acl: introduce DFA nodes compression (group64) for identical entries
[dpdk.git] / lib / librte_acl / acl_gen.c
index b1f766b..c9b7839 100644 (file)
 } while (0)
 
 struct acl_node_counters {
-       int                match;
-       int                match_used;
-       int                single;
-       int                quad;
-       int                quad_vectors;
-       int                dfa;
-       int                smallest_match;
+       int32_t match;
+       int32_t match_used;
+       int32_t single;
+       int32_t quad;
+       int32_t quad_vectors;
+       int32_t dfa;
+       int32_t dfa_gr64;
+       int32_t smallest_match;
 };
 
 struct rte_acl_indices {
@@ -61,24 +62,118 @@ struct rte_acl_indices {
 
 static void
 acl_gen_log_stats(const struct rte_acl_ctx *ctx,
-       const struct acl_node_counters *counts)
+       const struct acl_node_counters *counts,
+       const struct rte_acl_indices *indices)
 {
        RTE_LOG(DEBUG, ACL, "Gen phase for ACL \"%s\":\n"
                "runtime memory footprint on socket %d:\n"
                "single nodes/bytes used: %d/%zu\n"
-               "quad nodes/bytes used: %d/%zu\n"
-               "DFA nodes/bytes used: %d/%zu\n"
+               "quad nodes/vectors/bytes used: %d/%d/%zu\n"
+               "DFA nodes/group64/bytes used: %d/%d/%zu\n"
                "match nodes/bytes used: %d/%zu\n"
                "total: %zu bytes\n",
                ctx->name, ctx->socket_id,
                counts->single, counts->single * sizeof(uint64_t),
-               counts->quad, counts->quad_vectors * sizeof(uint64_t),
-               counts->dfa, counts->dfa * RTE_ACL_DFA_SIZE * sizeof(uint64_t),
+               counts->quad, counts->quad_vectors,
+               (indices->quad_index - indices->dfa_index) * sizeof(uint64_t),
+               counts->dfa, counts->dfa_gr64,
+               indices->dfa_index * sizeof(uint64_t),
                counts->match,
                counts->match * sizeof(struct rte_acl_match_results),
                ctx->mem_sz);
 }
 
+static uint64_t
+acl_dfa_gen_idx(const struct rte_acl_node *node, uint32_t index)
+{
+       uint64_t idx;
+       uint32_t i;
+
+       idx = 0;
+       for (i = 0; i != RTE_DIM(node->dfa_gr64); i++) {
+               RTE_ACL_VERIFY(node->dfa_gr64[i] < RTE_ACL_DFA_GR64_NUM);
+               RTE_ACL_VERIFY(node->dfa_gr64[i] < node->fanout);
+               idx |= (i - node->dfa_gr64[i]) <<
+                       (6 + RTE_ACL_DFA_GR64_BIT * i);
+       }
+
+       return idx << (CHAR_BIT * sizeof(index)) | index | node->node_type;
+}
+
+static void
+acl_dfa_fill_gr64(const struct rte_acl_node *node,
+       const uint64_t src[RTE_ACL_DFA_SIZE], uint64_t dst[RTE_ACL_DFA_SIZE])
+{
+       uint32_t i;
+
+       for (i = 0; i != RTE_DIM(node->dfa_gr64); i++) {
+               memcpy(dst + node->dfa_gr64[i] * RTE_ACL_DFA_GR64_SIZE,
+                       src + i * RTE_ACL_DFA_GR64_SIZE,
+                       RTE_ACL_DFA_GR64_SIZE * sizeof(dst[0]));
+       }
+}
+
+static uint32_t
+acl_dfa_count_gr64(const uint64_t array_ptr[RTE_ACL_DFA_SIZE],
+       uint8_t gr64[RTE_ACL_DFA_GR64_NUM])
+{
+       uint32_t i, j, k;
+
+       k = 0;
+       for (i = 0; i != RTE_ACL_DFA_GR64_NUM; i++) {
+               gr64[i] = i;
+               for (j = 0; j != i; j++) {
+                       if (memcmp(array_ptr + i * RTE_ACL_DFA_GR64_SIZE,
+                                       array_ptr + j * RTE_ACL_DFA_GR64_SIZE,
+                                       RTE_ACL_DFA_GR64_SIZE *
+                                       sizeof(array_ptr[0])) == 0)
+                               break;
+               }
+               gr64[i] = (j != i) ? gr64[j] : k++;
+       }
+
+       return k;
+}
+
+static uint32_t
+acl_node_fill_dfa(const struct rte_acl_node *node,
+       uint64_t dfa[RTE_ACL_DFA_SIZE], uint64_t no_match, int32_t resolved)
+{
+       uint32_t n, x;
+       uint32_t ranges, last_bit;
+       struct rte_acl_node *child;
+       struct rte_acl_bitset *bits;
+
+       ranges = 0;
+       last_bit = 0;
+
+       for (n = 0; n < RTE_ACL_DFA_SIZE; n++)
+               dfa[n] = no_match;
+
+       for (x = 0; x < node->num_ptrs; x++) {
+
+               child = node->ptrs[x].ptr;
+               if (child == NULL)
+                       continue;
+
+               bits = &node->ptrs[x].values;
+               for (n = 0; n < RTE_ACL_DFA_SIZE; n++) {
+
+                       if (bits->bits[n / (sizeof(bits_t) * CHAR_BIT)] &
+                               (1 << (n % (sizeof(bits_t) * CHAR_BIT)))) {
+
+                               dfa[n] = resolved ? child->node_index : x;
+                               ranges += (last_bit == 0);
+                               last_bit = 1;
+                       } else {
+                               last_bit = 0;
+                       }
+               }
+       }
+
+       return ranges;
+}
+
 /*
 *  Counts the number of groups of sequential bits that are
 *  either 0 or 1, as specified by the zero_one parameter. This is used to
@@ -150,10 +245,11 @@ acl_count_fanout(struct rte_acl_node *node)
  */
 static int
 acl_count_trie_types(struct acl_node_counters *counts,
-       struct rte_acl_node *node, int match, int force_dfa)
+       struct rte_acl_node *node, uint64_t no_match, int match, int force_dfa)
 {
        uint32_t n;
        int num_ptrs;
+       uint64_t dfa[RTE_ACL_DFA_SIZE];
 
        /* skip if this node has been counted */
        if (node->node_type != (uint32_t)RTE_ACL_NODE_UNDEFINED)
@@ -186,6 +282,16 @@ acl_count_trie_types(struct acl_node_counters *counts,
        } else {
                counts->dfa++;
                node->node_type = RTE_ACL_NODE_DFA;
+               if (force_dfa != 0) {
+                       /* always expand to a max number of nodes. */
+                       for (n = 0; n != RTE_DIM(node->dfa_gr64); n++)
+                               node->dfa_gr64[n] = n;
+                       node->fanout = n;
+               } else {
+                       acl_node_fill_dfa(node, dfa, no_match, 0);
+                       node->fanout = acl_dfa_count_gr64(dfa, node->dfa_gr64);
+               }
+               counts->dfa_gr64 += node->fanout;
        }
 
        /*
@@ -194,7 +300,7 @@ acl_count_trie_types(struct acl_node_counters *counts,
        for (n = 0; n < node->num_ptrs; n++) {
                if (node->ptrs[n].ptr != NULL)
                        match = acl_count_trie_types(counts, node->ptrs[n].ptr,
-                               match, 0);
+                               no_match, match, 0);
        }
 
        return match;
@@ -204,38 +310,11 @@ static void
 acl_add_ptrs(struct rte_acl_node *node, uint64_t *node_array, uint64_t no_match,
        int resolved)
 {
-       uint32_t n, x;
-       int m, ranges, last_bit;
-       struct rte_acl_node *child;
-       struct rte_acl_bitset *bits;
+       uint32_t x;
+       int32_t m;
        uint64_t *node_a, index, dfa[RTE_ACL_DFA_SIZE];
 
-       ranges = 0;
-       last_bit = 0;
-
-       for (n = 0; n < RTE_DIM(dfa); n++)
-               dfa[n] = no_match;
-
-       for (x = 0; x < node->num_ptrs; x++) {
-
-               child = node->ptrs[x].ptr;
-               if (child == NULL)
-                       continue;
-
-               bits = &node->ptrs[x].values;
-               for (n = 0; n < RTE_DIM(dfa); n++) {
-
-                       if (bits->bits[n / (sizeof(bits_t) * CHAR_BIT)] &
-                               (1 << (n % (sizeof(bits_t) * CHAR_BIT)))) {
-
-                               dfa[n] = resolved ? child->node_index : x;
-                               ranges += (last_bit == 0);
-                               last_bit = 1;
-                       } else {
-                               last_bit = 0;
-                       }
-               }
-       }
+       acl_node_fill_dfa(node, dfa, no_match, resolved);
 
        /*
         * Rather than going from 0 to 256, the range count and
@@ -272,8 +351,7 @@ acl_add_ptrs(struct rte_acl_node *node, uint64_t *node_array, uint64_t no_match,
                RTE_ACL_VERIFY(m <= RTE_ACL_QUAD_SIZE);
 
        } else if (node->node_type == RTE_ACL_NODE_DFA && resolved) {
-               for (n = 0; n < RTE_DIM(dfa); n++)
-                       node_array[n] = dfa[n];
+               acl_dfa_fill_gr64(node, dfa, node_array);
        }
 }
 
@@ -286,7 +364,7 @@ static void
 acl_gen_node(struct rte_acl_node *node, uint64_t *node_array,
        uint64_t no_match, struct rte_acl_indices *index, int num_categories)
 {
-       uint32_t n, *qtrp;
+       uint32_t n, sz, *qtrp;
        uint64_t *array_ptr;
        struct rte_acl_match_results *match;
 
@@ -297,10 +375,11 @@ acl_gen_node(struct rte_acl_node *node, uint64_t *node_array,
 
        switch (node->node_type) {
        case RTE_ACL_NODE_DFA:
-               node->node_index = index->dfa_index | node->node_type;
                array_ptr = &node_array[index->dfa_index];
-               index->dfa_index += RTE_ACL_DFA_SIZE;
-               for (n = 0; n < RTE_ACL_DFA_SIZE; n++)
+               node->node_index = acl_dfa_gen_idx(node, index->dfa_index);
+               sz = node->fanout * RTE_ACL_DFA_GR64_SIZE;
+               index->dfa_index += sz;
+               for (n = 0; n < sz; n++)
                        array_ptr[n] = no_match;
                break;
        case RTE_ACL_NODE_SINGLE:
@@ -312,7 +391,7 @@ acl_gen_node(struct rte_acl_node *node, uint64_t *node_array,
                break;
        case RTE_ACL_NODE_QRANGE:
                array_ptr = &node_array[index->quad_index];
-               acl_add_ptrs(node, array_ptr, no_match,  0);
+               acl_add_ptrs(node, array_ptr, no_match, 0);
                qtrp = (uint32_t *)node->transitions;
                node->node_index = qtrp[0];
                node->node_index <<= sizeof(index->quad_index) * CHAR_BIT;
@@ -368,7 +447,7 @@ static int
 acl_calc_counts_indices(struct acl_node_counters *counts,
        struct rte_acl_indices *indices, struct rte_acl_trie *trie,
        struct rte_acl_bld_trie *node_bld_trie, uint32_t num_tries,
-       int match_num)
+       int match_num, uint64_t no_match)
 {
        uint32_t n;
 
@@ -379,13 +458,13 @@ acl_calc_counts_indices(struct acl_node_counters *counts,
        for (n = 0; n < num_tries; n++) {
                counts->smallest_match = INT32_MAX;
                match_num = acl_count_trie_types(counts, node_bld_trie[n].trie,
-                       match_num, 1);
+                       no_match, match_num, 1);
                trie[n].smallest = counts->smallest_match;
        }
 
        indices->dfa_index = RTE_ACL_DFA_SIZE + 1;
        indices->quad_index = indices->dfa_index +
-               counts->dfa * RTE_ACL_DFA_SIZE;
+               counts->dfa_gr64 * RTE_ACL_DFA_GR64_SIZE;
        indices->single_index = indices->quad_index + counts->quad_vectors;
        indices->match_index = indices->single_index + counts->single + 1;
        indices->match_index = RTE_ALIGN(indices->match_index,
@@ -410,9 +489,11 @@ rte_acl_gen(struct rte_acl_ctx *ctx, struct rte_acl_trie *trie,
        struct acl_node_counters counts;
        struct rte_acl_indices indices;
 
+       no_match = RTE_ACL_NODE_MATCH;
+
        /* Fill counts and indices arrays from the nodes. */
        match_num = acl_calc_counts_indices(&counts, &indices, trie,
-               node_bld_trie, num_tries, match_num);
+               node_bld_trie, num_tries, match_num, no_match);
 
        /* Allocate runtime memory (align to cache boundary) */
        total_size = RTE_ALIGN(data_index_sz, RTE_CACHE_LINE_SIZE) +
@@ -440,11 +521,11 @@ rte_acl_gen(struct rte_acl_ctx *ctx, struct rte_acl_trie *trie,
         */
 
        node_array[RTE_ACL_DFA_SIZE] = RTE_ACL_DFA_SIZE | RTE_ACL_NODE_SINGLE;
-       no_match = RTE_ACL_NODE_MATCH;
 
        for (n = 0; n < RTE_ACL_DFA_SIZE; n++)
                node_array[n] = no_match;
 
+       /* NOMATCH result at index 0 */
        match = ((struct rte_acl_match_results *)(node_array + match_index));
        memset(match, 0, sizeof(*match));
 
@@ -470,6 +551,6 @@ rte_acl_gen(struct rte_acl_ctx *ctx, struct rte_acl_trie *trie,
        ctx->trans_table = node_array;
        memcpy(ctx->trie, trie, sizeof(ctx->trie));
 
-       acl_gen_log_stats(ctx, &counts);
+       acl_gen_log_stats(ctx, &counts, &indices);
        return 0;
 }