lib/librte_sched/rte_sched.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2013 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #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_memzone.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_DEBUG
  56 #define RTE_SCHED_DEBUG                       0
  57 #endif
  58
  59 #ifndef RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
  60 #define RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS                   0
  61 #endif
  62
  63 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
  64 #include <immintrin.h>
  65 #endif
  66
  67 #define RTE_SCHED_ENQUEUE                     1
  68
  69 #define RTE_SCHED_TS                          1
  70
  71 #if RTE_SCHED_TS == 0 /* Infinite credits. Traffic shaping disabled. */
  72 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE           0
  73 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK            0
  74 #else                 /* Real Credits. Full traffic shaping implemented. */
  75 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE           1
  76 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK            1
  77 #endif
  78
  79 #ifndef RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR
  80 #define RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR          (1e-7)
  81 #endif
  82
  83 #define RTE_SCHED_WRR                         1
  84
  85 #ifndef RTE_SCHED_WRR_SHIFT
  86 #define RTE_SCHED_WRR_SHIFT                   3
  87 #endif
  88
  89 #ifndef RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS
  90 #define RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS             8
  91 #endif
  92 #if (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS == 0) || (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1))
  93 #error Number of grinders must be non-zero and a power of 2
  94 #endif
  95 #if (RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS && (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS != 8))
  96 #error Number of grinders must be 8 when RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS is set
  97 #endif
  98
  99 #define RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE         (64 / RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE)
 100
 101 #define RTE_SCHED_PIPE_INVALID                UINT32_MAX
 102
 103 #define RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID             UINT32_MAX
 104
 105 struct rte_sched_subport {
 106         /* Token bucket (TB) */
 107         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 108         uint32_t tb_period;
 109         uint32_t tb_credits_per_period;
 110         uint32_t tb_size;
 111         uint32_t tb_credits;
 112
 113         /* Traffic classes (TCs) */
 114         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 115         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 116         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 117         uint32_t tc_period;
 118
 119         /* TC oversubscription */
 120         uint32_t tc_ov_wm;
 121         uint32_t tc_ov_wm_min;
 122         uint32_t tc_ov_wm_max;
 123         uint8_t tc_ov_period_id;
 124         uint8_t tc_ov;
 125         uint32_t tc_ov_n;
 126         double tc_ov_rate;
 127
 128         /* Statistics */
 129         struct rte_sched_subport_stats stats;
 130 };
 131
 132 struct rte_sched_pipe_profile {
 133         /* Token bucket (TB) */
 134         uint32_t tb_period;
 135         uint32_t tb_credits_per_period;
 136         uint32_t tb_size;
 137
 138         /* Pipe traffic classes */
 139         uint32_t tc_period;
 140         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 141         uint8_t tc_ov_weight;
 142
 143         /* Pipe queues */
 144         uint8_t  wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 145 };
 146
 147 struct rte_sched_pipe {
 148         /* Token bucket (TB) */
 149         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 150         uint32_t tb_credits;
 151
 152         /* Pipe profile and flags */
 153         uint32_t profile;
 154
 155         /* Traffic classes (TCs) */
 156         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 157         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 158
 159         /* Weighted Round Robin (WRR) */
 160         uint8_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 161
 162         /* TC oversubscription */
 163         uint32_t tc_ov_credits;
 164         uint8_t tc_ov_period_id;
 165         uint8_t reserved[3];
 166 } __rte_cache_aligned;
 167
 168 struct rte_sched_queue {
 169         uint16_t qw;
 170         uint16_t qr;
 171 };
 172
 173 struct rte_sched_queue_extra {
 174         struct rte_sched_queue_stats stats;
 175 #ifdef RTE_SCHED_RED
 176         struct rte_red red;
 177 #endif
 178 };
 179
 180 enum grinder_state {
 181         e_GRINDER_PREFETCH_PIPE = 0,
 182         e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS,
 183         e_GRINDER_PREFETCH_MBUF,
 184         e_GRINDER_READ_MBUF
 185 };
 186
 187 struct rte_sched_grinder {
 188         /* Pipe cache */
 189         uint16_t pcache_qmask[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 190         uint32_t pcache_qindex[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 191         uint32_t pcache_w;
 192         uint32_t pcache_r;
 193
 194         /* Current pipe */
 195         enum grinder_state state;
 196         uint32_t productive;
 197         uint32_t pindex;
 198         struct rte_sched_subport *subport;
 199         struct rte_sched_pipe *pipe;
 200         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params;
 201
 202         /* TC cache */
 203         uint8_t tccache_qmask[4];
 204         uint32_t tccache_qindex[4];
 205         uint32_t tccache_w;
 206         uint32_t tccache_r;
 207
 208         /* Current TC */
 209         uint32_t tc_index;
 210         struct rte_sched_queue *queue[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 211         struct rte_mbuf **qbase[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 212         uint32_t qindex[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 213         uint16_t qsize;
 214         uint32_t qmask;
 215         uint32_t qpos;
 216         struct rte_mbuf *pkt;
 217
 218         /* WRR */
 219         uint16_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 220         uint16_t wrr_mask[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 221         uint8_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 222 };
 223
 224 struct rte_sched_port {
 225         /* User parameters */
 226         uint32_t n_subports_per_port;
 227         uint32_t n_pipes_per_subport;
 228         uint32_t rate;
 229         uint32_t mtu;
 230         uint32_t frame_overhead;
 231         uint16_t qsize[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 232         uint32_t n_pipe_profiles;
 233         uint32_t pipe_tc3_rate_max;
 234 #ifdef RTE_SCHED_RED
 235         struct rte_red_config red_config[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE][e_RTE_METER_COLORS];
 236 #endif
 237
 238         /* Timing */
 239         uint64_t time_cpu_cycles;     /* Current CPU time measured in CPU cyles */
 240         uint64_t time_cpu_bytes;      /* Current CPU time measured in bytes */
 241         uint64_t time;                /* Current NIC TX time measured in bytes */
 242         double cycles_per_byte;       /* CPU cycles per byte */
 243
 244         /* Scheduling loop detection */
 245         uint32_t pipe_loop;
 246         uint32_t pipe_exhaustion;
 247
 248         /* Bitmap */
 249         struct rte_bitmap *bmp;
 250         uint32_t grinder_base_bmp_pos[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS] __rte_aligned_16;
 251
 252         /* Grinders */
 253         struct rte_sched_grinder grinder[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS];
 254         uint32_t busy_grinders;
 255         struct rte_mbuf **pkts_out;
 256         uint32_t n_pkts_out;
 257
 258         /* Queue base calculation */
 259         uint32_t qsize_add[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 260         uint32_t qsize_sum;
 261
 262         /* Large data structures */
 263         struct rte_sched_subport *subport;
 264         struct rte_sched_pipe *pipe;
 265         struct rte_sched_queue *queue;
 266         struct rte_sched_queue_extra *queue_extra;
 267         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_profiles;
 268         uint8_t *bmp_array;
 269         struct rte_mbuf **queue_array;
 270         uint8_t memory[0] __rte_cache_aligned;
 271 } __rte_cache_aligned;
 272
 273 enum rte_sched_port_array {
 274         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT = 0,
 275         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE,
 276         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE,
 277         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA,
 278         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES,
 279         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY,
 280         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY,
 281         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL,
 282 };
 283
 284 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
 285
 286 static inline uint32_t
 287 rte_sched_port_queues_per_subport(struct rte_sched_port *port)
 288 {
 289         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport;
 290 }
 291
 292 #endif
 293
 294 static inline uint32_t
 295 rte_sched_port_queues_per_port(struct rte_sched_port *port)
 296 {
 297         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport * port->n_subports_per_port;
 298 }
 299
 300 static int
 301 rte_sched_port_check_params(struct rte_sched_port_params *params)
 302 {
 303         uint32_t i, j;
 304
 305         if (params == NULL) {
 306                 return -1;
 307         }
 308
 309         /* name */
 310         if (params->name == NULL) {
 311                 return -2;
 312         }
 313
 314         /* socket */
 315         if ((params->socket < 0) || (params->socket >= RTE_MAX_NUMA_NODES)) {
 316                 return -3;
 317         }
 318
 319         /* rate */
 320         if (params->rate == 0) {
 321                 return -4;
 322         }
 323
 324         /* mtu */
 325         if (params->mtu == 0) {
 326                 return -5;
 327         }
 328
 329         /* n_subports_per_port: non-zero, power of 2 */
 330         if ((params->n_subports_per_port == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_subports_per_port))) {
 331                 return -6;
 332         }
 333
 334         /* n_pipes_per_subport: non-zero, power of 2 */
 335         if ((params->n_pipes_per_subport == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_pipes_per_subport))) {
 336                 return -7;
 337         }
 338
 339         /* qsize: non-zero, power of 2, no bigger than 32K (due to 16-bit read/write pointers) */
 340         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 341                 uint16_t qsize = params->qsize[i];
 342
 343                 if ((qsize == 0) || (!rte_is_power_of_2(qsize))) {
 344                         return -8;
 345                 }
 346         }
 347
 348         /* pipe_profiles and n_pipe_profiles */
 349         if ((params->pipe_profiles == NULL) ||
 350             (params->n_pipe_profiles == 0) ||
 351             (params->n_pipe_profiles > RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT)) {
 352                 return -9;
 353         }
 354
 355         for (i = 0; i < params->n_pipe_profiles; i ++) {
 356                 struct rte_sched_pipe_params *p = params->pipe_profiles + i;
 357
 358                 /* TB rate: non-zero, not greater than port rate */
 359                 if ((p->tb_rate == 0) || (p->tb_rate > params->rate)) {
 360                         return -10;
 361                 }
 362
 363                 /* TB size: non-zero */
 364                 if (p->tb_size == 0) {
 365                         return -11;
 366                 }
 367
 368                 /* TC rate: non-zero, less than pipe rate */
 369                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 370                         if ((p->tc_rate[j] == 0) || (p->tc_rate[j] > p->tb_rate)) {
 371                                 return -12;
 372                         }
 373                 }
 374
 375                 /* TC period: non-zero */
 376                 if (p->tc_period == 0) {
 377                         return -13;
 378                 }
 379
 380 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 381                 /* TC3 oversubscription weight: non-zero */
 382                 if (p->tc_ov_weight == 0) {
 383                         return -14;
 384                 }
 385 #endif
 386
 387                 /* Queue WRR weights: non-zero */
 388                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE; j ++) {
 389                         if (p->wrr_weights[j] == 0) {
 390                                 return -15;
 391                         }
 392                 }
 393         }
 394
 395         return 0;
 396 }
 397
 398 static uint32_t
 399 rte_sched_port_get_array_base(struct rte_sched_port_params *params, enum rte_sched_port_array array)
 400 {
 401         uint32_t n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 402         uint32_t n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 403         uint32_t n_pipes_per_port = n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 404         uint32_t n_queues_per_port = RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 405
 406         uint32_t size_subport = n_subports_per_port * sizeof(struct rte_sched_subport);
 407         uint32_t size_pipe = n_pipes_per_port * sizeof(struct rte_sched_pipe);
 408         uint32_t size_queue = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue);
 409         uint32_t size_queue_extra = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue_extra);
 410         uint32_t size_pipe_profiles = RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT * sizeof(struct rte_sched_pipe_profile);
 411         uint32_t size_bmp_array = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 412         uint32_t size_per_pipe_queue_array, size_queue_array;
 413
 414         uint32_t base, i;
 415
 416         size_per_pipe_queue_array = 0;
 417         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 418                 size_per_pipe_queue_array += RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS * params->qsize[i] * sizeof(struct rte_mbuf *);
 419         }
 420         size_queue_array = n_pipes_per_port * size_per_pipe_queue_array;
 421
 422         base = 0;
 423
 424         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT) return base;
 425         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_subport);
 426
 427         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE) return base;
 428         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe);
 429
 430         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE) return base;
 431         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue);
 432
 433         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA) return base;
 434         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_extra);
 435
 436         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES) return base;
 437         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe_profiles);
 438
 439         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY) return base;
 440         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_bmp_array);
 441
 442         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY) return base;
 443         base += CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_array);
 444
 445         return base;
 446 }
 447
 448 uint32_t
 449 rte_sched_port_get_memory_footprint(struct rte_sched_port_params *params)
 450 {
 451         uint32_t size0, size1;
 452         int status;
 453
 454         status = rte_sched_port_check_params(params);
 455         if (status != 0) {
 456                 RTE_LOG(INFO, SCHED, "Port scheduler params check failed (%d)\n", status);
 457
 458                 return 0;
 459         }
 460
 461         size0 = sizeof(struct rte_sched_port);
 462         size1 = rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL);
 463
 464         return (size0 + size1);
 465 }
 466
 467 static void
 468 rte_sched_port_config_qsize(struct rte_sched_port *port)
 469 {
 470         /* TC 0 */
 471         port->qsize_add[0] = 0;
 472         port->qsize_add[1] = port->qsize_add[0] + port->qsize[0];
 473         port->qsize_add[2] = port->qsize_add[1] + port->qsize[0];
 474         port->qsize_add[3] = port->qsize_add[2] + port->qsize[0];
 475
 476         /* TC 1 */
 477         port->qsize_add[4] = port->qsize_add[3] + port->qsize[0];
 478         port->qsize_add[5] = port->qsize_add[4] + port->qsize[1];
 479         port->qsize_add[6] = port->qsize_add[5] + port->qsize[1];
 480         port->qsize_add[7] = port->qsize_add[6] + port->qsize[1];
 481
 482         /* TC 2 */
 483         port->qsize_add[8] = port->qsize_add[7] + port->qsize[1];
 484         port->qsize_add[9] = port->qsize_add[8] + port->qsize[2];
 485         port->qsize_add[10] = port->qsize_add[9] + port->qsize[2];
 486         port->qsize_add[11] = port->qsize_add[10] + port->qsize[2];
 487
 488         /* TC 3 */
 489         port->qsize_add[12] = port->qsize_add[11] + port->qsize[2];
 490         port->qsize_add[13] = port->qsize_add[12] + port->qsize[3];
 491         port->qsize_add[14] = port->qsize_add[13] + port->qsize[3];
 492         port->qsize_add[15] = port->qsize_add[14] + port->qsize[3];
 493
 494         port->qsize_sum = port->qsize_add[15] + port->qsize[3];
 495 }
 496
 497 static void
 498 rte_sched_port_log_pipe_profile(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 499 {
 500         struct rte_sched_pipe_profile *p = port->pipe_profiles + i;
 501
 502         RTE_LOG(INFO, SCHED, "Low level config for pipe profile %u:\n"
 503                 "\tToken bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 504                 "\tTraffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u]\n"
 505                 "\tTraffic class 3 oversubscription: weight = %hhu\n"
 506                 "\tWRR cost: [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu]\n",
 507                 i,
 508
 509                 /* Token bucket */
 510                 p->tb_period,
 511                 p->tb_credits_per_period,
 512                 p->tb_size,
 513
 514                 /* Traffic classes */
 515                 p->tc_period,
 516                 p->tc_credits_per_period[0],
 517                 p->tc_credits_per_period[1],
 518                 p->tc_credits_per_period[2],
 519                 p->tc_credits_per_period[3],
 520
 521                 /* Traffic class 3 oversubscription */
 522                 p->tc_ov_weight,
 523
 524                 /* WRR */
 525                 p->wrr_cost[ 0], p->wrr_cost[ 1], p->wrr_cost[ 2], p->wrr_cost[ 3],
 526                 p->wrr_cost[ 4], p->wrr_cost[ 5], p->wrr_cost[ 6], p->wrr_cost[ 7],
 527                 p->wrr_cost[ 8], p->wrr_cost[ 9], p->wrr_cost[10], p->wrr_cost[11],
 528                 p->wrr_cost[12], p->wrr_cost[13], p->wrr_cost[14], p->wrr_cost[15]);
 529 }
 530
 531 static inline uint64_t
 532 rte_sched_time_ms_to_bytes(uint32_t time_ms, uint32_t rate)
 533 {
 534         uint64_t time = time_ms;
 535         time = (time * rate) / 1000;
 536
 537         return time;
 538 }
 539
 540 static void
 541 rte_sched_port_config_pipe_profile_table(struct rte_sched_port *port, struct rte_sched_port_params *params)
 542 {
 543         uint32_t i, j;
 544
 545         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 546                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 547                 struct rte_sched_pipe_profile *dst = port->pipe_profiles + i;
 548
 549                 /* Token Bucket */
 550                 if (src->tb_rate == params->rate) {
 551                         dst->tb_credits_per_period = 1;
 552                         dst->tb_period = 1;
 553                 } else {
 554                         double tb_rate = ((double) src->tb_rate) / ((double) params->rate);
 555                         double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 556
 557                         rte_approx(tb_rate, d, &dst->tb_credits_per_period, &dst->tb_period);
 558                 }
 559                 dst->tb_size = src->tb_size;
 560
 561                 /* Traffic Classes */
 562                 dst->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, params->rate);
 563                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 564                         dst->tc_credits_per_period[j] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, src->tc_rate[j]);
 565                 }
 566 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 567                 dst->tc_ov_weight = src->tc_ov_weight;
 568 #endif
 569
 570                 /* WRR */
 571                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 572                         uint32_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 573                         uint32_t lcd, lcd1, lcd2;
 574                         uint32_t qindex;
 575
 576                         qindex = j * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS;
 577
 578                         wrr_cost[0] = src->wrr_weights[qindex];
 579                         wrr_cost[1] = src->wrr_weights[qindex + 1];
 580                         wrr_cost[2] = src->wrr_weights[qindex + 2];
 581                         wrr_cost[3] = src->wrr_weights[qindex + 3];
 582
 583                         lcd1 = rte_get_lcd(wrr_cost[0], wrr_cost[1]);
 584                         lcd2 = rte_get_lcd(wrr_cost[2], wrr_cost[3]);
 585                         lcd = rte_get_lcd(lcd1, lcd2);
 586
 587                         wrr_cost[0] = lcd / wrr_cost[0];
 588                         wrr_cost[1] = lcd / wrr_cost[1];
 589                         wrr_cost[2] = lcd / wrr_cost[2];
 590                         wrr_cost[3] = lcd / wrr_cost[3];
 591
 592                         dst->wrr_cost[qindex] = (uint8_t) wrr_cost[0];
 593                         dst->wrr_cost[qindex + 1] = (uint8_t) wrr_cost[1];
 594                         dst->wrr_cost[qindex + 2] = (uint8_t) wrr_cost[2];
 595                         dst->wrr_cost[qindex + 3] = (uint8_t) wrr_cost[3];
 596                 }
 597
 598                 rte_sched_port_log_pipe_profile(port, i);
 599         }
 600
 601         port->pipe_tc3_rate_max = 0;
 602         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 603                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 604                 uint32_t pipe_tc3_rate = src->tc_rate[3];
 605
 606                 if (port->pipe_tc3_rate_max < pipe_tc3_rate) {
 607                         port->pipe_tc3_rate_max = pipe_tc3_rate;
 608                 }
 609         }
 610 }
 611
 612 struct rte_sched_port *
 613 rte_sched_port_config(struct rte_sched_port_params *params)
 614 {
 615         struct rte_sched_port *port = NULL;
 616         const struct rte_memzone *mz = NULL;
 617         uint32_t mem_size, bmp_mem_size, n_queues_per_port, i;
 618
 619         /* Check user parameters. Determine the amount of memory to allocate */
 620         mem_size = rte_sched_port_get_memory_footprint(params);
 621         if (mem_size == 0) {
 622                 return NULL;
 623         }
 624
 625         /* Allocate memory to store the data structures */
 626         mz = rte_memzone_lookup(params->name);
 627         if (mz) {
 628                 /* Use existing memzone, provided that its size is big enough */
 629                 if (mz->len < mem_size) {
 630                         return NULL;
 631                 }
 632         } else {
 633                 /* Create new memzone */
 634                 mz = rte_memzone_reserve(params->name, mem_size, params->socket, 0);
 635                 if (mz == NULL) {
 636                         return NULL;
 637                 }
 638         }
 639         memset(mz->addr, 0, mem_size);
 640         port = (struct rte_sched_port *) mz->addr;
 641
 642         /* User parameters */
 643         port->n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 644         port->n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 645         port->rate = params->rate;
 646         port->mtu = params->mtu + params->frame_overhead;
 647         port->frame_overhead = params->frame_overhead;
 648         memcpy(port->qsize, params->qsize, sizeof(params->qsize));
 649         port->n_pipe_profiles = params->n_pipe_profiles;
 650
 651 #ifdef RTE_SCHED_RED
 652         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i++) {
 653                 uint32_t j;
 654
 655                 for (j = 0; j < e_RTE_METER_COLORS; j++) {
 656                         if (rte_red_config_init(&port->red_config[i][j],
 657                                 params->red_params[i][j].wq_log2,
 658                                 params->red_params[i][j].min_th,
 659                                 params->red_params[i][j].max_th,
 660                                 params->red_params[i][j].maxp_inv) != 0) {
 661                                 return NULL;
 662                         }
 663                 }
 664         }
 665 #endif
 666
 667         /* Timing */
 668         port->time_cpu_cycles = rte_get_tsc_cycles();
 669         port->time_cpu_bytes = 0;
 670         port->time = 0;
 671         port->cycles_per_byte = ((double) rte_get_tsc_hz()) / ((double) params->rate);
 672
 673         /* Scheduling loop detection */
 674         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 675         port->pipe_exhaustion = 0;
 676
 677         /* Grinders */
 678         port->busy_grinders = 0;
 679         port->pkts_out = NULL;
 680         port->n_pkts_out = 0;
 681
 682         /* Queue base calculation */
 683         rte_sched_port_config_qsize(port);
 684
 685         /* Large data structures */
 686         port->subport = (struct rte_sched_subport *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT));
 687         port->pipe = (struct rte_sched_pipe *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE));
 688         port->queue = (struct rte_sched_queue *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE));
 689         port->queue_extra = (struct rte_sched_queue_extra *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA));
 690         port->pipe_profiles = (struct rte_sched_pipe_profile *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES));
 691         port->bmp_array =  port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY);
 692         port->queue_array = (struct rte_mbuf **) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY));
 693
 694         /* Pipe profile table */
 695         rte_sched_port_config_pipe_profile_table(port, params);
 696
 697         /* Bitmap */
 698         n_queues_per_port = rte_sched_port_queues_per_port(port);
 699         bmp_mem_size = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 700         port->bmp = rte_bitmap_init(n_queues_per_port, port->bmp_array, bmp_mem_size);
 701         if (port->bmp == NULL) {
 702                 RTE_LOG(INFO, SCHED, "Bitmap init error\n");
 703                 return NULL;
 704         }
 705         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
 706                 port->grinder_base_bmp_pos[i] = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 707         }
 708
 709         return port;
 710 }
 711
 712 void
 713 rte_sched_port_free(struct rte_sched_port *port)
 714 {
 715         /* Check user parameters */
 716         if (port == NULL){
 717                 return;
 718         }
 719         rte_bitmap_free(port->bmp);
 720
 721         return;
 722 }
 723
 724 static void
 725 rte_sched_port_log_subport_config(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 726 {
 727         struct rte_sched_subport *s = port->subport + i;
 728
 729         RTE_LOG(INFO, SCHED, "Low level config for subport %u:\n"
 730                 "\tToken bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 731                 "\tTraffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u]\n"
 732                 "\tTraffic class 3 oversubscription: wm min = %u, wm max = %u\n",
 733                 i,
 734
 735                 /* Token bucket */
 736                 s->tb_period,
 737                 s->tb_credits_per_period,
 738                 s->tb_size,
 739
 740                 /* Traffic classes */
 741                 s->tc_period,
 742                 s->tc_credits_per_period[0],
 743                 s->tc_credits_per_period[1],
 744                 s->tc_credits_per_period[2],
 745                 s->tc_credits_per_period[3],
 746
 747                 /* Traffic class 3 oversubscription */
 748                 s->tc_ov_wm_min,
 749                 s->tc_ov_wm_max);
 750 }
 751
 752 int
 753 rte_sched_subport_config(struct rte_sched_port *port,
 754         uint32_t subport_id,
 755         struct rte_sched_subport_params *params)
 756 {
 757         struct rte_sched_subport *s;
 758         uint32_t i;
 759
 760         /* Check user parameters */
 761         if ((port == NULL) ||
 762             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 763                 (params == NULL)) {
 764                 return -1;
 765         }
 766
 767         if ((params->tb_rate == 0) || (params->tb_rate > port->rate)) {
 768                 return -2;
 769         }
 770
 771         if (params->tb_size == 0) {
 772                 return -3;
 773         }
 774
 775         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 776                 if ((params->tc_rate[i] == 0) || (params->tc_rate[i] > params->tb_rate)) {
 777                         return -4;
 778                 }
 779         }
 780
 781         if (params->tc_period == 0) {
 782                 return -5;
 783         }
 784
 785         s = port->subport + subport_id;
 786
 787         /* Token Bucket (TB) */
 788         if (params->tb_rate == port->rate) {
 789                 s->tb_credits_per_period = 1;
 790                 s->tb_period = 1;
 791         } else {
 792                 double tb_rate = ((double) params->tb_rate) / ((double) port->rate);
 793                 double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 794
 795                 rte_approx(tb_rate, d, &s->tb_credits_per_period, &s->tb_period);
 796         }
 797         s->tb_size = params->tb_size;
 798         s->tb_time = port->time;
 799         s->tb_credits = s->tb_size / 2;
 800
 801         /* Traffic Classes (TCs) */
 802         s->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->rate);
 803         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 804                 s->tc_credits_per_period[i] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, params->tc_rate[i]);
 805         }
 806         s->tc_time = port->time + s->tc_period;
 807         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 808                 s->tc_credits[i] = s->tc_credits_per_period[i];
 809         }
 810
 811 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 812         /* TC oversubscription */
 813         s->tc_ov_wm_min = port->mtu;
 814         s->tc_ov_wm_max = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->pipe_tc3_rate_max);
 815         s->tc_ov_wm = s->tc_ov_wm_max;
 816         s->tc_ov_period_id = 0;
 817         s->tc_ov = 0;
 818         s->tc_ov_n = 0;
 819         s->tc_ov_rate = 0;
 820 #endif
 821
 822         rte_sched_port_log_subport_config(port, subport_id);
 823
 824         return 0;
 825 }
 826
 827 int
 828 rte_sched_pipe_config(struct rte_sched_port *port,
 829         uint32_t subport_id,
 830         uint32_t pipe_id,
 831         int32_t pipe_profile)
 832 {
 833         struct rte_sched_subport *s;
 834         struct rte_sched_pipe *p;
 835         struct rte_sched_pipe_profile *params;
 836         uint32_t deactivate, profile, i;
 837
 838         /* Check user parameters */
 839         profile = (uint32_t) pipe_profile;
 840         deactivate = (pipe_profile < 0);
 841         if ((port == NULL) ||
 842             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 843                 (pipe_id >= port->n_pipes_per_subport) ||
 844                 ((!deactivate) && (profile >= port->n_pipe_profiles))) {
 845                 return -1;
 846         }
 847
 848         /* Check that subport configuration is valid */
 849         s = port->subport + subport_id;
 850         if (s->tb_period == 0) {
 851                 return -2;
 852         }
 853
 854         p = port->pipe + (subport_id * port->n_pipes_per_subport + pipe_id);
 855
 856         /* Handle the case when pipe already has a valid configuration */
 857         if (p->tb_time) {
 858                 params = port->pipe_profiles + p->profile;
 859
 860 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 861                 double subport_tc3_rate = ((double) s->tc_credits_per_period[3]) / ((double) s->tc_period);
 862                 double pipe_tc3_rate = ((double) params->tc_credits_per_period[3]) / ((double) params->tc_period);
 863                 uint32_t tc3_ov = s->tc_ov;
 864
 865                 /* Unplug pipe from its subport */
 866                 s->tc_ov_n -= params->tc_ov_weight;
 867                 s->tc_ov_rate -= pipe_tc3_rate;
 868                 s->tc_ov = s->tc_ov_rate > subport_tc3_rate;
 869
 870                 if (s->tc_ov != tc3_ov) {
 871                         RTE_LOG(INFO, SCHED, "Subport %u TC3 oversubscription is OFF (%.4lf >= %.4lf)\n",
 872                                 subport_id, subport_tc3_rate, s->tc_ov_rate);
 873                 }
 874 #endif
 875
 876                 /* Reset the pipe */
 877                 memset(p, 0, sizeof(struct rte_sched_pipe));
 878         }
 879
 880         if (deactivate) {
 881                 return 0;
 882         }
 883
 884         /* Apply the new pipe configuration */
 885         p->profile = profile;
 886         params = port->pipe_profiles + p->profile;
 887
 888         /* Token Bucket (TB) */
 889         p->tb_time = port->time;
 890         p->tb_credits = params->tb_size / 2;
 891
 892         /* Traffic Classes (TCs) */
 893         p->tc_time = port->time + params->tc_period;
 894         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 895                 p->tc_credits[i] = params->tc_credits_per_period[i];
 896         }
 897
 898 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 899         {
 900                 /* Subport TC3 oversubscription */
 901                 double subport_tc3_rate = ((double) s->tc_credits_per_period[3]) / ((double) s->tc_period);
 902                 double pipe_tc3_rate = ((double) params->tc_credits_per_period[3]) / ((double) params->tc_period);
 903                 uint32_t tc3_ov = s->tc_ov;
 904
 905                 s->tc_ov_n += params->tc_ov_weight;
 906                 s->tc_ov_rate += pipe_tc3_rate;
 907                 s->tc_ov = s->tc_ov_rate > subport_tc3_rate;
 908
 909                 if (s->tc_ov != tc3_ov) {
 910                         RTE_LOG(INFO, SCHED, "Subport %u TC3 oversubscription is ON (%.4lf < %.4lf)\n",
 911                                 subport_id, subport_tc3_rate, s->tc_ov_rate);
 912                 }
 913                 p->tc_ov_period_id = s->tc_ov_period_id;
 914                 p->tc_ov_credits = s->tc_ov_wm;
 915         }
 916 #endif
 917
 918         return 0;
 919 }
 920
 921 int
 922 rte_sched_subport_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 923         uint32_t subport_id,
 924         struct rte_sched_subport_stats *stats,
 925         uint32_t *tc_ov)
 926 {
 927         struct rte_sched_subport *s;
 928
 929         /* Check user parameters */
 930         if ((port == NULL) ||
 931             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 932                 (stats == NULL) ||
 933                 (tc_ov == NULL)) {
 934                 return -1;
 935         }
 936         s = port->subport + subport_id;
 937
 938         /* Copy subport stats and clear */
 939         memcpy(stats, &s->stats, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 940         memset(&s->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 941
 942         /* Subport TC ovesubscription status */
 943         *tc_ov = s->tc_ov;
 944
 945         return 0;
 946 }
 947
 948 int
 949 rte_sched_queue_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 950         uint32_t queue_id,
 951         struct rte_sched_queue_stats *stats,
 952         uint16_t *qlen)
 953 {
 954         struct rte_sched_queue *q;
 955         struct rte_sched_queue_extra *qe;
 956
 957         /* Check user parameters */
 958         if ((port == NULL) ||
 959             (queue_id >= rte_sched_port_queues_per_port(port)) ||
 960                 (stats == NULL) ||
 961                 (qlen == NULL)) {
 962                 return -1;
 963         }
 964         q = port->queue + queue_id;
 965         qe = port->queue_extra + queue_id;
 966
 967         /* Copy queue stats and clear */
 968         memcpy(stats, &qe->stats, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
 969         memset(&qe->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
 970
 971         /* Queue length */
 972         *qlen = q->qw - q->qr;
 973
 974         return 0;
 975 }
 976
 977 static inline uint32_t
 978 rte_sched_port_qindex(struct rte_sched_port *port, uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class, uint32_t queue)
 979 {
 980         uint32_t result;
 981
 982         result = subport * port->n_pipes_per_subport + pipe;
 983         result = result * RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE + traffic_class;
 984         result = result * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS + queue;
 985
 986         return result;
 987 }
 988
 989 static inline struct rte_mbuf **
 990 rte_sched_port_qbase(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
 991 {
 992         uint32_t pindex = qindex >> 4;
 993         uint32_t qpos = qindex & 0xF;
 994
 995         return (port->queue_array + pindex * port->qsize_sum + port->qsize_add[qpos]);
 996 }
 997
 998 static inline uint16_t
 999 rte_sched_port_qsize(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1000 {
1001         uint32_t tc = (qindex >> 2) & 0x3;
1002
1003         return port->qsize[tc];
1004 }
1005
1006 #if RTE_SCHED_DEBUG
1007
1008 static inline int
1009 rte_sched_port_queue_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1010 {
1011         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1012
1013         return (queue->qr == queue->qw);
1014 }
1015
1016 static inline int
1017 rte_sched_port_queue_is_full(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1018 {
1019         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1020         uint16_t qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1021         uint16_t qlen = q->qw - q->qr;
1022
1023         return (qlen >= qsize);
1024 }
1025
1026 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1027
1028 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1029
1030 static inline void
1031 rte_sched_port_update_subport_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1032 {
1033         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1034         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1035         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1036
1037         s->stats.n_pkts_tc[tc_index] += 1;
1038         s->stats.n_bytes_tc[tc_index] += pkt_len;
1039 }
1040
1041 static inline void
1042 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1043 {
1044         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1045         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1046         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1047
1048         s->stats.n_pkts_tc_dropped[tc_index] += 1;
1049         s->stats.n_bytes_tc_dropped[tc_index] += pkt_len;
1050 }
1051
1052 static inline void
1053 rte_sched_port_update_queue_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1054 {
1055         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1056         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1057
1058         qe->stats.n_pkts += 1;
1059         qe->stats.n_bytes += pkt_len;
1060 }
1061
1062 static inline void
1063 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1064 {
1065         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1066         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1067
1068         qe->stats.n_pkts_dropped += 1;
1069         qe->stats.n_bytes_dropped += pkt_len;
1070 }
1071
1072 #endif /* RTE_SCHED_COLLECT_STATS */
1073
1074 #ifdef RTE_SCHED_RED
1075
1076 static inline int
1077 rte_sched_port_red_drop(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt, uint32_t qindex, uint16_t qlen)
1078 {
1079         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1080         struct rte_red_config *red_cfg;
1081     struct rte_red *red;
1082         uint32_t tc_index;
1083         enum rte_meter_color color;
1084
1085         tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1086         color = rte_sched_port_pkt_read_color(pkt);
1087         red_cfg = &port->red_config[tc_index][color];
1088
1089         qe = port->queue_extra + qindex;
1090         red = &qe->red;
1091
1092         return rte_red_enqueue(red_cfg, red, qlen, port->time);
1093 }
1094
1095 static inline void
1096 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1097 {
1098         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1099     struct rte_red *red;
1100
1101         qe = port->queue_extra + qindex;
1102         red = &qe->red;
1103
1104         rte_red_mark_queue_empty(red, port->time);
1105 }
1106
1107 #else
1108
1109 #define rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen)             0
1110
1111 #define rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex)
1112
1113 #endif /* RTE_SCHED_RED */
1114
1115 #if RTE_SCHED_DEBUG
1116
1117 static inline int
1118 debug_pipe_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t pindex)
1119 {
1120         uint32_t qindex, i;
1121
1122         qindex = pindex << 4;
1123
1124         for (i = 0; i < 16; i ++){
1125                 uint32_t queue_empty = rte_sched_port_queue_is_empty(port, qindex + i);
1126                 uint32_t bmp_bit_clear = (rte_bitmap_get(port->bmp, qindex + i) == 0);
1127
1128                 if (queue_empty != bmp_bit_clear){
1129                         rte_panic("Queue status mismatch for queue %u of pipe %u\n", i, pindex);
1130                 }
1131
1132                 if (!queue_empty){
1133                         return 0;
1134                 }
1135         }
1136
1137         return 1;
1138 }
1139
1140 static inline void
1141 debug_check_queue_slab(struct rte_sched_port *port, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1142 {
1143         uint64_t mask;
1144         uint32_t i, panic;
1145
1146         if (bmp_slab == 0){
1147                 rte_panic("Empty slab at position %u\n", bmp_pos);
1148         }
1149
1150         panic = 0;
1151         for (i = 0, mask = 1; i < 64; i ++, mask <<= 1) {
1152                 if (mask & bmp_slab){
1153                         if (rte_sched_port_queue_is_empty(port, bmp_pos + i)) {
1154                                 printf("Queue %u (slab offset %u) is empty\n", bmp_pos + i, i);
1155                                 panic = 1;
1156                         }
1157                 }
1158         }
1159
1160         if (panic){
1161                 rte_panic("Empty queues in slab 0x%" PRIx64 "starting at position %u\n",
1162                         bmp_slab, bmp_pos);
1163         }
1164 }
1165
1166 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1167
1168 static inline uint32_t
1169 rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt)
1170 {
1171         struct rte_sched_queue *q;
1172 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1173         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1174 #endif
1175         uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1176
1177         rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1178
1179         qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1180         q = port->queue + qindex;
1181         rte_prefetch0(q);
1182 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1183         qe = port->queue_extra + qindex;
1184         rte_prefetch0(qe);
1185 #endif
1186
1187         return qindex;
1188 }
1189
1190 static inline void
1191 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase)
1192 {
1193         struct rte_sched_queue *q;
1194         struct rte_mbuf **q_qw;
1195         uint16_t qsize;
1196
1197         q = port->queue + qindex;
1198         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1199         q_qw = qbase + (q->qw & (qsize - 1));
1200
1201         rte_prefetch0(q_qw);
1202         rte_bitmap_prefetch0(port->bmp, qindex);
1203 }
1204
1205 static inline int
1206 rte_sched_port_enqueue_qwa(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase, struct rte_mbuf *pkt)
1207 {
1208         struct rte_sched_queue *q;
1209         uint16_t qsize;
1210         uint16_t qlen;
1211
1212         q = port->queue + qindex;
1213         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1214         qlen = q->qw - q->qr;
1215
1216         /* Drop the packet (and update drop stats) when queue is full */
1217         if (unlikely(rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen) || (qlen >= qsize))) {
1218                 rte_pktmbuf_free(pkt);
1219 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1220                 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1221                 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1222 #endif
1223                 return 0;
1224         }
1225
1226         /* Enqueue packet */
1227         qbase[q->qw & (qsize - 1)] = pkt;
1228         q->qw ++;
1229
1230         /* Activate queue in the port bitmap */
1231         rte_bitmap_set(port->bmp, qindex);
1232
1233         /* Statistics */
1234 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1235         rte_sched_port_update_subport_stats(port, qindex, pkt);
1236         rte_sched_port_update_queue_stats(port, qindex, pkt);
1237 #endif
1238
1239         return 1;
1240 }
1241
1242 #if RTE_SCHED_ENQUEUE == 0
1243
1244 int
1245 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1246 {
1247         uint32_t result, i;
1248
1249         result = 0;
1250
1251         for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1252                 struct rte_mbuf *pkt;
1253                 struct rte_mbuf **q_base;
1254                 uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1255
1256                 pkt = pkts[i];
1257
1258                 rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1259
1260                 qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1261
1262                 q_base = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1263
1264                 result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, qindex, q_base, pkt);
1265         }
1266
1267         return result;
1268 }
1269
1270 #else
1271
1272 /* The enqueue function implements a 4-level pipeline with each stage processing
1273  * two different packets. The purpose of using a pipeline is to hide the latency
1274  * of prefetching the data structures. The naming convention is presented in the
1275  * diagram below:
1276  *
1277  *   p00  _______   p10  _______   p20  _______   p30  _______
1278  * ----->|       |----->|       |----->|       |----->|       |----->
1279  *       |   0   |      |   1   |      |   2   |      |   3   |
1280  * ----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->
1281  *   p01            p11            p21            p31
1282  *
1283  ***/
1284 int
1285 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1286 {
1287         struct rte_mbuf *pkt00, *pkt01, *pkt10, *pkt11, *pkt20, *pkt21, *pkt30, *pkt31, *pkt_last;
1288         struct rte_mbuf **q00_base, **q01_base, **q10_base, **q11_base, **q20_base, **q21_base, **q30_base, **q31_base, **q_last_base;
1289         uint32_t q00, q01, q10, q11, q20, q21, q30, q31, q_last;
1290         uint32_t r00, r01, r10, r11, r20, r21, r30, r31, r_last;
1291         uint32_t result, i;
1292
1293         result = 0;
1294
1295         /* Less then 6 input packets available, which is not enough to feed the pipeline */
1296         if (unlikely(n_pkts < 6)) {
1297                 struct rte_mbuf **q_base[5];
1298                 uint32_t q[5];
1299
1300                 /* Prefetch the mbuf structure of each packet */
1301                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1302                         rte_prefetch0(pkts[i]);
1303                 }
1304
1305                 /* Prefetch the queue structure for each queue */
1306                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1307                         q[i] = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkts[i]);
1308                 }
1309
1310                 /* Prefetch the write pointer location of each queue */
1311                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1312                         q_base[i] = rte_sched_port_qbase(port, q[i]);
1313                         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q[i], q_base[i]);
1314                 }
1315
1316                 /* Write each packet to its queue */
1317                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1318                         result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q[i], q_base[i], pkts[i]);
1319                 }
1320
1321                 return result;
1322         }
1323
1324         /* Feed the first 3 stages of the pipeline (6 packets needed) */
1325         pkt20 = pkts[0];
1326         pkt21 = pkts[1];
1327         rte_prefetch0(pkt20);
1328         rte_prefetch0(pkt21);
1329
1330         pkt10 = pkts[2];
1331         pkt11 = pkts[3];
1332         rte_prefetch0(pkt10);
1333         rte_prefetch0(pkt11);
1334
1335         q20 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt20);
1336         q21 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt21);
1337
1338         pkt00 = pkts[4];
1339         pkt01 = pkts[5];
1340         rte_prefetch0(pkt00);
1341         rte_prefetch0(pkt01);
1342
1343         q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1344         q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1345
1346         q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1347         q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1348         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1349         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1350
1351         /* Run the pipeline */
1352         for (i = 6; i < (n_pkts & (~1)); i += 2) {
1353                 /* Propagate stage inputs */
1354                 pkt30 = pkt20;
1355                 pkt31 = pkt21;
1356                 pkt20 = pkt10;
1357                 pkt21 = pkt11;
1358                 pkt10 = pkt00;
1359                 pkt11 = pkt01;
1360                 q30 = q20;
1361                 q31 = q21;
1362                 q20 = q10;
1363                 q21 = q11;
1364                 q30_base = q20_base;
1365                 q31_base = q21_base;
1366
1367                 /* Stage 0: Get packets in */
1368                 pkt00 = pkts[i];
1369                 pkt01 = pkts[i + 1];
1370                 rte_prefetch0(pkt00);
1371                 rte_prefetch0(pkt01);
1372
1373                 /* Stage 1: Prefetch queue structure storing queue pointers */
1374                 q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1375                 q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1376
1377                 /* Stage 2: Prefetch queue write location */
1378                 q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1379                 q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1380                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1381                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1382
1383                 /* Stage 3: Write packet to queue and activate queue */
1384                 r30 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q30, q30_base, pkt30);
1385                 r31 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q31, q31_base, pkt31);
1386                 result += r30 + r31;
1387         }
1388
1389         /* Drain the pipeline (exactly 6 packets). Handle the last packet in the case
1390         of an odd number of input packets. */
1391         pkt_last = pkts[n_pkts - 1];
1392         rte_prefetch0(pkt_last);
1393
1394         q00 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt00);
1395         q01 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt01);
1396
1397         q10_base = rte_sched_port_qbase(port, q10);
1398         q11_base = rte_sched_port_qbase(port, q11);
1399         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q10, q10_base);
1400         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q11, q11_base);
1401
1402         r20 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q20, q20_base, pkt20);
1403         r21 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q21, q21_base, pkt21);
1404         result += r20 + r21;
1405
1406         q_last = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt_last);
1407
1408         q00_base = rte_sched_port_qbase(port, q00);
1409         q01_base = rte_sched_port_qbase(port, q01);
1410         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q00, q00_base);
1411         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q01, q01_base);
1412
1413         r10 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q10, q10_base, pkt10);
1414         r11 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q11, q11_base, pkt11);
1415         result += r10 + r11;
1416
1417         q_last_base = rte_sched_port_qbase(port, q_last);
1418         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q_last, q_last_base);
1419
1420         r00 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q00, q00_base, pkt00);
1421         r01 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q01, q01_base, pkt01);
1422         result += r00 + r01;
1423
1424         if (n_pkts & 1) {
1425                 r_last = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q_last, q_last_base, pkt_last);
1426                 result += r_last;
1427         }
1428
1429         return result;
1430 }
1431
1432 #endif /* RTE_SCHED_ENQUEUE */
1433
1434 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE == 0
1435
1436 #define grinder_credits_update(port, pos)
1437
1438 #elif !defined(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 #ifndef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
1572
1573 static inline int
1574 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1575 {
1576         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1577         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1578         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1579         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1580         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1581         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len + port->frame_overhead;
1582         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1583         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1584         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1585         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1586         int enough_credits;
1587
1588         /* Check queue credits */
1589         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1590                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1591                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1592                 (pkt_len <= pipe_tc_credits);
1593
1594         if (!enough_credits) {
1595                 return 0;
1596         }
1597
1598         /* Update port credits */
1599         subport->tb_credits -= pkt_len;
1600         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1601         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1602         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1603
1604         return 1;
1605 }
1606
1607 #else
1608
1609 static inline int
1610 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1611 {
1612         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1613         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1614         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1615         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1616         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1617         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len + port->frame_overhead;
1618         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1619         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1620         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1621         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1622         uint32_t pipe_tc_ov_mask1[] = {UINT32_MAX, UINT32_MAX, UINT32_MAX, pipe->tc_ov_credits};
1623         uint32_t pipe_tc_ov_mask2[] = {0, 0, 0, UINT32_MAX};
1624         uint32_t pipe_tc_ov_credits = pipe_tc_ov_mask1[tc_index];
1625         int enough_credits;
1626
1627         /* Check pipe and subport credits */
1628         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1629                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1630                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1631                 (pkt_len <= pipe_tc_credits) &&
1632                 (pkt_len <= pipe_tc_ov_credits);
1633
1634         if (!enough_credits) {
1635                 return 0;
1636         }
1637
1638         /* Update pipe and subport credits */
1639         subport->tb_credits -= pkt_len;
1640         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1641         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1642         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1643         pipe->tc_ov_credits -= pipe_tc_ov_mask2[tc_index] & pkt_len;
1644
1645         return 1;
1646 }
1647
1648 #endif /* RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1649
1650 static inline int
1651 grinder_schedule(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1652 {
1653         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1654         struct rte_sched_queue *queue = grinder->queue[grinder->qpos];
1655         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1656         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len + port->frame_overhead;
1657
1658 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK
1659         if (!grinder_credits_check(port, pos)) {
1660                 return 0;
1661         }
1662 #endif
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 #if 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)
2130 {
2131         int exceptions;
2132
2133         /* Check if any exception flag is set */
2134         exceptions = (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) || rte_sched_port_exceptions(port)) {
2157                         break;
2158                 }
2159         }
2160
2161         return count;
2162 }