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
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <string.h>
  37
  38 #include <rte_common.h>
  39 #include <rte_log.h>
  40 #include <rte_memory.h>
  41 #include <rte_memzone.h>
  42 #include <rte_cycles.h>
  43 #include <rte_prefetch.h>
  44 #include <rte_branch_prediction.h>
  45 #include <rte_mbuf.h>
  46
  47 #include "rte_sched.h"
  48 #include "rte_bitmap.h"
  49 #include "rte_sched_common.h"
  50 #include "rte_approx.h"
  51
  52 #ifdef __INTEL_COMPILER
  53 #pragma warning(disable:2259) /* conversion may lose significant bits */
  54 #endif
  55
  56 #ifndef RTE_SCHED_DEBUG
  57 #define RTE_SCHED_DEBUG                       0
  58 #endif
  59
  60 #ifndef RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
  61 #define RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS                   0
  62 #endif
  63
  64 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
  65 #include <immintrin.h>
  66 #endif
  67
  68 #define RTE_SCHED_ENQUEUE                     1
  69
  70 #define RTE_SCHED_TS                          1
  71
  72 #if RTE_SCHED_TS == 0 /* Infinite credits. Traffic shaping disabled. */
  73 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE           0
  74 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK            0
  75 #else                 /* Real Credits. Full traffic shaping implemented. */
  76 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE           1
  77 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK            1
  78 #endif
  79
  80 #ifndef RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR
  81 #define RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR          (1e-7)
  82 #endif
  83
  84 #define RTE_SCHED_WRR                         1
  85
  86 #ifndef RTE_SCHED_WRR_SHIFT
  87 #define RTE_SCHED_WRR_SHIFT                   3
  88 #endif
  89
  90 #ifndef RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS
  91 #define RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS             8
  92 #endif
  93 #if (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS == 0) || (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1))
  94 #error Number of grinders must be non-zero and a power of 2
  95 #endif
  96 #if (RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS && (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS != 8))
  97 #error Number of grinders must be 8 when RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS is set
  98 #endif
  99
 100 #define RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE         (64 / RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE)
 101
 102 #define RTE_SCHED_PIPE_INVALID                UINT32_MAX
 103
 104 #define RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID             UINT32_MAX
 105
 106 struct rte_sched_subport {
 107         /* Token bucket (TB) */
 108         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 109         uint32_t tb_period;
 110         uint32_t tb_credits_per_period;
 111         uint32_t tb_size;
 112         uint32_t tb_credits;
 113
 114         /* Traffic classes (TCs) */
 115         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 116         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 117         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 118         uint32_t tc_period;
 119
 120         /* TC oversubscription */
 121         uint32_t tc_ov_period;
 122         uint64_t tc_ov_time;
 123         uint32_t tc_ov_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 124         uint8_t tc_ov_period_id;
 125         uint8_t tc_ov[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 126         uint32_t tc_ov_n[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 127         double tc_ov_rate[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 128
 129         /* Statistics */
 130         struct rte_sched_subport_stats stats;
 131 };
 132
 133 struct rte_sched_pipe_profile {
 134         /* Token bucket (TB) */
 135         uint32_t tb_period;
 136         uint32_t tb_credits_per_period;
 137         uint32_t tb_size;
 138
 139         /* Pipe traffic classes */
 140         uint32_t tc_period;
 141         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 142         uint8_t tc_ov_weight[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 143
 144         /* Pipe queues */
 145         uint8_t  wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 146 };
 147
 148 struct rte_sched_pipe {
 149         /* Token bucket (TB) */
 150         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 151         uint32_t tb_credits;
 152
 153         /* Pipe profile and flags */
 154         uint32_t profile;
 155
 156         /* Traffic classes (TCs) */
 157         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 158         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 159
 160         /* Weighted Round Robin (WRR) */
 161         uint8_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 162
 163         /* TC oversubscription */
 164 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 165         uint32_t tc_ov_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 166         uint8_t tc_ov_period_id;
 167 #else
 168         uint64_t reserved;
 169 #endif
 170 } __rte_cache_aligned;
 171
 172 struct rte_sched_queue {
 173         uint16_t qw;
 174         uint16_t qr;
 175 };
 176
 177 struct rte_sched_queue_extra {
 178         struct rte_sched_queue_stats stats;
 179 #ifdef RTE_SCHED_RED
 180         struct rte_red red;
 181 #endif
 182 };
 183
 184 enum grinder_state {
 185         e_GRINDER_PREFETCH_PIPE = 0,
 186         e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS,
 187         e_GRINDER_PREFETCH_MBUF,
 188         e_GRINDER_READ_MBUF
 189 };
 190
 191 struct rte_sched_grinder {
 192         /* Pipe cache */
 193         uint16_t pcache_qmask[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 194         uint32_t pcache_qindex[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 195         uint32_t pcache_w;
 196         uint32_t pcache_r;
 197
 198         /* Current pipe */
 199         enum grinder_state state;
 200         uint32_t productive;
 201         uint32_t pindex;
 202         struct rte_sched_subport *subport;
 203         struct rte_sched_pipe *pipe;
 204         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params;
 205
 206         /* TC cache */
 207         uint8_t tccache_qmask[4];
 208         uint32_t tccache_qindex[4];
 209         uint32_t tccache_w;
 210         uint32_t tccache_r;
 211
 212         /* Current TC */
 213         uint32_t tc_index;
 214         struct rte_sched_queue *queue[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 215         struct rte_mbuf **qbase[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 216         uint32_t qindex[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 217         uint16_t qsize;
 218         uint32_t qmask;
 219         uint32_t qpos;
 220         struct rte_mbuf *pkt;
 221
 222         double ov_coef;
 223
 224         uint16_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 225         uint16_t wrr_mask[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 226         uint8_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 227 };
 228
 229 struct rte_sched_port {
 230         /* User parameters */
 231         uint32_t n_subports_per_port;
 232         uint32_t n_pipes_per_subport;
 233         uint32_t rate;
 234         uint32_t frame_overhead;
 235         uint16_t qsize[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 236         uint32_t n_pipe_profiles;
 237 #ifdef RTE_SCHED_RED
 238         struct rte_red_config red_config[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE][e_RTE_METER_COLORS];
 239 #endif
 240
 241         /* Timing */
 242         uint64_t time_cpu_cycles;     /* Current CPU time measured in CPU cyles */
 243         uint64_t time_cpu_bytes;      /* Current CPU time measured in bytes */
 244         uint64_t time;                /* Current NIC TX time measured in bytes */
 245         double cycles_per_byte;       /* CPU cycles per byte */
 246
 247         /* Scheduling loop detection */
 248         uint32_t pipe_loop;
 249         uint32_t pipe_exhaustion;
 250
 251         /* Bitmap */
 252         struct rte_bitmap bmp;
 253         uint32_t grinder_base_bmp_pos[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS] __rte_aligned_16;
 254
 255         /* Grinders */
 256         struct rte_sched_grinder grinder[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS];
 257         uint32_t busy_grinders;
 258         struct rte_mbuf **pkts_out;
 259         uint32_t n_pkts_out;
 260
 261         /* Queue base calculation */
 262         uint32_t qsize_add[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 263         uint32_t qsize_sum;
 264
 265         /* Large data structures */
 266         struct rte_sched_subport *subport;
 267         struct rte_sched_pipe *pipe;
 268         struct rte_sched_queue *queue;
 269         struct rte_sched_queue_extra *queue_extra;
 270         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_profiles;
 271         uint8_t *bmp_array;
 272         struct rte_mbuf **queue_array;
 273         uint8_t memory[0] __rte_cache_aligned;
 274 } __rte_cache_aligned;
 275
 276 enum rte_sched_port_array {
 277         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT = 0,
 278         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE,
 279         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE,
 280         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA,
 281         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES,
 282         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY,
 283         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY,
 284         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL,
 285 };
 286
 287 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
 288
 289 static inline uint32_t
 290 rte_sched_port_queues_per_subport(struct rte_sched_port *port)
 291 {
 292         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport;
 293 }
 294
 295 #endif
 296
 297 static inline uint32_t
 298 rte_sched_port_queues_per_port(struct rte_sched_port *port)
 299 {
 300         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport * port->n_subports_per_port;
 301 }
 302
 303 static int
 304 rte_sched_port_check_params(struct rte_sched_port_params *params)
 305 {
 306         uint32_t i, j;
 307
 308         if (params == NULL) {
 309                 return -1;
 310         }
 311
 312         /* name */
 313         if (params->name == NULL) {
 314                 return -2;
 315         }
 316
 317         /* socket */
 318         if ((params->socket < 0) || (params->socket >= RTE_MAX_NUMA_NODES)) {
 319                 return -3;
 320         }
 321
 322         /* rate */
 323         if (params->rate == 0) {
 324                 return -4;
 325         }
 326
 327         /* n_subports_per_port: non-zero, power of 2 */
 328         if ((params->n_subports_per_port == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_subports_per_port))) {
 329                 return -5;
 330         }
 331
 332         /* n_pipes_per_subport: non-zero, power of 2 */
 333         if ((params->n_pipes_per_subport == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_pipes_per_subport))) {
 334                 return -6;
 335         }
 336
 337         /* qsize: non-zero, power of 2, no bigger than 32K (due to 16-bit read/write pointers) */
 338         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 339                 uint16_t qsize = params->qsize[i];
 340
 341                 if ((qsize == 0) || (!rte_is_power_of_2(qsize))) {
 342                         return -7;
 343                 }
 344         }
 345
 346         /* pipe_profiles and n_pipe_profiles */
 347         if ((params->pipe_profiles == NULL) ||
 348             (params->n_pipe_profiles == 0) ||
 349             (params->n_pipe_profiles > RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT)) {
 350                 return -8;
 351         }
 352
 353         for (i = 0; i < params->n_pipe_profiles; i ++) {
 354                 struct rte_sched_pipe_params *p = params->pipe_profiles + i;
 355
 356                 /* TB rate: non-zero, not greater than port rate */
 357                 if ((p->tb_rate == 0) || (p->tb_rate > params->rate)) {
 358                         return -9;
 359                 }
 360
 361                 /* TB size: non-zero */
 362                 if (p->tb_size == 0) {
 363                         return -10;
 364                 }
 365
 366                 /* TC rate: non-zero, less than pipe rate */
 367                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 368                         if ((p->tc_rate[j] == 0) || (p->tc_rate[j] > p->tb_rate)) {
 369                                 return -11;
 370                         }
 371                 }
 372
 373                 /* TC period: non-zero */
 374                 if (p->tc_period == 0) {
 375                         return -12;
 376                 }
 377
 378 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 379                 /* TC oversubscription weights: non-zero */
 380                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 381                         if (p->tc_ov_weight[j] == 0) {
 382                                 return -13;
 383                         }
 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 -14;
 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 = n_queues_per_port / 8;
 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], ov weights = [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu]\n"
 505                 "\tWRR cost: [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu]\n",
 506                 i,
 507
 508                 /* Token bucket */
 509                 p->tb_period,
 510                 p->tb_credits_per_period,
 511                 p->tb_size,
 512
 513                 /* Traffic classes */
 514                 p->tc_period,
 515                 p->tc_credits_per_period[0],
 516                 p->tc_credits_per_period[1],
 517                 p->tc_credits_per_period[2],
 518                 p->tc_credits_per_period[3],
 519                 p->tc_ov_weight[0],
 520                 p->tc_ov_weight[1],
 521                 p->tc_ov_weight[2],
 522                 p->tc_ov_weight[3],
 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                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 568                         dst->tc_ov_weight[j] = src->tc_ov_weight[j];
 569                 }
 570 #endif
 571
 572                 /* WRR */
 573                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 574                         uint32_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 575                         uint32_t lcd, lcd1, lcd2;
 576                         uint32_t qindex;
 577
 578                         qindex = j * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS;
 579
 580                         wrr_cost[0] = src->wrr_weights[qindex];
 581                         wrr_cost[1] = src->wrr_weights[qindex + 1];
 582                         wrr_cost[2] = src->wrr_weights[qindex + 2];
 583                         wrr_cost[3] = src->wrr_weights[qindex + 3];
 584
 585                         lcd1 = rte_get_lcd(wrr_cost[0], wrr_cost[1]);
 586                         lcd2 = rte_get_lcd(wrr_cost[2], wrr_cost[3]);
 587                         lcd = rte_get_lcd(lcd1, lcd2);
 588
 589                         wrr_cost[0] = lcd / wrr_cost[0];
 590                         wrr_cost[1] = lcd / wrr_cost[1];
 591                         wrr_cost[2] = lcd / wrr_cost[2];
 592                         wrr_cost[3] = lcd / wrr_cost[3];
 593
 594                         dst->wrr_cost[qindex] = (uint8_t) wrr_cost[0];
 595                         dst->wrr_cost[qindex + 1] = (uint8_t) wrr_cost[1];
 596                         dst->wrr_cost[qindex + 2] = (uint8_t) wrr_cost[2];
 597                         dst->wrr_cost[qindex + 3] = (uint8_t) wrr_cost[3];
 598                 }
 599
 600                 rte_sched_port_log_pipe_profile(port, i);
 601         }
 602 }
 603
 604 struct rte_sched_port *
 605 rte_sched_port_config(struct rte_sched_port_params *params)
 606 {
 607         struct rte_sched_port *port = NULL;
 608         const struct rte_memzone *mz = NULL;
 609         uint32_t mem_size, i;
 610
 611         /* Check user parameters. Determine the amount of memory to allocate */
 612         mem_size = rte_sched_port_get_memory_footprint(params);
 613         if (mem_size == 0) {
 614                 return NULL;
 615         }
 616
 617         /* Allocate memory to store the data structures */
 618         mz = rte_memzone_lookup(params->name);
 619         if (mz) {
 620                 /* Use existing memzone, provided that its size is big enough */
 621                 if (mz->len < mem_size) {
 622                         return NULL;
 623                 }
 624         } else {
 625                 /* Create new memzone */
 626                 mz = rte_memzone_reserve(params->name, mem_size, params->socket, 0);
 627                 if (mz == NULL) {
 628                         return NULL;
 629                 }
 630         }
 631         memset(mz->addr, 0, mem_size);
 632         port = (struct rte_sched_port *) mz->addr;
 633
 634         /* User parameters */
 635         port->n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 636         port->n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 637         port->rate = params->rate;
 638         port->frame_overhead = params->frame_overhead;
 639         memcpy(port->qsize, params->qsize, sizeof(params->qsize));
 640         port->n_pipe_profiles = params->n_pipe_profiles;
 641
 642 #ifdef RTE_SCHED_RED
 643         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i++) {
 644                 uint32_t j;
 645
 646                 for (j = 0; j < e_RTE_METER_COLORS; j++) {
 647                         if (rte_red_config_init(&port->red_config[i][j],
 648                                 params->red_params[i][j].wq_log2,
 649                                 params->red_params[i][j].min_th,
 650                                 params->red_params[i][j].max_th,
 651                                 params->red_params[i][j].maxp_inv) != 0) {
 652                                 return NULL;
 653                         }
 654                 }
 655         }
 656 #endif
 657
 658         /* Timing */
 659         port->time_cpu_cycles = rte_get_tsc_cycles();
 660         port->time_cpu_bytes = 0;
 661         port->time = 0;
 662         port->cycles_per_byte = ((double) rte_get_tsc_hz()) / ((double) params->rate);
 663
 664         /* Scheduling loop detection */
 665         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 666         port->pipe_exhaustion = 0;
 667
 668         /* Grinders */
 669         port->busy_grinders = 0;
 670         port->pkts_out = NULL;
 671         port->n_pkts_out = 0;
 672
 673         /* Queue base calculation */
 674         rte_sched_port_config_qsize(port);
 675
 676         /* Large data structures */
 677         port->subport = (struct rte_sched_subport *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT));
 678         port->pipe = (struct rte_sched_pipe *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE));
 679         port->queue = (struct rte_sched_queue *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE));
 680         port->queue_extra = (struct rte_sched_queue_extra *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA));
 681         port->pipe_profiles = (struct rte_sched_pipe_profile *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES));
 682         port->bmp_array =  port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY);
 683         port->queue_array = (struct rte_mbuf **) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY));
 684
 685         /* Pipe profile table */
 686         rte_sched_port_config_pipe_profile_table(port, params);
 687
 688         /* Bitmap */
 689         if (rte_bitmap_init(&port->bmp, port->bmp_array, rte_sched_port_queues_per_port(port)) != 0) {
 690                 RTE_LOG(INFO, SCHED, "Bitmap init error\n");
 691                 return NULL;
 692         }
 693         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
 694                 port->grinder_base_bmp_pos[i] = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 695         }
 696
 697         return port;
 698 }
 699
 700 void
 701 rte_sched_port_free(struct rte_sched_port *port)
 702 {
 703         /* Check user parameters */
 704         if (port == NULL){
 705                 return;
 706         }
 707         rte_bitmap_free(&port->bmp);
 708
 709         return;
 710 }
 711
 712 static void
 713 rte_sched_port_log_subport_config(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 714 {
 715         struct rte_sched_subport *s = port->subport + i;
 716
 717         RTE_LOG(INFO, SCHED, "Low level config for subport %u:\n"
 718                 "\tToken bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 719                 "\tTraffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u], ov period = %u\n",
 720                 i,
 721
 722                 /* Token bucket */
 723                 s->tb_period,
 724                 s->tb_credits_per_period,
 725                 s->tb_size,
 726
 727                 /* Traffic classes */
 728                 s->tc_period,
 729                 s->tc_credits_per_period[0],
 730                 s->tc_credits_per_period[1],
 731                 s->tc_credits_per_period[2],
 732                 s->tc_credits_per_period[3],
 733                 s->tc_ov_period);
 734 }
 735
 736 int
 737 rte_sched_subport_config(struct rte_sched_port *port,
 738         uint32_t subport_id,
 739         struct rte_sched_subport_params *params)
 740 {
 741         struct rte_sched_subport *s;
 742         uint32_t i;
 743
 744         /* Check user parameters */
 745         if ((port == NULL) ||
 746             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 747                 (params == NULL)) {
 748                 return -1;
 749         }
 750
 751         if ((params->tb_rate == 0) || (params->tb_rate > port->rate)) {
 752                 return -2;
 753         }
 754
 755         if (params->tb_size == 0) {
 756                 return -3;
 757         }
 758
 759         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 760                 if ((params->tc_rate[i] == 0) || (params->tc_rate[i] > params->tb_rate)) {
 761                         return -4;
 762                 }
 763         }
 764
 765         if (params->tc_period == 0) {
 766                 return -5;
 767         }
 768
 769 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 770         if ((params->tc_ov_period == 0) || (params->tc_ov_period > params->tc_period)) {
 771                 return -6;
 772         }
 773 #endif
 774
 775         s = port->subport + subport_id;
 776
 777         /* Token Bucket (TB) */
 778         if (params->tb_rate == port->rate) {
 779                 s->tb_credits_per_period = 1;
 780                 s->tb_period = 1;
 781         } else {
 782                 double tb_rate = ((double) params->tb_rate) / ((double) port->rate);
 783                 double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 784
 785                 rte_approx(tb_rate, d, &s->tb_credits_per_period, &s->tb_period);
 786         }
 787         s->tb_size = params->tb_size;
 788         s->tb_time = port->time;
 789         s->tb_credits = s->tb_size / 2;
 790
 791         /* Traffic Classes (TCs) */
 792         s->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->rate);
 793         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 794                 s->tc_credits_per_period[i] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, params->tc_rate[i]);
 795         }
 796         s->tc_time = port->time + s->tc_period;
 797         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 798                 s->tc_credits[i] = s->tc_credits_per_period[i];
 799         }
 800
 801 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 802         /* TC oversubscription */
 803         s->tc_ov_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_ov_period, port->rate);
 804         s->tc_ov_time = port->time + s->tc_ov_period;
 805         s->tc_ov_period_id = 0;
 806         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 807                 s->tc_ov[i] = 0;
 808                 s->tc_ov_n[i] = 0;
 809                 s->tc_ov_rate[i] = 0;
 810                 s->tc_ov_credits[i] = 0;
 811         }
 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                 /* Unplug pipe from its subport */
 854                 for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 855                         s->tc_ov_n[i] -= params->tc_ov_weight[i];
 856                         s->tc_ov_rate[i] -= ((double) params->tc_credits_per_period[i]) / ((double) params->tc_period);
 857                         s->tc_ov[i] = s->tc_ov_rate[i] > (((double) s->tc_credits_per_period[i]) / ((double) s->tc_period));
 858                 }
 859 #endif
 860
 861                 /* Reset the pipe */
 862                 memset(p, 0, sizeof(struct rte_sched_pipe));
 863         }
 864
 865         if (deactivate) {
 866                 return 0;
 867         }
 868
 869         /* Apply the new pipe configuration */
 870         p->profile = profile;
 871         params = port->pipe_profiles + p->profile;
 872
 873         /* Token Bucket (TB) */
 874         p->tb_time = port->time;
 875         p->tb_credits = params->tb_size / 2;
 876
 877         /* Traffic Classes (TCs) */
 878         p->tc_time = port->time + params->tc_period;
 879         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 880                 p->tc_credits[i] = params->tc_credits_per_period[i];
 881         }
 882
 883 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 884         /* Subport TC oversubscription */
 885         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 886                 s->tc_ov_n[i] += params->tc_ov_weight[i];
 887                 s->tc_ov_rate[i] += ((double) params->tc_credits_per_period[i]) / ((double) params->tc_period);
 888                 s->tc_ov[i] = s->tc_ov_rate[i] > (((double) s->tc_credits_per_period[i]) / ((double) s->tc_period));
 889         }
 890         p->tc_ov_period_id = s->tc_ov_period_id;
 891         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 892                 p->tc_ov_credits[i] = 0;
 893         }
 894 #endif
 895
 896         return 0;
 897 }
 898
 899 int
 900 rte_sched_subport_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 901         uint32_t subport_id,
 902         struct rte_sched_subport_stats *stats,
 903         uint32_t *tc_ov)
 904 {
 905         struct rte_sched_subport *s;
 906         uint32_t mask, i;
 907
 908         /* Check user parameters */
 909         if ((port == NULL) ||
 910             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 911                 (stats == NULL) ||
 912                 (tc_ov == NULL)) {
 913                 return -1;
 914         }
 915         s = port->subport + subport_id;
 916
 917         /* Copy subport stats and clear */
 918         memcpy(stats, &s->stats, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 919         memset(&s->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 920
 921         /* Subport TC ovesubscription status */
 922         mask = 0;
 923         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 924                 mask |= ((uint32_t) s->tc_ov[i]) << i;
 925         }
 926         *tc_ov = mask;
 927
 928         return 0;
 929 }
 930
 931 int
 932 rte_sched_queue_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 933         uint32_t queue_id,
 934         struct rte_sched_queue_stats *stats,
 935         uint16_t *qlen)
 936 {
 937         struct rte_sched_queue *q;
 938         struct rte_sched_queue_extra *qe;
 939
 940         /* Check user parameters */
 941         if ((port == NULL) ||
 942             (queue_id >= rte_sched_port_queues_per_port(port)) ||
 943                 (stats == NULL) ||
 944                 (qlen == NULL)) {
 945                 return -1;
 946         }
 947         q = port->queue + queue_id;
 948         qe = port->queue_extra + queue_id;
 949
 950         /* Copy queue stats and clear */
 951         memcpy(stats, &qe->stats, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
 952         memset(&qe->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
 953
 954         /* Queue length */
 955         *qlen = q->qw - q->qr;
 956
 957         return 0;
 958 }
 959
 960 static inline uint32_t
 961 rte_sched_port_qindex(struct rte_sched_port *port, uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class, uint32_t queue)
 962 {
 963         uint32_t result;
 964
 965         result = subport * port->n_pipes_per_subport + pipe;
 966         result = result * RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE + traffic_class;
 967         result = result * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS + queue;
 968
 969         return result;
 970 }
 971
 972 static inline struct rte_mbuf **
 973 rte_sched_port_qbase(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
 974 {
 975         uint32_t pindex = qindex >> 4;
 976         uint32_t qpos = qindex & 0xF;
 977
 978         return (port->queue_array + pindex * port->qsize_sum + port->qsize_add[qpos]);
 979 }
 980
 981 static inline uint16_t
 982 rte_sched_port_qsize(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
 983 {
 984         uint32_t tc = (qindex >> 2) & 0x3;
 985
 986         return port->qsize[tc];
 987 }
 988
 989 #if RTE_SCHED_DEBUG
 990
 991 static inline int
 992 rte_sched_port_queue_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
 993 {
 994         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
 995
 996         return (queue->qr == queue->qw);
 997 }
 998
 999 static inline int
1000 rte_sched_port_queue_is_full(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1001 {
1002         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1003         uint16_t qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1004         uint16_t qlen = q->qw - q->qr;
1005
1006         return (qlen >= qsize);
1007 }
1008
1009 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1010
1011 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1012
1013 static inline void
1014 rte_sched_port_update_subport_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1015 {
1016         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1017         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1018         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1019
1020         s->stats.n_pkts_tc[tc_index] += 1;
1021         s->stats.n_bytes_tc[tc_index] += pkt_len;
1022 }
1023
1024 static inline void
1025 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1026 {
1027         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1028         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1029         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1030
1031         s->stats.n_pkts_tc_dropped[tc_index] += 1;
1032         s->stats.n_bytes_tc_dropped[tc_index] += pkt_len;
1033 }
1034
1035 static inline void
1036 rte_sched_port_update_queue_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1037 {
1038         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1039         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1040
1041         qe->stats.n_pkts += 1;
1042         qe->stats.n_bytes += pkt_len;
1043 }
1044
1045 static inline void
1046 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1047 {
1048         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1049         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len;
1050
1051         qe->stats.n_pkts_dropped += 1;
1052         qe->stats.n_bytes_dropped += pkt_len;
1053 }
1054
1055 #endif /* RTE_SCHED_COLLECT_STATS */
1056
1057 #ifdef RTE_SCHED_RED
1058
1059 static inline int
1060 rte_sched_port_red_drop(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt, uint32_t qindex, uint16_t qlen)
1061 {
1062         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1063         struct rte_red_config *red_cfg;
1064     struct rte_red *red;
1065         uint32_t tc_index;
1066         enum rte_meter_color color;
1067
1068         tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1069         color = rte_sched_port_pkt_read_color(pkt);
1070         red_cfg = &port->red_config[tc_index][color];
1071
1072         qe = port->queue_extra + qindex;
1073         red = &qe->red;
1074
1075         return rte_red_enqueue(red_cfg, red, qlen, port->time);
1076 }
1077
1078 static inline void
1079 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1080 {
1081         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1082     struct rte_red *red;
1083
1084         qe = port->queue_extra + qindex;
1085         red = &qe->red;
1086
1087         rte_red_mark_queue_empty(red, port->time);
1088 }
1089
1090 #else
1091
1092 #define rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen)             0
1093
1094 #define rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex)
1095
1096 #endif /* RTE_SCHED_RED */
1097
1098 #if RTE_SCHED_DEBUG
1099
1100 static inline int
1101 debug_pipe_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t pindex)
1102 {
1103         uint32_t qindex, i;
1104
1105         qindex = pindex << 4;
1106
1107         for (i = 0; i < 16; i ++){
1108                 uint32_t queue_empty = rte_sched_port_queue_is_empty(port, qindex + i);
1109                 uint32_t bmp_bit_clear = (rte_bitmap_get(&port->bmp, qindex + i) == 0);
1110
1111                 if (queue_empty != bmp_bit_clear){
1112                         rte_panic("Queue status mismatch for queue %u of pipe %u\n", i, pindex);
1113                 }
1114
1115                 if (!queue_empty){
1116                         return 0;
1117                 }
1118         }
1119
1120         return 1;
1121 }
1122
1123 static inline void
1124 debug_check_queue_slab(struct rte_sched_port *port, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1125 {
1126         uint64_t mask;
1127         uint32_t i, panic;
1128
1129         if (bmp_slab == 0){
1130                 rte_panic("Empty slab at position %u\n", bmp_pos);
1131         }
1132
1133         panic = 0;
1134         for (i = 0, mask = 1; i < 64; i ++, mask <<= 1) {
1135                 if (mask & bmp_slab){
1136                         if (rte_sched_port_queue_is_empty(port, bmp_pos + i)) {
1137                                 printf("Queue %u (slab offset %u) is empty\n", bmp_pos + i, i);
1138                                 panic = 1;
1139                         }
1140                 }
1141         }
1142
1143         if (panic){
1144                 rte_panic("Empty queues in slab 0x%" PRIx64 "starting at position %u\n",
1145                         bmp_slab, bmp_pos);
1146         }
1147 }
1148
1149 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1150
1151 static inline uint32_t
1152 rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt)
1153 {
1154         struct rte_sched_queue *q;
1155 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1156         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1157 #endif
1158         uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1159
1160         rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1161
1162         qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1163         q = port->queue + qindex;
1164         rte_prefetch0(q);
1165 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1166         qe = port->queue_extra + qindex;
1167         rte_prefetch0(qe);
1168 #endif
1169
1170         return qindex;
1171 }
1172
1173 static inline void
1174 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase)
1175 {
1176         struct rte_sched_queue *q;
1177         struct rte_mbuf **q_qw;
1178         uint16_t qsize;
1179
1180         q = port->queue + qindex;
1181         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1182         q_qw = qbase + (q->qw & (qsize - 1));
1183
1184         rte_prefetch0(q_qw);
1185         rte_bitmap_prefetch0(&port->bmp, qindex);
1186 }
1187
1188 static inline int
1189 rte_sched_port_enqueue_qwa(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase, struct rte_mbuf *pkt)
1190 {
1191         struct rte_sched_queue *q;
1192         uint16_t qsize;
1193         uint16_t qlen;
1194
1195         q = port->queue + qindex;
1196         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1197         qlen = q->qw - q->qr;
1198
1199         /* Drop the packet (and update drop stats) when queue is full */
1200         if (unlikely(rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen) || (qlen >= qsize))) {
1201                 rte_pktmbuf_free(pkt);
1202 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1203                 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1204                 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1205 #endif
1206                 return 0;
1207         }
1208
1209         /* Enqueue packet */
1210         qbase[q->qw & (qsize - 1)] = pkt;
1211         q->qw ++;
1212
1213         /* Activate queue in the port bitmap */
1214         rte_bitmap_set(&port->bmp, qindex);
1215
1216         /* Statistics */
1217 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1218         rte_sched_port_update_subport_stats(port, qindex, pkt);
1219         rte_sched_port_update_queue_stats(port, qindex, pkt);
1220 #endif
1221
1222         return 1;
1223 }
1224
1225 #if RTE_SCHED_ENQUEUE == 0
1226
1227 int
1228 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1229 {
1230         uint32_t result, i;
1231
1232         result = 0;
1233
1234         for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1235                 struct rte_mbuf *pkt;
1236                 struct rte_mbuf **q_base;
1237                 uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1238
1239                 pkt = pkts[i];
1240
1241                 rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1242
1243                 qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1244
1245                 q_base = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1246
1247                 result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, qindex, q_base, pkt);
1248         }
1249
1250         return result;
1251 }
1252
1253 #else
1254
1255 /* The enqueue function implements a 4-level pipeline with each stage processing
1256  * two different packets. The purpose of using a pipeline is to hide the latency
1257  * of prefetching the data structures. The naming convention is presented in the
1258  * diagram below:
1259  *
1260  *   p00  _______   p10  _______   p20  _______   p30  _______
1261  * ----->|       |----->|       |----->|       |----->|       |----->
1262  *       |   0   |      |   1   |      |   2   |      |   3   |
1263  * ----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->
1264  *   p01            p11            p21            p31
1265  *
1266  ***/
1267 int
1268 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1269 {
1270         struct rte_mbuf *pkt00, *pkt01, *pkt10, *pkt11, *pkt20, *pkt21, *pkt30, *pkt31, *pkt_last;
1271         struct rte_mbuf **q00_base, **q01_base, **q10_base, **q11_base, **q20_base, **q21_base, **q30_base, **q31_base, **q_last_base;
1272         uint32_t q00, q01, q10, q11, q20, q21, q30, q31, q_last;
1273         uint32_t r00, r01, r10, r11, r20, r21, r30, r31, r_last;
1274         uint32_t result, i;
1275
1276         result = 0;
1277
1278         /* Less then 6 input packets available, which is not enough to feed the pipeline */
1279         if (unlikely(n_pkts < 6)) {
1280                 struct rte_mbuf **q_base[5];
1281                 uint32_t q[5];
1282
1283                 /* Prefetch the mbuf structure of each packet */
1284                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1285                         rte_prefetch0(pkts[i]);
1286                 }
1287
1288                 /* Prefetch the queue structure for each queue */
1289                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1290                         q[i] = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkts[i]);
1291                 }
1292
1293                 /* Prefetch the write pointer location of each queue */
1294                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1295                         q_base[i] = rte_sched_port_qbase(port, q[i]);
1296                         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q[i], q_base[i]);
1297                 }
1298
1299                 /* Write each packet to its queue */
1300                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1301                         result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q[i], q_base[i], pkts[i]);
1302                 }
1303
1304                 return result;
1305         }
1306
1307         /* Feed the first 3 stages of the pipeline (6 packets needed) */
1308         pkt20 = pkts[0];
1309         pkt21 = pkts[1];
1310         rte_prefetch0(pkt20);
1311         rte_prefetch0(pkt21);
1312
1313         pkt10 = pkts[2];
1314         pkt11 = pkts[3];
1315         rte_prefetch0(pkt10);
1316         rte_prefetch0(pkt11);
1317
1318         q20 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt20);
1319         q21 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt21);
1320
1321         pkt00 = pkts[4];
1322         pkt01 = pkts[5];
1323         rte_prefetch0(pkt00);
1324         rte_prefetch0(pkt01);
1325
1326         q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1327         q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1328
1329         q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1330         q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1331         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1332         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1333
1334         /* Run the pipeline */
1335         for (i = 6; i < (n_pkts & (~1)); i += 2) {
1336                 /* Propagate stage inputs */
1337                 pkt30 = pkt20;
1338                 pkt31 = pkt21;
1339                 pkt20 = pkt10;
1340                 pkt21 = pkt11;
1341                 pkt10 = pkt00;
1342                 pkt11 = pkt01;
1343                 q30 = q20;
1344                 q31 = q21;
1345                 q20 = q10;
1346                 q21 = q11;
1347                 q30_base = q20_base;
1348                 q31_base = q21_base;
1349
1350                 /* Stage 0: Get packets in */
1351                 pkt00 = pkts[i];
1352                 pkt01 = pkts[i + 1];
1353                 rte_prefetch0(pkt00);
1354                 rte_prefetch0(pkt01);
1355
1356                 /* Stage 1: Prefetch queue structure storing queue pointers */
1357                 q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1358                 q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1359
1360                 /* Stage 2: Prefetch queue write location */
1361                 q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1362                 q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1363                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1364                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1365
1366                 /* Stage 3: Write packet to queue and activate queue */
1367                 r30 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q30, q30_base, pkt30);
1368                 r31 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q31, q31_base, pkt31);
1369                 result += r30 + r31;
1370         }
1371
1372         /* Drain the pipeline (exactly 6 packets). Handle the last packet in the case
1373         of an odd number of input packets. */
1374         pkt_last = pkts[n_pkts - 1];
1375         rte_prefetch0(pkt_last);
1376
1377         q00 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt00);
1378         q01 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt01);
1379
1380         q10_base = rte_sched_port_qbase(port, q10);
1381         q11_base = rte_sched_port_qbase(port, q11);
1382         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q10, q10_base);
1383         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q11, q11_base);
1384
1385         r20 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q20, q20_base, pkt20);
1386         r21 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q21, q21_base, pkt21);
1387         result += r20 + r21;
1388
1389         q_last = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt_last);
1390
1391         q00_base = rte_sched_port_qbase(port, q00);
1392         q01_base = rte_sched_port_qbase(port, q01);
1393         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q00, q00_base);
1394         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q01, q01_base);
1395
1396         r10 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q10, q10_base, pkt10);
1397         r11 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q11, q11_base, pkt11);
1398         result += r10 + r11;
1399
1400         q_last_base = rte_sched_port_qbase(port, q_last);
1401         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q_last, q_last_base);
1402
1403         r00 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q00, q00_base, pkt00);
1404         r01 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q01, q01_base, pkt01);
1405         result += r00 + r01;
1406
1407         if (n_pkts & 1) {
1408                 r_last = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q_last, q_last_base, pkt_last);
1409                 result += r_last;
1410         }
1411
1412         return result;
1413 }
1414
1415 #endif /* RTE_SCHED_ENQUEUE */
1416
1417 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE == 0
1418
1419 #define grinder_credits_update(port, pos)
1420
1421 #elif !defined(RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV)
1422
1423 static inline void
1424 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1425 {
1426         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1427         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1428         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1429         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1430         uint64_t n_periods;
1431
1432         /* Subport TB */
1433         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1434         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1435         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1436         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1437
1438         /* Pipe TB */
1439         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1440         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1441         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1442         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1443
1444         /* Subport TCs */
1445         if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1446                 subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1447                 subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1448                 subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1449                 subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1450                 subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1451         }
1452
1453         /* Pipe TCs */
1454         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1455                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1456                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1457                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1458                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1459                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1460         }
1461 }
1462
1463 #else
1464
1465 static inline void
1466 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1467 {
1468         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1469         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1470         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1471         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1472         uint64_t n_periods;
1473
1474         /* Subport TB */
1475         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1476         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1477         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1478         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1479
1480         /* Pipe TB */
1481         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1482         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1483         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1484         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1485
1486         /* Subport TCs */
1487         if (unlikely(port->time >= subport->tc_ov_time)) {
1488                 uint64_t n_ov_periods;
1489
1490                 if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1491                         subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1492                         subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1493                         subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1494                         subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1495
1496                         subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1497                 }
1498
1499                 n_ov_periods = (subport->tc_time - port->time + subport->tc_ov_period - 1) / subport->tc_ov_period;
1500
1501                 subport->tc_ov_credits[0] = subport->tc_credits[0] / (n_ov_periods * subport->tc_ov_n[0]);
1502                 subport->tc_ov_credits[1] = subport->tc_credits[1] / (n_ov_periods * subport->tc_ov_n[1]);
1503                 subport->tc_ov_credits[2] = subport->tc_credits[2] / (n_ov_periods * subport->tc_ov_n[2]);
1504                 subport->tc_ov_credits[3] = subport->tc_credits[3] / (n_ov_periods * subport->tc_ov_n[3]);
1505
1506                 subport->tc_ov_time = port->time + subport->tc_ov_period;
1507                 subport->tc_ov_period_id ++;
1508         }
1509
1510         /* Pipe TCs */
1511         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1512                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1513                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1514                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1515                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1516                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1517         }
1518         if (unlikely(pipe->tc_ov_period_id != subport->tc_ov_period_id)) {
1519                 uint32_t pipe_tc_ov_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
1520                 uint32_t tc_mask[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
1521                 uint32_t mask[] = {UINT32_MAX, 0};
1522
1523                 tc_mask[0] = mask[subport->tc_ov[0]];
1524                 tc_mask[1] = mask[subport->tc_ov[1]];
1525                 tc_mask[2] = mask[subport->tc_ov[2]];
1526                 tc_mask[3] = mask[subport->tc_ov[3]];
1527
1528                 pipe_tc_ov_credits[0] = subport->tc_ov_credits[0] * params->tc_ov_weight[0];
1529                 pipe_tc_ov_credits[1] = subport->tc_ov_credits[1] * params->tc_ov_weight[1];
1530                 pipe_tc_ov_credits[2] = subport->tc_ov_credits[2] * params->tc_ov_weight[2];
1531                 pipe_tc_ov_credits[3] = subport->tc_ov_credits[3] * params->tc_ov_weight[3];
1532
1533                 pipe->tc_ov_credits[0] = (tc_mask[0] & pipe->tc_credits[0]) | ((~ tc_mask[0]) & pipe_tc_ov_credits[0]);
1534                 pipe->tc_ov_credits[1] = (tc_mask[1] & pipe->tc_credits[1]) | ((~ tc_mask[1]) & pipe_tc_ov_credits[1]);
1535                 pipe->tc_ov_credits[2] = (tc_mask[2] & pipe->tc_credits[2]) | ((~ tc_mask[2]) & pipe_tc_ov_credits[2]);
1536                 pipe->tc_ov_credits[3] = (tc_mask[3] & pipe->tc_credits[3]) | ((~ tc_mask[3]) & pipe_tc_ov_credits[3]);
1537
1538                 pipe->tc_ov_period_id = subport->tc_ov_period_id;
1539         }
1540 }
1541
1542 #endif /* RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE, RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1543
1544 #ifndef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
1545
1546 static inline int
1547 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1548 {
1549         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1550         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1551         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1552         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1553         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1554         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len + port->frame_overhead;
1555         int enough_credits;
1556
1557         /* Check queue credits */
1558         enough_credits = (pkt_len <= subport->tb_credits) &&
1559                 (pkt_len <= subport->tc_credits[tc_index]) &&
1560                 (pkt_len <= pipe->tb_credits) &&
1561                 (pkt_len <= pipe->tc_credits[tc_index]);
1562
1563         if (!enough_credits) {
1564                 return 0;
1565         }
1566
1567         /* Update port credits */
1568         subport->tb_credits -= pkt_len;
1569         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1570         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1571         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1572
1573         return 1;
1574 }
1575
1576 #else
1577
1578 static inline int
1579 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1580 {
1581         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1582         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1583         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1584         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1585         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1586         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len + port->frame_overhead;
1587         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1588         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1589         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1590         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1591         uint32_t pipe_tc_ov_credits = pipe->tc_ov_credits[tc_index];
1592         int enough_credits;
1593
1594         /* Check pipe and subport credits */
1595         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1596                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1597                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1598                 (pkt_len <= pipe_tc_credits) &&
1599                 (pkt_len <= pipe_tc_ov_credits);
1600
1601         if (!enough_credits) {
1602                 return 0;
1603         }
1604
1605         /* Update pipe and subport credits */
1606         subport->tb_credits -= pkt_len;
1607         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1608         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1609         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1610         pipe->tc_ov_credits[tc_index] -= pkt_len;
1611
1612         return 1;
1613 }
1614
1615 #endif /* RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1616
1617 static inline int
1618 grinder_schedule(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1619 {
1620         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1621         struct rte_sched_queue *queue = grinder->queue[grinder->qpos];
1622         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1623         uint32_t pkt_len = pkt->pkt.pkt_len + port->frame_overhead;
1624
1625 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK
1626         if (!grinder_credits_check(port, pos)) {
1627                 return 0;
1628         }
1629 #endif
1630
1631         /* Advance port time */
1632         port->time += pkt_len;
1633
1634         /* Send packet */
1635         port->pkts_out[port->n_pkts_out ++] = pkt;
1636         queue->qr ++;
1637         grinder->wrr_tokens[grinder->qpos] += pkt_len * grinder->wrr_cost[grinder->qpos];
1638         if (queue->qr == queue->qw) {
1639                 uint32_t qindex = grinder->qindex[grinder->qpos];
1640
1641                 rte_bitmap_clear(&port->bmp, qindex);
1642                 grinder->qmask &= ~(1 << grinder->qpos);
1643                 grinder->wrr_mask[grinder->qpos] = 0;
1644                 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex);
1645         }
1646
1647         /* Reset pipe loop detection */
1648         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1649         grinder->productive = 1;
1650
1651         return 1;
1652 }
1653
1654 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
1655
1656 static inline int
1657 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1658 {
1659         __m128i index = _mm_set1_epi32 (base_pipe);
1660         __m128i pipes = _mm_load_si128((__m128i *)port->grinder_base_bmp_pos);
1661         __m128i res = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1662         pipes = _mm_load_si128((__m128i *)(port->grinder_base_bmp_pos + 4));
1663         pipes = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1664         res = _mm_or_si128(res, pipes);
1665
1666         if (_mm_testz_si128(res, res))
1667                 return 0;
1668
1669         return 1;
1670 }
1671
1672 #else
1673
1674 static inline int
1675 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1676 {
1677         uint32_t i;
1678
1679         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
1680                 if (port->grinder_base_bmp_pos[i] == base_pipe) {
1681                         return 1;
1682                 }
1683         }
1684
1685         return 0;
1686 }
1687
1688 #endif /* RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS */
1689
1690 static inline void
1691 grinder_pcache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1692 {
1693         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1694         uint16_t w[4];
1695
1696         grinder->pcache_w = 0;
1697         grinder->pcache_r = 0;
1698
1699         w[0] = (uint16_t) bmp_slab;
1700         w[1] = (uint16_t) (bmp_slab >> 16);
1701         w[2] = (uint16_t) (bmp_slab >> 32);
1702         w[3] = (uint16_t) (bmp_slab >> 48);
1703
1704         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[0];
1705         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos;
1706         grinder->pcache_w += (w[0] != 0);
1707
1708         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[1];
1709         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 16;
1710         grinder->pcache_w += (w[1] != 0);
1711
1712         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[2];
1713         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 32;
1714         grinder->pcache_w += (w[2] != 0);
1715
1716         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[3];
1717         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 48;
1718         grinder->pcache_w += (w[3] != 0);
1719 }
1720
1721 static inline void
1722 grinder_tccache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t qindex, uint16_t qmask)
1723 {
1724         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1725         uint8_t b[4];
1726
1727         grinder->tccache_w = 0;
1728         grinder->tccache_r = 0;
1729
1730         b[0] = (uint8_t) (qmask & 0xF);
1731         b[1] = (uint8_t) ((qmask >> 4) & 0xF);
1732         b[2] = (uint8_t) ((qmask >> 8) & 0xF);
1733         b[3] = (uint8_t) ((qmask >> 12) & 0xF);
1734
1735         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[0];
1736         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex;
1737         grinder->tccache_w += (b[0] != 0);
1738
1739         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[1];
1740         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 4;
1741         grinder->tccache_w += (b[1] != 0);
1742
1743         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[2];
1744         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 8;
1745         grinder->tccache_w += (b[2] != 0);
1746
1747         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[3];
1748         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 12;
1749         grinder->tccache_w += (b[3] != 0);
1750 }
1751
1752 static inline int
1753 grinder_next_tc(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1754 {
1755         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1756         struct rte_mbuf **qbase;
1757         uint32_t qindex;
1758         uint16_t qsize;
1759
1760         if (grinder->tccache_r == grinder->tccache_w) {
1761                 return 0;
1762         }
1763
1764         qindex = grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_r];
1765         qbase = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1766         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1767
1768         grinder->tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1769         grinder->qmask = grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_r];
1770         grinder->qsize = qsize;
1771
1772         grinder->qindex[0] = qindex;
1773         grinder->qindex[1] = qindex + 1;
1774         grinder->qindex[2] = qindex + 2;
1775         grinder->qindex[3] = qindex + 3;
1776
1777         grinder->queue[0] = port->queue + qindex;
1778         grinder->queue[1] = port->queue + qindex + 1;
1779         grinder->queue[2] = port->queue + qindex + 2;
1780         grinder->queue[3] = port->queue + qindex + 3;
1781
1782         grinder->qbase[0] = qbase;
1783         grinder->qbase[1] = qbase + qsize;
1784         grinder->qbase[2] = qbase + 2 * qsize;
1785         grinder->qbase[3] = qbase + 3 * qsize;
1786
1787         grinder->tccache_r ++;
1788         return 1;
1789 }
1790
1791 static inline int
1792 grinder_next_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1793 {
1794         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1795         uint32_t pipe_qindex;
1796         uint16_t pipe_qmask;
1797
1798         if (grinder->pcache_r < grinder->pcache_w) {
1799                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_r];
1800                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_r];
1801                 grinder->pcache_r ++;
1802         } else {
1803                 uint64_t bmp_slab = 0;
1804                 uint32_t bmp_pos = 0;
1805
1806                 /* Get another non-empty pipe group */
1807                 if (unlikely(rte_bitmap_scan(&port->bmp, &bmp_pos, &bmp_slab) <= 0)) {
1808                         return 0;
1809                 }
1810
1811 #if RTE_SCHED_DEBUG
1812                 debug_check_queue_slab(port, bmp_pos, bmp_slab);
1813 #endif
1814
1815                 /* Return if pipe group already in one of the other grinders */
1816                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID;
1817                 if (unlikely(grinder_pipe_exists(port, bmp_pos))) {
1818                         return 0;
1819                 }
1820                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = bmp_pos;
1821
1822                 /* Install new pipe group into grinder's pipe cache */
1823                 grinder_pcache_populate(port, pos, bmp_pos, bmp_slab);
1824
1825                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[0];
1826                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[0];
1827                 grinder->pcache_r = 1;
1828         }
1829
1830         /* Install new pipe in the grinder */
1831         grinder->pindex = pipe_qindex >> 4;
1832         grinder->subport = port->subport + (grinder->pindex / port->n_pipes_per_subport);
1833         grinder->pipe = port->pipe + grinder->pindex;
1834         grinder->pipe_params = NULL; /* to be set after the pipe structure is prefetched */
1835         grinder->productive = 0;
1836
1837         grinder_tccache_populate(port, pos, pipe_qindex, pipe_qmask);
1838         grinder_next_tc(port, pos);
1839
1840         /* Check for pipe exhaustion */
1841         if (grinder->pindex == port->pipe_loop) {
1842                 port->pipe_exhaustion = 1;
1843                 port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1844         }
1845
1846         return 1;
1847 }
1848
1849 #if RTE_SCHED_WRR == 0
1850
1851 #define grinder_wrr_load(a,b)
1852
1853 #define grinder_wrr_store(a,b)
1854
1855 static inline void
1856 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1857 {
1858         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1859         uint64_t slab = grinder->qmask;
1860
1861         if (rte_bsf64(slab, &grinder->qpos) == 0) {
1862                 rte_panic("grinder wrr\n");
1863         }
1864 }
1865
1866 #elif RTE_SCHED_WRR == 1
1867
1868 static inline void
1869 grinder_wrr_load(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1870 {
1871         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1872         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1873         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params = grinder->pipe_params;
1874         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1875         uint32_t qmask = grinder->qmask;
1876         uint32_t qindex;
1877
1878         qindex = tc_index * 4;
1879
1880         grinder->wrr_tokens[0] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1881         grinder->wrr_tokens[1] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 1]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1882         grinder->wrr_tokens[2] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 2]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1883         grinder->wrr_tokens[3] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 3]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1884
1885         grinder->wrr_mask[0] = (qmask & 0x1) * 0xFFFF;
1886         grinder->wrr_mask[1] = ((qmask >> 1) & 0x1) * 0xFFFF;
1887         grinder->wrr_mask[2] = ((qmask >> 2) & 0x1) * 0xFFFF;
1888         grinder->wrr_mask[3] = ((qmask >> 3) & 0x1) * 0xFFFF;
1889
1890         grinder->wrr_cost[0] = pipe_params->wrr_cost[qindex];
1891         grinder->wrr_cost[1] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 1];
1892         grinder->wrr_cost[2] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 2];
1893         grinder->wrr_cost[3] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 3];
1894 }
1895
1896 static inline void
1897 grinder_wrr_store(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1898 {
1899         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1900         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1901         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1902         uint32_t qindex;
1903
1904         qindex = tc_index * 4;
1905
1906         pipe->wrr_tokens[qindex] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[0] & grinder->wrr_mask[0]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1907         pipe->wrr_tokens[qindex + 1] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[1] & grinder->wrr_mask[1]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1908         pipe->wrr_tokens[qindex + 2] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[2] & grinder->wrr_mask[2]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1909         pipe->wrr_tokens[qindex + 3] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[3] & grinder->wrr_mask[3]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1910 }
1911
1912 static inline void
1913 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1914 {
1915         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1916         uint16_t wrr_tokens_min;
1917
1918         grinder->wrr_tokens[0] |= ~grinder->wrr_mask[0];
1919         grinder->wrr_tokens[1] |= ~grinder->wrr_mask[1];
1920         grinder->wrr_tokens[2] |= ~grinder->wrr_mask[2];
1921         grinder->wrr_tokens[3] |= ~grinder->wrr_mask[3];
1922
1923         grinder->qpos = rte_min_pos_4_u16(grinder->wrr_tokens);
1924         wrr_tokens_min = grinder->wrr_tokens[grinder->qpos];
1925
1926         grinder->wrr_tokens[0] -= wrr_tokens_min;
1927         grinder->wrr_tokens[1] -= wrr_tokens_min;
1928         grinder->wrr_tokens[2] -= wrr_tokens_min;
1929         grinder->wrr_tokens[3] -= wrr_tokens_min;
1930 }
1931
1932 #else
1933
1934 #error Invalid value for RTE_SCHED_WRR
1935
1936 #endif /* RTE_SCHED_WRR */
1937
1938 #define grinder_evict(port, pos)
1939
1940 static inline void
1941 grinder_prefetch_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1942 {
1943         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1944
1945         rte_prefetch0(grinder->pipe);
1946         rte_prefetch0(grinder->queue[0]);
1947 }
1948
1949 static inline void
1950 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1951 {
1952         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1953         uint16_t qsize, qr[4];
1954
1955         qsize = grinder->qsize;
1956         qr[0] = grinder->queue[0]->qr & (qsize - 1);
1957         qr[1] = grinder->queue[1]->qr & (qsize - 1);
1958         qr[2] = grinder->queue[2]->qr & (qsize - 1);
1959         qr[3] = grinder->queue[3]->qr & (qsize - 1);
1960
1961         rte_prefetch0(grinder->qbase[0] + qr[0]);
1962         rte_prefetch0(grinder->qbase[1] + qr[1]);
1963
1964         grinder_wrr_load(port, pos);
1965         grinder_wrr(port, pos);
1966
1967         rte_prefetch0(grinder->qbase[2] + qr[2]);
1968         rte_prefetch0(grinder->qbase[3] + qr[3]);
1969 }
1970
1971 static inline void
1972 grinder_prefetch_mbuf(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1973 {
1974         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1975         uint32_t qpos = grinder->qpos;
1976         struct rte_mbuf **qbase = grinder->qbase[qpos];
1977         uint16_t qsize = grinder->qsize;
1978         uint16_t qr = grinder->queue[qpos]->qr & (qsize - 1);
1979
1980         grinder->pkt = qbase[qr];
1981         rte_prefetch0(grinder->pkt);
1982
1983         if (unlikely((qr & 0x7) == 7)) {
1984                 uint16_t qr_next = (grinder->queue[qpos]->qr + 1) & (qsize - 1);
1985
1986                 rte_prefetch0(qbase + qr_next);
1987         }
1988 }
1989
1990 static inline uint32_t
1991 grinder_handle(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1992 {
1993         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1994
1995         switch (grinder->state) {
1996         case e_GRINDER_PREFETCH_PIPE:
1997         {
1998                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
1999                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2000                         port->busy_grinders ++;
2001
2002                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2003                         return 0;
2004                 }
2005
2006                 return 0;
2007         }
2008
2009         case e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS:
2010         {
2011                 struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
2012
2013                 grinder->pipe_params = port->pipe_profiles + pipe->profile;
2014                 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2015                 grinder_credits_update(port, pos);
2016
2017                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2018                 return 0;
2019         }
2020
2021         case e_GRINDER_PREFETCH_MBUF:
2022         {
2023                 grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2024
2025                 grinder->state = e_GRINDER_READ_MBUF;
2026                 return 0;
2027         }
2028
2029         case e_GRINDER_READ_MBUF:
2030         {
2031                 uint32_t result = 0;
2032
2033                 result = grinder_schedule(port, pos);
2034
2035                 /* Look for next packet within the same TC */
2036                 if (result && grinder->qmask) {
2037                         grinder_wrr(port, pos);
2038                         grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2039
2040                         return 1;
2041                 }
2042                 grinder_wrr_store(port, pos);
2043
2044                 /* Look for another active TC within same pipe */
2045                 if (grinder_next_tc(port, pos)) {
2046                         grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2047
2048                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2049                         return result;
2050                 }
2051                 if ((grinder->productive == 0) && (port->pipe_loop == RTE_SCHED_PIPE_INVALID)) {
2052                         port->pipe_loop = grinder->pindex;
2053                 }
2054                 grinder_evict(port, pos);
2055
2056                 /* Look for another active pipe */
2057                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2058                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2059
2060                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2061                         return result;
2062                 }
2063
2064                 /* No active pipe found */
2065                 port->busy_grinders --;
2066
2067                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_PIPE;
2068                 return result;
2069         }
2070
2071         default:
2072                 rte_panic("Algorithmic error (invalid state)\n");
2073                 return 0;
2074         }
2075 }
2076
2077 static inline void
2078 rte_sched_port_time_resync(struct rte_sched_port *port)
2079 {
2080         uint64_t cycles = rte_get_tsc_cycles();
2081         uint64_t cycles_diff = cycles - port->time_cpu_cycles;
2082         double bytes_diff = ((double) cycles_diff) / port->cycles_per_byte;
2083
2084         /* Advance port time */
2085         port->time_cpu_cycles = cycles;
2086         port->time_cpu_bytes += (uint64_t) bytes_diff;
2087         if (port->time < port->time_cpu_bytes) {
2088                 port->time = port->time_cpu_bytes;
2089         }
2090
2091         /* Reset pipe loop detection */
2092         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
2093 }
2094
2095 static inline int
2096 rte_sched_port_exceptions(struct rte_sched_port *port)
2097 {
2098         int exceptions;
2099
2100         /* Check if any exception flag is set */
2101         exceptions = (port->busy_grinders == 0) ||
2102                 (port->pipe_exhaustion == 1);
2103
2104         /* Clear exception flags */
2105         port->pipe_exhaustion = 0;
2106
2107         return exceptions;
2108 }
2109
2110 int
2111 rte_sched_port_dequeue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
2112 {
2113         uint32_t i, count;
2114
2115         port->pkts_out = pkts;
2116         port->n_pkts_out = 0;
2117
2118         rte_sched_port_time_resync(port);
2119
2120         /* Take each queue in the grinder one step further */
2121         for (i = 0, count = 0; ; i ++)  {
2122                 count += grinder_handle(port, i & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1));
2123                 if ((count == n_pkts) || rte_sched_port_exceptions(port)) {
2124                         break;
2125                 }
2126         }
2127
2128         return count;
2129 }