crypto/ipsec_mb: add chacha_poly PMD
[dpdk.git] / doc / guides / sample_app_ug / link_status_intr.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
3
4 Link Status Interrupt Sample Application
5 ========================================
6
7 The Link Status Interrupt sample application is a simple example of packet processing using
8 the Data Plane Development Kit (DPDK) that
9 demonstrates how network link status changes for a network port can be captured and
10 used by a DPDK application.
11
12 Overview
13 --------
14
15 The Link Status Interrupt sample application registers a user space callback for the link status interrupt of each port
16 and performs L2 forwarding for each packet that is received on an RX_PORT.
17 The following operations are performed:
18
19 *   RX_PORT and TX_PORT are paired with available ports one-by-one according to the core mask
20
21 *   The source MAC address is replaced by the TX_PORT MAC address
22
23 *   The destination MAC address is replaced by 02:00:00:00:00:TX_PORT_ID
24
25 This application can be used to demonstrate the usage of link status interrupt and its user space callbacks
26 and the behavior of L2 forwarding each time the link status changes.
27
28 Compiling the Application
29 -------------------------
30
31 To compile the sample application see :doc:`compiling`.
32
33 The application is located in the ``link_status_interrupt`` sub-directory.
34
35 Running the Application
36 -----------------------
37
38 The application requires a number of command line options:
39
40 .. code-block:: console
41
42     ./<build_dir>/examples/dpdk-link_status_interrupt [EAL options] -- -p PORTMASK [-q NQ][-T PERIOD]
43
44 where,
45
46 *   -p PORTMASK: A hexadecimal bitmask of the ports to configure
47
48 *   -q NQ: A number of queues (=ports) per lcore (default is 1)
49
50 *   -T PERIOD: statistics will be refreshed each PERIOD seconds (0 to disable, 10 default)
51
52 To run the application in a linux environment with 4 lcores, 4 memory channels, 16 ports and 8 RX queues per lcore,
53 issue the command:
54
55 .. code-block:: console
56
57     $ ./<build_dir>/examples/dpdk-link_status_interrupt -l 0-3 -n 4-- -q 8 -p ffff
58
59 Refer to the *DPDK Getting Started Guide* for general information on running applications
60 and the Environment Abstraction Layer (EAL) options.
61
62 Explanation
63 -----------
64
65 The following sections provide some explanation of the code.
66
67 Command Line Arguments
68 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
69
70 The Link Status Interrupt sample application takes specific parameters,
71 in addition to Environment Abstraction Layer (EAL) arguments (see Section `Running the Application`_).
72
73 Command line parsing is done in the same way as it is done in the L2 Forwarding Sample Application.
74 See :ref:`l2_fwd_app_cmd_arguments` for more information.
75
76 Mbuf Pool Initialization
77 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
78
79 Mbuf pool initialization is done in the same way as it is done in the L2 Forwarding Sample Application.
80 See :ref:`l2_fwd_app_mbuf_init` for more information.
81
82 Driver Initialization
83 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84
85 The main part of the code in the main() function relates to the initialization of the driver.
86 To fully understand this code, it is recommended to study the chapters that related to the Poll Mode Driver in the
87 *DPDK Programmer's Guide and the DPDK API Reference*.
88
89 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
90         :language: c
91         :start-after: Each logical core is assigned a dedicated TX queue on each port. 8<
92         :end-before: >8 End of assigning logical core.
93         :dedent: 1
94
95 The next step is to configure the RX and TX queues.
96 For each port, there is only one RX queue (only one lcore is able to poll a given port).
97 The number of TX queues depends on the number of available lcores.
98 The rte_eth_dev_configure() function is used to configure the number of queues for a port:
99
100 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
101         :language: c
102         :start-after: Configure RX and TX queues. 8<
103         :end-before: >8 End of configure RX and TX queues.
104         :dedent: 2
105
106 The global configuration is stored in a static structure:
107
108 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
109         :language: c
110         :start-after: Global configuration stored in a static structure. 8<
111         :end-before: >8 End of global configuration stored in a static structure.
112
113 Configuring lsc to 0 (the default) disables the generation of any link status change interrupts in kernel space
114 and no user space interrupt event is received.
115 The public interface rte_eth_link_get() accesses the NIC registers directly to update the link status.
116 Configuring lsc to non-zero enables the generation of link status change interrupts in kernel space
117 when a link status change is present and calls the user space callbacks registered by the application.
118 The public interface rte_eth_link_get() just reads the link status in a global structure
119 that would be updated in the interrupt host thread only.
120
121 Interrupt Callback Registration
122 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
123
124 The application can register one or more callbacks to a specific port and interrupt event.
125 An example callback function that has been written as indicated below.
126
127 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
128         :language: c
129         :start-after: lsi_event_callback 8<
130         :end-before: >8 End of registering one or more callbacks.
131
132 This function is called when a link status interrupt is present for the right port.
133 The port_id indicates which port the interrupt applies to.
134 The type parameter identifies the interrupt event type,
135 which currently can be RTE_ETH_EVENT_INTR_LSC only, but other types can be added in the future.
136 The param parameter is the address of the parameter for the callback.
137 This function should be implemented with care since it will be called in the interrupt host thread,
138 which is different from the main thread of its caller.
139
140 The application registers the lsi_event_callback and a NULL parameter to the link status interrupt event on each port:
141
142 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
143         :language: c
144         :start-after: RTE callback register. 8<
145         :end-before: >8 End of registering lsi interrupt callback.
146         :dedent: 2
147
148 This registration can be done only after calling the rte_eth_dev_configure() function and before calling any other function.
149 If lsc is initialized with 0, the callback is never called since no interrupt event would ever be present.
150
151 RX Queue Initialization
152 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
153
154 The application uses one lcore to poll one or several ports, depending on the -q option,
155 which specifies the number of queues per lcore.
156
157 For example, if the user specifies -q 4, the application is able to poll four ports with one lcore.
158 If there are 16 ports on the target (and if the portmask argument is -p ffff),
159 the application will need four lcores to poll all the ports.
160
161 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
162         :language: c
163         :start-after: RX queue initialization. 8<
164         :end-before: >8 End of RX queue initialization.
165         :dedent: 2
166
167 The list of queues that must be polled for a given lcore is stored in a private structure called struct lcore_queue_conf.
168
169 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
170         :language: c
171         :start-after: List of queues must be polled for a give lcore. 8<
172         :end-before: >8 End of list of queues to be polled.
173
174 The n_rx_port and rx_port_list[] fields are used in the main packet processing loop
175 (see `Receive, Process and Transmit Packets`_).
176
177 The global configuration for the RX queues is stored in a static structure:
178
179 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
180         :language: c
181         :start-after: List of queues must be polled for a give lcore. 8<
182         :end-before: >8 End of list of queues to be polled.
183
184 TX Queue Initialization
185 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
186
187 Each lcore should be able to transmit on any port.
188 For every port, a single TX queue is initialized.
189
190 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
191         :language: c
192         :start-after: init one TX queue logical core on each port. 8<
193         :end-before: >8 End of init one TX queue.
194         :dedent: 2
195
196 The global configuration for TX queues is stored in a static structure:
197
198 .. code-block:: c
199
200     static const struct rte_eth_txconf tx_conf = {
201         .tx_thresh = {
202             .pthresh = TX_PTHRESH,
203             .hthresh = TX_HTHRESH,
204             .wthresh = TX_WTHRESH,
205         },
206         .tx_free_thresh = RTE_TEST_TX_DESC_DEFAULT + 1, /* disable feature */
207     };
208
209 Receive, Process and Transmit Packets
210 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
211
212 In the lsi_main_loop() function, the main task is to read ingress packets from the RX queues.
213 This is done using the following code:
214
215 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
216         :language: c
217         :start-after: Read packet from RX queues. 8<
218         :end-before: >8 End of reading packet from RX queues.
219         :dedent: 2
220
221 Packets are read in a burst of size MAX_PKT_BURST.
222 The rte_eth_rx_burst() function writes the mbuf pointers in a local table and returns the number of available mbufs in the table.
223
224 Then, each mbuf in the table is processed by the lsi_simple_forward() function.
225 The processing is very simple: processes the TX port from the RX port and then replaces the source and destination MAC addresses.
226
227 .. note::
228
229     In the following code, the two lines for calculating the output port require some explanation.
230     If portId is even, the first line does nothing (as portid & 1 will be 0), and the second line adds 1.
231     If portId is odd, the first line subtracts one and the second line does nothing.
232     Therefore, 0 goes to 1, and 1 to 0, 2 goes to 3 and 3 to 2, and so on.
233
234 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
235         :language: c
236         :start-after: Replacing the source and destination MAC addresses. 8<
237         :end-before: >8 End of replacing the source and destination MAC addresses.
238
239 Then, the packet is sent using the lsi_send_packet(m, dst_port) function.
240 For this test application, the processing is exactly the same for all packets arriving on the same RX port.
241 Therefore, it would have been possible to call the lsi_send_burst() function directly from the main loop
242 to send all the received packets on the same TX port using
243 the burst-oriented send function, which is more efficient.
244
245 However, in real-life applications (such as, L3 routing),
246 packet N is not necessarily forwarded on the same port as packet N-1.
247 The application is implemented to illustrate that so the same approach can be reused in a more complex application.
248
249 The lsi_send_packet() function stores the packet in a per-lcore and per-txport table.
250 If the table is full, the whole packets table is transmitted using the lsi_send_burst() function:
251
252 .. literalinclude:: ../../../examples/l2fwd-crypto/main.c
253     :language: c
254     :start-after: Enqueue packets for TX and prepare them to be sent. 8<
255     :end-before: >8 End of Enqueuing packets for TX.
256
257 To ensure that no packets remain in the tables, each lcore does a draining of the TX queue in its main loop.
258 This technique introduces some latency when there are not many packets to send.
259 However, it improves performance:
260
261 .. literalinclude:: ../../../examples/link_status_interrupt/main.c
262         :language: c
263         :start-after: Draining TX queue in its main loop. 8<
264         :end-before: >8 End of draining TX queue in its main loop.
265         :dedent: 2