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 #define RTE_SCHED_ENQUEUE                     1
  64
  65 #define RTE_SCHED_TS                          1
  66
  67 #if RTE_SCHED_TS == 0 /* Infinite credits. Traffic shaping disabled. */
  68 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE           0
  69 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK            0
  70 #else                 /* Real Credits. Full traffic shaping implemented. */
  71 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE           1
  72 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK            1
  73 #endif
  74
  75 #ifndef RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR
  76 #define RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR          (1e-7)
  77 #endif
  78
  79 #define RTE_SCHED_WRR                         1
  80
  81 #ifndef RTE_SCHED_WRR_SHIFT
  82 #define RTE_SCHED_WRR_SHIFT                   3
  83 #endif
  84
  85 #ifndef RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS
  86 #define RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS             8
  87 #endif
  88 #if (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS == 0) || (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1))
  89 #error Number of grinders must be non-zero and a power of 2
  90 #endif
  91 #if (RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS && (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS != 8))
  92 #error Number of grinders must be 8 when RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS is set
  93 #endif
  94
  95 #define RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE         (64 / RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE)
  96
  97 #define RTE_SCHED_PIPE_INVALID                UINT32_MAX
  98
  99 #define RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID             UINT32_MAX
 100
 101 struct rte_sched_subport {
 102         /* Token bucket (TB) */
 103         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 104         uint32_t tb_period;
 105         uint32_t tb_credits_per_period;
 106         uint32_t tb_size;
 107         uint32_t tb_credits;
 108
 109         /* Traffic classes (TCs) */
 110         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 111         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 112         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 113         uint32_t tc_period;
 114
 115         /* TC oversubscription */
 116         uint32_t tc_ov_wm;
 117         uint32_t tc_ov_wm_min;
 118         uint32_t tc_ov_wm_max;
 119         uint8_t tc_ov_period_id;
 120         uint8_t tc_ov;
 121         uint32_t tc_ov_n;
 122         double tc_ov_rate;
 123
 124         /* Statistics */
 125         struct rte_sched_subport_stats stats;
 126 };
 127
 128 struct rte_sched_pipe_profile {
 129         /* Token bucket (TB) */
 130         uint32_t tb_period;
 131         uint32_t tb_credits_per_period;
 132         uint32_t tb_size;
 133
 134         /* Pipe traffic classes */
 135         uint32_t tc_period;
 136         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 137         uint8_t tc_ov_weight;
 138
 139         /* Pipe queues */
 140         uint8_t  wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 141 };
 142
 143 struct rte_sched_pipe {
 144         /* Token bucket (TB) */
 145         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 146         uint32_t tb_credits;
 147
 148         /* Pipe profile and flags */
 149         uint32_t profile;
 150
 151         /* Traffic classes (TCs) */
 152         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 153         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 154
 155         /* Weighted Round Robin (WRR) */
 156         uint8_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 157
 158         /* TC oversubscription */
 159         uint32_t tc_ov_credits;
 160         uint8_t tc_ov_period_id;
 161         uint8_t reserved[3];
 162 } __rte_cache_aligned;
 163
 164 struct rte_sched_queue {
 165         uint16_t qw;
 166         uint16_t qr;
 167 };
 168
 169 struct rte_sched_queue_extra {
 170         struct rte_sched_queue_stats stats;
 171 #ifdef RTE_SCHED_RED
 172         struct rte_red red;
 173 #endif
 174 };
 175
 176 enum grinder_state {
 177         e_GRINDER_PREFETCH_PIPE = 0,
 178         e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS,
 179         e_GRINDER_PREFETCH_MBUF,
 180         e_GRINDER_READ_MBUF
 181 };
 182
 183 /*
 184  * Path through the scheduler hierarchy used by the scheduler enqueue
 185  * operation to identify the destination queue for the current
 186  * packet. Stored in the field pkt.hash.sched of struct rte_mbuf of
 187  * each packet, typically written by the classification stage and read
 188  * by scheduler enqueue.
 189  */
 190 struct rte_sched_port_hierarchy {
 191         uint32_t queue:2;                /**< Queue ID (0 .. 3) */
 192         uint32_t traffic_class:2;        /**< Traffic class ID (0 .. 3)*/
 193         uint32_t pipe:20;                /**< Pipe ID */
 194         uint32_t subport:6;              /**< Subport ID */
 195         uint32_t color:2;                /**< Color */
 196 };
 197
 198 struct rte_sched_grinder {
 199         /* Pipe cache */
 200         uint16_t pcache_qmask[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 201         uint32_t pcache_qindex[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 202         uint32_t pcache_w;
 203         uint32_t pcache_r;
 204
 205         /* Current pipe */
 206         enum grinder_state state;
 207         uint32_t productive;
 208         uint32_t pindex;
 209         struct rte_sched_subport *subport;
 210         struct rte_sched_pipe *pipe;
 211         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params;
 212
 213         /* TC cache */
 214         uint8_t tccache_qmask[4];
 215         uint32_t tccache_qindex[4];
 216         uint32_t tccache_w;
 217         uint32_t tccache_r;
 218
 219         /* Current TC */
 220         uint32_t tc_index;
 221         struct rte_sched_queue *queue[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 222         struct rte_mbuf **qbase[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 223         uint32_t qindex[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 224         uint16_t qsize;
 225         uint32_t qmask;
 226         uint32_t qpos;
 227         struct rte_mbuf *pkt;
 228
 229         /* WRR */
 230         uint16_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 231         uint16_t wrr_mask[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 232         uint8_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 233 };
 234
 235 struct rte_sched_port {
 236         /* User parameters */
 237         uint32_t n_subports_per_port;
 238         uint32_t n_pipes_per_subport;
 239         uint32_t rate;
 240         uint32_t mtu;
 241         uint32_t frame_overhead;
 242         uint16_t qsize[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 243         uint32_t n_pipe_profiles;
 244         uint32_t pipe_tc3_rate_max;
 245 #ifdef RTE_SCHED_RED
 246         struct rte_red_config red_config[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE][e_RTE_METER_COLORS];
 247 #endif
 248
 249         /* Timing */
 250         uint64_t time_cpu_cycles;     /* Current CPU time measured in CPU cyles */
 251         uint64_t time_cpu_bytes;      /* Current CPU time measured in bytes */
 252         uint64_t time;                /* Current NIC TX time measured in bytes */
 253         double cycles_per_byte;       /* CPU cycles per byte */
 254
 255         /* Scheduling loop detection */
 256         uint32_t pipe_loop;
 257         uint32_t pipe_exhaustion;
 258
 259         /* Bitmap */
 260         struct rte_bitmap *bmp;
 261         uint32_t grinder_base_bmp_pos[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS] __rte_aligned_16;
 262
 263         /* Grinders */
 264         struct rte_sched_grinder grinder[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS];
 265         uint32_t busy_grinders;
 266         struct rte_mbuf **pkts_out;
 267         uint32_t n_pkts_out;
 268
 269         /* Queue base calculation */
 270         uint32_t qsize_add[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 271         uint32_t qsize_sum;
 272
 273         /* Large data structures */
 274         struct rte_sched_subport *subport;
 275         struct rte_sched_pipe *pipe;
 276         struct rte_sched_queue *queue;
 277         struct rte_sched_queue_extra *queue_extra;
 278         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_profiles;
 279         uint8_t *bmp_array;
 280         struct rte_mbuf **queue_array;
 281         uint8_t memory[0] __rte_cache_aligned;
 282 } __rte_cache_aligned;
 283
 284 enum rte_sched_port_array {
 285         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT = 0,
 286         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE,
 287         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE,
 288         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA,
 289         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES,
 290         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY,
 291         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY,
 292         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL,
 293 };
 294
 295 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
 296
 297 static inline uint32_t
 298 rte_sched_port_queues_per_subport(struct rte_sched_port *port)
 299 {
 300         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport;
 301 }
 302
 303 #endif
 304
 305 static inline uint32_t
 306 rte_sched_port_queues_per_port(struct rte_sched_port *port)
 307 {
 308         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport * port->n_subports_per_port;
 309 }
 310
 311 static int
 312 rte_sched_port_check_params(struct rte_sched_port_params *params)
 313 {
 314         uint32_t i, j;
 315
 316         if (params == NULL) {
 317                 return -1;
 318         }
 319
 320         /* socket */
 321         if ((params->socket < 0) || (params->socket >= RTE_MAX_NUMA_NODES)) {
 322                 return -3;
 323         }
 324
 325         /* rate */
 326         if (params->rate == 0) {
 327                 return -4;
 328         }
 329
 330         /* mtu */
 331         if (params->mtu == 0) {
 332                 return -5;
 333         }
 334
 335         /* n_subports_per_port: non-zero, power of 2 */
 336         if ((params->n_subports_per_port == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_subports_per_port))) {
 337                 return -6;
 338         }
 339
 340         /* n_pipes_per_subport: non-zero, power of 2 */
 341         if ((params->n_pipes_per_subport == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_pipes_per_subport))) {
 342                 return -7;
 343         }
 344
 345         /* qsize: non-zero, power of 2,
 346          * no bigger than 32K (due to 16-bit read/write pointers) */
 347         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 348                 uint16_t qsize = params->qsize[i];
 349
 350                 if ((qsize == 0) || (!rte_is_power_of_2(qsize))) {
 351                         return -8;
 352                 }
 353         }
 354
 355         /* pipe_profiles and n_pipe_profiles */
 356         if ((params->pipe_profiles == NULL) ||
 357             (params->n_pipe_profiles == 0) ||
 358             (params->n_pipe_profiles > RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT)) {
 359                 return -9;
 360         }
 361
 362         for (i = 0; i < params->n_pipe_profiles; i ++) {
 363                 struct rte_sched_pipe_params *p = params->pipe_profiles + i;
 364
 365                 /* TB rate: non-zero, not greater than port rate */
 366                 if ((p->tb_rate == 0) || (p->tb_rate > params->rate)) {
 367                         return -10;
 368                 }
 369
 370                 /* TB size: non-zero */
 371                 if (p->tb_size == 0) {
 372                         return -11;
 373                 }
 374
 375                 /* TC rate: non-zero, less than pipe rate */
 376                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 377                         if ((p->tc_rate[j] == 0) || (p->tc_rate[j] > p->tb_rate)) {
 378                                 return -12;
 379                         }
 380                 }
 381
 382                 /* TC period: non-zero */
 383                 if (p->tc_period == 0) {
 384                         return -13;
 385                 }
 386
 387 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 388                 /* TC3 oversubscription weight: non-zero */
 389                 if (p->tc_ov_weight == 0) {
 390                         return -14;
 391                 }
 392 #endif
 393
 394                 /* Queue WRR weights: non-zero */
 395                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE; j ++) {
 396                         if (p->wrr_weights[j] == 0) {
 397                                 return -15;
 398                         }
 399                 }
 400         }
 401
 402         return 0;
 403 }
 404
 405 static uint32_t
 406 rte_sched_port_get_array_base(struct rte_sched_port_params *params, enum rte_sched_port_array array)
 407 {
 408         uint32_t n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 409         uint32_t n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 410         uint32_t n_pipes_per_port = n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 411         uint32_t n_queues_per_port = RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 412
 413         uint32_t size_subport = n_subports_per_port * sizeof(struct rte_sched_subport);
 414         uint32_t size_pipe = n_pipes_per_port * sizeof(struct rte_sched_pipe);
 415         uint32_t size_queue = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue);
 416         uint32_t size_queue_extra = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue_extra);
 417         uint32_t size_pipe_profiles = RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT * sizeof(struct rte_sched_pipe_profile);
 418         uint32_t size_bmp_array = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 419         uint32_t size_per_pipe_queue_array, size_queue_array;
 420
 421         uint32_t base, i;
 422
 423         size_per_pipe_queue_array = 0;
 424         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 425                 size_per_pipe_queue_array += RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS * params->qsize[i] * sizeof(struct rte_mbuf *);
 426         }
 427         size_queue_array = n_pipes_per_port * size_per_pipe_queue_array;
 428
 429         base = 0;
 430
 431         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT) return base;
 432         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_subport);
 433
 434         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE) return base;
 435         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe);
 436
 437         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE) return base;
 438         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue);
 439
 440         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA) return base;
 441         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_extra);
 442
 443         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES) return base;
 444         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe_profiles);
 445
 446         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY) return base;
 447         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_bmp_array);
 448
 449         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY) return base;
 450         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_array);
 451
 452         return base;
 453 }
 454
 455 uint32_t
 456 rte_sched_port_get_memory_footprint(struct rte_sched_port_params *params)
 457 {
 458         uint32_t size0, size1;
 459         int status;
 460
 461         status = rte_sched_port_check_params(params);
 462         if (status != 0) {
 463                 RTE_LOG(NOTICE, SCHED,
 464                         "Port scheduler params check failed (%d)\n", status);
 465
 466                 return 0;
 467         }
 468
 469         size0 = sizeof(struct rte_sched_port);
 470         size1 = rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL);
 471
 472         return (size0 + size1);
 473 }
 474
 475 static void
 476 rte_sched_port_config_qsize(struct rte_sched_port *port)
 477 {
 478         /* TC 0 */
 479         port->qsize_add[0] = 0;
 480         port->qsize_add[1] = port->qsize_add[0] + port->qsize[0];
 481         port->qsize_add[2] = port->qsize_add[1] + port->qsize[0];
 482         port->qsize_add[3] = port->qsize_add[2] + port->qsize[0];
 483
 484         /* TC 1 */
 485         port->qsize_add[4] = port->qsize_add[3] + port->qsize[0];
 486         port->qsize_add[5] = port->qsize_add[4] + port->qsize[1];
 487         port->qsize_add[6] = port->qsize_add[5] + port->qsize[1];
 488         port->qsize_add[7] = port->qsize_add[6] + port->qsize[1];
 489
 490         /* TC 2 */
 491         port->qsize_add[8] = port->qsize_add[7] + port->qsize[1];
 492         port->qsize_add[9] = port->qsize_add[8] + port->qsize[2];
 493         port->qsize_add[10] = port->qsize_add[9] + port->qsize[2];
 494         port->qsize_add[11] = port->qsize_add[10] + port->qsize[2];
 495
 496         /* TC 3 */
 497         port->qsize_add[12] = port->qsize_add[11] + port->qsize[2];
 498         port->qsize_add[13] = port->qsize_add[12] + port->qsize[3];
 499         port->qsize_add[14] = port->qsize_add[13] + port->qsize[3];
 500         port->qsize_add[15] = port->qsize_add[14] + port->qsize[3];
 501
 502         port->qsize_sum = port->qsize_add[15] + port->qsize[3];
 503 }
 504
 505 static void
 506 rte_sched_port_log_pipe_profile(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 507 {
 508         struct rte_sched_pipe_profile *p = port->pipe_profiles + i;
 509
 510         RTE_LOG(DEBUG, SCHED, "Low level config for pipe profile %u:\n"
 511                 "    Token bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 512                 "    Traffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u]\n"
 513                 "    Traffic class 3 oversubscription: weight = %hhu\n"
 514                 "    WRR cost: [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu]\n",
 515                 i,
 516
 517                 /* Token bucket */
 518                 p->tb_period,
 519                 p->tb_credits_per_period,
 520                 p->tb_size,
 521
 522                 /* Traffic classes */
 523                 p->tc_period,
 524                 p->tc_credits_per_period[0],
 525                 p->tc_credits_per_period[1],
 526                 p->tc_credits_per_period[2],
 527                 p->tc_credits_per_period[3],
 528
 529                 /* Traffic class 3 oversubscription */
 530                 p->tc_ov_weight,
 531
 532                 /* WRR */
 533                 p->wrr_cost[ 0], p->wrr_cost[ 1], p->wrr_cost[ 2], p->wrr_cost[ 3],
 534                 p->wrr_cost[ 4], p->wrr_cost[ 5], p->wrr_cost[ 6], p->wrr_cost[ 7],
 535                 p->wrr_cost[ 8], p->wrr_cost[ 9], p->wrr_cost[10], p->wrr_cost[11],
 536                 p->wrr_cost[12], p->wrr_cost[13], p->wrr_cost[14], p->wrr_cost[15]);
 537 }
 538
 539 static inline uint64_t
 540 rte_sched_time_ms_to_bytes(uint32_t time_ms, uint32_t rate)
 541 {
 542         uint64_t time = time_ms;
 543         time = (time * rate) / 1000;
 544
 545         return time;
 546 }
 547
 548 static void
 549 rte_sched_port_config_pipe_profile_table(struct rte_sched_port *port, struct rte_sched_port_params *params)
 550 {
 551         uint32_t i, j;
 552
 553         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 554                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 555                 struct rte_sched_pipe_profile *dst = port->pipe_profiles + i;
 556
 557                 /* Token Bucket */
 558                 if (src->tb_rate == params->rate) {
 559                         dst->tb_credits_per_period = 1;
 560                         dst->tb_period = 1;
 561                 } else {
 562                         double tb_rate = ((double) src->tb_rate) / ((double) params->rate);
 563                         double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 564
 565                         rte_approx(tb_rate, d, &dst->tb_credits_per_period, &dst->tb_period);
 566                 }
 567                 dst->tb_size = src->tb_size;
 568
 569                 /* Traffic Classes */
 570                 dst->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, params->rate);
 571                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 572                         dst->tc_credits_per_period[j] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, src->tc_rate[j]);
 573                 }
 574 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 575                 dst->tc_ov_weight = src->tc_ov_weight;
 576 #endif
 577
 578                 /* WRR */
 579                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 580                         uint32_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 581                         uint32_t lcd, lcd1, lcd2;
 582                         uint32_t qindex;
 583
 584                         qindex = j * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS;
 585
 586                         wrr_cost[0] = src->wrr_weights[qindex];
 587                         wrr_cost[1] = src->wrr_weights[qindex + 1];
 588                         wrr_cost[2] = src->wrr_weights[qindex + 2];
 589                         wrr_cost[3] = src->wrr_weights[qindex + 3];
 590
 591                         lcd1 = rte_get_lcd(wrr_cost[0], wrr_cost[1]);
 592                         lcd2 = rte_get_lcd(wrr_cost[2], wrr_cost[3]);
 593                         lcd = rte_get_lcd(lcd1, lcd2);
 594
 595                         wrr_cost[0] = lcd / wrr_cost[0];
 596                         wrr_cost[1] = lcd / wrr_cost[1];
 597                         wrr_cost[2] = lcd / wrr_cost[2];
 598                         wrr_cost[3] = lcd / wrr_cost[3];
 599
 600                         dst->wrr_cost[qindex] = (uint8_t) wrr_cost[0];
 601                         dst->wrr_cost[qindex + 1] = (uint8_t) wrr_cost[1];
 602                         dst->wrr_cost[qindex + 2] = (uint8_t) wrr_cost[2];
 603                         dst->wrr_cost[qindex + 3] = (uint8_t) wrr_cost[3];
 604                 }
 605
 606                 rte_sched_port_log_pipe_profile(port, i);
 607         }
 608
 609         port->pipe_tc3_rate_max = 0;
 610         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 611                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 612                 uint32_t pipe_tc3_rate = src->tc_rate[3];
 613
 614                 if (port->pipe_tc3_rate_max < pipe_tc3_rate) {
 615                         port->pipe_tc3_rate_max = pipe_tc3_rate;
 616                 }
 617         }
 618 }
 619
 620 struct rte_sched_port *
 621 rte_sched_port_config(struct rte_sched_port_params *params)
 622 {
 623         struct rte_sched_port *port = NULL;
 624         uint32_t mem_size, bmp_mem_size, n_queues_per_port, i;
 625
 626         /* Check user parameters. Determine the amount of memory to allocate */
 627         mem_size = rte_sched_port_get_memory_footprint(params);
 628         if (mem_size == 0) {
 629                 return NULL;
 630         }
 631
 632         /* Allocate memory to store the data structures */
 633         port = rte_zmalloc("qos_params", mem_size, RTE_CACHE_LINE_SIZE);
 634         if (port == NULL) {
 635                 return NULL;
 636         }
 637
 638         /* User parameters */
 639         port->n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 640         port->n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 641         port->rate = params->rate;
 642         port->mtu = params->mtu + params->frame_overhead;
 643         port->frame_overhead = params->frame_overhead;
 644         memcpy(port->qsize, params->qsize, sizeof(params->qsize));
 645         port->n_pipe_profiles = params->n_pipe_profiles;
 646
 647 #ifdef RTE_SCHED_RED
 648         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i++) {
 649                 uint32_t j;
 650
 651                 for (j = 0; j < e_RTE_METER_COLORS; j++) {
 652                         /* if min/max are both zero, then RED is disabled */
 653                         if ((params->red_params[i][j].min_th |
 654                              params->red_params[i][j].max_th) == 0) {
 655                                 continue;
 656                         }
 657
 658                         if (rte_red_config_init(&port->red_config[i][j],
 659                                 params->red_params[i][j].wq_log2,
 660                                 params->red_params[i][j].min_th,
 661                                 params->red_params[i][j].max_th,
 662                                 params->red_params[i][j].maxp_inv) != 0) {
 663                                 return NULL;
 664                         }
 665                 }
 666         }
 667 #endif
 668
 669         /* Timing */
 670         port->time_cpu_cycles = rte_get_tsc_cycles();
 671         port->time_cpu_bytes = 0;
 672         port->time = 0;
 673         port->cycles_per_byte = ((double) rte_get_tsc_hz()) / ((double) params->rate);
 674
 675         /* Scheduling loop detection */
 676         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 677         port->pipe_exhaustion = 0;
 678
 679         /* Grinders */
 680         port->busy_grinders = 0;
 681         port->pkts_out = NULL;
 682         port->n_pkts_out = 0;
 683
 684         /* Queue base calculation */
 685         rte_sched_port_config_qsize(port);
 686
 687         /* Large data structures */
 688         port->subport = (struct rte_sched_subport *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT));
 689         port->pipe = (struct rte_sched_pipe *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE));
 690         port->queue = (struct rte_sched_queue *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE));
 691         port->queue_extra = (struct rte_sched_queue_extra *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA));
 692         port->pipe_profiles = (struct rte_sched_pipe_profile *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES));
 693         port->bmp_array =  port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY);
 694         port->queue_array = (struct rte_mbuf **) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY));
 695
 696         /* Pipe profile table */
 697         rte_sched_port_config_pipe_profile_table(port, params);
 698
 699         /* Bitmap */
 700         n_queues_per_port = rte_sched_port_queues_per_port(port);
 701         bmp_mem_size = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 702         port->bmp = rte_bitmap_init(n_queues_per_port, port->bmp_array, bmp_mem_size);
 703         if (port->bmp == NULL) {
 704                 RTE_LOG(ERR, SCHED, "Bitmap init error\n");
 705                 return NULL;
 706         }
 707         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
 708                 port->grinder_base_bmp_pos[i] = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 709         }
 710
 711         return port;
 712 }
 713
 714 void
 715 rte_sched_port_free(struct rte_sched_port *port)
 716 {
 717         /* Check user parameters */
 718         if (port == NULL){
 719                 return;
 720         }
 721
 722         rte_bitmap_free(port->bmp);
 723         rte_free(port);
 724 }
 725
 726 static void
 727 rte_sched_port_log_subport_config(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 728 {
 729         struct rte_sched_subport *s = port->subport + i;
 730
 731         RTE_LOG(DEBUG, SCHED, "Low level config for subport %u:\n"
 732                 "    Token bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 733                 "    Traffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u]\n"
 734                 "    Traffic class 3 oversubscription: wm min = %u, wm max = %u\n",
 735                 i,
 736
 737                 /* Token bucket */
 738                 s->tb_period,
 739                 s->tb_credits_per_period,
 740                 s->tb_size,
 741
 742                 /* Traffic classes */
 743                 s->tc_period,
 744                 s->tc_credits_per_period[0],
 745                 s->tc_credits_per_period[1],
 746                 s->tc_credits_per_period[2],
 747                 s->tc_credits_per_period[3],
 748
 749                 /* Traffic class 3 oversubscription */
 750                 s->tc_ov_wm_min,
 751                 s->tc_ov_wm_max);
 752 }
 753
 754 int
 755 rte_sched_subport_config(struct rte_sched_port *port,
 756         uint32_t subport_id,
 757         struct rte_sched_subport_params *params)
 758 {
 759         struct rte_sched_subport *s;
 760         uint32_t i;
 761
 762         /* Check user parameters */
 763         if ((port == NULL) ||
 764             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 765                 (params == NULL)) {
 766                 return -1;
 767         }
 768
 769         if ((params->tb_rate == 0) || (params->tb_rate > port->rate)) {
 770                 return -2;
 771         }
 772
 773         if (params->tb_size == 0) {
 774                 return -3;
 775         }
 776
 777         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 778                 if ((params->tc_rate[i] == 0) || (params->tc_rate[i] > params->tb_rate)) {
 779                         return -4;
 780                 }
 781         }
 782
 783         if (params->tc_period == 0) {
 784                 return -5;
 785         }
 786
 787         s = port->subport + subport_id;
 788
 789         /* Token Bucket (TB) */
 790         if (params->tb_rate == port->rate) {
 791                 s->tb_credits_per_period = 1;
 792                 s->tb_period = 1;
 793         } else {
 794                 double tb_rate = ((double) params->tb_rate) / ((double) port->rate);
 795                 double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 796
 797                 rte_approx(tb_rate, d, &s->tb_credits_per_period, &s->tb_period);
 798         }
 799         s->tb_size = params->tb_size;
 800         s->tb_time = port->time;
 801         s->tb_credits = s->tb_size / 2;
 802
 803         /* Traffic Classes (TCs) */
 804         s->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->rate);
 805         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 806                 s->tc_credits_per_period[i] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, params->tc_rate[i]);
 807         }
 808         s->tc_time = port->time + s->tc_period;
 809         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 810                 s->tc_credits[i] = s->tc_credits_per_period[i];
 811         }
 812
 813 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 814         /* TC oversubscription */
 815         s->tc_ov_wm_min = port->mtu;
 816         s->tc_ov_wm_max = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->pipe_tc3_rate_max);
 817         s->tc_ov_wm = s->tc_ov_wm_max;
 818         s->tc_ov_period_id = 0;
 819         s->tc_ov = 0;
 820         s->tc_ov_n = 0;
 821         s->tc_ov_rate = 0;
 822 #endif
 823
 824         rte_sched_port_log_subport_config(port, subport_id);
 825
 826         return 0;
 827 }
 828
 829 int
 830 rte_sched_pipe_config(struct rte_sched_port *port,
 831         uint32_t subport_id,
 832         uint32_t pipe_id,
 833         int32_t pipe_profile)
 834 {
 835         struct rte_sched_subport *s;
 836         struct rte_sched_pipe *p;
 837         struct rte_sched_pipe_profile *params;
 838         uint32_t deactivate, profile, i;
 839
 840         /* Check user parameters */
 841         profile = (uint32_t) pipe_profile;
 842         deactivate = (pipe_profile < 0);
 843         if ((port == NULL) ||
 844             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 845                 (pipe_id >= port->n_pipes_per_subport) ||
 846                 ((!deactivate) && (profile >= port->n_pipe_profiles))) {
 847                 return -1;
 848         }
 849
 850         /* Check that subport configuration is valid */
 851         s = port->subport + subport_id;
 852         if (s->tb_period == 0) {
 853                 return -2;
 854         }
 855
 856         p = port->pipe + (subport_id * port->n_pipes_per_subport + pipe_id);
 857
 858         /* Handle the case when pipe already has a valid configuration */
 859         if (p->tb_time) {
 860                 params = port->pipe_profiles + p->profile;
 861
 862 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 863                 double subport_tc3_rate = ((double) s->tc_credits_per_period[3]) / ((double) s->tc_period);
 864                 double pipe_tc3_rate = ((double) params->tc_credits_per_period[3]) / ((double) params->tc_period);
 865                 uint32_t tc3_ov = s->tc_ov;
 866
 867                 /* Unplug pipe from its subport */
 868                 s->tc_ov_n -= params->tc_ov_weight;
 869                 s->tc_ov_rate -= pipe_tc3_rate;
 870                 s->tc_ov = s->tc_ov_rate > subport_tc3_rate;
 871
 872                 if (s->tc_ov != tc3_ov) {
 873                         RTE_LOG(DEBUG, SCHED,
 874                                 "Subport %u TC3 oversubscription is OFF (%.4lf >= %.4lf)\n",
 875                                 subport_id, subport_tc3_rate, s->tc_ov_rate);
 876                 }
 877 #endif
 878
 879                 /* Reset the pipe */
 880                 memset(p, 0, sizeof(struct rte_sched_pipe));
 881         }
 882
 883         if (deactivate) {
 884                 return 0;
 885         }
 886
 887         /* Apply the new pipe configuration */
 888         p->profile = profile;
 889         params = port->pipe_profiles + p->profile;
 890
 891         /* Token Bucket (TB) */
 892         p->tb_time = port->time;
 893         p->tb_credits = params->tb_size / 2;
 894
 895         /* Traffic Classes (TCs) */
 896         p->tc_time = port->time + params->tc_period;
 897         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 898                 p->tc_credits[i] = params->tc_credits_per_period[i];
 899         }
 900
 901 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 902         {
 903                 /* Subport TC3 oversubscription */
 904                 double subport_tc3_rate = ((double) s->tc_credits_per_period[3]) / ((double) s->tc_period);
 905                 double pipe_tc3_rate = ((double) params->tc_credits_per_period[3]) / ((double) params->tc_period);
 906                 uint32_t tc3_ov = s->tc_ov;
 907
 908                 s->tc_ov_n += params->tc_ov_weight;
 909                 s->tc_ov_rate += pipe_tc3_rate;
 910                 s->tc_ov = s->tc_ov_rate > subport_tc3_rate;
 911
 912                 if (s->tc_ov != tc3_ov) {
 913                         RTE_LOG(DEBUG, SCHED,
 914                                 "Subport %u TC3 oversubscription is ON (%.4lf < %.4lf)\n",
 915                                 subport_id, subport_tc3_rate, s->tc_ov_rate);
 916                 }
 917                 p->tc_ov_period_id = s->tc_ov_period_id;
 918                 p->tc_ov_credits = s->tc_ov_wm;
 919         }
 920 #endif
 921
 922         return 0;
 923 }
 924
 925 void
 926 rte_sched_port_pkt_write(struct rte_mbuf *pkt,
 927                          uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class,
 928                          uint32_t queue, enum rte_meter_color color)
 929 {
 930         struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 931                 = (struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 932
 933         sched->color = (uint32_t) color;
 934         sched->subport = subport;
 935         sched->pipe = pipe;
 936         sched->traffic_class = traffic_class;
 937         sched->queue = queue;
 938 }
 939
 940 void
 941 rte_sched_port_pkt_read_tree_path(const struct rte_mbuf *pkt,
 942                                   uint32_t *subport, uint32_t *pipe,
 943                                   uint32_t *traffic_class, uint32_t *queue)
 944 {
 945         const struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 946                 = (const struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 947
 948         *subport = sched->subport;
 949         *pipe = sched->pipe;
 950         *traffic_class = sched->traffic_class;
 951         *queue = sched->queue;
 952 }
 953
 954
 955 enum rte_meter_color
 956 rte_sched_port_pkt_read_color(const struct rte_mbuf *pkt)
 957 {
 958         const struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 959                 = (const struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 960
 961         return (enum rte_meter_color) sched->color;
 962 }
 963
 964 int
 965 rte_sched_subport_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 966         uint32_t subport_id,
 967         struct rte_sched_subport_stats *stats,
 968         uint32_t *tc_ov)
 969 {
 970         struct rte_sched_subport *s;
 971
 972         /* Check user parameters */
 973         if ((port == NULL) ||
 974             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 975                 (stats == NULL) ||
 976                 (tc_ov == NULL)) {
 977                 return -1;
 978         }
 979         s = port->subport + subport_id;
 980
 981         /* Copy subport stats and clear */
 982         memcpy(stats, &s->stats, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 983         memset(&s->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 984
 985         /* Subport TC ovesubscription status */
 986         *tc_ov = s->tc_ov;
 987
 988         return 0;
 989 }
 990
 991 int
 992 rte_sched_queue_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 993         uint32_t queue_id,
 994         struct rte_sched_queue_stats *stats,
 995         uint16_t *qlen)
 996 {
 997         struct rte_sched_queue *q;
 998         struct rte_sched_queue_extra *qe;
 999
1000         /* Check user parameters */
1001         if ((port == NULL) ||
1002             (queue_id >= rte_sched_port_queues_per_port(port)) ||
1003                 (stats == NULL) ||
1004                 (qlen == NULL)) {
1005                 return -1;
1006         }
1007         q = port->queue + queue_id;
1008         qe = port->queue_extra + queue_id;
1009
1010         /* Copy queue stats and clear */
1011         memcpy(stats, &qe->stats, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
1012         memset(&qe->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
1013
1014         /* Queue length */
1015         *qlen = q->qw - q->qr;
1016
1017         return 0;
1018 }
1019
1020 static inline uint32_t
1021 rte_sched_port_qindex(struct rte_sched_port *port, uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class, uint32_t queue)
1022 {
1023         uint32_t result;
1024
1025         result = subport * port->n_pipes_per_subport + pipe;
1026         result = result * RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE + traffic_class;
1027         result = result * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS + queue;
1028
1029         return result;
1030 }
1031
1032 static inline struct rte_mbuf **
1033 rte_sched_port_qbase(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1034 {
1035         uint32_t pindex = qindex >> 4;
1036         uint32_t qpos = qindex & 0xF;
1037
1038         return (port->queue_array + pindex * port->qsize_sum + port->qsize_add[qpos]);
1039 }
1040
1041 static inline uint16_t
1042 rte_sched_port_qsize(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1043 {
1044         uint32_t tc = (qindex >> 2) & 0x3;
1045
1046         return port->qsize[tc];
1047 }
1048
1049 #ifdef RTE_SCHED_DEBUG
1050
1051 static inline int
1052 rte_sched_port_queue_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1053 {
1054         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1055
1056         return (queue->qr == queue->qw);
1057 }
1058
1059 static inline int
1060 rte_sched_port_queue_is_full(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1061 {
1062         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1063         uint16_t qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1064         uint16_t qlen = queue->qw - queue->qr;
1065
1066         return (qlen >= qsize);
1067 }
1068
1069 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1070
1071 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1072
1073 static inline void
1074 rte_sched_port_update_subport_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1075 {
1076         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1077         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1078         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1079
1080         s->stats.n_pkts_tc[tc_index] += 1;
1081         s->stats.n_bytes_tc[tc_index] += pkt_len;
1082 }
1083
1084 static inline void
1085 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1086 {
1087         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1088         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1089         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1090
1091         s->stats.n_pkts_tc_dropped[tc_index] += 1;
1092         s->stats.n_bytes_tc_dropped[tc_index] += pkt_len;
1093 }
1094
1095 static inline void
1096 rte_sched_port_update_queue_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1097 {
1098         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1099         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1100
1101         qe->stats.n_pkts += 1;
1102         qe->stats.n_bytes += pkt_len;
1103 }
1104
1105 static inline void
1106 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1107 {
1108         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1109         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1110
1111         qe->stats.n_pkts_dropped += 1;
1112         qe->stats.n_bytes_dropped += pkt_len;
1113 }
1114
1115 #endif /* RTE_SCHED_COLLECT_STATS */
1116
1117 #ifdef RTE_SCHED_RED
1118
1119 static inline int
1120 rte_sched_port_red_drop(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt, uint32_t qindex, uint16_t qlen)
1121 {
1122         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1123         struct rte_red_config *red_cfg;
1124     struct rte_red *red;
1125         uint32_t tc_index;
1126         enum rte_meter_color color;
1127
1128         tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1129         color = rte_sched_port_pkt_read_color(pkt);
1130         red_cfg = &port->red_config[tc_index][color];
1131
1132         if ((red_cfg->min_th | red_cfg->max_th) == 0)
1133                 return 0;
1134
1135         qe = port->queue_extra + qindex;
1136         red = &qe->red;
1137
1138         return rte_red_enqueue(red_cfg, red, qlen, port->time);
1139 }
1140
1141 static inline void
1142 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1143 {
1144         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1145     struct rte_red *red;
1146
1147         qe = port->queue_extra + qindex;
1148         red = &qe->red;
1149
1150         rte_red_mark_queue_empty(red, port->time);
1151 }
1152
1153 #else
1154
1155 #define rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen)             0
1156
1157 #define rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex)
1158
1159 #endif /* RTE_SCHED_RED */
1160
1161 #ifdef RTE_SCHED_DEBUG
1162
1163 static inline int
1164 debug_pipe_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t pindex)
1165 {
1166         uint32_t qindex, i;
1167
1168         qindex = pindex << 4;
1169
1170         for (i = 0; i < 16; i ++){
1171                 uint32_t queue_empty = rte_sched_port_queue_is_empty(port, qindex + i);
1172                 uint32_t bmp_bit_clear = (rte_bitmap_get(port->bmp, qindex + i) == 0);
1173
1174                 if (queue_empty != bmp_bit_clear){
1175                         rte_panic("Queue status mismatch for queue %u of pipe %u\n", i, pindex);
1176                 }
1177
1178                 if (!queue_empty){
1179                         return 0;
1180                 }
1181         }
1182
1183         return 1;
1184 }
1185
1186 static inline void
1187 debug_check_queue_slab(struct rte_sched_port *port, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1188 {
1189         uint64_t mask;
1190         uint32_t i, panic;
1191
1192         if (bmp_slab == 0){
1193                 rte_panic("Empty slab at position %u\n", bmp_pos);
1194         }
1195
1196         panic = 0;
1197         for (i = 0, mask = 1; i < 64; i ++, mask <<= 1) {
1198                 if (mask & bmp_slab){
1199                         if (rte_sched_port_queue_is_empty(port, bmp_pos + i)) {
1200                                 printf("Queue %u (slab offset %u) is empty\n", bmp_pos + i, i);
1201                                 panic = 1;
1202                         }
1203                 }
1204         }
1205
1206         if (panic){
1207                 rte_panic("Empty queues in slab 0x%" PRIx64 "starting at position %u\n",
1208                         bmp_slab, bmp_pos);
1209         }
1210 }
1211
1212 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1213
1214 static inline uint32_t
1215 rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt)
1216 {
1217         struct rte_sched_queue *q;
1218 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1219         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1220 #endif
1221         uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1222
1223         rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1224
1225         qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1226         q = port->queue + qindex;
1227         rte_prefetch0(q);
1228 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1229         qe = port->queue_extra + qindex;
1230         rte_prefetch0(qe);
1231 #endif
1232
1233         return qindex;
1234 }
1235
1236 static inline void
1237 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase)
1238 {
1239         struct rte_sched_queue *q;
1240         struct rte_mbuf **q_qw;
1241         uint16_t qsize;
1242
1243         q = port->queue + qindex;
1244         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1245         q_qw = qbase + (q->qw & (qsize - 1));
1246
1247         rte_prefetch0(q_qw);
1248         rte_bitmap_prefetch0(port->bmp, qindex);
1249 }
1250
1251 static inline int
1252 rte_sched_port_enqueue_qwa(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase, struct rte_mbuf *pkt)
1253 {
1254         struct rte_sched_queue *q;
1255         uint16_t qsize;
1256         uint16_t qlen;
1257
1258         q = port->queue + qindex;
1259         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1260         qlen = q->qw - q->qr;
1261
1262         /* Drop the packet (and update drop stats) when queue is full */
1263         if (unlikely(rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen) || (qlen >= qsize))) {
1264                 rte_pktmbuf_free(pkt);
1265 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1266                 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1267                 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1268 #endif
1269                 return 0;
1270         }
1271
1272         /* Enqueue packet */
1273         qbase[q->qw & (qsize - 1)] = pkt;
1274         q->qw ++;
1275
1276         /* Activate queue in the port bitmap */
1277         rte_bitmap_set(port->bmp, qindex);
1278
1279         /* Statistics */
1280 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1281         rte_sched_port_update_subport_stats(port, qindex, pkt);
1282         rte_sched_port_update_queue_stats(port, qindex, pkt);
1283 #endif
1284
1285         return 1;
1286 }
1287
1288 #if RTE_SCHED_ENQUEUE == 0
1289
1290 int
1291 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1292 {
1293         uint32_t result, i;
1294
1295         result = 0;
1296
1297         for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1298                 struct rte_mbuf *pkt;
1299                 struct rte_mbuf **q_base;
1300                 uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1301
1302                 pkt = pkts[i];
1303
1304                 rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1305
1306                 qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1307
1308                 q_base = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1309
1310                 result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, qindex, q_base, pkt);
1311         }
1312
1313         return result;
1314 }
1315
1316 #else
1317
1318 /*
1319  * The enqueue function implements a 4-level pipeline with each stage processing
1320  * two different packets. The purpose of using a pipeline is to hide the latency
1321  * of prefetching the data structures. The naming convention is presented in the
1322  * diagram below:
1323  *
1324  *   p00  _______   p10  _______   p20  _______   p30  _______
1325  * ----->|       |----->|       |----->|       |----->|       |----->
1326  *       |   0   |      |   1   |      |   2   |      |   3   |
1327  * ----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->
1328  *   p01            p11            p21            p31
1329  *
1330  */
1331 int
1332 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1333 {
1334         struct rte_mbuf *pkt00, *pkt01, *pkt10, *pkt11, *pkt20, *pkt21, *pkt30, *pkt31, *pkt_last;
1335         struct rte_mbuf **q00_base, **q01_base, **q10_base, **q11_base, **q20_base, **q21_base, **q30_base, **q31_base, **q_last_base;
1336         uint32_t q00, q01, q10, q11, q20, q21, q30, q31, q_last;
1337         uint32_t r00, r01, r10, r11, r20, r21, r30, r31, r_last;
1338         uint32_t result, i;
1339
1340         result = 0;
1341
1342         /* Less then 6 input packets available, which is not enough to feed the pipeline */
1343         if (unlikely(n_pkts < 6)) {
1344                 struct rte_mbuf **q_base[5];
1345                 uint32_t q[5];
1346
1347                 /* Prefetch the mbuf structure of each packet */
1348                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1349                         rte_prefetch0(pkts[i]);
1350                 }
1351
1352                 /* Prefetch the queue structure for each queue */
1353                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1354                         q[i] = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkts[i]);
1355                 }
1356
1357                 /* Prefetch the write pointer location of each queue */
1358                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1359                         q_base[i] = rte_sched_port_qbase(port, q[i]);
1360                         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q[i], q_base[i]);
1361                 }
1362
1363                 /* Write each packet to its queue */
1364                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1365                         result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q[i], q_base[i], pkts[i]);
1366                 }
1367
1368                 return result;
1369         }
1370
1371         /* Feed the first 3 stages of the pipeline (6 packets needed) */
1372         pkt20 = pkts[0];
1373         pkt21 = pkts[1];
1374         rte_prefetch0(pkt20);
1375         rte_prefetch0(pkt21);
1376
1377         pkt10 = pkts[2];
1378         pkt11 = pkts[3];
1379         rte_prefetch0(pkt10);
1380         rte_prefetch0(pkt11);
1381
1382         q20 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt20);
1383         q21 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt21);
1384
1385         pkt00 = pkts[4];
1386         pkt01 = pkts[5];
1387         rte_prefetch0(pkt00);
1388         rte_prefetch0(pkt01);
1389
1390         q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1391         q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1392
1393         q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1394         q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1395         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1396         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1397
1398         /* Run the pipeline */
1399         for (i = 6; i < (n_pkts & (~1)); i += 2) {
1400                 /* Propagate stage inputs */
1401                 pkt30 = pkt20;
1402                 pkt31 = pkt21;
1403                 pkt20 = pkt10;
1404                 pkt21 = pkt11;
1405                 pkt10 = pkt00;
1406                 pkt11 = pkt01;
1407                 q30 = q20;
1408                 q31 = q21;
1409                 q20 = q10;
1410                 q21 = q11;
1411                 q30_base = q20_base;
1412                 q31_base = q21_base;
1413
1414                 /* Stage 0: Get packets in */
1415                 pkt00 = pkts[i];
1416                 pkt01 = pkts[i + 1];
1417                 rte_prefetch0(pkt00);
1418                 rte_prefetch0(pkt01);
1419
1420                 /* Stage 1: Prefetch queue structure storing queue pointers */
1421                 q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1422                 q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1423
1424                 /* Stage 2: Prefetch queue write location */
1425                 q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1426                 q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1427                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1428                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1429
1430                 /* Stage 3: Write packet to queue and activate queue */
1431                 r30 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q30, q30_base, pkt30);
1432                 r31 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q31, q31_base, pkt31);
1433                 result += r30 + r31;
1434         }
1435
1436         /* Drain the pipeline (exactly 6 packets). Handle the last packet in the case
1437         of an odd number of input packets. */
1438         pkt_last = pkts[n_pkts - 1];
1439         rte_prefetch0(pkt_last);
1440
1441         q00 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt00);
1442         q01 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt01);
1443
1444         q10_base = rte_sched_port_qbase(port, q10);
1445         q11_base = rte_sched_port_qbase(port, q11);
1446         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q10, q10_base);
1447         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q11, q11_base);
1448
1449         r20 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q20, q20_base, pkt20);
1450         r21 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q21, q21_base, pkt21);
1451         result += r20 + r21;
1452
1453         q_last = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt_last);
1454
1455         q00_base = rte_sched_port_qbase(port, q00);
1456         q01_base = rte_sched_port_qbase(port, q01);
1457         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q00, q00_base);
1458         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q01, q01_base);
1459
1460         r10 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q10, q10_base, pkt10);
1461         r11 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q11, q11_base, pkt11);
1462         result += r10 + r11;
1463
1464         q_last_base = rte_sched_port_qbase(port, q_last);
1465         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q_last, q_last_base);
1466
1467         r00 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q00, q00_base, pkt00);
1468         r01 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q01, q01_base, pkt01);
1469         result += r00 + r01;
1470
1471         if (n_pkts & 1) {
1472                 r_last = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q_last, q_last_base, pkt_last);
1473                 result += r_last;
1474         }
1475
1476         return result;
1477 }
1478
1479 #endif /* RTE_SCHED_ENQUEUE */
1480
1481 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE == 0
1482
1483 #define grinder_credits_update(port, pos)
1484
1485 #elif !defined(RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV)
1486
1487 static inline void
1488 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1489 {
1490         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1491         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1492         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1493         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1494         uint64_t n_periods;
1495
1496         /* Subport TB */
1497         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1498         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1499         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1500         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1501
1502         /* Pipe TB */
1503         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1504         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1505         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1506         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1507
1508         /* Subport TCs */
1509         if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1510                 subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1511                 subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1512                 subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1513                 subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1514                 subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1515         }
1516
1517         /* Pipe TCs */
1518         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1519                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1520                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1521                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1522                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1523                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1524         }
1525 }
1526
1527 #else
1528
1529 static inline uint32_t
1530 grinder_tc_ov_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1531 {
1532         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1533         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1534         uint32_t tc_ov_consumption[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
1535         uint32_t tc_ov_consumption_max;
1536         uint32_t tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm;
1537
1538         if (subport->tc_ov == 0) {
1539                 return subport->tc_ov_wm_max;
1540         }
1541
1542         tc_ov_consumption[0] = subport->tc_credits_per_period[0] - subport->tc_credits[0];
1543         tc_ov_consumption[1] = subport->tc_credits_per_period[1] - subport->tc_credits[1];
1544         tc_ov_consumption[2] = subport->tc_credits_per_period[2] - subport->tc_credits[2];
1545         tc_ov_consumption[3] = subport->tc_credits_per_period[3] - subport->tc_credits[3];
1546
1547         tc_ov_consumption_max = subport->tc_credits_per_period[3] -
1548                 (tc_ov_consumption[0] + tc_ov_consumption[1] + tc_ov_consumption[2]);
1549
1550         if (tc_ov_consumption[3] > (tc_ov_consumption_max - port->mtu)) {
1551                 tc_ov_wm  -= tc_ov_wm >> 7;
1552                 if (tc_ov_wm < subport->tc_ov_wm_min) {
1553                         tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm_min;
1554                 }
1555                 return tc_ov_wm;
1556         }
1557
1558         tc_ov_wm += (tc_ov_wm >> 7) + 1;
1559         if (tc_ov_wm > subport->tc_ov_wm_max) {
1560                 tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm_max;
1561         }
1562         return tc_ov_wm;
1563 }
1564
1565 static inline void
1566 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1567 {
1568         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1569         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1570         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1571         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1572         uint64_t n_periods;
1573
1574         /* Subport TB */
1575         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1576         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1577         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1578         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1579
1580         /* Pipe TB */
1581         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1582         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1583         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1584         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1585
1586         /* Subport TCs */
1587         if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1588                 subport->tc_ov_wm = grinder_tc_ov_credits_update(port, pos);
1589
1590                 subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1591                 subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1592                 subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1593                 subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1594
1595                 subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1596                 subport->tc_ov_period_id ++;
1597         }
1598
1599         /* Pipe TCs */
1600         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1601                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1602                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1603                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1604                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1605                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1606         }
1607
1608         /* Pipe TCs - Oversubscription */
1609         if (unlikely(pipe->tc_ov_period_id != subport->tc_ov_period_id)) {
1610                 pipe->tc_ov_credits = subport->tc_ov_wm * params->tc_ov_weight;
1611
1612                 pipe->tc_ov_period_id = subport->tc_ov_period_id;
1613         }
1614 }
1615
1616 #endif /* RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE, RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1617
1618 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK
1619
1620 #ifndef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
1621
1622 static inline int
1623 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1624 {
1625         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1626         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1627         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1628         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1629         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1630         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1631         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1632         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1633         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1634         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1635         int enough_credits;
1636
1637         /* Check queue credits */
1638         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1639                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1640                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1641                 (pkt_len <= pipe_tc_credits);
1642
1643         if (!enough_credits) {
1644                 return 0;
1645         }
1646
1647         /* Update port credits */
1648         subport->tb_credits -= pkt_len;
1649         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1650         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1651         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1652
1653         return 1;
1654 }
1655
1656 #else
1657
1658 static inline int
1659 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1660 {
1661         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1662         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1663         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1664         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1665         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1666         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1667         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1668         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1669         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1670         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1671         uint32_t pipe_tc_ov_mask1[] = {UINT32_MAX, UINT32_MAX, UINT32_MAX, pipe->tc_ov_credits};
1672         uint32_t pipe_tc_ov_mask2[] = {0, 0, 0, UINT32_MAX};
1673         uint32_t pipe_tc_ov_credits = pipe_tc_ov_mask1[tc_index];
1674         int enough_credits;
1675
1676         /* Check pipe and subport credits */
1677         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1678                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1679                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1680                 (pkt_len <= pipe_tc_credits) &&
1681                 (pkt_len <= pipe_tc_ov_credits);
1682
1683         if (!enough_credits) {
1684                 return 0;
1685         }
1686
1687         /* Update pipe and subport credits */
1688         subport->tb_credits -= pkt_len;
1689         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1690         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1691         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1692         pipe->tc_ov_credits -= pipe_tc_ov_mask2[tc_index] & pkt_len;
1693
1694         return 1;
1695 }
1696
1697 #endif /* RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1698
1699 #endif /* RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK */
1700
1701 static inline int
1702 grinder_schedule(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1703 {
1704         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1705         struct rte_sched_queue *queue = grinder->queue[grinder->qpos];
1706         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1707         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1708
1709 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK
1710         if (!grinder_credits_check(port, pos)) {
1711                 return 0;
1712         }
1713 #endif
1714
1715         /* Advance port time */
1716         port->time += pkt_len;
1717
1718         /* Send packet */
1719         port->pkts_out[port->n_pkts_out ++] = pkt;
1720         queue->qr ++;
1721         grinder->wrr_tokens[grinder->qpos] += pkt_len * grinder->wrr_cost[grinder->qpos];
1722         if (queue->qr == queue->qw) {
1723                 uint32_t qindex = grinder->qindex[grinder->qpos];
1724
1725                 rte_bitmap_clear(port->bmp, qindex);
1726                 grinder->qmask &= ~(1 << grinder->qpos);
1727                 grinder->wrr_mask[grinder->qpos] = 0;
1728                 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex);
1729         }
1730
1731         /* Reset pipe loop detection */
1732         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1733         grinder->productive = 1;
1734
1735         return 1;
1736 }
1737
1738 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
1739
1740 static inline int
1741 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1742 {
1743         __m128i index = _mm_set1_epi32 (base_pipe);
1744         __m128i pipes = _mm_load_si128((__m128i *)port->grinder_base_bmp_pos);
1745         __m128i res = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1746         pipes = _mm_load_si128((__m128i *)(port->grinder_base_bmp_pos + 4));
1747         pipes = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1748         res = _mm_or_si128(res, pipes);
1749
1750         if (_mm_testz_si128(res, res))
1751                 return 0;
1752
1753         return 1;
1754 }
1755
1756 #else
1757
1758 static inline int
1759 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1760 {
1761         uint32_t i;
1762
1763         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
1764                 if (port->grinder_base_bmp_pos[i] == base_pipe) {
1765                         return 1;
1766                 }
1767         }
1768
1769         return 0;
1770 }
1771
1772 #endif /* RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS */
1773
1774 static inline void
1775 grinder_pcache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1776 {
1777         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1778         uint16_t w[4];
1779
1780         grinder->pcache_w = 0;
1781         grinder->pcache_r = 0;
1782
1783         w[0] = (uint16_t) bmp_slab;
1784         w[1] = (uint16_t) (bmp_slab >> 16);
1785         w[2] = (uint16_t) (bmp_slab >> 32);
1786         w[3] = (uint16_t) (bmp_slab >> 48);
1787
1788         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[0];
1789         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos;
1790         grinder->pcache_w += (w[0] != 0);
1791
1792         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[1];
1793         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 16;
1794         grinder->pcache_w += (w[1] != 0);
1795
1796         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[2];
1797         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 32;
1798         grinder->pcache_w += (w[2] != 0);
1799
1800         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[3];
1801         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 48;
1802         grinder->pcache_w += (w[3] != 0);
1803 }
1804
1805 static inline void
1806 grinder_tccache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t qindex, uint16_t qmask)
1807 {
1808         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1809         uint8_t b[4];
1810
1811         grinder->tccache_w = 0;
1812         grinder->tccache_r = 0;
1813
1814         b[0] = (uint8_t) (qmask & 0xF);
1815         b[1] = (uint8_t) ((qmask >> 4) & 0xF);
1816         b[2] = (uint8_t) ((qmask >> 8) & 0xF);
1817         b[3] = (uint8_t) ((qmask >> 12) & 0xF);
1818
1819         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[0];
1820         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex;
1821         grinder->tccache_w += (b[0] != 0);
1822
1823         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[1];
1824         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 4;
1825         grinder->tccache_w += (b[1] != 0);
1826
1827         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[2];
1828         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 8;
1829         grinder->tccache_w += (b[2] != 0);
1830
1831         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[3];
1832         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 12;
1833         grinder->tccache_w += (b[3] != 0);
1834 }
1835
1836 static inline int
1837 grinder_next_tc(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1838 {
1839         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1840         struct rte_mbuf **qbase;
1841         uint32_t qindex;
1842         uint16_t qsize;
1843
1844         if (grinder->tccache_r == grinder->tccache_w) {
1845                 return 0;
1846         }
1847
1848         qindex = grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_r];
1849         qbase = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1850         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1851
1852         grinder->tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1853         grinder->qmask = grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_r];
1854         grinder->qsize = qsize;
1855
1856         grinder->qindex[0] = qindex;
1857         grinder->qindex[1] = qindex + 1;
1858         grinder->qindex[2] = qindex + 2;
1859         grinder->qindex[3] = qindex + 3;
1860
1861         grinder->queue[0] = port->queue + qindex;
1862         grinder->queue[1] = port->queue + qindex + 1;
1863         grinder->queue[2] = port->queue + qindex + 2;
1864         grinder->queue[3] = port->queue + qindex + 3;
1865
1866         grinder->qbase[0] = qbase;
1867         grinder->qbase[1] = qbase + qsize;
1868         grinder->qbase[2] = qbase + 2 * qsize;
1869         grinder->qbase[3] = qbase + 3 * qsize;
1870
1871         grinder->tccache_r ++;
1872         return 1;
1873 }
1874
1875 static inline int
1876 grinder_next_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1877 {
1878         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1879         uint32_t pipe_qindex;
1880         uint16_t pipe_qmask;
1881
1882         if (grinder->pcache_r < grinder->pcache_w) {
1883                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_r];
1884                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_r];
1885                 grinder->pcache_r ++;
1886         } else {
1887                 uint64_t bmp_slab = 0;
1888                 uint32_t bmp_pos = 0;
1889
1890                 /* Get another non-empty pipe group */
1891                 if (unlikely(rte_bitmap_scan(port->bmp, &bmp_pos, &bmp_slab) <= 0)) {
1892                         return 0;
1893                 }
1894
1895 #ifdef RTE_SCHED_DEBUG
1896                 debug_check_queue_slab(port, bmp_pos, bmp_slab);
1897 #endif
1898
1899                 /* Return if pipe group already in one of the other grinders */
1900                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID;
1901                 if (unlikely(grinder_pipe_exists(port, bmp_pos))) {
1902                         return 0;
1903                 }
1904                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = bmp_pos;
1905
1906                 /* Install new pipe group into grinder's pipe cache */
1907                 grinder_pcache_populate(port, pos, bmp_pos, bmp_slab);
1908
1909                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[0];
1910                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[0];
1911                 grinder->pcache_r = 1;
1912         }
1913
1914         /* Install new pipe in the grinder */
1915         grinder->pindex = pipe_qindex >> 4;
1916         grinder->subport = port->subport + (grinder->pindex / port->n_pipes_per_subport);
1917         grinder->pipe = port->pipe + grinder->pindex;
1918         grinder->pipe_params = NULL; /* to be set after the pipe structure is prefetched */
1919         grinder->productive = 0;
1920
1921         grinder_tccache_populate(port, pos, pipe_qindex, pipe_qmask);
1922         grinder_next_tc(port, pos);
1923
1924         /* Check for pipe exhaustion */
1925         if (grinder->pindex == port->pipe_loop) {
1926                 port->pipe_exhaustion = 1;
1927                 port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1928         }
1929
1930         return 1;
1931 }
1932
1933 #if RTE_SCHED_WRR == 0
1934
1935 #define grinder_wrr_load(a,b)
1936
1937 #define grinder_wrr_store(a,b)
1938
1939 static inline void
1940 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1941 {
1942         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1943         uint64_t slab = grinder->qmask;
1944
1945         if (rte_bsf64(slab, &grinder->qpos) == 0) {
1946                 rte_panic("grinder wrr\n");
1947         }
1948 }
1949
1950 #elif RTE_SCHED_WRR == 1
1951
1952 static inline void
1953 grinder_wrr_load(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1954 {
1955         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1956         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1957         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params = grinder->pipe_params;
1958         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1959         uint32_t qmask = grinder->qmask;
1960         uint32_t qindex;
1961
1962         qindex = tc_index * 4;
1963
1964         grinder->wrr_tokens[0] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1965         grinder->wrr_tokens[1] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 1]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1966         grinder->wrr_tokens[2] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 2]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1967         grinder->wrr_tokens[3] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 3]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1968
1969         grinder->wrr_mask[0] = (qmask & 0x1) * 0xFFFF;
1970         grinder->wrr_mask[1] = ((qmask >> 1) & 0x1) * 0xFFFF;
1971         grinder->wrr_mask[2] = ((qmask >> 2) & 0x1) * 0xFFFF;
1972         grinder->wrr_mask[3] = ((qmask >> 3) & 0x1) * 0xFFFF;
1973
1974         grinder->wrr_cost[0] = pipe_params->wrr_cost[qindex];
1975         grinder->wrr_cost[1] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 1];
1976         grinder->wrr_cost[2] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 2];
1977         grinder->wrr_cost[3] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 3];
1978 }
1979
1980 static inline void
1981 grinder_wrr_store(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1982 {
1983         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1984         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1985         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1986         uint32_t qindex;
1987
1988         qindex = tc_index * 4;
1989
1990         pipe->wrr_tokens[qindex] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[0] & grinder->wrr_mask[0]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1991         pipe->wrr_tokens[qindex + 1] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[1] & grinder->wrr_mask[1]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1992         pipe->wrr_tokens[qindex + 2] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[2] & grinder->wrr_mask[2]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1993         pipe->wrr_tokens[qindex + 3] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[3] & grinder->wrr_mask[3]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1994 }
1995
1996 static inline void
1997 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1998 {
1999         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2000         uint16_t wrr_tokens_min;
2001
2002         grinder->wrr_tokens[0] |= ~grinder->wrr_mask[0];
2003         grinder->wrr_tokens[1] |= ~grinder->wrr_mask[1];
2004         grinder->wrr_tokens[2] |= ~grinder->wrr_mask[2];
2005         grinder->wrr_tokens[3] |= ~grinder->wrr_mask[3];
2006
2007         grinder->qpos = rte_min_pos_4_u16(grinder->wrr_tokens);
2008         wrr_tokens_min = grinder->wrr_tokens[grinder->qpos];
2009
2010         grinder->wrr_tokens[0] -= wrr_tokens_min;
2011         grinder->wrr_tokens[1] -= wrr_tokens_min;
2012         grinder->wrr_tokens[2] -= wrr_tokens_min;
2013         grinder->wrr_tokens[3] -= wrr_tokens_min;
2014 }
2015
2016 #else
2017
2018 #error Invalid value for RTE_SCHED_WRR
2019
2020 #endif /* RTE_SCHED_WRR */
2021
2022 #define grinder_evict(port, pos)
2023
2024 static inline void
2025 grinder_prefetch_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2026 {
2027         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2028
2029         rte_prefetch0(grinder->pipe);
2030         rte_prefetch0(grinder->queue[0]);
2031 }
2032
2033 static inline void
2034 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2035 {
2036         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2037         uint16_t qsize, qr[4];
2038
2039         qsize = grinder->qsize;
2040         qr[0] = grinder->queue[0]->qr & (qsize - 1);
2041         qr[1] = grinder->queue[1]->qr & (qsize - 1);
2042         qr[2] = grinder->queue[2]->qr & (qsize - 1);
2043         qr[3] = grinder->queue[3]->qr & (qsize - 1);
2044
2045         rte_prefetch0(grinder->qbase[0] + qr[0]);
2046         rte_prefetch0(grinder->qbase[1] + qr[1]);
2047
2048         grinder_wrr_load(port, pos);
2049         grinder_wrr(port, pos);
2050
2051         rte_prefetch0(grinder->qbase[2] + qr[2]);
2052         rte_prefetch0(grinder->qbase[3] + qr[3]);
2053 }
2054
2055 static inline void
2056 grinder_prefetch_mbuf(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2057 {
2058         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2059         uint32_t qpos = grinder->qpos;
2060         struct rte_mbuf **qbase = grinder->qbase[qpos];
2061         uint16_t qsize = grinder->qsize;
2062         uint16_t qr = grinder->queue[qpos]->qr & (qsize - 1);
2063
2064         grinder->pkt = qbase[qr];
2065         rte_prefetch0(grinder->pkt);
2066
2067         if (unlikely((qr & 0x7) == 7)) {
2068                 uint16_t qr_next = (grinder->queue[qpos]->qr + 1) & (qsize - 1);
2069
2070                 rte_prefetch0(qbase + qr_next);
2071         }
2072 }
2073
2074 static inline uint32_t
2075 grinder_handle(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2076 {
2077         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2078
2079         switch (grinder->state) {
2080         case e_GRINDER_PREFETCH_PIPE:
2081         {
2082                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2083                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2084                         port->busy_grinders ++;
2085
2086                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2087                         return 0;
2088                 }
2089
2090                 return 0;
2091         }
2092
2093         case e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS:
2094         {
2095                 struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
2096
2097                 grinder->pipe_params = port->pipe_profiles + pipe->profile;
2098                 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2099                 grinder_credits_update(port, pos);
2100
2101                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2102                 return 0;
2103         }
2104
2105         case e_GRINDER_PREFETCH_MBUF:
2106         {
2107                 grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2108
2109                 grinder->state = e_GRINDER_READ_MBUF;
2110                 return 0;
2111         }
2112
2113         case e_GRINDER_READ_MBUF:
2114         {
2115                 uint32_t result = 0;
2116
2117                 result = grinder_schedule(port, pos);
2118
2119                 /* Look for next packet within the same TC */
2120                 if (result && grinder->qmask) {
2121                         grinder_wrr(port, pos);
2122                         grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2123
2124                         return 1;
2125                 }
2126                 grinder_wrr_store(port, pos);
2127
2128                 /* Look for another active TC within same pipe */
2129                 if (grinder_next_tc(port, pos)) {
2130                         grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2131
2132                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2133                         return result;
2134                 }
2135                 if ((grinder->productive == 0) && (port->pipe_loop == RTE_SCHED_PIPE_INVALID)) {
2136                         port->pipe_loop = grinder->pindex;
2137                 }
2138                 grinder_evict(port, pos);
2139
2140                 /* Look for another active pipe */
2141                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2142                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2143
2144                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2145                         return result;
2146                 }
2147
2148                 /* No active pipe found */
2149                 port->busy_grinders --;
2150
2151                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_PIPE;
2152                 return result;
2153         }
2154
2155         default:
2156                 rte_panic("Algorithmic error (invalid state)\n");
2157                 return 0;
2158         }
2159 }
2160
2161 static inline void
2162 rte_sched_port_time_resync(struct rte_sched_port *port)
2163 {
2164         uint64_t cycles = rte_get_tsc_cycles();
2165         uint64_t cycles_diff = cycles - port->time_cpu_cycles;
2166         double bytes_diff = ((double) cycles_diff) / port->cycles_per_byte;
2167
2168         /* Advance port time */
2169         port->time_cpu_cycles = cycles;
2170         port->time_cpu_bytes += (uint64_t) bytes_diff;
2171         if (port->time < port->time_cpu_bytes) {
2172                 port->time = port->time_cpu_bytes;
2173         }
2174
2175         /* Reset pipe loop detection */
2176         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
2177 }
2178
2179 static inline int
2180 rte_sched_port_exceptions(struct rte_sched_port *port, int second_pass)
2181 {
2182         int exceptions;
2183
2184         /* Check if any exception flag is set */
2185         exceptions = (second_pass && port->busy_grinders == 0) ||
2186                 (port->pipe_exhaustion == 1);
2187
2188         /* Clear exception flags */
2189         port->pipe_exhaustion = 0;
2190
2191         return exceptions;
2192 }
2193
2194 int
2195 rte_sched_port_dequeue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
2196 {
2197         uint32_t i, count;
2198
2199         port->pkts_out = pkts;
2200         port->n_pkts_out = 0;
2201
2202         rte_sched_port_time_resync(port);
2203
2204         /* Take each queue in the grinder one step further */
2205         for (i = 0, count = 0; ; i ++)  {
2206                 count += grinder_handle(port, i & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1));
2207                 if ((count == n_pkts) ||
2208                     rte_sched_port_exceptions(port, i >= RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS)) {
2209                         break;
2210                 }
2211         }
2212
2213         return count;
2214 }