examples/l3fwd/l3fwd_em.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2016 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <stdio.h>
   6 #include <stdlib.h>
   7 #include <stdint.h>
   8 #include <inttypes.h>
   9 #include <sys/types.h>
  10 #include <string.h>
  11 #include <sys/queue.h>
  12 #include <stdarg.h>
  13 #include <errno.h>
  14 #include <getopt.h>
  15 #include <stdbool.h>
  16 #include <netinet/in.h>
  17
  18 #include <rte_debug.h>
  19 #include <rte_ether.h>
  20 #include <rte_ethdev.h>
  21 #include <rte_cycles.h>
  22 #include <rte_mbuf.h>
  23 #include <rte_ip.h>
  24 #include <rte_tcp.h>
  25 #include <rte_udp.h>
  26 #include <rte_hash.h>
  27
  28 #include "l3fwd.h"
  29 #include "l3fwd_event.h"
  30 #include "em_route_parse.c"
  31
  32 #if defined(RTE_ARCH_X86) || defined(__ARM_FEATURE_CRC32)
  33 #define EM_HASH_CRC 1
  34 #endif
  35
  36 #ifdef EM_HASH_CRC
  37 #include <rte_hash_crc.h>
  38 #define DEFAULT_HASH_FUNC       rte_hash_crc
  39 #else
  40 #include <rte_jhash.h>
  41 #define DEFAULT_HASH_FUNC       rte_jhash
  42 #endif
  43
  44 #define IPV6_ADDR_LEN 16
  45
  46 union ipv4_5tuple_host {
  47         struct {
  48                 uint8_t  pad0;
  49                 uint8_t  proto;
  50                 uint16_t pad1;
  51                 uint32_t ip_src;
  52                 uint32_t ip_dst;
  53                 uint16_t port_src;
  54                 uint16_t port_dst;
  55         };
  56         xmm_t xmm;
  57 };
  58
  59 #define XMM_NUM_IN_IPV6_5TUPLE 3
  60
  61 union ipv6_5tuple_host {
  62         struct {
  63                 uint16_t pad0;
  64                 uint8_t  proto;
  65                 uint8_t  pad1;
  66                 uint8_t  ip_src[IPV6_ADDR_LEN];
  67                 uint8_t  ip_dst[IPV6_ADDR_LEN];
  68                 uint16_t port_src;
  69                 uint16_t port_dst;
  70                 uint64_t reserve;
  71         };
  72         xmm_t xmm[XMM_NUM_IN_IPV6_5TUPLE];
  73 };
  74
  75 /* 198.18.0.0/16 are set aside for RFC2544 benchmarking (RFC5735).
  76  * Use RFC863 Discard Protocol.
  77  */
  78 const struct ipv4_l3fwd_em_route ipv4_l3fwd_em_route_array[] = {
  79         {{RTE_IPV4(198, 18, 0, 0), RTE_IPV4(198, 18, 0, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 0},
  80         {{RTE_IPV4(198, 18, 1, 0), RTE_IPV4(198, 18, 1, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 1},
  81         {{RTE_IPV4(198, 18, 2, 0), RTE_IPV4(198, 18, 2, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 2},
  82         {{RTE_IPV4(198, 18, 3, 0), RTE_IPV4(198, 18, 3, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 3},
  83         {{RTE_IPV4(198, 18, 4, 0), RTE_IPV4(198, 18, 4, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 4},
  84         {{RTE_IPV4(198, 18, 5, 0), RTE_IPV4(198, 18, 5, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 5},
  85         {{RTE_IPV4(198, 18, 6, 0), RTE_IPV4(198, 18, 6, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 6},
  86         {{RTE_IPV4(198, 18, 7, 0), RTE_IPV4(198, 18, 7, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 7},
  87         {{RTE_IPV4(198, 18, 8, 0), RTE_IPV4(198, 18, 8, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 8},
  88         {{RTE_IPV4(198, 18, 9, 0), RTE_IPV4(198, 18, 9, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 9},
  89         {{RTE_IPV4(198, 18, 10, 0), RTE_IPV4(198, 18, 10, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 10},
  90         {{RTE_IPV4(198, 18, 11, 0), RTE_IPV4(198, 18, 11, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 11},
  91         {{RTE_IPV4(198, 18, 12, 0), RTE_IPV4(198, 18, 12, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 12},
  92         {{RTE_IPV4(198, 18, 13, 0), RTE_IPV4(198, 18, 13, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 13},
  93         {{RTE_IPV4(198, 18, 14, 0), RTE_IPV4(198, 18, 14, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 14},
  94         {{RTE_IPV4(198, 18, 15, 0), RTE_IPV4(198, 18, 15, 1),  9, 9, IPPROTO_UDP}, 15},
  95 };
  96
  97 /* 2001:0200::/48 is IANA reserved range for IPv6 benchmarking (RFC5180).
  98  * Use RFC863 Discard Protocol.
  99  */
 100 const struct ipv6_l3fwd_em_route ipv6_l3fwd_em_route_array[] = {
 101         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 102           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 0},
 103         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 104           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 1},
 105         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 106           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 2},
 107         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 108           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 3},
 109         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 110           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 4},
 111         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 112           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 5},
 113         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 114           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 6},
 115         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 116           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 7},
 117         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 8, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 118           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 8, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 8},
 119         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 9, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 120           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 9, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 9},
 121         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 10, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 122           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 10, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 10},
 123         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 11, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 124           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 11, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 11},
 125         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 12, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 126           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 12, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 12},
 127         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 13, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 128           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 13, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 13},
 129         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 14, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 130           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 14, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 14},
 131         {{{32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 15, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
 132           {32, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 15, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, 9, 9, IPPROTO_UDP}, 15},
 133 };
 134
 135 struct rte_hash *ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 136 struct rte_hash *ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 137
 138 static inline uint32_t
 139 ipv4_hash_crc(const void *data, __rte_unused uint32_t data_len,
 140                 uint32_t init_val)
 141 {
 142         const union ipv4_5tuple_host *k;
 143         uint32_t t;
 144         const uint32_t *p;
 145
 146         k = data;
 147         t = k->proto;
 148         p = (const uint32_t *)&k->port_src;
 149
 150 #ifdef EM_HASH_CRC
 151         init_val = rte_hash_crc_4byte(t, init_val);
 152         init_val = rte_hash_crc_4byte(k->ip_src, init_val);
 153         init_val = rte_hash_crc_4byte(k->ip_dst, init_val);
 154         init_val = rte_hash_crc_4byte(*p, init_val);
 155 #else
 156         init_val = rte_jhash_1word(t, init_val);
 157         init_val = rte_jhash_1word(k->ip_src, init_val);
 158         init_val = rte_jhash_1word(k->ip_dst, init_val);
 159         init_val = rte_jhash_1word(*p, init_val);
 160 #endif
 161
 162         return init_val;
 163 }
 164
 165 static inline uint32_t
 166 ipv6_hash_crc(const void *data, __rte_unused uint32_t data_len,
 167                 uint32_t init_val)
 168 {
 169         const union ipv6_5tuple_host *k;
 170         uint32_t t;
 171         const uint32_t *p;
 172 #ifdef EM_HASH_CRC
 173         const uint32_t  *ip_src0, *ip_src1, *ip_src2, *ip_src3;
 174         const uint32_t  *ip_dst0, *ip_dst1, *ip_dst2, *ip_dst3;
 175 #endif
 176
 177         k = data;
 178         t = k->proto;
 179         p = (const uint32_t *)&k->port_src;
 180
 181 #ifdef EM_HASH_CRC
 182         ip_src0 = (const uint32_t *) k->ip_src;
 183         ip_src1 = (const uint32_t *)(k->ip_src+4);
 184         ip_src2 = (const uint32_t *)(k->ip_src+8);
 185         ip_src3 = (const uint32_t *)(k->ip_src+12);
 186         ip_dst0 = (const uint32_t *) k->ip_dst;
 187         ip_dst1 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+4);
 188         ip_dst2 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+8);
 189         ip_dst3 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+12);
 190         init_val = rte_hash_crc_4byte(t, init_val);
 191         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src0, init_val);
 192         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src1, init_val);
 193         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src2, init_val);
 194         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src3, init_val);
 195         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst0, init_val);
 196         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst1, init_val);
 197         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst2, init_val);
 198         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst3, init_val);
 199         init_val = rte_hash_crc_4byte(*p, init_val);
 200 #else
 201         init_val = rte_jhash_1word(t, init_val);
 202         init_val = rte_jhash(k->ip_src,
 203                         sizeof(uint8_t) * IPV6_ADDR_LEN, init_val);
 204         init_val = rte_jhash(k->ip_dst,
 205                         sizeof(uint8_t) * IPV6_ADDR_LEN, init_val);
 206         init_val = rte_jhash_1word(*p, init_val);
 207 #endif
 208         return init_val;
 209 }
 210
 211 static uint8_t ipv4_l3fwd_out_if[L3FWD_HASH_ENTRIES] __rte_cache_aligned;
 212 static uint8_t ipv6_l3fwd_out_if[L3FWD_HASH_ENTRIES] __rte_cache_aligned;
 213
 214 static rte_xmm_t mask0;
 215 static rte_xmm_t mask1;
 216 static rte_xmm_t mask2;
 217
 218 #if defined(__SSE2__)
 219 static inline xmm_t
 220 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 221 {
 222         __m128i data = _mm_loadu_si128((__m128i *)(key));
 223
 224         return _mm_and_si128(data, mask);
 225 }
 226 #elif defined(__ARM_NEON)
 227 static inline xmm_t
 228 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 229 {
 230         int32x4_t data = vld1q_s32((int32_t *)key);
 231
 232         return vandq_s32(data, mask);
 233 }
 234 #elif defined(__ALTIVEC__)
 235 static inline xmm_t
 236 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 237 {
 238         xmm_t data = vec_ld(0, (xmm_t *)(key));
 239
 240         return vec_and(data, mask);
 241 }
 242 #else
 243 #error No vector engine (SSE, NEON, ALTIVEC) available, check your toolchain
 244 #endif
 245
 246 /* Performing hash-based lookups. 8< */
 247 static inline uint16_t
 248 em_get_ipv4_dst_port(void *ipv4_hdr, uint16_t portid, void *lookup_struct)
 249 {
 250         int ret = 0;
 251         union ipv4_5tuple_host key;
 252         struct rte_hash *ipv4_l3fwd_lookup_struct =
 253                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 254
 255         ipv4_hdr = (uint8_t *)ipv4_hdr +
 256                 offsetof(struct rte_ipv4_hdr, time_to_live);
 257
 258         /*
 259          * Get 5 tuple: dst port, src port, dst IP address,
 260          * src IP address and protocol.
 261          */
 262         key.xmm = em_mask_key(ipv4_hdr, mask0.x);
 263
 264         /* Find destination port */
 265         ret = rte_hash_lookup(ipv4_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 266         return (ret < 0) ? portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret];
 267 }
 268 /* >8 End of performing hash-based lookups. */
 269
 270 static inline uint16_t
 271 em_get_ipv6_dst_port(void *ipv6_hdr, uint16_t portid, void *lookup_struct)
 272 {
 273         int ret = 0;
 274         union ipv6_5tuple_host key;
 275         struct rte_hash *ipv6_l3fwd_lookup_struct =
 276                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 277
 278         ipv6_hdr = (uint8_t *)ipv6_hdr +
 279                 offsetof(struct rte_ipv6_hdr, payload_len);
 280         void *data0 = ipv6_hdr;
 281         void *data1 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t);
 282         void *data2 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t) + sizeof(xmm_t);
 283
 284         /* Get part of 5 tuple: src IP address lower 96 bits and protocol */
 285         key.xmm[0] = em_mask_key(data0, mask1.x);
 286
 287         /*
 288          * Get part of 5 tuple: dst IP address lower 96 bits
 289          * and src IP address higher 32 bits.
 290          */
 291 #if defined RTE_ARCH_X86
 292         key.xmm[1] = _mm_loadu_si128(data1);
 293 #else
 294         key.xmm[1] = *(xmm_t *)data1;
 295 #endif
 296
 297         /*
 298          * Get part of 5 tuple: dst port and src port
 299          * and dst IP address higher 32 bits.
 300          */
 301         key.xmm[2] = em_mask_key(data2, mask2.x);
 302
 303         /* Find destination port */
 304         ret = rte_hash_lookup(ipv6_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 305         return (ret < 0) ? portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret];
 306 }
 307
 308 #if defined RTE_ARCH_X86 || defined __ARM_NEON
 309 #if defined(NO_HASH_MULTI_LOOKUP)
 310 #include "l3fwd_em_sequential.h"
 311 #else
 312 #include "l3fwd_em_hlm.h"
 313 #endif
 314 #else
 315 #include "l3fwd_em.h"
 316 #endif
 317
 318 static void
 319 convert_ipv4_5tuple(struct ipv4_5tuple *key1,
 320                 union ipv4_5tuple_host *key2)
 321 {
 322         key2->ip_dst = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_dst);
 323         key2->ip_src = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_src);
 324         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 325         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 326         key2->proto = key1->proto;
 327         key2->pad0 = 0;
 328         key2->pad1 = 0;
 329 }
 330
 331 static void
 332 convert_ipv6_5tuple(struct ipv6_5tuple *key1,
 333                 union ipv6_5tuple_host *key2)
 334 {
 335         uint32_t i;
 336
 337         for (i = 0; i < 16; i++) {
 338                 key2->ip_dst[i] = key1->ip_dst[i];
 339                 key2->ip_src[i] = key1->ip_src[i];
 340         }
 341         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 342         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 343         key2->proto = key1->proto;
 344         key2->pad0 = 0;
 345         key2->pad1 = 0;
 346         key2->reserve = 0;
 347 }
 348
 349 #define BYTE_VALUE_MAX 256
 350 #define ALL_32_BITS 0xffffffff
 351 #define BIT_8_TO_15 0x0000ff00
 352
 353 static inline void
 354 populate_ipv4_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 355 {
 356         int i;
 357         int32_t ret;
 358         struct rte_eth_dev_info dev_info;
 359         char srcbuf[INET6_ADDRSTRLEN];
 360         char dstbuf[INET6_ADDRSTRLEN];
 361
 362         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 363                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 364
 365         for (i = 0; i < route_num_v4; i++) {
 366                 struct em_rule *entry;
 367                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 368                 struct in_addr src;
 369                 struct in_addr dst;
 370
 371                 if ((1 << em_route_base_v4[i].if_out &
 372                                 enabled_port_mask) == 0)
 373                         continue;
 374
 375                 entry = &em_route_base_v4[i];
 376                 convert_ipv4_5tuple(&(entry->v4_key), &newkey);
 377                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 378                 if (ret < 0) {
 379                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 380                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 381                 }
 382                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = entry->if_out;
 383                 ret = rte_eth_dev_info_get(em_route_base_v4[i].if_out,
 384                                      &dev_info);
 385                 if (ret != 0)
 386                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 387                                 "Error during getting device (port %u) info: %s\n",
 388                                 em_route_base_v4[i].if_out, strerror(-ret));
 389
 390                 src.s_addr = htonl(em_route_base_v4[i].v4_key.ip_src);
 391                 dst.s_addr = htonl(em_route_base_v4[i].v4_key.ip_dst);
 392                 printf("EM: Adding route %s, %s, %d, %d, %d (%d) [%s]\n",
 393                            inet_ntop(AF_INET, &dst, dstbuf, sizeof(dstbuf)),
 394                        inet_ntop(AF_INET, &src, srcbuf, sizeof(srcbuf)),
 395                            em_route_base_v4[i].v4_key.port_dst,
 396                            em_route_base_v4[i].v4_key.port_src,
 397                            em_route_base_v4[i].v4_key.proto,
 398                        em_route_base_v4[i].if_out, dev_info.device->name);
 399         }
 400         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 " keys\n",
 401                 (uint64_t)route_num_v4);
 402 }
 403
 404 #define BIT_16_TO_23 0x00ff0000
 405 static inline void
 406 populate_ipv6_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 407 {
 408         int i;
 409         int32_t ret;
 410         struct rte_eth_dev_info dev_info;
 411         char srcbuf[INET6_ADDRSTRLEN];
 412         char dstbuf[INET6_ADDRSTRLEN];
 413
 414         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 415                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 416
 417         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 418
 419         for (i = 0; i < route_num_v6; i++) {
 420                 struct em_rule *entry;
 421                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 422
 423                 if ((1 << em_route_base_v6[i].if_out &
 424                                 enabled_port_mask) == 0)
 425                         continue;
 426
 427                 entry = &em_route_base_v6[i];
 428                 convert_ipv6_5tuple(&(entry->v6_key), &newkey);
 429                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 430                 if (ret < 0) {
 431                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 432                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 433                 }
 434                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = entry->if_out;
 435                 ret = rte_eth_dev_info_get(em_route_base_v6[i].if_out,
 436                                      &dev_info);
 437                 if (ret != 0)
 438                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 439                                 "Error during getting device (port %u) info: %s\n",
 440                                 em_route_base_v6[i].if_out, strerror(-ret));
 441
 442                 printf("EM: Adding route %s, %s, %d, %d, %d (%d) [%s]\n",
 443                            inet_ntop(AF_INET6, em_route_base_v6[i].v6_key.ip_dst,
 444                            dstbuf, sizeof(dstbuf)),
 445                        inet_ntop(AF_INET6, em_route_base_v6[i].v6_key.ip_src,
 446                            srcbuf, sizeof(srcbuf)),
 447                            em_route_base_v6[i].v6_key.port_dst,
 448                            em_route_base_v6[i].v6_key.port_src,
 449                            em_route_base_v6[i].v6_key.proto,
 450                        em_route_base_v6[i].if_out, dev_info.device->name);
 451         }
 452         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 "keys\n",
 453                 (uint64_t)route_num_v6);
 454 }
 455
 456 /* Requirements:
 457  * 1. IP packets without extension;
 458  * 2. L4 payload should be either TCP or UDP.
 459  */
 460 int
 461 em_check_ptype(int portid)
 462 {
 463         int i, ret;
 464         int ptype_l3_ipv4_ext = 0;
 465         int ptype_l3_ipv6_ext = 0;
 466         int ptype_l4_tcp = 0;
 467         int ptype_l4_udp = 0;
 468         uint32_t ptype_mask = RTE_PTYPE_L3_MASK | RTE_PTYPE_L4_MASK;
 469
 470         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, NULL, 0);
 471         if (ret <= 0)
 472                 return 0;
 473
 474         uint32_t ptypes[ret];
 475
 476         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, ptypes, ret);
 477         for (i = 0; i < ret; ++i) {
 478                 switch (ptypes[i]) {
 479                 case RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT:
 480                         ptype_l3_ipv4_ext = 1;
 481                         break;
 482                 case RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT:
 483                         ptype_l3_ipv6_ext = 1;
 484                         break;
 485                 case RTE_PTYPE_L4_TCP:
 486                         ptype_l4_tcp = 1;
 487                         break;
 488                 case RTE_PTYPE_L4_UDP:
 489                         ptype_l4_udp = 1;
 490                         break;
 491                 }
 492         }
 493
 494         if (ptype_l3_ipv4_ext == 0)
 495                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT\n", portid);
 496         if (ptype_l3_ipv6_ext == 0)
 497                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT\n", portid);
 498         if (!ptype_l3_ipv4_ext || !ptype_l3_ipv6_ext)
 499                 return 0;
 500
 501         if (ptype_l4_tcp == 0)
 502                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_TCP\n", portid);
 503         if (ptype_l4_udp == 0)
 504                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_UDP\n", portid);
 505         if (ptype_l4_tcp && ptype_l4_udp)
 506                 return 1;
 507
 508         return 0;
 509 }
 510
 511 static inline void
 512 em_parse_ptype(struct rte_mbuf *m)
 513 {
 514         struct rte_ether_hdr *eth_hdr;
 515         uint32_t packet_type = RTE_PTYPE_UNKNOWN;
 516         uint16_t ether_type;
 517         void *l3;
 518         int hdr_len;
 519         struct rte_ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 520         struct rte_ipv6_hdr *ipv6_hdr;
 521
 522         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct rte_ether_hdr *);
 523         ether_type = eth_hdr->ether_type;
 524         l3 = (uint8_t *)eth_hdr + sizeof(struct rte_ether_hdr);
 525         if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(RTE_ETHER_TYPE_IPV4)) {
 526                 ipv4_hdr = (struct rte_ipv4_hdr *)l3;
 527                 hdr_len = rte_ipv4_hdr_len(ipv4_hdr);
 528                 if (hdr_len == sizeof(struct rte_ipv4_hdr)) {
 529                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4;
 530                         if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_TCP)
 531                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_TCP;
 532                         else if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_UDP)
 533                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_UDP;
 534                 } else
 535                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT;
 536         } else if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(RTE_ETHER_TYPE_IPV6)) {
 537                 ipv6_hdr = (struct rte_ipv6_hdr *)l3;
 538                 if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_TCP)
 539                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_TCP;
 540                 else if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_UDP)
 541                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_UDP;
 542                 else
 543                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN;
 544         }
 545
 546         m->packet_type = packet_type;
 547 }
 548
 549 uint16_t
 550 em_cb_parse_ptype(uint16_t port __rte_unused, uint16_t queue __rte_unused,
 551                   struct rte_mbuf *pkts[], uint16_t nb_pkts,
 552                   uint16_t max_pkts __rte_unused,
 553                   void *user_param __rte_unused)
 554 {
 555         unsigned i;
 556
 557         for (i = 0; i < nb_pkts; ++i)
 558                 em_parse_ptype(pkts[i]);
 559
 560         return nb_pkts;
 561 }
 562
 563 /* main processing loop */
 564 int
 565 em_main_loop(__rte_unused void *dummy)
 566 {
 567         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 568         unsigned lcore_id;
 569         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
 570         int i, nb_rx;
 571         uint8_t queueid;
 572         uint16_t portid;
 573         struct lcore_conf *qconf;
 574         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) /
 575                 US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US;
 576
 577         lcore_id = rte_lcore_id();
 578         qconf = &lcore_conf[lcore_id];
 579
 580         const uint16_t n_rx_q = qconf->n_rx_queue;
 581         const uint16_t n_tx_p = qconf->n_tx_port;
 582         if (n_rx_q == 0) {
 583                 RTE_LOG(INFO, L3FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
 584                 return 0;
 585         }
 586
 587         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
 588
 589         for (i = 0; i < n_rx_q; i++) {
 590
 591                 portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 592                 queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 593                 RTE_LOG(INFO, L3FWD,
 594                         " -- lcoreid=%u portid=%u rxqueueid=%hhu\n",
 595                         lcore_id, portid, queueid);
 596         }
 597
 598         cur_tsc = rte_rdtsc();
 599         prev_tsc = cur_tsc;
 600
 601         while (!force_quit) {
 602
 603                 /*
 604                  * TX burst queue drain
 605                  */
 606                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
 607                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
 608
 609                         for (i = 0; i < n_tx_p; ++i) {
 610                                 portid = qconf->tx_port_id[i];
 611                                 if (qconf->tx_mbufs[portid].len == 0)
 612                                         continue;
 613                                 send_burst(qconf,
 614                                         qconf->tx_mbufs[portid].len,
 615                                         portid);
 616                                 qconf->tx_mbufs[portid].len = 0;
 617                         }
 618
 619                         prev_tsc = cur_tsc;
 620                 }
 621
 622                 /*
 623                  * Read packet from RX queues
 624                  */
 625                 for (i = 0; i < n_rx_q; ++i) {
 626                         portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 627                         queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 628                         nb_rx = rte_eth_rx_burst(portid, queueid, pkts_burst,
 629                                 MAX_PKT_BURST);
 630                         if (nb_rx == 0)
 631                                 continue;
 632
 633 #if defined RTE_ARCH_X86 || defined __ARM_NEON
 634                         l3fwd_em_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 635                                                         portid, qconf);
 636 #else
 637                         l3fwd_em_no_opt_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 638                                                         portid, qconf);
 639 #endif
 640                 }
 641
 642                 cur_tsc = rte_rdtsc();
 643         }
 644
 645         return 0;
 646 }
 647
 648 static __rte_always_inline void
 649 em_event_loop_single(struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc,
 650                 const uint8_t flags)
 651 {
 652         const int event_p_id = l3fwd_get_free_event_port(evt_rsrc);
 653         const uint8_t tx_q_id = evt_rsrc->evq.event_q_id[
 654                 evt_rsrc->evq.nb_queues - 1];
 655         const uint8_t event_d_id = evt_rsrc->event_d_id;
 656         struct lcore_conf *lconf;
 657         unsigned int lcore_id;
 658         struct rte_event ev;
 659
 660         if (event_p_id < 0)
 661                 return;
 662
 663         lcore_id = rte_lcore_id();
 664         lconf = &lcore_conf[lcore_id];
 665
 666         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering %s on lcore %u\n", __func__, lcore_id);
 667         while (!force_quit) {
 668                 if (!rte_event_dequeue_burst(event_d_id, event_p_id, &ev, 1, 0))
 669                         continue;
 670
 671                 struct rte_mbuf *mbuf = ev.mbuf;
 672
 673 #if defined RTE_ARCH_X86 || defined __ARM_NEON
 674                 mbuf->port = em_get_dst_port(lconf, mbuf, mbuf->port);
 675                 process_packet(mbuf, &mbuf->port);
 676 #else
 677                 l3fwd_em_simple_process(mbuf, lconf);
 678 #endif
 679                 if (mbuf->port == BAD_PORT) {
 680                         rte_pktmbuf_free(mbuf);
 681                         continue;
 682                 }
 683
 684                 if (flags & L3FWD_EVENT_TX_ENQ) {
 685                         ev.queue_id = tx_q_id;
 686                         ev.op = RTE_EVENT_OP_FORWARD;
 687                         while (rte_event_enqueue_burst(event_d_id, event_p_id,
 688                                                 &ev, 1) && !force_quit)
 689                                 ;
 690                 }
 691
 692                 if (flags & L3FWD_EVENT_TX_DIRECT) {
 693                         rte_event_eth_tx_adapter_txq_set(mbuf, 0);
 694                         while (!rte_event_eth_tx_adapter_enqueue(event_d_id,
 695                                                 event_p_id, &ev, 1, 0) &&
 696                                         !force_quit)
 697                                 ;
 698                 }
 699         }
 700 }
 701
 702 static __rte_always_inline void
 703 em_event_loop_burst(struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc,
 704                 const uint8_t flags)
 705 {
 706         const int event_p_id = l3fwd_get_free_event_port(evt_rsrc);
 707         const uint8_t tx_q_id = evt_rsrc->evq.event_q_id[
 708                 evt_rsrc->evq.nb_queues - 1];
 709         const uint8_t event_d_id = evt_rsrc->event_d_id;
 710         const uint16_t deq_len = evt_rsrc->deq_depth;
 711         struct rte_event events[MAX_PKT_BURST];
 712         struct lcore_conf *lconf;
 713         unsigned int lcore_id;
 714         int i, nb_enq, nb_deq;
 715
 716         if (event_p_id < 0)
 717                 return;
 718
 719         lcore_id = rte_lcore_id();
 720
 721         lconf = &lcore_conf[lcore_id];
 722
 723         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering %s on lcore %u\n", __func__, lcore_id);
 724
 725         while (!force_quit) {
 726                 /* Read events from RX queues */
 727                 nb_deq = rte_event_dequeue_burst(event_d_id, event_p_id,
 728                                 events, deq_len, 0);
 729                 if (nb_deq == 0) {
 730                         rte_pause();
 731                         continue;
 732                 }
 733
 734 #if defined RTE_ARCH_X86 || defined __ARM_NEON
 735                 l3fwd_em_process_events(nb_deq, (struct rte_event **)&events,
 736                                         lconf);
 737 #else
 738                 l3fwd_em_no_opt_process_events(nb_deq,
 739                                                (struct rte_event **)&events,
 740                                                lconf);
 741 #endif
 742                 for (i = 0; i < nb_deq; i++) {
 743                         if (flags & L3FWD_EVENT_TX_ENQ) {
 744                                 events[i].queue_id = tx_q_id;
 745                                 events[i].op = RTE_EVENT_OP_FORWARD;
 746                         }
 747
 748                         if (flags & L3FWD_EVENT_TX_DIRECT)
 749                                 rte_event_eth_tx_adapter_txq_set(events[i].mbuf,
 750                                                                  0);
 751                 }
 752
 753                 if (flags & L3FWD_EVENT_TX_ENQ) {
 754                         nb_enq = rte_event_enqueue_burst(event_d_id, event_p_id,
 755                                         events, nb_deq);
 756                         while (nb_enq < nb_deq && !force_quit)
 757                                 nb_enq += rte_event_enqueue_burst(event_d_id,
 758                                                 event_p_id, events + nb_enq,
 759                                                 nb_deq - nb_enq);
 760                 }
 761
 762                 if (flags & L3FWD_EVENT_TX_DIRECT) {
 763                         nb_enq = rte_event_eth_tx_adapter_enqueue(event_d_id,
 764                                         event_p_id, events, nb_deq, 0);
 765                         while (nb_enq < nb_deq && !force_quit)
 766                                 nb_enq += rte_event_eth_tx_adapter_enqueue(
 767                                                 event_d_id, event_p_id,
 768                                                 events + nb_enq,
 769                                                 nb_deq - nb_enq, 0);
 770                 }
 771         }
 772 }
 773
 774 static __rte_always_inline void
 775 em_event_loop(struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc,
 776                  const uint8_t flags)
 777 {
 778         if (flags & L3FWD_EVENT_SINGLE)
 779                 em_event_loop_single(evt_rsrc, flags);
 780         if (flags & L3FWD_EVENT_BURST)
 781                 em_event_loop_burst(evt_rsrc, flags);
 782 }
 783
 784 int __rte_noinline
 785 em_event_main_loop_tx_d(__rte_unused void *dummy)
 786 {
 787         struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc =
 788                                         l3fwd_get_eventdev_rsrc();
 789
 790         em_event_loop(evt_rsrc, L3FWD_EVENT_TX_DIRECT | L3FWD_EVENT_SINGLE);
 791         return 0;
 792 }
 793
 794 int __rte_noinline
 795 em_event_main_loop_tx_d_burst(__rte_unused void *dummy)
 796 {
 797         struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc =
 798                                         l3fwd_get_eventdev_rsrc();
 799
 800         em_event_loop(evt_rsrc, L3FWD_EVENT_TX_DIRECT | L3FWD_EVENT_BURST);
 801         return 0;
 802 }
 803
 804 int __rte_noinline
 805 em_event_main_loop_tx_q(__rte_unused void *dummy)
 806 {
 807         struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc =
 808                                         l3fwd_get_eventdev_rsrc();
 809
 810         em_event_loop(evt_rsrc, L3FWD_EVENT_TX_ENQ | L3FWD_EVENT_SINGLE);
 811         return 0;
 812 }
 813
 814 int __rte_noinline
 815 em_event_main_loop_tx_q_burst(__rte_unused void *dummy)
 816 {
 817         struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc =
 818                                         l3fwd_get_eventdev_rsrc();
 819
 820         em_event_loop(evt_rsrc, L3FWD_EVENT_TX_ENQ | L3FWD_EVENT_BURST);
 821         return 0;
 822 }
 823
 824 /* Same eventdev loop for single and burst of vector */
 825 static __rte_always_inline void
 826 em_event_loop_vector(struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc,
 827                      const uint8_t flags)
 828 {
 829         const int event_p_id = l3fwd_get_free_event_port(evt_rsrc);
 830         const uint8_t tx_q_id =
 831                 evt_rsrc->evq.event_q_id[evt_rsrc->evq.nb_queues - 1];
 832         const uint8_t event_d_id = evt_rsrc->event_d_id;
 833         const uint16_t deq_len = evt_rsrc->deq_depth;
 834         struct rte_event events[MAX_PKT_BURST];
 835         struct lcore_conf *lconf;
 836         unsigned int lcore_id;
 837         int i, nb_enq, nb_deq;
 838
 839         if (event_p_id < 0)
 840                 return;
 841
 842         lcore_id = rte_lcore_id();
 843         lconf = &lcore_conf[lcore_id];
 844
 845         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering %s on lcore %u\n", __func__, lcore_id);
 846
 847         while (!force_quit) {
 848                 /* Read events from RX queues */
 849                 nb_deq = rte_event_dequeue_burst(event_d_id, event_p_id, events,
 850                                                  deq_len, 0);
 851                 if (nb_deq == 0) {
 852                         rte_pause();
 853                         continue;
 854                 }
 855
 856                 for (i = 0; i < nb_deq; i++) {
 857                         if (flags & L3FWD_EVENT_TX_ENQ) {
 858                                 events[i].queue_id = tx_q_id;
 859                                 events[i].op = RTE_EVENT_OP_FORWARD;
 860                         }
 861
 862 #if defined RTE_ARCH_X86 || defined __ARM_NEON
 863                         l3fwd_em_process_event_vector(events[i].vec, lconf);
 864 #else
 865                         l3fwd_em_no_opt_process_event_vector(events[i].vec,
 866                                                              lconf);
 867 #endif
 868                         if (flags & L3FWD_EVENT_TX_DIRECT)
 869                                 event_vector_txq_set(events[i].vec, 0);
 870                 }
 871
 872                 if (flags & L3FWD_EVENT_TX_ENQ) {
 873                         nb_enq = rte_event_enqueue_burst(event_d_id, event_p_id,
 874                                                          events, nb_deq);
 875                         while (nb_enq < nb_deq && !force_quit)
 876                                 nb_enq += rte_event_enqueue_burst(
 877                                         event_d_id, event_p_id, events + nb_enq,
 878                                         nb_deq - nb_enq);
 879                 }
 880
 881                 if (flags & L3FWD_EVENT_TX_DIRECT) {
 882                         nb_enq = rte_event_eth_tx_adapter_enqueue(
 883                                 event_d_id, event_p_id, events, nb_deq, 0);
 884                         while (nb_enq < nb_deq && !force_quit)
 885                                 nb_enq += rte_event_eth_tx_adapter_enqueue(
 886                                         event_d_id, event_p_id, events + nb_enq,
 887                                         nb_deq - nb_enq, 0);
 888                 }
 889         }
 890 }
 891
 892 int __rte_noinline
 893 em_event_main_loop_tx_d_vector(__rte_unused void *dummy)
 894 {
 895         struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc = l3fwd_get_eventdev_rsrc();
 896
 897         em_event_loop_vector(evt_rsrc, L3FWD_EVENT_TX_DIRECT);
 898         return 0;
 899 }
 900
 901 int __rte_noinline
 902 em_event_main_loop_tx_d_burst_vector(__rte_unused void *dummy)
 903 {
 904         struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc = l3fwd_get_eventdev_rsrc();
 905
 906         em_event_loop_vector(evt_rsrc, L3FWD_EVENT_TX_DIRECT);
 907         return 0;
 908 }
 909
 910 int __rte_noinline
 911 em_event_main_loop_tx_q_vector(__rte_unused void *dummy)
 912 {
 913         struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc = l3fwd_get_eventdev_rsrc();
 914
 915         em_event_loop_vector(evt_rsrc, L3FWD_EVENT_TX_ENQ);
 916         return 0;
 917 }
 918
 919 int __rte_noinline
 920 em_event_main_loop_tx_q_burst_vector(__rte_unused void *dummy)
 921 {
 922         struct l3fwd_event_resources *evt_rsrc = l3fwd_get_eventdev_rsrc();
 923
 924         em_event_loop_vector(evt_rsrc, L3FWD_EVENT_TX_ENQ);
 925         return 0;
 926 }
 927
 928 /* Initialize exact match (hash) parameters. 8< */
 929 void
 930 setup_hash(const int socketid)
 931 {
 932         struct rte_hash_parameters ipv4_l3fwd_hash_params = {
 933                 .name = NULL,
 934                 .entries = L3FWD_HASH_ENTRIES,
 935                 .key_len = sizeof(union ipv4_5tuple_host),
 936                 .hash_func = ipv4_hash_crc,
 937                 .hash_func_init_val = 0,
 938         };
 939
 940         struct rte_hash_parameters ipv6_l3fwd_hash_params = {
 941                 .name = NULL,
 942                 .entries = L3FWD_HASH_ENTRIES,
 943                 .key_len = sizeof(union ipv6_5tuple_host),
 944                 .hash_func = ipv6_hash_crc,
 945                 .hash_func_init_val = 0,
 946         };
 947
 948         char s[64];
 949
 950         /* create ipv4 hash */
 951         snprintf(s, sizeof(s), "ipv4_l3fwd_hash_%d", socketid);
 952         ipv4_l3fwd_hash_params.name = s;
 953         ipv4_l3fwd_hash_params.socket_id = socketid;
 954         ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] =
 955                 rte_hash_create(&ipv4_l3fwd_hash_params);
 956         if (ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] == NULL)
 957                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 958                         "Unable to create the l3fwd hash on socket %d\n",
 959                         socketid);
 960
 961         /* create ipv6 hash */
 962         snprintf(s, sizeof(s), "ipv6_l3fwd_hash_%d", socketid);
 963         ipv6_l3fwd_hash_params.name = s;
 964         ipv6_l3fwd_hash_params.socket_id = socketid;
 965         ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] =
 966                 rte_hash_create(&ipv6_l3fwd_hash_params);
 967         if (ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] == NULL)
 968                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 969                         "Unable to create the l3fwd hash on socket %d\n",
 970                         socketid);
 971
 972         /*
 973          * Use data from ipv4/ipv6 l3fwd config file
 974          * directly to initialize the hash table.
 975          */
 976         if (ipv6 == 0) {
 977                 /* populate the ipv4 hash */
 978                 populate_ipv4_flow_into_table(
 979                         ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid]);
 980         } else {
 981                 /* populate the ipv6 hash */
 982                 populate_ipv6_flow_into_table(
 983                         ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid]);
 984         }
 985 }
 986 /* >8 End of initialization of hash parameters. */
 987
 988 /* Return ipv4/ipv6 em fwd lookup struct. */
 989 void *
 990 em_get_ipv4_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 991 {
 992         return ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid];
 993 }
 994
 995 void *
 996 em_get_ipv6_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 997 {
 998         return ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid];
 999 }