per_period[3],
 736
 737                 /* Traffic class 3 oversubscription */
 738                 s->tc_ov_wm_min,
 739                 s->tc_ov_wm_max);
 740 }
 741
 742 int
 743 rte_sched_subport_config(struct rte_sched_port *port,
 744         uint32_t subport_id,
 745         struct rte_sched_subport_params *params)
 746 {
 747         struct rte_sched_subport *s;
 748         uint32_t i;
 749
 750         /* Check user parameters */
 751         if ((port == NULL) ||
 752             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 753                 (params == NULL)) {
 754                 return -1;
 755         }
 756
 757         if ((params->tb_rate == 0) || (params->tb_rate > port->rate)) {
 758                 return -2;
 759         }
 760
 761         if (params->tb_size == 0) {
 762                 return -3;
 763         }
 764
 765         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 766                 if ((params->tc_rate[i] == 0) || (params->tc_rate[i] > params->tb_rate)) {
 767                         return -4;
 768                 }
 769         }
 770
 771         if (params->tc_period == 0) {
 772                 return -5;
 773         }
 774
 775         s = port->subport + subport_id;
 776
 777         /* Token Bucket (TB) */
 778         if (params->tb_rate == port->rate) {
 779                 s->tb_credits_per_period = 1;
 780                 s->tb_period = 1;
 781         } else {
 782                 double tb_rate = ((double) params->tb_rate) / ((double) port->rate);
 783                 double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 784
 785                 rte_approx(tb_rate, d, &s->tb_credits_per_period, &s->tb_period);
 786         }
 787         s->tb_size = params->tb_size;
 788         s->tb_time = port->time;
 789         s->tb_credits = s->tb_size / 2;
 790
 791         /* Traffic Classes (TCs) */
 792         s->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->rate);
 793         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 794                 s->tc_credits_per_period[i] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, params->tc_rate[i]);
 795         }
 796         s->tc_time = port->time + s->tc_period;
 797         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 798                 s->tc_credits[i] = s->tc_credits_per_period[i];
 799         }
 800
 801 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 802         /* TC oversubscription */
 803         s->tc_ov_wm_min = port->mtu;
 804         s->tc_ov_wm_max = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->pipe_tc3_rate_max);
 805         s->tc_ov_wm = s->tc_ov_wm_max;
 806         s->tc_ov_period_id = 0;
 807         s->tc_ov = 0;
 808         s->tc_ov_n = 0;
 809         s->tc_ov_rate = 0;
 810 #endif
 811
 812         rte_sched_port_log_subport_config(port, subport_id);
 813
 814         return 0;
 815 }
 816
 817 int
 818 rte_sched_pipe_config(struct rte_sched_port *port,
 819         uint32_t subport_id,
 820         uint32_t pipe_id,
 821         int32_t pipe_profile)
 822 {
 823         struct rte_sched_subport *s;
 824         struct rte_sched_pipe *p;
 825         struct rte_sched_pipe_profile *params;
 826         uint32_t deactivate, profile, i;
 827
 828         /* Check user parameters */
 829         profile = (uint32_t) pipe_profile;
 830         deactivate = (pipe_profile < 0);
 831         if ((port == NULL) ||
 832             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 833                 (pipe_id >= port->n_pipes_per_subport) ||
 834                 ((!deactivate) && (profile >= port->n_pipe_profiles))) {
 835                 return -1;
 836         }
 837
 838         /* Check that subport configuration is valid */
 839         s = port->subport + subport_id;
 840         if (s->tb_period == 0) {
 841                 return -2;
 842         }
 843
 844         p = port->pipe + (subport_id * port->n_pipes_per_subport + pipe_id);
 845
 846         /* Handle the case when pipe already has a valid configuration */
 847         if (p->tb_time) {
 848                 params = port->pipe_profiles + p->profile;
 849
 850 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 851                 double subport_tc3_rate = ((double) s->tc_credits_per_period[3]) / ((double) s->tc_period);
 852                 double pipe_tc3_rate = ((double) params->tc_credits_per_period[3]) / ((double) params->tc_period);
 853                 uint32_t tc3_ov = s->tc_ov;
 854
 855                 /* Unplug pipe from its subport */
 856                 s->tc_ov_n -= params->tc_ov_weight;
 857                 s->tc_ov_rate -= pipe_tc3_rate;
 858                 s->tc_ov = s->tc_ov_rate > subport_tc3_rate;
 859
 860                 if (s->tc_ov != tc3_ov) {
 861                         RTE_LOG(DEBUG, SCHED,
 862                                 "Subport %u TC3 oversubscription is OFF (%.4lf >= %.4lf)\n",
 863                                 subport_id, subport_tc3_rate, s->tc_ov_rate);
 864                 }
 865 #endif
 866
 867                 /* Reset the pipe */
 868                 memset(p, 0, sizeof(struct rte_sched_pipe));
 869         }
 870
 871         if (deactivate) {
 872                 return 0;
 873         }
 874
 875         /* Apply the new pipe configuration */
 876         p->profile = profile;
 877         params = port->pipe_profiles + p->profile;
 878
 879         /* Token Bucket (TB) */
 880         p->tb_time = port->time;
 881         p->tb_credits = params->tb_size / 2;
 882
 883         /* Traffic Classes (TCs) */
 884         p->tc_time = port->time + params->tc_period;
 885         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 886                 p->tc_credits[i] = params->tc_credits_per_period[i];
 887         }
 888
 889 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 890         {
 891                 /* Subport TC3 oversubscription */
 892                 double subport_tc3_rate = ((double) s->tc_credits_per_period[3]) / ((double) s->tc_period);
 893                 double pipe_tc3_rate = ((double) params->tc_credits_per_period[3]) / ((double) params->tc_period);
 894                 uint32_t tc3_ov = s->tc_ov;
 895
 896                 s->tc_ov_n += params->tc_ov_weight;
 897                 s->tc_ov_rate += pipe_tc3_rate;
 898                 s->tc_ov = s->tc_ov_rate > subport_tc3_rate;
 899
 900                 if (s->tc_ov != tc3_ov) {
 901                         RTE_LOG(DEBUG, SCHED,
 902                                 "Subport %u TC3 oversubscription is ON (%.4lf < %.4lf)\n",
 903                                 subport_id, subport_tc3_rate, s->tc_ov_rate);
 904                 }
 905                 p->tc_ov_period_id = s->tc_ov_period_id;
 906                 p->tc_ov_credits = s->tc_ov_wm;
 907         }
 908 #endif
 909
 910         return 0;
 911 }
 912
 913 void
 914 rte_sched_port_pkt_write(struct rte_mbuf *pkt,
 915                          uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class,
 916                          uint32_t queue, enum rte_meter_color color)
 917 {
 918         struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 919                 = (struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 920
 921         sched->color = (uint32_t) color;
 922         sched->subport = subport;
 923         sched->pipe = pipe;
 924         sched->traffic_class = traffic_class;
 925         sched->queue = queue;
 926 }
 927
 928 void
 929 rte_sched_port_pkt_read_tree_path(const struct rte_mbuf *pkt,
 930                                   uint32_t *subport, uint32_t *pipe,
 931                                   uint32_t *traffic_class, uint32_t *queue)
 932 {
 933         const struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 934                 = (const struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 935
 936         *subport = sched->subport;
 937         *pipe = sched->pipe;
 938         *traffic_class = sched->traffic_class;
 939         *queue = sched->queue;
 940 }
 941
 942
 943 enum rte_meter_color
 944 rte_sched_port_pkt_read_color(const struct rte_mbuf *pkt)
 945 {
 946         const struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 947                 = (const struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 948
 949         return (enum rte_meter_color) sched->color;
 950 }
 951
 952 int
 953 rte_sched_subport_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 954         uint32_t subport_id,
 955         struct rte_sched_subport_stats *stats,
 956         uint32_t *tc_ov)
 957 {
 958         struct rte_sched_subport *s;
 959
 960         /* Check user parameters */
 961         if ((port == NULL) ||
 962             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 963                 (stats == NULL) ||
 964                 (tc_ov == NULL)) {
 965                 return -1;
 966         }
 967         s = port->subport + subport_id;
 968
 969         /* Copy subport stats and clear */
 970         memcpy(stats, &s->stats, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 971         memset(&s->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 972
 973         /* Subport TC ovesubscription status */
 974         *tc_ov = s->tc_ov;
 975
 976         return 0;
 977 }
 978
 979 int
 980 rte_sched_queue_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 981         uint32_t queue_id,
 982         struct rte_sched_queue_stats *stats,
 983         uint16_t *qlen)
 984 {
 985         struct rte_sched_queue *q;
 986         struct rte_sched_queue_extra *qe;
 987
 988         /* Check user parameters */
 989         if ((port == NULL) ||
 990             (queue_id >= rte_sched_port_queues_per_port(port)) ||
 991                 (stats == NULL) ||
 992                 (qlen == NULL)) {
 993                 return -1;
 994         }
 995         q = port->queue + queue_id;
 996         qe = port->queue_extra + queue_id;
 997
 998         /* Copy queue stats and clear */
 999         memcpy(stats, &qe->stats, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
1000         memset(&qe->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
1001
1002         /* Queue length */
1003         *qlen = q->qw - q->qr;
1004
1005         return 0;
1006 }
1007
1008 static inline uint32_t
1009 rte_sched_port_qindex(struct rte_sched_port *port, uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class, uint32_t queue)
1010 {
1011         uint32_t result;
1012
1013         result = subport * port->n_pipes_per_subport + pipe;
1014         result = result * RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE + traffic_class;
1015         result = result * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS + queue;
1016
1017         return result;
1018 }
1019
1020 static inline struct rte_mbuf **
1021 rte_sched_port_qbase(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1022 {
1023         uint32_t pindex = qindex >> 4;
1024         uint32_t qpos = qindex & 0xF;
1025
1026         return (port->queue_array + pindex * port->qsize_sum + port->qsize_add[qpos]);
1027 }
1028
1029 static inline uint16_t
1030 rte_sched_port_qsize(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1031 {
1032         uint32_t tc = (qindex >> 2) & 0x3;
1033
1034         return port->qsize[tc];
1035 }
1036
1037 #ifdef RTE_SCHED_DEBUG
1038
1039 static inline int
1040 rte_sched_port_queue_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1041 {
1042         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1043
1044         return (queue->qr == queue->qw);
1045 }
1046
1047 static inline int
1048 rte_sched_port_queue_is_full(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1049 {
1050         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1051         uint16_t qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1052         uint16_t qlen = queue->qw - queue->qr;
1053
1054         return (qlen >= qsize);
1055 }
1056
1057 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1058
1059 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1060
1061 static inline void
1062 rte_sched_port_update_subport_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1063 {
1064         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1065         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1066         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1067
1068         s->stats.n_pkts_tc[tc_index] += 1;
1069         s->stats.n_bytes_tc[tc_index] += pkt_len;
1070 }
1071
1072 static inline void
1073 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1074 {
1075         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1076         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1077         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1078
1079         s->stats.n_pkts_tc_dropped[tc_index] += 1;
1080         s->stats.n_bytes_tc_dropped[tc_index] += pkt_len;
1081 }
1082
1083 static inline void
1084 rte_sched_port_update_queue_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1085 {
1086         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1087         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1088
1089         qe->stats.n_pkts += 1;
1090         qe->stats.n_bytes += pkt_len;
1091 }
1092
1093 static inline void
1094 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1095 {
1096         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1097         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1098
1099         qe->stats.n_pkts_dropped += 1;
1100         qe->stats.n_bytes_dropped += pkt_len;
1101 }
1102
1103 #endif /* RTE_SCHED_COLLECT_STATS */
1104
1105 #ifdef RTE_SCHED_RED
1106
1107 static inline int
1108 rte_sched_port_red_drop(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt, uint32_t qindex, uint16_t qlen)
1109 {
1110         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1111         struct rte_red_config *red_cfg;
1112     struct rte_red *red;
1113         uint32_t tc_index;
1114         enum rte_meter_color color;
1115
1116         tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1117         color = rte_sched_port_pkt_read_color(pkt);
1118         red_cfg = &port->red_config[tc_index][color];
1119
1120         if ((red_cfg->min_th | red_cfg->max_th) == 0)
1121                 return 0;
1122
1123         qe = port->queue_extra + qindex;
1124         red = &qe->red;
1125
1126         return rte_red_enqueue(red_cfg, red, qlen, port->time);
1127 }
1128
1129 static inline void
1130 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1131 {
1132         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1133     struct rte_red *red;
1134
1135         qe = port->queue_extra + qindex;
1136         red = &qe->red;
1137
1138         rte_red_mark_queue_empty(red, port->time);
1139 }
1140
1141 #else
1142
1143 #define rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen)             0
1144
1145 #define rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex)
1146
1147 #endif /* RTE_SCHED_RED */
1148
1149 #ifdef RTE_SCHED_DEBUG
1150
1151 static inline int
1152 debug_pipe_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t pindex)
1153 {
1154         uint32_t qindex, i;
1155
1156         qindex = pindex << 4;
1157
1158         for (i = 0; i < 16; i ++){
1159                 uint32_t queue_empty = rte_sched_port_queue_is_empty(port, qindex + i);
1160                 uint32_t bmp_bit_clear = (rte_bitmap_get(port->bmp, qindex + i) == 0);
1161
1162                 if (queue_empty != bmp_bit_clear){
1163                         rte_panic("Queue status mismatch for queue %u of pipe %u\n", i, pindex);
1164                 }
1165
1166                 if (!queue_empty){
1167                         return 0;
1168                 }
1169         }
1170
1171         return 1;
1172 }
1173
1174 static inline void
1175 debug_check_queue_slab(struct rte_sched_port *port, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1176 {
1177         uint64_t mask;
1178         uint32_t i, panic;
1179
1180         if (bmp_slab == 0){
1181                 rte_panic("Empty slab at position %u\n", bmp_pos);
1182         }
1183
1184         panic = 0;
1185         for (i = 0, mask = 1; i < 64; i ++, mask <<= 1) {
1186                 if (mask & bmp_slab){
1187                         if (rte_sched_port_queue_is_empty(port, bmp_pos + i)) {
1188                                 printf("Queue %u (slab offset %u) is empty\n", bmp_pos + i, i);
1189                                 panic = 1;
1190                         }
1191                 }
1192         }
1193
1194         if (panic){
1195                 rte_panic("Empty queues in slab 0x%" PRIx64 "starting at position %u\n",
1196                         bmp_slab, bmp_pos);
1197         }
1198 }
1199
1200 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1201
1202 static inline uint32_t
1203 rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt)
1204 {
1205         struct rte_sched_queue *q;
1206 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1207         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1208 #endif
1209         uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1210
1211         rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1212
1213         qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1214         q = port->queue + qindex;
1215         rte_prefetch0(q);
1216 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1217         qe = port->queue_extra + qindex;
1218         rte_prefetch0(qe);
1219 #endif
1220
1221         return qindex;
1222 }
1223
1224 static inline void
1225 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase)
1226 {
1227         struct rte_sched_queue *q;
1228         struct rte_mbuf **q_qw;
1229         uint16_t qsize;
1230
1231         q = port->queue + qindex;
1232         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1233         q_qw = qbase + (q->qw & (qsize - 1));
1234
1235         rte_prefetch0(q_qw);
1236         rte_bitmap_prefetch0(port->bmp, qindex);
1237 }
1238
1239 static inline int
1240 rte_sched_port_enqueue_qwa(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase, struct rte_mbuf *pkt)
1241 {
1242         struct rte_sched_queue *q;
1243         uint16_t qsize;
1244         uint16_t qlen;
1245
1246         q = port->queue + qindex;
1247         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1248         qlen = q->qw - q->qr;
1249
1250         /* Drop the packet (and update drop stats) when queue is full */
1251         if (unlikely(rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen) || (qlen >= qsize))) {
1252                 rte_pktmbuf_free(pkt);
1253 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1254                 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1255                 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1256 #endif
1257                 return 0;
1258         }
1259
1260         /* Enqueue packet */
1261         qbase[q->qw & (qsize - 1)] = pkt;
1262         q->qw ++;
1263
1264         /* Activate queue in the port bitmap */
1265         rte_bitmap_set(port->bmp, qindex);
1266
1267         /* Statistics */
1268 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1269         rte_sched_port_update_subport_stats(port, qindex, pkt);
1270         rte_sched_port_update_queue_stats(port, qindex, pkt);
1271 #endif
1272
1273         return 1;
1274 }
1275
1276
1277 /*
1278  * The enqueue function implements a 4-level pipeline with each stage processing
1279  * two different packets. The purpose of using a pipeline is to hide the latency
1280  * of prefetching the data structures. The naming convention is presented in the
1281  * diagram below:
1282  *
1283  *   p00  _______   p10  _______   p20  _______   p30  _______
1284  * ----->|       |----->|       |----->|       |----->|       |----->
1285  *       |   0   |      |   1   |      |   2   |      |   3   |
1286  * ----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->
1287  *   p01            p11            p21            p31
1288  *
1289  */
1290 int
1291 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1292 {
1293         struct rte_mbuf *pkt00, *pkt01, *pkt10, *pkt11, *pkt20, *pkt21, *pkt30, *pkt31, *pkt_last;
1294         struct rte_mbuf **q00_base, **q01_base, **q10_base, **q11_base, **q20_base, **q21_base, **q30_base, **q31_base, **q_last_base;
1295         uint32_t q00, q01, q10, q11, q20, q21, q30, q31, q_last;
1296         uint32_t r00, r01, r10, r11, r20, r21, r30, r31, r_last;
1297         uint32_t result, i;
1298
1299         result = 0;
1300
1301         /* Less then 6 input packets available, which is not enough to feed the pipeline */
1302         if (unlikely(n_pkts < 6)) {
1303                 struct rte_mbuf **q_base[5];
1304                 uint32_t q[5];
1305
1306                 /* Prefetch the mbuf structure of each packet */
1307                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1308                         rte_prefetch0(pkts[i]);
1309                 }
1310
1311                 /* Prefetch the queue structure for each queue */
1312                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1313                         q[i] = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkts[i]);
1314                 }
1315
1316                 /* Prefetch the write pointer location of each queue */
1317                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1318                         q_base[i] = rte_sched_port_qbase(port, q[i]);
1319                         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q[i], q_base[i]);
1320                 }
1321
1322                 /* Write each packet to its queue */
1323                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1324                         result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q[i], q_base[i], pkts[i]);
1325                 }
1326
1327                 return result;
1328         }
1329
1330         /* Feed the first 3 stages of the pipeline (6 packets needed) */
1331         pkt20 = pkts[0];
1332         pkt21 = pkts[1];
1333         rte_prefetch0(pkt20);
1334         rte_prefetch0(pkt21);
1335
1336         pkt10 = pkts[2];
1337         pkt11 = pkts[3];
1338         rte_prefetch0(pkt10);
1339         rte_prefetch0(pkt11);
1340
1341         q20 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt20);
1342         q21 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt21);
1343
1344         pkt00 = pkts[4];
1345         pkt01 = pkts[5];
1346         rte_prefetch0(pkt00);
1347         rte_prefetch0(pkt01);
1348
1349         q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1350         q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1351
1352         q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1353         q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1354         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1355         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1356
1357         /* Run the pipeline */
1358         for (i = 6; i < (n_pkts & (~1)); i += 2) {
1359                 /* Propagate stage inputs */
1360                 pkt30 = pkt20;
1361                 pkt31 = pkt21;
1362                 pkt20 = pkt10;
1363                 pkt21 = pkt11;
1364                 pkt10 = pkt00;
1365                 pkt11 = pkt01;
1366                 q30 = q20;
1367                 q31 = q21;
1368                 q20 = q10;
1369                 q21 = q11;
1370                 q30_base = q20_base;
1371                 q31_base = q21_base;
1372
1373                 /* Stage 0: Get packets in */
1374                 pkt00 = pkts[i];
1375                 pkt01 = pkts[i + 1];
1376                 rte_prefetch0(pkt00);
1377                 rte_prefetch0(pkt01);
1378
1379                 /* Stage 1: Prefetch queue structure storing queue pointers */
1380                 q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1381                 q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1382
1383                 /* Stage 2: Prefetch queue write location */
1384                 q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1385                 q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1386                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1387                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1388
1389                 /* Stage 3: Write packet to queue and activate queue */
1390                 r30 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q30, q30_base, pkt30);
1391                 r31 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q31, q31_base, pkt31);
1392                 result += r30 + r31;
1393         }
1394
1395         /* Drain the pipeline (exactly 6 packets). Handle the last packet in the case
1396         of an odd number of input packets. */
1397         pkt_last = pkts[n_pkts - 1];
1398         rte_prefetch0(pkt_last);
1399
1400         q00 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt00);
1401         q01 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt01);
1402
1403         q10_base = rte_sched_port_qbase(port, q10);
1404         q11_base = rte_sched_port_qbase(port, q11);
1405         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q10, q10_base);
1406         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q11, q11_base);
1407
1408         r20 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q20, q20_base, pkt20);
1409         r21 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q21, q21_base, pkt21);
1410         result += r20 + r21;
1411
1412         q_last = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt_last);
1413
1414         q00_base = rte_sched_port_qbase(port, q00);
1415         q01_base = rte_sched_port_qbase(port, q01);
1416         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q00, q00_base);
1417         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q01, q01_base);
1418
1419         r10 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q10, q10_base, pkt10);
1420         r11 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q11, q11_base, pkt11);
1421         result += r10 + r11;
1422
1423         q_last_base = rte_sched_port_qbase(port, q_last);
1424         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q_last, q_last_base);
1425
1426         r00 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q00, q00_base, pkt00);
1427         r01 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q01, q01_base, pkt01);
1428         result += r00 + r01;
1429
1430         if (n_pkts & 1) {
1431                 r_last = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q_last, q_last_base, pkt_last);
1432                 result += r_last;
1433         }
1434
1435         return result;
1436 }
1437
1438 #ifndef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
1439
1440 static inline void
1441 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1442 {
1443         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1444         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1445         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1446         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1447         uint64_t n_periods;
1448
1449         /* Subport TB */
1450         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1451         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1452         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1453         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1454
1455         /* Pipe TB */
1456         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1457         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1458         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1459         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1460
1461         /* Subport TCs */
1462         if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1463                 subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1464                 subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1465                 subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1466                 subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1467                 subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1468         }
1469
1470         /* Pipe TCs */
1471         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1472                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1473                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1474                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1475                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1476                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1477         }
1478 }
1479
1480 #else
1481
1482 static inline uint32_t
1483 grinder_tc_ov_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1484 {
1485         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1486         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1487         uint32_t tc_ov_consumption[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
1488         uint32_t tc_ov_consumption_max;
1489         uint32_t tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm;
1490
1491         if (subport->tc_ov == 0) {
1492                 return subport->tc_ov_wm_max;
1493         }
1494
1495         tc_ov_consumption[0] = subport->tc_credits_per_period[0] - subport->tc_credits[0];
1496         tc_ov_consumption[1] = subport->tc_credits_per_period[1] - subport->tc_credits[1];
1497         tc_ov_consumption[2] = subport->tc_credits_per_period[2] - subport->tc_credits[2];
1498         tc_ov_consumption[3] = subport->tc_credits_per_period[3] - subport->tc_credits[3];
1499
1500         tc_ov_consumption_max = subport->tc_credits_per_period[3] -
1501                 (tc_ov_consumption[0] + tc_ov_consumption[1] + tc_ov_consumption[2]);
1502
1503         if (tc_ov_consumption[3] > (tc_ov_consumption_max - port->mtu)) {
1504                 tc_ov_wm  -= tc_ov_wm >> 7;
1505                 if (tc_ov_wm < subport->tc_ov_wm_min) {
1506                         tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm_min;
1507                 }
1508                 return tc_ov_wm;
1509         }
1510
1511         tc_ov_wm += (tc_ov_wm >> 7) + 1;
1512         if (tc_ov_wm > subport->tc_ov_wm_max) {
1513                 tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm_max;
1514         }
1515         return tc_ov_wm;
1516 }
1517
1518 static inline void
1519 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1520 {
1521         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1522         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1523         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1524         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1525         uint64_t n_periods;
1526
1527         /* Subport TB */
1528         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1529         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1530         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1531         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1532
1533         /* Pipe TB */
1534         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1535         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1536         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1537         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1538
1539         /* Subport TCs */
1540         if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1541                 subport->tc_ov_wm = grinder_tc_ov_credits_update(port, pos);
1542
1543                 subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1544                 subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1545                 subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1546                 subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1547
1548                 subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1549                 subport->tc_ov_period_id ++;
1550         }
1551
1552         /* Pipe TCs */
1553         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1554                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1555                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1556                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1557                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1558                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1559         }
1560
1561         /* Pipe TCs - Oversubscription */
1562         if (unlikely(pipe->tc_ov_period_id != subport->tc_ov_period_id)) {
1563                 pipe->tc_ov_credits = subport->tc_ov_wm * params->tc_ov_weight;
1564
1565                 pipe->tc_ov_period_id = subport->tc_ov_period_id;
1566         }
1567 }
1568
1569 #endif /* RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE, RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1570
1571
1572 #ifndef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
1573
1574 static inline int
1575 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1576 {
1577         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1578         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1579         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1580         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1581         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1582         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1583         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1584         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1585         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1586         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1587         int enough_credits;
1588
1589         /* Check queue credits */
1590         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1591                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1592                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1593                 (pkt_len <= pipe_tc_credits);
1594
1595         if (!enough_credits) {
1596                 return 0;
1597         }
1598
1599         /* Update port credits */
1600         subport->tb_credits -= pkt_len;
1601         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1602         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1603         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1604
1605         return 1;
1606 }
1607
1608 #else
1609
1610 static inline int
1611 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1612 {
1613         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1614         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1615         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1616         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1617         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1618         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1619         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1620         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1621         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1622         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1623         uint32_t pipe_tc_ov_mask1[] = {UINT32_MAX, UINT32_MAX, UINT32_MAX, pipe->tc_ov_credits};
1624         uint32_t pipe_tc_ov_mask2[] = {0, 0, 0, UINT32_MAX};
1625         uint32_t pipe_tc_ov_credits = pipe_tc_ov_mask1[tc_index];
1626         int enough_credits;
1627
1628         /* Check pipe and subport credits */
1629         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1630                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1631                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1632                 (pkt_len <= pipe_tc_credits) &&
1633                 (pkt_len <= pipe_tc_ov_credits);
1634
1635         if (!enough_credits) {
1636                 return 0;
1637         }
1638
1639         /* Update pipe and subport credits */
1640         subport->tb_credits -= pkt_len;
1641         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1642         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1643         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1644         pipe->tc_ov_credits -= pipe_tc_ov_mask2[tc_index] & pkt_len;
1645
1646         return 1;
1647 }
1648
1649 #endif /* RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1650
1651
1652 static inline int
1653 grinder_schedule(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1654 {
1655         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1656         struct rte_sched_queue *queue = grinder->queue[grinder->qpos];
1657         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1658         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1659
1660         if (!grinder_credits_check(port, pos)) {
1661                 return 0;
1662         }
1663
1664         /* Advance port time */
1665         port->time += pkt_len;
1666
1667         /* Send packet */
1668         port->pkts_out[port->n_pkts_out ++] = pkt;
1669         queue->qr ++;
1670         grinder->wrr_tokens[grinder->qpos] += pkt_len * grinder->wrr_cost[grinder->qpos];
1671         if (queue->qr == queue->qw) {
1672                 uint32_t qindex = grinder->qindex[grinder->qpos];
1673
1674                 rte_bitmap_clear(port->bmp, qindex);
1675                 grinder->qmask &= ~(1 << grinder->qpos);
1676                 grinder->wrr_mask[grinder->qpos] = 0;
1677                 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex);
1678         }
1679
1680         /* Reset pipe loop detection */
1681         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1682         grinder->productive = 1;
1683
1684         return 1;
1685 }
1686
1687 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
1688
1689 static inline int
1690 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1691 {
1692         __m128i index = _mm_set1_epi32 (base_pipe);
1693         __m128i pipes = _mm_load_si128((__m128i *)port->grinder_base_bmp_pos);
1694         __m128i res = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1695         pipes = _mm_load_si128((__m128i *)(port->grinder_base_bmp_pos + 4));
1696         pipes = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1697         res = _mm_or_si128(res, pipes);
1698
1699         if (_mm_testz_si128(res, res))
1700                 return 0;
1701
1702         return 1;
1703 }
1704
1705 #else
1706
1707 static inline int
1708 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1709 {
1710         uint32_t i;
1711
1712         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
1713                 if (port->grinder_base_bmp_pos[i] == base_pipe) {
1714                         return 1;
1715                 }
1716         }
1717
1718         return 0;
1719 }
1720
1721 #endif /* RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS */
1722
1723 static inline void
1724 grinder_pcache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1725 {
1726         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1727         uint16_t w[4];
1728
1729         grinder->pcache_w = 0;
1730         grinder->pcache_r = 0;
1731
1732         w[0] = (uint16_t) bmp_slab;
1733         w[1] = (uint16_t) (bmp_slab >> 16);
1734         w[2] = (uint16_t) (bmp_slab >> 32);
1735         w[3] = (uint16_t) (bmp_slab >> 48);
1736
1737         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[0];
1738         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos;
1739         grinder->pcache_w += (w[0] != 0);
1740
1741         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[1];
1742         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 16;
1743         grinder->pcache_w += (w[1] != 0);
1744
1745         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[2];
1746         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 32;
1747         grinder->pcache_w += (w[2] != 0);
1748
1749         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[3];
1750         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 48;
1751         grinder->pcache_w += (w[3] != 0);
1752 }
1753
1754 static inline void
1755 grinder_tccache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t qindex, uint16_t qmask)
1756 {
1757         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1758         uint8_t b[4];
1759
1760         grinder->tccache_w = 0;
1761         grinder->tccache_r = 0;
1762
1763         b[0] = (uint8_t) (qmask & 0xF);
1764         b[1] = (uint8_t) ((qmask >> 4) & 0xF);
1765         b[2] = (uint8_t) ((qmask >> 8) & 0xF);
1766         b[3] = (uint8_t) ((qmask >> 12) & 0xF);
1767
1768         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[0];
1769         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex;
1770         grinder->tccache_w += (b[0] != 0);
1771
1772         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[1];
1773         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 4;
1774         grinder->tccache_w += (b[1] != 0);
1775
1776         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[2];
1777         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 8;
1778         grinder->tccache_w += (b[2] != 0);
1779
1780         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[3];
1781         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 12;
1782         grinder->tccache_w += (b[3] != 0);
1783 }
1784
1785 static inline int
1786 grinder_next_tc(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1787 {
1788         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1789         struct rte_mbuf **qbase;
1790         uint32_t qindex;
1791         uint16_t qsize;
1792
1793         if (grinder->tccache_r == grinder->tccache_w) {
1794                 return 0;
1795         }
1796
1797         qindex = grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_r];
1798         qbase = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1799         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1800
1801         grinder->tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1802         grinder->qmask = grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_r];
1803         grinder->qsize = qsize;
1804
1805         grinder->qindex[0] = qindex;
1806         grinder->qindex[1] = qindex + 1;
1807         grinder->qindex[2] = qindex + 2;
1808         grinder->qindex[3] = qindex + 3;
1809
1810         grinder->queue[0] = port->queue + qindex;
1811         grinder->queue[1] = port->queue + qindex + 1;
1812         grinder->queue[2] = port->queue + qindex + 2;
1813         grinder->queue[3] = port->queue + qindex + 3;
1814
1815         grinder->qbase[0] = qbase;
1816         grinder->qbase[1] = qbase + qsize;
1817         grinder->qbase[2] = qbase + 2 * qsize;
1818         grinder->qbase[3] = qbase + 3 * qsize;
1819
1820         grinder->tccache_r ++;
1821         return 1;
1822 }
1823
1824 static inline int
1825 grinder_next_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1826 {
1827         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1828         uint32_t pipe_qindex;
1829         uint16_t pipe_qmask;
1830
1831         if (grinder->pcache_r < grinder->pcache_w) {
1832                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_r];
1833                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_r];
1834                 grinder->pcache_r ++;
1835         } else {
1836                 uint64_t bmp_slab = 0;
1837                 uint32_t bmp_pos = 0;
1838
1839                 /* Get another non-empty pipe group */
1840                 if (unlikely(rte_bitmap_scan(port->bmp, &bmp_pos, &bmp_slab) <= 0)) {
1841                         return 0;
1842                 }
1843
1844 #ifdef RTE_SCHED_DEBUG
1845                 debug_check_queue_slab(port, bmp_pos, bmp_slab);
1846 #endif
1847
1848                 /* Return if pipe group already in one of the other grinders */
1849                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID;
1850                 if (unlikely(grinder_pipe_exists(port, bmp_pos))) {
1851                         return 0;
1852                 }
1853                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = bmp_pos;
1854
1855                 /* Install new pipe group into grinder's pipe cache */
1856                 grinder_pcache_populate(port, pos, bmp_pos, bmp_slab);
1857
1858                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[0];
1859                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[0];
1860                 grinder->pcache_r = 1;
1861         }
1862
1863         /* Install new pipe in the grinder */
1864         grinder->pindex = pipe_qindex >> 4;
1865         grinder->subport = port->subport + (grinder->pindex / port->n_pipes_per_subport);
1866         grinder->pipe = port->pipe + grinder->pindex;
1867         grinder->pipe_params = NULL; /* to be set after the pipe structure is prefetched */
1868         grinder->productive = 0;
1869
1870         grinder_tccache_populate(port, pos, pipe_qindex, pipe_qmask);
1871         grinder_next_tc(port, pos);
1872
1873         /* Check for pipe exhaustion */
1874         if (grinder->pindex == port->pipe_loop) {
1875                 port->pipe_exhaustion = 1;
1876                 port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1877         }
1878
1879         return 1;
1880 }
1881
1882 #if RTE_SCHED_WRR == 0
1883
1884 #define grinder_wrr_load(a,b)
1885
1886 #define grinder_wrr_store(a,b)
1887
1888 static inline void
1889 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1890 {
1891         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1892         uint64_t slab = grinder->qmask;
1893
1894         if (rte_bsf64(slab, &grinder->qpos) == 0) {
1895                 rte_panic("grinder wrr\n");
1896         }
1897 }
1898
1899 #elif RTE_SCHED_WRR == 1
1900
1901 static inline void
1902 grinder_wrr_load(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1903 {
1904         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1905         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1906         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params = grinder->pipe_params;
1907         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1908         uint32_t qmask = grinder->qmask;
1909         uint32_t qindex;
1910
1911         qindex = tc_index * 4;
1912
1913         grinder->wrr_tokens[0] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1914         grinder->wrr_tokens[1] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 1]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1915         grinder->wrr_tokens[2] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 2]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1916         grinder->wrr_tokens[3] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 3]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1917
1918         grinder->wrr_mask[0] = (qmask & 0x1) * 0xFFFF;
1919         grinder->wrr_mask[1] = ((qmask >> 1) & 0x1) * 0xFFFF;
1920         grinder->wrr_mask[2] = ((qmask >> 2) & 0x1) * 0xFFFF;
1921         grinder->wrr_mask[3] = ((qmask >> 3) & 0x1) * 0xFFFF;
1922
1923         grinder->wrr_cost[0] = pipe_params->wrr_cost[qindex];
1924         grinder->wrr_cost[1] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 1];
1925         grinder->wrr_cost[2] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 2];
1926         grinder->wrr_cost[3] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 3];
1927 }
1928
1929 static inline void
1930 grinder_wrr_store(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1931 {
1932         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1933         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1934         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1935         uint32_t qindex;
1936
1937         qindex = tc_index * 4;
1938
1939         pipe->wrr_tokens[qindex] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[0] & grinder->wrr_mask[0]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1940         pipe->wrr_tokens[qindex + 1] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[1] & grinder->wrr_mask[1]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1941         pipe->wrr_tokens[qindex + 2] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[2] & grinder->wrr_mask[2]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1942         pipe->wrr_tokens[qindex + 3] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[3] & grinder->wrr_mask[3]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1943 }
1944
1945 static inline void
1946 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1947 {
1948         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1949         uint16_t wrr_tokens_min;
1950
1951         grinder->wrr_tokens[0] |= ~grinder->wrr_mask[0];
1952         grinder->wrr_tokens[1] |= ~grinder->wrr_mask[1];
1953         grinder->wrr_tokens[2] |= ~grinder->wrr_mask[2];
1954         grinder->wrr_tokens[3] |= ~grinder->wrr_mask[3];
1955
1956         grinder->qpos = rte_min_pos_4_u16(grinder->wrr_tokens);
1957         wrr_tokens_min = grinder->wrr_tokens[grinder->qpos];
1958
1959         grinder->wrr_tokens[0] -= wrr_tokens_min;
1960         grinder->wrr_tokens[1] -= wrr_tokens_min;
1961         grinder->wrr_tokens[2] -= wrr_tokens_min;
1962         grinder->wrr_tokens[3] -= wrr_tokens_min;
1963 }
1964
1965 #else
1966
1967 #error Invalid value for RTE_SCHED_WRR
1968
1969 #endif /* RTE_SCHED_WRR */
1970
1971 #define grinder_evict(port, pos)
1972
1973 static inline void
1974 grinder_prefetch_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1975 {
1976         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1977
1978         rte_prefetch0(grinder->pipe);
1979         rte_prefetch0(grinder->queue[0]);
1980 }
1981
1982 static inline void
1983 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1984 {
1985         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1986         uint16_t qsize, qr[4];
1987
1988         qsize = grinder->qsize;
1989         qr[0] = grinder->queue[0]->qr & (qsize - 1);
1990         qr[1] = grinder->queue[1]->qr & (qsize - 1);
1991         qr[2] = grinder->queue[2]->qr & (qsize - 1);
1992         qr[3] = grinder->queue[3]->qr & (qsize - 1);
1993
1994         rte_prefetch0(grinder->qbase[0] + qr[0]);
1995         rte_prefetch0(grinder->qbase[1] + qr[1]);
1996
1997         grinder_wrr_load(port, pos);
1998         grinder_wrr(port, pos);
1999
2000         rte_prefetch0(grinder->qbase[2] + qr[2]);
2001         rte_prefetch0(grinder->qbase[3] + qr[3]);
2002 }
2003
2004 static inline void
2005 grinder_prefetch_mbuf(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2006 {
2007         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2008         uint32_t qpos = grinder->qpos;
2009         struct rte_mbuf **qbase = grinder->qbase[qpos];
2010         uint16_t qsize = grinder->qsize;
2011         uint16_t qr = grinder->queue[qpos]->qr & (qsize - 1);
2012
2013         grinder->pkt = qbase[qr];
2014         rte_prefetch0(grinder->pkt);
2015
2016         if (unlikely((qr & 0x7) == 7)) {
2017                 uint16_t qr_next = (grinder->queue[qpos]->qr + 1) & (qsize - 1);
2018
2019                 rte_prefetch0(qbase + qr_next);
2020         }
2021 }
2022
2023 static inline uint32_t
2024 grinder_handle(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2025 {
2026         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2027
2028         switch (grinder->state) {
2029         case e_GRINDER_PREFETCH_PIPE:
2030         {
2031                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2032                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2033                         port->busy_grinders ++;
2034
2035                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2036                         return 0;
2037                 }
2038
2039                 return 0;
2040         }
2041
2042         case e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS:
2043         {
2044                 struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
2045
2046                 grinder->pipe_params = port->pipe_profiles + pipe->profile;
2047                 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2048                 grinder_credits_update(port, pos);
2049
2050                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2051                 return 0;
2052         }
2053
2054         case e_GRINDER_PREFETCH_MBUF:
2055         {
2056                 grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2057
2058                 grinder->state = e_GRINDER_READ_MBUF;
2059                 return 0;
2060         }
2061
2062         case e_GRINDER_READ_MBUF:
2063         {
2064                 uint32_t result = 0;
2065
2066                 result = grinder_schedule(port, pos);
2067
2068                 /* Look for next packet within the same TC */
2069                 if (result && grinder->qmask) {
2070                         grinder_wrr(port, pos);
2071                         grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2072
2073                         return 1;
2074                 }
2075                 grinder_wrr_store(port, pos);
2076
2077                 /* Look for another active TC within same pipe */
2078                 if (grinder_next_tc(port, pos)) {
2079                         grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2080
2081                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2082                         return result;
2083                 }
2084                 if ((grinder->productive == 0) && (port->pipe_loop == RTE_SCHED_PIPE_INVALID)) {
2085                         port->pipe_loop = grinder->pindex;
2086                 }
2087                 grinder_evict(port, pos);
2088
2089                 /* Look for another active pipe */
2090                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2091                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2092
2093                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2094                         return result;
2095                 }
2096
2097                 /* No active pipe found */
2098                 port->busy_grinders --;
2099
2100                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_PIPE;
2101                 return result;
2102         }
2103
2104         default:
2105                 rte_panic("Algorithmic error (invalid state)\n");
2106                 return 0;
2107         }
2108 }
2109
2110 static inline void
2111 rte_sched_port_time_resync(struct rte_sched_port *port)
2112 {
2113         uint64_t cycles = rte_get_tsc_cycles();
2114         uint64_t cycles_diff = cycles - port->time_cpu_cycles;
2115         double bytes_diff = ((double) cycles_diff) / port->cycles_per_byte;
2116
2117         /* Advance port time */
2118         port->time_cpu_cycles = cycles;
2119         port->time_cpu_bytes += (uint64_t) bytes_diff;
2120         if (port->time < port->time_cpu_bytes) {
2121                 port->time = port->time_cpu_bytes;
2122         }
2123
2124         /* Reset pipe loop detection */
2125         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
2126 }
2127
2128 static inline int
2129 rte_sched_port_exceptions(struct rte_sched_port *port, int second_pass)
2130 {
2131         int exceptions;
2132
2133         /* Check if any exception flag is set */
2134         exceptions = (second_pass && port->busy_grinders == 0) ||
2135                 (port->pipe_exhaustion == 1);
2136
2137         /* Clear exception flags */
2138         port->pipe_exhaustion = 0;
2139
2140         return exceptions;
2141 }
2142
2143 int
2144 rte_sched_port_dequeue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
2145 {
2146         uint32_t i, count;
2147
2148         port->pkts_out = pkts;
2149         port->n_pkts_out = 0;
2150
2151         rte_sched_port_time_resync(port);
2152
2153         /* Take each queue in the grinder one step further */
2154         for (i = 0, count = 0; ; i ++)  {
2155                 count += grinder_handle(port, i & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1));
2156                 if ((count == n_pkts) ||
2157                     rte_sched_port_exceptions(port, i >= RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS)) {
2158                         break;
2159                 }
2160         }
2161
2162         return count;
2163 }