examples/dma/dmafwd.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2019-2021 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <stdint.h>
   6 #include <getopt.h>
   7 #include <signal.h>
   8 #include <stdbool.h>
   9 #include <unistd.h>
  10
  11 #include <rte_malloc.h>
  12 #include <rte_ethdev.h>
  13 #include <rte_dmadev.h>
  14
  15 /* size of ring used for software copying between rx and tx. */
  16 #define RTE_LOGTYPE_DMA RTE_LOGTYPE_USER1
  17 #define MAX_PKT_BURST 32
  18 #define MEMPOOL_CACHE_SIZE 512
  19 #define MIN_POOL_SIZE 65536U
  20 #define CMD_LINE_OPT_MAC_UPDATING "mac-updating"
  21 #define CMD_LINE_OPT_NO_MAC_UPDATING "no-mac-updating"
  22 #define CMD_LINE_OPT_PORTMASK "portmask"
  23 #define CMD_LINE_OPT_NB_QUEUE "nb-queue"
  24 #define CMD_LINE_OPT_COPY_TYPE "copy-type"
  25 #define CMD_LINE_OPT_RING_SIZE "ring-size"
  26 #define CMD_LINE_OPT_BATCH_SIZE "dma-batch-size"
  27 #define CMD_LINE_OPT_FRAME_SIZE "max-frame-size"
  28 #define CMD_LINE_OPT_FORCE_COPY_SIZE "force-min-copy-size"
  29 #define CMD_LINE_OPT_STATS_INTERVAL "stats-interval"
  30
  31 /* configurable number of RX/TX ring descriptors */
  32 #define RX_DEFAULT_RINGSIZE 1024
  33 #define TX_DEFAULT_RINGSIZE 1024
  34
  35 /* max number of RX queues per port */
  36 #define MAX_RX_QUEUES_COUNT 8
  37
  38 struct rxtx_port_config {
  39         /* common config */
  40         uint16_t rxtx_port;
  41         uint16_t nb_queues;
  42         /* for software copy mode */
  43         struct rte_ring *rx_to_tx_ring;
  44         /* for dmadev HW copy mode */
  45         uint16_t dmadev_ids[MAX_RX_QUEUES_COUNT];
  46 };
  47
  48 /* Configuring ports and number of assigned lcores in struct. 8< */
  49 struct rxtx_transmission_config {
  50         struct rxtx_port_config ports[RTE_MAX_ETHPORTS];
  51         uint16_t nb_ports;
  52         uint16_t nb_lcores;
  53 };
  54 /* >8 End of configuration of ports and number of assigned lcores. */
  55
  56 /* per-port statistics struct */
  57 struct dma_port_statistics {
  58         uint64_t rx[RTE_MAX_ETHPORTS];
  59         uint64_t tx[RTE_MAX_ETHPORTS];
  60         uint64_t tx_dropped[RTE_MAX_ETHPORTS];
  61         uint64_t copy_dropped[RTE_MAX_ETHPORTS];
  62 };
  63 struct dma_port_statistics port_statistics;
  64 struct total_statistics {
  65         uint64_t total_packets_dropped;
  66         uint64_t total_packets_tx;
  67         uint64_t total_packets_rx;
  68         uint64_t total_submitted;
  69         uint64_t total_completed;
  70         uint64_t total_failed;
  71 };
  72
  73 typedef enum copy_mode_t {
  74 #define COPY_MODE_SW "sw"
  75         COPY_MODE_SW_NUM,
  76 #define COPY_MODE_DMA "hw"
  77         COPY_MODE_DMA_NUM,
  78         COPY_MODE_INVALID_NUM,
  79         COPY_MODE_SIZE_NUM = COPY_MODE_INVALID_NUM
  80 } copy_mode_t;
  81
  82 /* mask of enabled ports */
  83 static uint32_t dma_enabled_port_mask;
  84
  85 /* number of RX queues per port */
  86 static uint16_t nb_queues = 1;
  87
  88 /* MAC updating enabled by default. */
  89 static int mac_updating = 1;
  90
  91 /* hardware copy mode enabled by default. */
  92 static copy_mode_t copy_mode = COPY_MODE_DMA_NUM;
  93
  94 /* size of descriptor ring for hardware copy mode or
  95  * rte_ring for software copy mode
  96  */
  97 static unsigned short ring_size = 2048;
  98
  99 /* interval, in seconds, between stats prints */
 100 static unsigned short stats_interval = 1;
 101 /* global mbuf arrays for tracking DMA bufs */
 102 #define MBUF_RING_SIZE  2048
 103 #define MBUF_RING_MASK  (MBUF_RING_SIZE - 1)
 104 struct dma_bufs {
 105         struct rte_mbuf *bufs[MBUF_RING_SIZE];
 106         struct rte_mbuf *copies[MBUF_RING_SIZE];
 107         uint16_t sent;
 108 };
 109 static struct dma_bufs dma_bufs[RTE_DMADEV_DEFAULT_MAX];
 110
 111 /* global transmission config */
 112 struct rxtx_transmission_config cfg;
 113
 114 /* configurable number of RX/TX ring descriptors */
 115 static uint16_t nb_rxd = RX_DEFAULT_RINGSIZE;
 116 static uint16_t nb_txd = TX_DEFAULT_RINGSIZE;
 117
 118 static volatile bool force_quit;
 119
 120 static uint32_t dma_batch_sz = MAX_PKT_BURST;
 121 static uint32_t max_frame_size;
 122 static uint32_t force_min_copy_size;
 123
 124 /* ethernet addresses of ports */
 125 static struct rte_ether_addr dma_ports_eth_addr[RTE_MAX_ETHPORTS];
 126
 127 struct rte_mempool *dma_pktmbuf_pool;
 128
 129 /* Print out statistics for one port. */
 130 static void
 131 print_port_stats(uint16_t port_id)
 132 {
 133         printf("\nStatistics for port %u ------------------------------"
 134                 "\nPackets sent: %34"PRIu64
 135                 "\nPackets received: %30"PRIu64
 136                 "\nPackets dropped on tx: %25"PRIu64
 137                 "\nPackets dropped on copy: %23"PRIu64,
 138                 port_id,
 139                 port_statistics.tx[port_id],
 140                 port_statistics.rx[port_id],
 141                 port_statistics.tx_dropped[port_id],
 142                 port_statistics.copy_dropped[port_id]);
 143 }
 144
 145 /* Print out statistics for one dmadev device. */
 146 static void
 147 print_dmadev_stats(uint32_t dev_id, struct rte_dma_stats stats)
 148 {
 149         printf("\nDMA channel %u", dev_id);
 150         printf("\n\t Total submitted ops: %"PRIu64"", stats.submitted);
 151         printf("\n\t Total completed ops: %"PRIu64"", stats.completed);
 152         printf("\n\t Total failed ops: %"PRIu64"", stats.errors);
 153 }
 154
 155 static void
 156 print_total_stats(struct total_statistics *ts)
 157 {
 158         printf("\nAggregate statistics ==============================="
 159                 "\nTotal packets Tx: %22"PRIu64" [pkt/s]"
 160                 "\nTotal packets Rx: %22"PRIu64" [pkt/s]"
 161                 "\nTotal packets dropped: %17"PRIu64" [pkt/s]",
 162                 ts->total_packets_tx / stats_interval,
 163                 ts->total_packets_rx / stats_interval,
 164                 ts->total_packets_dropped / stats_interval);
 165
 166         if (copy_mode == COPY_MODE_DMA_NUM) {
 167                 printf("\nTotal submitted ops: %19"PRIu64" [ops/s]"
 168                         "\nTotal completed ops: %19"PRIu64" [ops/s]"
 169                         "\nTotal failed ops: %22"PRIu64" [ops/s]",
 170                         ts->total_submitted / stats_interval,
 171                         ts->total_completed / stats_interval,
 172                         ts->total_failed / stats_interval);
 173         }
 174
 175         printf("\n====================================================\n");
 176 }
 177
 178 /* Print out statistics on packets dropped. */
 179 static void
 180 print_stats(char *prgname)
 181 {
 182         struct total_statistics ts, delta_ts;
 183         struct rte_dma_stats stats = {0};
 184         uint32_t i, port_id, dev_id;
 185         char status_string[255]; /* to print at the top of the output */
 186         int status_strlen;
 187
 188         const char clr[] = { 27, '[', '2', 'J', '\0' };
 189         const char topLeft[] = { 27, '[', '1', ';', '1', 'H', '\0' };
 190
 191         status_strlen = snprintf(status_string, sizeof(status_string),
 192                 "%s, ", prgname);
 193         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 194                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 195                 "Worker Threads = %d, ",
 196                 rte_lcore_count() > 2 ? 2 : 1);
 197         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 198                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 199                 "Copy Mode = %s,\n", copy_mode == COPY_MODE_SW_NUM ?
 200                 COPY_MODE_SW : COPY_MODE_DMA);
 201         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 202                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 203                 "Updating MAC = %s, ", mac_updating ?
 204                 "enabled" : "disabled");
 205         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 206                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 207                 "Rx Queues = %d, ", nb_queues);
 208         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 209                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 210                 "Ring Size = %d\n", ring_size);
 211         status_strlen += snprintf(status_string + status_strlen,
 212                 sizeof(status_string) - status_strlen,
 213                 "Force Min Copy Size = %u Packet Data Room Size = %u",
 214                 force_min_copy_size,
 215                 rte_pktmbuf_data_room_size(dma_pktmbuf_pool) -
 216                 RTE_PKTMBUF_HEADROOM);
 217
 218         memset(&ts, 0, sizeof(struct total_statistics));
 219
 220         while (!force_quit) {
 221                 /* Sleep for "stats_interval" seconds each round - init sleep allows reading
 222                  * messages from app startup.
 223                  */
 224                 sleep(stats_interval);
 225
 226                 /* Clear screen and move to top left */
 227                 printf("%s%s", clr, topLeft);
 228
 229                 memset(&delta_ts, 0, sizeof(struct total_statistics));
 230
 231                 printf("%s\n", status_string);
 232
 233                 for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
 234                         port_id = cfg.ports[i].rxtx_port;
 235                         print_port_stats(port_id);
 236
 237                         delta_ts.total_packets_dropped +=
 238                                 port_statistics.tx_dropped[port_id]
 239                                 + port_statistics.copy_dropped[port_id];
 240                         delta_ts.total_packets_tx +=
 241                                 port_statistics.tx[port_id];
 242                         delta_ts.total_packets_rx +=
 243                                 port_statistics.rx[port_id];
 244
 245                         if (copy_mode == COPY_MODE_DMA_NUM) {
 246                                 uint32_t j;
 247
 248                                 for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++) {
 249                                         dev_id = cfg.ports[i].dmadev_ids[j];
 250                                         rte_dma_stats_get(dev_id, 0, &stats);
 251                                         print_dmadev_stats(dev_id, stats);
 252
 253                                         delta_ts.total_submitted += stats.submitted;
 254                                         delta_ts.total_completed += stats.completed;
 255                                         delta_ts.total_failed += stats.errors;
 256                                 }
 257                         }
 258                 }
 259
 260                 delta_ts.total_packets_tx -= ts.total_packets_tx;
 261                 delta_ts.total_packets_rx -= ts.total_packets_rx;
 262                 delta_ts.total_packets_dropped -= ts.total_packets_dropped;
 263                 delta_ts.total_submitted -= ts.total_submitted;
 264                 delta_ts.total_completed -= ts.total_completed;
 265                 delta_ts.total_failed -= ts.total_failed;
 266
 267                 printf("\n");
 268                 print_total_stats(&delta_ts);
 269
 270                 fflush(stdout);
 271
 272                 ts.total_packets_tx += delta_ts.total_packets_tx;
 273                 ts.total_packets_rx += delta_ts.total_packets_rx;
 274                 ts.total_packets_dropped += delta_ts.total_packets_dropped;
 275                 ts.total_submitted += delta_ts.total_submitted;
 276                 ts.total_completed += delta_ts.total_completed;
 277                 ts.total_failed += delta_ts.total_failed;
 278         }
 279 }
 280
 281 static void
 282 update_mac_addrs(struct rte_mbuf *m, uint32_t dest_portid)
 283 {
 284         struct rte_ether_hdr *eth;
 285         void *tmp;
 286
 287         eth = rte_pktmbuf_mtod(m, struct rte_ether_hdr *);
 288
 289         /* 02:00:00:00:00:xx - overwriting 2 bytes of source address but
 290          * it's acceptable cause it gets overwritten by rte_ether_addr_copy
 291          */
 292         tmp = &eth->dst_addr.addr_bytes[0];
 293         *((uint64_t *)tmp) = 0x000000000002 + ((uint64_t)dest_portid << 40);
 294
 295         /* src addr */
 296         rte_ether_addr_copy(&dma_ports_eth_addr[dest_portid], &eth->src_addr);
 297 }
 298
 299 /* Perform packet copy there is a user-defined function. 8< */
 300 static inline void
 301 pktmbuf_metadata_copy(const struct rte_mbuf *src, struct rte_mbuf *dst)
 302 {
 303         dst->data_off = src->data_off;
 304         memcpy(&dst->rx_descriptor_fields1, &src->rx_descriptor_fields1,
 305                 offsetof(struct rte_mbuf, buf_len) -
 306                 offsetof(struct rte_mbuf, rx_descriptor_fields1));
 307 }
 308
 309 /* Copy packet data */
 310 static inline void
 311 pktmbuf_sw_copy(struct rte_mbuf *src, struct rte_mbuf *dst)
 312 {
 313         rte_memcpy(rte_pktmbuf_mtod(dst, char *),
 314                 rte_pktmbuf_mtod(src, char *),
 315                 RTE_MAX(src->data_len, force_min_copy_size));
 316 }
 317 /* >8 End of perform packet copy there is a user-defined function. */
 318
 319 static uint32_t
 320 dma_enqueue_packets(struct rte_mbuf *pkts[], struct rte_mbuf *pkts_copy[],
 321         uint32_t nb_rx, uint16_t dev_id)
 322 {
 323         struct dma_bufs *dma = &dma_bufs[dev_id];
 324         int ret;
 325         uint32_t i;
 326
 327         for (i = 0; i < nb_rx; i++) {
 328                 /* Perform data copy */
 329                 ret = rte_dma_copy(dev_id, 0,
 330                         rte_pktmbuf_iova(pkts[i]),
 331                         rte_pktmbuf_iova(pkts_copy[i]),
 332                         RTE_MAX(rte_pktmbuf_data_len(pkts[i]),
 333                                 force_min_copy_size),
 334                         0);
 335
 336                 if (ret < 0)
 337                         break;
 338
 339                 dma->bufs[ret & MBUF_RING_MASK] = pkts[i];
 340                 dma->copies[ret & MBUF_RING_MASK] = pkts_copy[i];
 341         }
 342
 343         ret = i;
 344         return ret;
 345 }
 346
 347 static inline uint32_t
 348 dma_enqueue(struct rte_mbuf *pkts[], struct rte_mbuf *pkts_copy[],
 349                 uint32_t num, uint32_t step, uint16_t dev_id)
 350 {
 351         uint32_t i, k, m, n;
 352
 353         k = 0;
 354         for (i = 0; i < num; i += m) {
 355
 356                 m = RTE_MIN(step, num - i);
 357                 n = dma_enqueue_packets(pkts + i, pkts_copy + i, m, dev_id);
 358                 k += n;
 359                 if (n > 0)
 360                         rte_dma_submit(dev_id, 0);
 361
 362                 /* don't try to enqueue more if HW queue is full */
 363                 if (n != m)
 364                         break;
 365         }
 366
 367         return k;
 368 }
 369
 370 static inline uint32_t
 371 dma_dequeue(struct rte_mbuf *src[], struct rte_mbuf *dst[], uint32_t num,
 372         uint16_t dev_id)
 373 {
 374         struct dma_bufs *dma = &dma_bufs[dev_id];
 375         uint16_t nb_dq, filled;
 376         /* Dequeue the mbufs from DMA device. Since all memory
 377          * is DPDK pinned memory and therefore all addresses should
 378          * be valid, we don't check for copy errors
 379          */
 380         nb_dq = rte_dma_completed(dev_id, 0, num, NULL, NULL);
 381
 382         /* Return early if no work to do */
 383         if (unlikely(nb_dq == 0))
 384                 return nb_dq;
 385
 386         /* Populate pkts_copy with the copies bufs from dma->copies for tx */
 387         for (filled = 0; filled < nb_dq; filled++) {
 388                 src[filled] = dma->bufs[(dma->sent + filled) & MBUF_RING_MASK];
 389                 dst[filled] = dma->copies[(dma->sent + filled) & MBUF_RING_MASK];
 390         }
 391         dma->sent += nb_dq;
 392
 393         return filled;
 394
 395 }
 396
 397 /* Receive packets on one port and enqueue to dmadev or rte_ring. 8< */
 398 static void
 399 dma_rx_port(struct rxtx_port_config *rx_config)
 400 {
 401         int32_t ret;
 402         uint32_t nb_rx, nb_enq, i, j;
 403         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 404         struct rte_mbuf *pkts_burst_copy[MAX_PKT_BURST];
 405
 406         for (i = 0; i < rx_config->nb_queues; i++) {
 407
 408                 nb_rx = rte_eth_rx_burst(rx_config->rxtx_port, i,
 409                         pkts_burst, MAX_PKT_BURST);
 410
 411                 if (nb_rx == 0)
 412                         continue;
 413
 414                 port_statistics.rx[rx_config->rxtx_port] += nb_rx;
 415
 416                 ret = rte_mempool_get_bulk(dma_pktmbuf_pool,
 417                         (void *)pkts_burst_copy, nb_rx);
 418
 419                 if (unlikely(ret < 0))
 420                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 421                                 "Unable to allocate memory.\n");
 422
 423                 for (j = 0; j < nb_rx; j++)
 424                         pktmbuf_metadata_copy(pkts_burst[j],
 425                                 pkts_burst_copy[j]);
 426
 427                 if (copy_mode == COPY_MODE_DMA_NUM) {
 428                         /* enqueue packets for  hardware copy */
 429                         nb_enq = dma_enqueue(pkts_burst, pkts_burst_copy,
 430                                 nb_rx, dma_batch_sz, rx_config->dmadev_ids[i]);
 431
 432                         /* free any not enqueued packets. */
 433                         rte_mempool_put_bulk(dma_pktmbuf_pool,
 434                                 (void *)&pkts_burst[nb_enq],
 435                                 nb_rx - nb_enq);
 436                         rte_mempool_put_bulk(dma_pktmbuf_pool,
 437                                 (void *)&pkts_burst_copy[nb_enq],
 438                                 nb_rx - nb_enq);
 439
 440                         port_statistics.copy_dropped[rx_config->rxtx_port] +=
 441                                 (nb_rx - nb_enq);
 442
 443                         /* get completed copies */
 444                         nb_rx = dma_dequeue(pkts_burst, pkts_burst_copy,
 445                                 MAX_PKT_BURST, rx_config->dmadev_ids[i]);
 446                 } else {
 447                         /* Perform packet software copy, free source packets */
 448                         for (j = 0; j < nb_rx; j++)
 449                                 pktmbuf_sw_copy(pkts_burst[j],
 450                                         pkts_burst_copy[j]);
 451                 }
 452
 453                 rte_mempool_put_bulk(dma_pktmbuf_pool,
 454                         (void *)pkts_burst, nb_rx);
 455
 456                 nb_enq = rte_ring_enqueue_burst(rx_config->rx_to_tx_ring,
 457                         (void *)pkts_burst_copy, nb_rx, NULL);
 458
 459                 /* Free any not enqueued packets. */
 460                 rte_mempool_put_bulk(dma_pktmbuf_pool,
 461                         (void *)&pkts_burst_copy[nb_enq],
 462                         nb_rx - nb_enq);
 463
 464                 port_statistics.copy_dropped[rx_config->rxtx_port] +=
 465                         (nb_rx - nb_enq);
 466         }
 467 }
 468 /* >8 End of receive packets on one port and enqueue to dmadev or rte_ring. */
 469
 470 /* Transmit packets from dmadev/rte_ring for one port. 8< */
 471 static void
 472 dma_tx_port(struct rxtx_port_config *tx_config)
 473 {
 474         uint32_t i, j, nb_dq, nb_tx;
 475         struct rte_mbuf *mbufs[MAX_PKT_BURST];
 476
 477         for (i = 0; i < tx_config->nb_queues; i++) {
 478
 479                 /* Dequeue the mbufs from rx_to_tx_ring. */
 480                 nb_dq = rte_ring_dequeue_burst(tx_config->rx_to_tx_ring,
 481                                 (void *)mbufs, MAX_PKT_BURST, NULL);
 482                 if (nb_dq == 0)
 483                         continue;
 484
 485                 /* Update macs if enabled */
 486                 if (mac_updating) {
 487                         for (j = 0; j < nb_dq; j++)
 488                                 update_mac_addrs(mbufs[j],
 489                                         tx_config->rxtx_port);
 490                 }
 491
 492                 nb_tx = rte_eth_tx_burst(tx_config->rxtx_port, 0,
 493                                 (void *)mbufs, nb_dq);
 494
 495                 port_statistics.tx[tx_config->rxtx_port] += nb_tx;
 496
 497                 if (unlikely(nb_tx < nb_dq)) {
 498                         port_statistics.tx_dropped[tx_config->rxtx_port] +=
 499                                 (nb_dq - nb_tx);
 500                         /* Free any unsent packets. */
 501                         rte_mempool_put_bulk(dma_pktmbuf_pool,
 502                         (void *)&mbufs[nb_tx], nb_dq - nb_tx);
 503                 }
 504         }
 505 }
 506 /* >8 End of transmitting packets from dmadev. */
 507
 508 /* Main rx processing loop for dmadev. */
 509 static void
 510 rx_main_loop(void)
 511 {
 512         uint16_t i;
 513         uint16_t nb_ports = cfg.nb_ports;
 514
 515         RTE_LOG(INFO, DMA, "Entering main rx loop for copy on lcore %u\n",
 516                 rte_lcore_id());
 517
 518         while (!force_quit)
 519                 for (i = 0; i < nb_ports; i++)
 520                         dma_rx_port(&cfg.ports[i]);
 521 }
 522
 523 /* Main tx processing loop for hardware copy. */
 524 static void
 525 tx_main_loop(void)
 526 {
 527         uint16_t i;
 528         uint16_t nb_ports = cfg.nb_ports;
 529
 530         RTE_LOG(INFO, DMA, "Entering main tx loop for copy on lcore %u\n",
 531                 rte_lcore_id());
 532
 533         while (!force_quit)
 534                 for (i = 0; i < nb_ports; i++)
 535                         dma_tx_port(&cfg.ports[i]);
 536 }
 537
 538 /* Main rx and tx loop if only one worker lcore available */
 539 static void
 540 rxtx_main_loop(void)
 541 {
 542         uint16_t i;
 543         uint16_t nb_ports = cfg.nb_ports;
 544
 545         RTE_LOG(INFO, DMA, "Entering main rx and tx loop for copy on"
 546                 " lcore %u\n", rte_lcore_id());
 547
 548         while (!force_quit)
 549                 for (i = 0; i < nb_ports; i++) {
 550                         dma_rx_port(&cfg.ports[i]);
 551                         dma_tx_port(&cfg.ports[i]);
 552                 }
 553 }
 554
 555 /* Start processing for each lcore. 8< */
 556 static void start_forwarding_cores(void)
 557 {
 558         uint32_t lcore_id = rte_lcore_id();
 559
 560         RTE_LOG(INFO, DMA, "Entering %s on lcore %u\n",
 561                 __func__, rte_lcore_id());
 562
 563         if (cfg.nb_lcores == 1) {
 564                 lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, true, true);
 565                 rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)rxtx_main_loop,
 566                         NULL, lcore_id);
 567         } else if (cfg.nb_lcores > 1) {
 568                 lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, true, true);
 569                 rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)rx_main_loop,
 570                         NULL, lcore_id);
 571
 572                 lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, true, true);
 573                 rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)tx_main_loop, NULL,
 574                         lcore_id);
 575         }
 576 }
 577 /* >8 End of starting to process for each lcore. */
 578
 579 /* Display usage */
 580 static void
 581 dma_usage(const char *prgname)
 582 {
 583         printf("%s [EAL options] -- -p PORTMASK [-q NQ]\n"
 584                 "  -b --dma-batch-size: number of requests per DMA batch\n"
 585                 "  -f --max-frame-size: max frame size\n"
 586                 "  -m --force-min-copy-size: force a minimum copy length, even for smaller packets\n"
 587                 "  -p --portmask: hexadecimal bitmask of ports to configure\n"
 588                 "  -q NQ: number of RX queues per port (default is 1)\n"
 589                 "  --[no-]mac-updating: Enable or disable MAC addresses updating (enabled by default)\n"
 590                 "      When enabled:\n"
 591                 "       - The source MAC address is replaced by the TX port MAC address\n"
 592                 "       - The destination MAC address is replaced by 02:00:00:00:00:TX_PORT_ID\n"
 593                 "  -c --copy-type CT: type of copy: sw|hw\n"
 594                 "  -s --ring-size RS: size of dmadev descriptor ring for hardware copy mode or rte_ring for software copy mode\n"
 595                 "  -i --stats-interval SI: interval, in seconds, between stats prints (default is 1)\n",
 596                         prgname);
 597 }
 598
 599 static int
 600 dma_parse_portmask(const char *portmask)
 601 {
 602         char *end = NULL;
 603         unsigned long pm;
 604
 605         /* Parse hexadecimal string */
 606         pm = strtoul(portmask, &end, 16);
 607         if ((portmask[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
 608                 return 0;
 609
 610         return pm;
 611 }
 612
 613 static copy_mode_t
 614 dma_parse_copy_mode(const char *copy_mode)
 615 {
 616         if (strcmp(copy_mode, COPY_MODE_SW) == 0)
 617                 return COPY_MODE_SW_NUM;
 618         else if (strcmp(copy_mode, COPY_MODE_DMA) == 0)
 619                 return COPY_MODE_DMA_NUM;
 620
 621         return COPY_MODE_INVALID_NUM;
 622 }
 623
 624 /* Parse the argument given in the command line of the application */
 625 static int
 626 dma_parse_args(int argc, char **argv, unsigned int nb_ports)
 627 {
 628         static const char short_options[] =
 629                 "b:"  /* dma batch size */
 630                 "c:"  /* copy type (sw|hw) */
 631                 "f:"  /* max frame size */
 632                 "m:"  /* force min copy size */
 633                 "p:"  /* portmask */
 634                 "q:"  /* number of RX queues per port */
 635                 "s:"  /* ring size */
 636                 "i:"  /* interval, in seconds, between stats prints */
 637                 ;
 638
 639         static const struct option lgopts[] = {
 640                 {CMD_LINE_OPT_MAC_UPDATING, no_argument, &mac_updating, 1},
 641                 {CMD_LINE_OPT_NO_MAC_UPDATING, no_argument, &mac_updating, 0},
 642                 {CMD_LINE_OPT_PORTMASK, required_argument, NULL, 'p'},
 643                 {CMD_LINE_OPT_NB_QUEUE, required_argument, NULL, 'q'},
 644                 {CMD_LINE_OPT_COPY_TYPE, required_argument, NULL, 'c'},
 645                 {CMD_LINE_OPT_RING_SIZE, required_argument, NULL, 's'},
 646                 {CMD_LINE_OPT_BATCH_SIZE, required_argument, NULL, 'b'},
 647                 {CMD_LINE_OPT_FRAME_SIZE, required_argument, NULL, 'f'},
 648                 {CMD_LINE_OPT_FORCE_COPY_SIZE, required_argument, NULL, 'm'},
 649                 {CMD_LINE_OPT_STATS_INTERVAL, required_argument, NULL, 'i'},
 650                 {NULL, 0, 0, 0}
 651         };
 652
 653         const unsigned int default_port_mask = (1 << nb_ports) - 1;
 654         int opt, ret;
 655         char **argvopt;
 656         int option_index;
 657         char *prgname = argv[0];
 658
 659         dma_enabled_port_mask = default_port_mask;
 660         argvopt = argv;
 661
 662         while ((opt = getopt_long(argc, argvopt, short_options,
 663                         lgopts, &option_index)) != EOF) {
 664
 665                 switch (opt) {
 666                 case 'b':
 667                         dma_batch_sz = atoi(optarg);
 668                         if (dma_batch_sz > MAX_PKT_BURST) {
 669                                 printf("Invalid dma batch size, %s.\n", optarg);
 670                                 dma_usage(prgname);
 671                                 return -1;
 672                         }
 673                         break;
 674                 case 'f':
 675                         max_frame_size = atoi(optarg);
 676                         if (max_frame_size > RTE_ETHER_MAX_JUMBO_FRAME_LEN) {
 677                                 printf("Invalid max frame size, %s.\n", optarg);
 678                                 dma_usage(prgname);
 679                                 return -1;
 680                         }
 681                         break;
 682
 683                 case 'm':
 684                         force_min_copy_size = atoi(optarg);
 685                         break;
 686
 687                 /* portmask */
 688                 case 'p':
 689                         dma_enabled_port_mask = dma_parse_portmask(optarg);
 690                         if (dma_enabled_port_mask & ~default_port_mask ||
 691                                         dma_enabled_port_mask <= 0) {
 692                                 printf("Invalid portmask, %s, suggest 0x%x\n",
 693                                                 optarg, default_port_mask);
 694                                 dma_usage(prgname);
 695                                 return -1;
 696                         }
 697                         break;
 698
 699                 case 'q':
 700                         nb_queues = atoi(optarg);
 701                         if (nb_queues == 0 || nb_queues > MAX_RX_QUEUES_COUNT) {
 702                                 printf("Invalid RX queues number %s. Max %u\n",
 703                                         optarg, MAX_RX_QUEUES_COUNT);
 704                                 dma_usage(prgname);
 705                                 return -1;
 706                         }
 707                         break;
 708
 709                 case 'c':
 710                         copy_mode = dma_parse_copy_mode(optarg);
 711                         if (copy_mode == COPY_MODE_INVALID_NUM) {
 712                                 printf("Invalid copy type. Use: sw, hw\n");
 713                                 dma_usage(prgname);
 714                                 return -1;
 715                         }
 716                         break;
 717
 718                 case 's':
 719                         ring_size = atoi(optarg);
 720                         if (ring_size == 0) {
 721                                 printf("Invalid ring size, %s.\n", optarg);
 722                                 dma_usage(prgname);
 723                                 return -1;
 724                         }
 725                         /* ring_size must be less-than or equal to MBUF_RING_SIZE
 726                          * to avoid overwriting bufs
 727                          */
 728                         if (ring_size > MBUF_RING_SIZE) {
 729                                 printf("Max ring_size is %d, setting ring_size to max",
 730                                                 MBUF_RING_SIZE);
 731                                 ring_size = MBUF_RING_SIZE;
 732                         }
 733                         break;
 734
 735                 case 'i':
 736                         stats_interval = atoi(optarg);
 737                         if (stats_interval == 0) {
 738                                 printf("Invalid stats interval, setting to 1\n");
 739                                 stats_interval = 1;     /* set to default */
 740                         }
 741                         break;
 742
 743                 /* long options */
 744                 case 0:
 745                         break;
 746
 747                 default:
 748                         dma_usage(prgname);
 749                         return -1;
 750                 }
 751         }
 752
 753         printf("MAC updating %s\n", mac_updating ? "enabled" : "disabled");
 754         if (optind >= 0)
 755                 argv[optind - 1] = prgname;
 756
 757         ret = optind - 1;
 758         optind = 1; /* reset getopt lib */
 759         return ret;
 760 }
 761
 762 /* check link status, return true if at least one port is up */
 763 static int
 764 check_link_status(uint32_t port_mask)
 765 {
 766         uint16_t portid;
 767         struct rte_eth_link link;
 768         int ret, link_status = 0;
 769         char link_status_text[RTE_ETH_LINK_MAX_STR_LEN];
 770
 771         printf("\nChecking link status\n");
 772         RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid) {
 773                 if ((port_mask & (1 << portid)) == 0)
 774                         continue;
 775
 776                 memset(&link, 0, sizeof(link));
 777                 ret = rte_eth_link_get(portid, &link);
 778                 if (ret < 0) {
 779                         printf("Port %u link get failed: err=%d\n",
 780                                         portid, ret);
 781                         continue;
 782                 }
 783
 784                 /* Print link status */
 785                 rte_eth_link_to_str(link_status_text,
 786                         sizeof(link_status_text), &link);
 787                 printf("Port %d %s\n", portid, link_status_text);
 788
 789                 if (link.link_status)
 790                         link_status = 1;
 791         }
 792         return link_status;
 793 }
 794
 795 /* Configuration of device. 8< */
 796 static void
 797 configure_dmadev_queue(uint32_t dev_id)
 798 {
 799         struct rte_dma_info info;
 800         struct rte_dma_conf dev_config = { .nb_vchans = 1 };
 801         struct rte_dma_vchan_conf qconf = {
 802                 .direction = RTE_DMA_DIR_MEM_TO_MEM,
 803                 .nb_desc = ring_size
 804         };
 805         uint16_t vchan = 0;
 806
 807         if (rte_dma_configure(dev_id, &dev_config) != 0)
 808                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Error with rte_dma_configure()\n");
 809
 810         if (rte_dma_vchan_setup(dev_id, vchan, &qconf) != 0) {
 811                 printf("Error with queue configuration\n");
 812                 rte_panic();
 813         }
 814         rte_dma_info_get(dev_id, &info);
 815         if (info.nb_vchans != 1) {
 816                 printf("Error, no configured queues reported on device id %u\n", dev_id);
 817                 rte_panic();
 818         }
 819         if (rte_dma_start(dev_id) != 0)
 820                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Error with rte_dma_start()\n");
 821 }
 822 /* >8 End of configuration of device. */
 823
 824 /* Using dmadev API functions. 8< */
 825 static void
 826 assign_dmadevs(void)
 827 {
 828         uint16_t nb_dmadev = 0;
 829         int16_t dev_id = rte_dma_next_dev(0);
 830         uint32_t i, j;
 831
 832         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
 833                 for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++) {
 834                         if (dev_id == -1)
 835                                 goto end;
 836
 837                         cfg.ports[i].dmadev_ids[j] = dev_id;
 838                         configure_dmadev_queue(cfg.ports[i].dmadev_ids[j]);
 839                         dev_id = rte_dma_next_dev(dev_id + 1);
 840                         ++nb_dmadev;
 841                 }
 842         }
 843 end:
 844         if (nb_dmadev < cfg.nb_ports * cfg.ports[0].nb_queues)
 845                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 846                         "Not enough dmadevs (%u) for all queues (%u).\n",
 847                         nb_dmadev, cfg.nb_ports * cfg.ports[0].nb_queues);
 848         RTE_LOG(INFO, DMA, "Number of used dmadevs: %u.\n", nb_dmadev);
 849 }
 850 /* >8 End of using dmadev API functions. */
 851
 852 /* Assign ring structures for packet exchanging. 8< */
 853 static void
 854 assign_rings(void)
 855 {
 856         uint32_t i;
 857
 858         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
 859                 char ring_name[RTE_RING_NAMESIZE];
 860
 861                 snprintf(ring_name, sizeof(ring_name), "rx_to_tx_ring_%u", i);
 862                 /* Create ring for inter core communication */
 863                 cfg.ports[i].rx_to_tx_ring = rte_ring_create(
 864                         ring_name, ring_size,
 865                         rte_socket_id(), RING_F_SP_ENQ | RING_F_SC_DEQ);
 866
 867                 if (cfg.ports[i].rx_to_tx_ring == NULL)
 868                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Ring create failed: %s\n",
 869                                 rte_strerror(rte_errno));
 870         }
 871 }
 872 /* >8 End of assigning ring structures for packet exchanging. */
 873
 874 static uint32_t
 875 eth_dev_get_overhead_len(uint32_t max_rx_pktlen, uint16_t max_mtu)
 876 {
 877         uint32_t overhead_len;
 878
 879         if (max_mtu != UINT16_MAX && max_rx_pktlen > max_mtu)
 880                 overhead_len = max_rx_pktlen - max_mtu;
 881         else
 882                 overhead_len = RTE_ETHER_HDR_LEN + RTE_ETHER_CRC_LEN;
 883
 884         return overhead_len;
 885 }
 886
 887 static int
 888 config_port_max_pkt_len(struct rte_eth_conf *conf,
 889                 struct rte_eth_dev_info *dev_info)
 890 {
 891         uint32_t overhead_len;
 892
 893         if (max_frame_size == 0)
 894                 return 0;
 895
 896         if (max_frame_size < RTE_ETHER_MIN_LEN)
 897                 return -1;
 898
 899         overhead_len = eth_dev_get_overhead_len(dev_info->max_rx_pktlen,
 900                         dev_info->max_mtu);
 901         conf->rxmode.mtu = max_frame_size - overhead_len;
 902
 903         return 0;
 904 }
 905
 906 /*
 907  * Initializes a given port using global settings and with the RX buffers
 908  * coming from the mbuf_pool passed as a parameter.
 909  */
 910 static inline void
 911 port_init(uint16_t portid, struct rte_mempool *mbuf_pool, uint16_t nb_queues)
 912 {
 913         /* Configuring port to use RSS for multiple RX queues. 8< */
 914         static const struct rte_eth_conf port_conf = {
 915                 .rxmode = {
 916                         .mq_mode = RTE_ETH_MQ_RX_RSS,
 917                 },
 918                 .rx_adv_conf = {
 919                         .rss_conf = {
 920                                 .rss_key = NULL,
 921                                 .rss_hf = RTE_ETH_RSS_PROTO_MASK,
 922                         }
 923                 }
 924         };
 925         /* >8 End of configuring port to use RSS for multiple RX queues. */
 926
 927         struct rte_eth_rxconf rxq_conf;
 928         struct rte_eth_txconf txq_conf;
 929         struct rte_eth_conf local_port_conf = port_conf;
 930         struct rte_eth_dev_info dev_info;
 931         int ret, i;
 932
 933         /* Skip ports that are not enabled */
 934         if ((dma_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0) {
 935                 printf("Skipping disabled port %u\n", portid);
 936                 return;
 937         }
 938
 939         /* Init port */
 940         printf("Initializing port %u... ", portid);
 941         fflush(stdout);
 942         ret = rte_eth_dev_info_get(portid, &dev_info);
 943         if (ret < 0)
 944                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot get device info: %s, port=%u\n",
 945                         rte_strerror(-ret), portid);
 946
 947         ret = config_port_max_pkt_len(&local_port_conf, &dev_info);
 948         if (ret != 0)
 949                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 950                         "Invalid max frame size: %u (port %u)\n",
 951                         max_frame_size, portid);
 952
 953         local_port_conf.rx_adv_conf.rss_conf.rss_hf &=
 954                 dev_info.flow_type_rss_offloads;
 955         ret = rte_eth_dev_configure(portid, nb_queues, 1, &local_port_conf);
 956         if (ret < 0)
 957                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot configure device:"
 958                         " err=%d, port=%u\n", ret, portid);
 959
 960         ret = rte_eth_dev_adjust_nb_rx_tx_desc(portid, &nb_rxd,
 961                         &nb_txd);
 962         if (ret < 0)
 963                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 964                         "Cannot adjust number of descriptors: err=%d, port=%u\n",
 965                         ret, portid);
 966
 967         rte_eth_macaddr_get(portid, &dma_ports_eth_addr[portid]);
 968
 969         /* Init RX queues */
 970         rxq_conf = dev_info.default_rxconf;
 971         rxq_conf.offloads = local_port_conf.rxmode.offloads;
 972         for (i = 0; i < nb_queues; i++) {
 973                 ret = rte_eth_rx_queue_setup(portid, i, nb_rxd,
 974                         rte_eth_dev_socket_id(portid), &rxq_conf,
 975                         mbuf_pool);
 976                 if (ret < 0)
 977                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 978                                 "rte_eth_rx_queue_setup:err=%d,port=%u, queue_id=%u\n",
 979                                 ret, portid, i);
 980         }
 981
 982         /* Init one TX queue on each port */
 983         txq_conf = dev_info.default_txconf;
 984         txq_conf.offloads = local_port_conf.txmode.offloads;
 985         ret = rte_eth_tx_queue_setup(portid, 0, nb_txd,
 986                         rte_eth_dev_socket_id(portid),
 987                         &txq_conf);
 988         if (ret < 0)
 989                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 990                         "rte_eth_tx_queue_setup:err=%d,port=%u\n",
 991                         ret, portid);
 992
 993         /* Start device. 8< */
 994         ret = rte_eth_dev_start(portid);
 995         if (ret < 0)
 996                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 997                         "rte_eth_dev_start:err=%d, port=%u\n",
 998                         ret, portid);
 999         /* >8 End of starting device. */
1000
1001         /* RX port is set in promiscuous mode. 8< */
1002         rte_eth_promiscuous_enable(portid);
1003         /* >8 End of RX port is set in promiscuous mode. */
1004
1005         printf("Port %u, MAC address: " RTE_ETHER_ADDR_PRT_FMT "\n\n",
1006                         portid,
1007                         RTE_ETHER_ADDR_BYTES(&dma_ports_eth_addr[portid]));
1008
1009         cfg.ports[cfg.nb_ports].rxtx_port = portid;
1010         cfg.ports[cfg.nb_ports++].nb_queues = nb_queues;
1011 }
1012
1013 /* Get a device dump for each device being used by the application */
1014 static void
1015 dmadev_dump(void)
1016 {
1017         uint32_t i, j;
1018
1019         if (copy_mode != COPY_MODE_DMA_NUM)
1020                 return;
1021
1022         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++)
1023                 for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++)
1024                         rte_dma_dump(cfg.ports[i].dmadev_ids[j], stdout);
1025 }
1026
1027 static void
1028 signal_handler(int signum)
1029 {
1030         if (signum == SIGINT || signum == SIGTERM) {
1031                 printf("\n\nSignal %d received, preparing to exit...\n",
1032                         signum);
1033                 force_quit = true;
1034         } else if (signum == SIGUSR1) {
1035                 dmadev_dump();
1036         }
1037 }
1038
1039 int
1040 main(int argc, char **argv)
1041 {
1042         int ret;
1043         uint16_t nb_ports, portid;
1044         uint32_t i;
1045         unsigned int nb_mbufs;
1046         size_t sz;
1047
1048         /* Init EAL. 8< */
1049         ret = rte_eal_init(argc, argv);
1050         if (ret < 0)
1051                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid EAL arguments\n");
1052         /* >8 End of init EAL. */
1053         argc -= ret;
1054         argv += ret;
1055
1056         force_quit = false;
1057         signal(SIGINT, signal_handler);
1058         signal(SIGTERM, signal_handler);
1059         signal(SIGUSR1, signal_handler);
1060
1061         nb_ports = rte_eth_dev_count_avail();
1062         if (nb_ports == 0)
1063                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "No Ethernet ports - bye\n");
1064
1065         /* Parse application arguments (after the EAL ones) */
1066         ret = dma_parse_args(argc, argv, nb_ports);
1067         if (ret < 0)
1068                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid DMA arguments\n");
1069
1070         /* Allocates mempool to hold the mbufs. 8< */
1071         nb_mbufs = RTE_MAX(nb_ports * (nb_queues * (nb_rxd + nb_txd +
1072                 4 * MAX_PKT_BURST + ring_size) + ring_size +
1073                 rte_lcore_count() * MEMPOOL_CACHE_SIZE),
1074                 MIN_POOL_SIZE);
1075
1076         /* Create the mbuf pool */
1077         sz = max_frame_size + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
1078         sz = RTE_MAX(sz, (size_t)RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE);
1079         dma_pktmbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create("mbuf_pool", nb_mbufs,
1080                 MEMPOOL_CACHE_SIZE, 0, sz, rte_socket_id());
1081         if (dma_pktmbuf_pool == NULL)
1082                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot init mbuf pool\n");
1083         /* >8 End of allocates mempool to hold the mbufs. */
1084
1085         if (force_min_copy_size >
1086                 (uint32_t)(rte_pktmbuf_data_room_size(dma_pktmbuf_pool) -
1087                            RTE_PKTMBUF_HEADROOM))
1088                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
1089                          "Force min copy size > packet mbuf size\n");
1090
1091         /* Initialize each port. 8< */
1092         cfg.nb_ports = 0;
1093         RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid)
1094                 port_init(portid, dma_pktmbuf_pool, nb_queues);
1095         /* >8 End of initializing each port. */
1096
1097         /* Initialize port xstats */
1098         memset(&port_statistics, 0, sizeof(port_statistics));
1099
1100         /* Assigning each port resources. 8< */
1101         while (!check_link_status(dma_enabled_port_mask) && !force_quit)
1102                 sleep(1);
1103
1104         /* Check if there is enough lcores for all ports. */
1105         cfg.nb_lcores = rte_lcore_count() - 1;
1106         if (cfg.nb_lcores < 1)
1107                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
1108                         "There should be at least one worker lcore.\n");
1109
1110         if (copy_mode == COPY_MODE_DMA_NUM)
1111                 assign_dmadevs();
1112
1113         assign_rings();
1114         /* >8 End of assigning each port resources. */
1115
1116         start_forwarding_cores();
1117         /* main core prints stats while other cores forward */
1118         print_stats(argv[0]);
1119
1120         /* force_quit is true when we get here */
1121         rte_eal_mp_wait_lcore();
1122
1123         uint32_t j;
1124         for (i = 0; i < cfg.nb_ports; i++) {
1125                 printf("Closing port %d\n", cfg.ports[i].rxtx_port);
1126                 ret = rte_eth_dev_stop(cfg.ports[i].rxtx_port);
1127                 if (ret != 0)
1128                         RTE_LOG(ERR, DMA, "rte_eth_dev_stop: err=%s, port=%u\n",
1129                                 rte_strerror(-ret), cfg.ports[i].rxtx_port);
1130
1131                 rte_eth_dev_close(cfg.ports[i].rxtx_port);
1132                 if (copy_mode == COPY_MODE_DMA_NUM) {
1133                         for (j = 0; j < cfg.ports[i].nb_queues; j++) {
1134                                 printf("Stopping dmadev %d\n",
1135                                         cfg.ports[i].dmadev_ids[j]);
1136                                 rte_dma_stop(cfg.ports[i].dmadev_ids[j]);
1137                         }
1138                 } else /* copy_mode == COPY_MODE_SW_NUM */
1139                         rte_ring_free(cfg.ports[i].rx_to_tx_ring);
1140         }
1141
1142         /* clean up the EAL */
1143         rte_eal_cleanup();
1144
1145         printf("Bye...\n");
1146         return 0;
1147 }