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