net: add rte prefix to IP defines
[dpdk.git] / doc / guides / prog_guide / packet_classif_access_ctrl.rst
index 72f4510..010ec04 100644 (file)
@@ -1,32 +1,5 @@
-..  BSD LICENSE
-    Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
-    All rights reserved.
-
-    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
-    modification, are permitted provided that the following conditions
-    are met:
-
-    * Redistributions of source code must retain the above copyright
-    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
-    * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
-    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
-    the documentation and/or other materials provided with the
-    distribution.
-    * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
-    contributors may be used to endorse or promote products derived
-    from this software without specific prior written permission.
-
-    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
-    "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
-    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
-    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
-    OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
-    SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
-    LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
-    DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
-    THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
-    (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
-    OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
+    Copyright(c) 2010-2015 Intel Corporation.
 
 Packet Classification and Access Control
 ========================================
@@ -51,8 +24,18 @@ The library API provides the following basic operations:
 Overview
 --------
 
+Rule definition
+~~~~~~~~~~~~~~~
+
 The current implementation allows the user for each AC context to specify its own rule (set of fields)
 over which packet classification will be performed.
+Though there are few restrictions on the rule fields layout:
+
+*  First field in the rule definition has to be one byte long.
+*  All subsequent fields has to be grouped into sets of 4 consecutive bytes.
+
+This is done mainly for performance reasons - search function processes the first input byte as part of the flow setup and then the inner loop of the search function is unrolled to process four input bytes at a time.
+
 To define each field inside an AC rule, the following structure is used:
 
 .. code-block:: c
@@ -85,10 +68,7 @@ To define each field inside an AC rule, the following structure is used:
     A zero-based value that represents the position of the field inside the rule; 0 to N-1 for N fields.
 
 *   input_index
-    For performance reasons, the inner loop of the search function is unrolled to process four input bytes at a time.
-    This requires the input to be grouped into sets of 4 consecutive bytes.
-    The loop processes the first input byte as part of the setup and then
-    subsequent bytes must be in groups of 4 consecutive bytes.
+    As mentioned above, all input fields, except the very first one, must be in groups of 4 consecutive bytes.
     The input index specifies to which input group that field belongs to.
 
 *   offset
@@ -174,7 +154,7 @@ To define classification for the IPv6 2-tuple: <protocol, IPv6 source address> o
 
 .. code-block:: c
 
-    struct struct ipv6_hdr {
+    struct struct rte_ipv6_hdr {
         uint32_t vtc_flow;     /* IP version, traffic class & flow label. */
         uint16_t payload_len;  /* IP packet length - includes sizeof(ip_header). */
         uint8_t proto;         /* Protocol, next header. */
@@ -193,7 +173,7 @@ The following array of field definitions can be used:
             .size = sizeof (uint8_t),
             .field_index = 0,
             .input_index = 0,
-            .offset = offsetof (struct ipv6_hdr, proto),
+            .offset = offsetof (struct rte_ipv6_hdr, proto),
         },
 
         {
@@ -201,7 +181,7 @@ The following array of field definitions can be used:
             .size = sizeof (uint32_t),
             .field_index = 1,
             .input_index = 1,
-            .offset = offsetof (struct ipv6_hdr, src_addr[0]),
+            .offset = offsetof (struct rte_ipv6_hdr, src_addr[0]),
         },
 
         {
@@ -209,7 +189,7 @@ The following array of field definitions can be used:
             .size = sizeof (uint32_t),
             .field_index = 2,
             .input_index = 2,
-            .offset = offsetof (struct ipv6_hdr, src_addr[4]),
+            .offset = offsetof (struct rte_ipv6_hdr, src_addr[4]),
         },
 
         {
@@ -217,7 +197,7 @@ The following array of field definitions can be used:
             .size = sizeof (uint32_t),
             .field_index = 3,
             .input_index = 3,
-           .offset = offsetof (struct ipv6_hdr, src_addr[8]),
+           .offset = offsetof (struct rte_ipv6_hdr, src_addr[8]),
         },
 
         {
@@ -225,7 +205,7 @@ The following array of field definitions can be used:
            .size = sizeof (uint32_t),
            .field_index = 4,
            .input_index = 4,
-           .offset = offsetof (struct ipv6_hdr, src_addr[12]),
+           .offset = offsetof (struct rte_ipv6_hdr, src_addr[12]),
         },
     };
 
@@ -239,6 +219,74 @@ A typical example of such an IPv6 2-tuple rule is a follows:
 Any IPv6 packets with protocol ID 6 (TCP), and source address inside the range
 [2001:db8:1234:0000:0000:0000:0000:0000 - 2001:db8:1234:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff] matches the above rule.
 
+In the following example the last element of the search key is 8-bit long.
+So it is a case where the 4 consecutive bytes of an input field are not fully occupied.
+The structure for the classification is:
+
+.. code-block:: c
+
+    struct acl_key {
+        uint8_t ip_proto;
+        uint32_t ip_src;
+        uint32_t ip_dst;
+        uint8_t tos;      /*< This is partially using a 32-bit input element */
+    };
+
+The following array of field definitions can be used:
+
+.. code-block:: c
+
+    struct rte_acl_field_def ipv4_defs[4] = {
+        /* first input field - always one byte long. */
+        {
+            .type = RTE_ACL_FIELD_TYPE_BITMASK,
+            .size = sizeof (uint8_t),
+            .field_index = 0,
+            .input_index = 0,
+            .offset = offsetof (struct acl_key, ip_proto),
+        },
+
+        /* next input field (IPv4 source address) - 4 consecutive bytes. */
+        {
+            .type = RTE_ACL_FIELD_TYPE_MASK,
+            .size = sizeof (uint32_t),
+            .field_index = 1,
+            .input_index = 1,
+           .offset = offsetof (struct acl_key, ip_src),
+        },
+
+        /* next input field (IPv4 destination address) - 4 consecutive bytes. */
+        {
+            .type = RTE_ACL_FIELD_TYPE_MASK,
+            .size = sizeof (uint32_t),
+            .field_index = 2,
+            .input_index = 2,
+           .offset = offsetof (struct acl_key, ip_dst),
+        },
+
+        /*
+         * Next element of search key (Type of Service) is indeed 1 byte long.
+         * Anyway we need to allocate all the 4 consecutive bytes for it.
+         */
+        {
+            .type = RTE_ACL_FIELD_TYPE_BITMASK,
+            .size = sizeof (uint32_t), /* All the 4 consecutive bytes are allocated */
+            .field_index = 3,
+            .input_index = 3,
+            .offset = offsetof (struct acl_key, tos),
+        },
+    };
+
+A typical example of such an IPv4 4-tuple rule is as follows:
+
+::
+
+    source addr/mask  destination addr/mask  tos/mask protocol/mask
+    192.168.1.0/24    192.168.2.31/32        1/0xff   6/0xff
+
+Any IPv4 packets with protocol ID 6 (TCP), source address 192.168.1.[0-255], destination address 192.168.2.31,
+ToS 1 matches the above rule.
+
 When creating a set of rules, for each rule, additional information must be supplied also:
 
 *   **priority**: A weight to measure the priority of the rules (higher is better).
@@ -254,14 +302,81 @@ When creating a set of rules, for each rule, additional information must be supp
     Each set could be assigned its own category and by combining them into a single database,
     one lookup returns a result for each of the four sets.
 
-*   **userdata**: A user-defined field that could be any value except zero.
+*   **userdata**: A user-defined value.
     For each category, a successful match returns the userdata field of the highest priority matched rule.
+    When no rules match, returned value is zero.
 
 .. note::
 
     When adding new rules into an ACL context, all fields must be in host byte order (LSB).
     When the search is performed for an input tuple, all fields in that tuple must be in network byte order (MSB).
 
+RT memory size limit
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+Build phase (rte_acl_build()) creates for a given set of rules internal structure for further run-time traversal.
+With current implementation it is a set of multi-bit tries (with stride == 8).
+Depending on the rules set, that could consume significant amount of memory.
+In attempt to conserve some space ACL build process tries to split the given
+rule-set into several non-intersecting subsets and construct a separate trie
+for each of them.
+Depending on the rule-set, it might reduce RT memory requirements but might
+increase classification time.
+There is a possibility at build-time to specify maximum memory limit for internal RT structures for given AC context.
+It could be done via **max_size** field of the **rte_acl_config** structure.
+Setting it to the value greater than zero, instructs rte_acl_build() to:
+
+*   attempt to minimize number of tries in the RT table, but
+*   make sure that size of RT table wouldn't exceed given value.
+
+Setting it to zero makes rte_acl_build() to use the default behavior:
+try to minimize size of the RT structures, but doesn't expose any hard limit on it.
+
+That gives the user the ability to decisions about performance/space trade-off.
+For example:
+
+.. code-block:: c
+
+    struct rte_acl_ctx * acx;
+    struct rte_acl_config cfg;
+    int ret;
+
+    /*
+     * assuming that acx points to already created and
+     * populated with rules AC context and cfg filled properly.
+     */
+
+     /* try to build AC context, with RT structures less then 8MB. */
+     cfg.max_size = 0x800000;
+     ret = rte_acl_build(acx, &cfg);
+
+     /*
+      * RT structures can't fit into 8MB for given context.
+      * Try to build without exposing any hard limit.
+      */
+     if (ret == -ERANGE) {
+        cfg.max_size = 0;
+        ret = rte_acl_build(acx, &cfg);
+     }
+
+
+
+Classification methods
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+After rte_acl_build() over given AC context has finished successfully, it can be used to perform classification - search for a rule with highest priority over the input data.
+There are several implementations of classify algorithm:
+
+*   **RTE_ACL_CLASSIFY_SCALAR**: generic implementation, doesn't require any specific HW support.
+
+*   **RTE_ACL_CLASSIFY_SSE**: vector implementation, can process up to 8 flows in parallel. Requires SSE 4.1 support.
+
+*   **RTE_ACL_CLASSIFY_AVX2**: vector implementation, can process up to 16 flows in parallel. Requires AVX2 support.
+
+It is purely a runtime decision which method to choose, there is no build-time difference.
+All implementations operates over the same internal RT structures and use similar principles. The main difference is that vector implementations can manually exploit IA SIMD instructions and process several input data flows in parallel.
+At startup ACL library determines the highest available classify method for the given platform and sets it as default one. Though the user has an ability to override the default classifier function for a given ACL context or perform particular search using non-default classify method. In that case it is user responsibility to make sure that given platform supports selected classify implementation.
+
 Application Programming Interface (API) Usage
 ---------------------------------------------
 
@@ -304,7 +419,7 @@ Classify with Multiple Categories
             .data = {.userdata = 1, .category_mask = 3, .priority = 1},
 
             /* destination IPv4 */
-            .field[2] = {.value.u32 = IPv4(192,168,0,0),. mask_range.u32 = 16,},
+            .field[2] = {.value.u32 = RTE_IPv4(192,168,0,0),. mask_range.u32 = 16,},
 
             /* source port */
             .field[3] = {.value.u16 = 0, .mask_range.u16 = 0xffff,},
@@ -318,7 +433,7 @@ Classify with Multiple Categories
             .data = {.userdata = 2, .category_mask = 1, .priority = 2},
 
             /* destination IPv4 */
-            .field[2] = {.value.u32 = IPv4(192,168,1,0),. mask_range.u32 = 24,},
+            .field[2] = {.value.u32 = RTE_IPv4(192,168,1,0),. mask_range.u32 = 24,},
 
             /* source port */
             .field[3] = {.value.u16 = 0, .mask_range.u16 = 0xffff,},
@@ -332,7 +447,7 @@ Classify with Multiple Categories
             .data = {.userdata = 3, .category_mask = 2, .priority = 3},
 
             /* source IPv4 */
-            .field[1] = {.value.u32 = IPv4(10,1,1,1),. mask_range.u32 = 32,},
+            .field[1] = {.value.u32 = RTE_IPv4(10,1,1,1),. mask_range.u32 = 32,},
 
             /* source port */
             .field[3] = {.value.u16 = 0, .mask_range.u16 = 0xffff,},