examples/server_node_efd/node/node.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2016-2017 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <stdint.h>
   6 #include <stdio.h>
   7 #include <inttypes.h>
   8 #include <stdarg.h>
   9 #include <errno.h>
  10 #include <sys/queue.h>
  11 #include <stdlib.h>
  12 #include <getopt.h>
  13 #include <string.h>
  14
  15 #include <rte_common.h>
  16 #include <rte_malloc.h>
  17 #include <rte_memory.h>
  18 #include <rte_memzone.h>
  19 #include <rte_eal.h>
  20 #include <rte_branch_prediction.h>
  21 #include <rte_log.h>
  22 #include <rte_per_lcore.h>
  23 #include <rte_launch.h>
  24 #include <rte_lcore.h>
  25 #include <rte_ring.h>
  26 #include <rte_debug.h>
  27 #include <rte_mempool.h>
  28 #include <rte_mbuf.h>
  29 #include <rte_interrupts.h>
  30 #include <rte_ether.h>
  31 #include <rte_ethdev.h>
  32 #include <rte_string_fns.h>
  33 #include <rte_ip.h>
  34
  35 #include "common.h"
  36
  37 /* Number of packets to attempt to read from queue */
  38 #define PKT_READ_SIZE  ((uint16_t)32)
  39
  40 /*
  41  * Our node id number - tells us which rx queue to read, and NIC TX
  42  * queue to write to.
  43  */
  44 static uint8_t node_id;
  45
  46 #define MBQ_CAPACITY 32
  47
  48 /* maps input ports to output ports for packets */
  49 static uint16_t output_ports[RTE_MAX_ETHPORTS];
  50
  51 /* buffers up a set of packet that are ready to send */
  52 struct rte_eth_dev_tx_buffer *tx_buffer[RTE_MAX_ETHPORTS];
  53
  54 /* shared data from server. We update statistics here */
  55 static struct tx_stats *tx_stats;
  56
  57 static struct filter_stats *filter_stats;
  58
  59 /*
  60  * print a usage message
  61  */
  62 static void
  63 usage(const char *progname)
  64 {
  65         printf("Usage: %s [EAL args] -- -n <node_id>\n\n", progname);
  66 }
  67
  68 /*
  69  * Convert the node id number from a string to an int.
  70  */
  71 static int
  72 parse_node_num(const char *node)
  73 {
  74         char *end = NULL;
  75         unsigned long temp;
  76
  77         if (node == NULL || *node == '\0')
  78                 return -1;
  79
  80         temp = strtoul(node, &end, 10);
  81         if (end == NULL || *end != '\0')
  82                 return -1;
  83
  84         node_id = (uint8_t)temp;
  85         return 0;
  86 }
  87
  88 /*
  89  * Parse the application arguments to the node app.
  90  */
  91 static int
  92 parse_app_args(int argc, char *argv[])
  93 {
  94         int option_index, opt;
  95         char **argvopt = argv;
  96         const char *progname = NULL;
  97         static struct option lgopts[] = { /* no long options */
  98                 {NULL, 0, 0, 0 }
  99         };
 100         progname = argv[0];
 101
 102         while ((opt = getopt_long(argc, argvopt, "n:", lgopts,
 103                 &option_index)) != EOF) {
 104                 switch (opt) {
 105                 case 'n':
 106                         if (parse_node_num(optarg) != 0) {
 107                                 usage(progname);
 108                                 return -1;
 109                         }
 110                         break;
 111                 default:
 112                         usage(progname);
 113                         return -1;
 114                 }
 115         }
 116         return 0;
 117 }
 118
 119 /*
 120  * Tx buffer error callback
 121  */
 122 static void
 123 flush_tx_error_callback(struct rte_mbuf **unsent, uint16_t count,
 124                 void *userdata) {
 125         int i;
 126         uint16_t port_id = (uintptr_t)userdata;
 127
 128         tx_stats->tx_drop[port_id] += count;
 129
 130         /* free the mbufs which failed from transmit */
 131         for (i = 0; i < count; i++)
 132                 rte_pktmbuf_free(unsent[i]);
 133
 134 }
 135
 136 static void
 137 configure_tx_buffer(uint16_t port_id, uint16_t size)
 138 {
 139         int ret;
 140
 141         /* Initialize TX buffers */
 142         tx_buffer[port_id] = rte_zmalloc_socket("tx_buffer",
 143                         RTE_ETH_TX_BUFFER_SIZE(size), 0,
 144                         rte_eth_dev_socket_id(port_id));
 145         if (tx_buffer[port_id] == NULL)
 146                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 147                         "Cannot allocate buffer for tx on port %u\n", port_id);
 148
 149         rte_eth_tx_buffer_init(tx_buffer[port_id], size);
 150
 151         ret = rte_eth_tx_buffer_set_err_callback(tx_buffer[port_id],
 152                         flush_tx_error_callback, (void *)(intptr_t)port_id);
 153         if (ret < 0)
 154                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 155                         "Cannot set error callback for tx buffer on port %u\n",
 156                         port_id);
 157 }
 158
 159 /*
 160  * set up output ports so that all traffic on port gets sent out
 161  * its paired port. Index using actual port numbers since that is
 162  * what comes in the mbuf structure.
 163  */
 164 static void
 165 configure_output_ports(const struct shared_info *info)
 166 {
 167         int i;
 168
 169         if (info->num_ports > RTE_MAX_ETHPORTS)
 170                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Too many ethernet ports. "
 171                                 "RTE_MAX_ETHPORTS = %u\n",
 172                                 (unsigned int)RTE_MAX_ETHPORTS);
 173         for (i = 0; i < info->num_ports - 1; i += 2) {
 174                 uint8_t p1 = info->id[i];
 175                 uint8_t p2 = info->id[i+1];
 176
 177                 output_ports[p1] = p2;
 178                 output_ports[p2] = p1;
 179
 180                 configure_tx_buffer(p1, MBQ_CAPACITY);
 181                 configure_tx_buffer(p2, MBQ_CAPACITY);
 182
 183         }
 184 }
 185
 186 /*
 187  * Create the hash table that will contain the flows that
 188  * the node will handle, which will be used to decide if packet
 189  * is transmitted or dropped.
 190  */
 191
 192 /* Creation of hash table. 8< */
 193 static struct rte_hash *
 194 create_hash_table(const struct shared_info *info)
 195 {
 196         uint32_t num_flows_node = info->num_flows / info->num_nodes;
 197         char name[RTE_HASH_NAMESIZE];
 198         struct rte_hash *h;
 199
 200         /* create table */
 201         struct rte_hash_parameters hash_params = {
 202                 .entries = num_flows_node * 2, /* table load = 50% */
 203                 .key_len = sizeof(uint32_t), /* Store IPv4 dest IP address */
 204                 .socket_id = rte_socket_id(),
 205                 .hash_func_init_val = 0,
 206         };
 207
 208         snprintf(name, sizeof(name), "hash_table_%d", node_id);
 209         hash_params.name = name;
 210         h = rte_hash_create(&hash_params);
 211
 212         if (h == NULL)
 213                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 214                                 "Problem creating the hash table for node %d\n",
 215                                 node_id);
 216         return h;
 217 }
 218
 219 static void
 220 populate_hash_table(const struct rte_hash *h, const struct shared_info *info)
 221 {
 222         unsigned int i;
 223         int32_t ret;
 224         uint32_t ip_dst;
 225         uint32_t num_flows_node = 0;
 226         uint64_t target_node;
 227
 228         /* Add flows in table */
 229         for (i = 0; i < info->num_flows; i++) {
 230                 target_node = i % info->num_nodes;
 231                 if (target_node != node_id)
 232                         continue;
 233
 234                 ip_dst = rte_cpu_to_be_32(i);
 235
 236                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &ip_dst);
 237                 if (ret < 0)
 238                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u "
 239                                         "in hash table\n", i);
 240                 else
 241                         num_flows_node++;
 242
 243         }
 244
 245         printf("Hash table: Adding 0x%x keys\n", num_flows_node);
 246 }
 247 /* >8 End of creation of hash table. */
 248
 249 /*
 250  * This function performs routing of packets
 251  * Just sends each input packet out an output port based solely on the input
 252  * port it arrived on.
 253  */
 254 static inline void
 255 transmit_packet(struct rte_mbuf *buf)
 256 {
 257         int sent;
 258         const uint16_t in_port = buf->port;
 259         const uint16_t out_port = output_ports[in_port];
 260         struct rte_eth_dev_tx_buffer *buffer = tx_buffer[out_port];
 261
 262         sent = rte_eth_tx_buffer(out_port, node_id, buffer, buf);
 263         if (sent)
 264                 tx_stats->tx[out_port] += sent;
 265
 266 }
 267
 268 /* Packets dequeued from the shared ring. 8< */
 269 static inline void
 270 handle_packets(struct rte_hash *h, struct rte_mbuf **bufs, uint16_t num_packets)
 271 {
 272         struct rte_ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 273         uint32_t ipv4_dst_ip[PKT_READ_SIZE];
 274         const void *key_ptrs[PKT_READ_SIZE];
 275         unsigned int i;
 276         int32_t positions[PKT_READ_SIZE] = {0};
 277
 278         for (i = 0; i < num_packets; i++) {
 279                 /* Handle IPv4 header.*/
 280                 ipv4_hdr = rte_pktmbuf_mtod_offset(bufs[i],
 281                         struct rte_ipv4_hdr *, sizeof(struct rte_ether_hdr));
 282                 ipv4_dst_ip[i] = ipv4_hdr->dst_addr;
 283                 key_ptrs[i] = &ipv4_dst_ip[i];
 284         }
 285         /* Check if packets belongs to any flows handled by this node */
 286         rte_hash_lookup_bulk(h, key_ptrs, num_packets, positions);
 287
 288         for (i = 0; i < num_packets; i++) {
 289                 if (likely(positions[i] >= 0)) {
 290                         filter_stats->passed++;
 291                         transmit_packet(bufs[i]);
 292                 } else {
 293                         filter_stats->drop++;
 294                         /* Drop packet, as flow is not handled by this node */
 295                         rte_pktmbuf_free(bufs[i]);
 296                 }
 297         }
 298 }
 299 /* >8 End of packets dequeuing. */
 300
 301 /*
 302  * Application main function - loops through
 303  * receiving and processing packets. Never returns
 304  */
 305 int
 306 main(int argc, char *argv[])
 307 {
 308         const struct rte_memzone *mz;
 309         struct rte_ring *rx_ring;
 310         struct rte_hash *h;
 311         struct rte_mempool *mp;
 312         struct shared_info *info;
 313         int need_flush = 0; /* indicates whether we have unsent packets */
 314         int retval;
 315         void *pkts[PKT_READ_SIZE];
 316         uint16_t sent;
 317
 318         retval = rte_eal_init(argc, argv);
 319         if (retval  < 0)
 320                 return -1;
 321         argc -= retval;
 322         argv += retval;
 323
 324         if (parse_app_args(argc, argv) < 0)
 325                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid command-line arguments\n");
 326
 327         if (rte_eth_dev_count_avail() == 0)
 328                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "No Ethernet ports - bye\n");
 329
 330         /* Attaching to the server process memory. 8< */
 331         rx_ring = rte_ring_lookup(get_rx_queue_name(node_id));
 332         if (rx_ring == NULL)
 333                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot get RX ring - "
 334                                 "is server process running?\n");
 335
 336         mp = rte_mempool_lookup(PKTMBUF_POOL_NAME);
 337         if (mp == NULL)
 338                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot get mempool for mbufs\n");
 339
 340         mz = rte_memzone_lookup(MZ_SHARED_INFO);
 341         if (mz == NULL)
 342                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot get port info structure\n");
 343         info = mz->addr;
 344         tx_stats = &(info->tx_stats[node_id]);
 345         filter_stats = &(info->filter_stats[node_id]);
 346         /* >8 End of attaching to the server process memory. */
 347
 348         configure_output_ports(info);
 349
 350         h = create_hash_table(info);
 351
 352         populate_hash_table(h, info);
 353
 354         RTE_LOG(INFO, APP, "Finished Process Init.\n");
 355
 356         printf("\nNode process %d handling packets\n", node_id);
 357         printf("[Press Ctrl-C to quit ...]\n");
 358
 359         for (;;) {
 360                 uint16_t  rx_pkts = PKT_READ_SIZE;
 361                 uint16_t port;
 362
 363                 /*
 364                  * Try dequeuing max possible packets first, if that fails,
 365                  * get the most we can. Loop body should only execute once,
 366                  * maximum
 367                  */
 368                 while (rx_pkts > 0 &&
 369                                 unlikely(rte_ring_dequeue_bulk(rx_ring, pkts,
 370                                         rx_pkts, NULL) == 0))
 371                         rx_pkts = (uint16_t)RTE_MIN(rte_ring_count(rx_ring),
 372                                         PKT_READ_SIZE);
 373
 374                 if (unlikely(rx_pkts == 0)) {
 375                         if (need_flush)
 376                                 for (port = 0; port < info->num_ports; port++) {
 377                                         sent = rte_eth_tx_buffer_flush(
 378                                                         info->id[port],
 379                                                         node_id,
 380                                                         tx_buffer[port]);
 381                                         if (unlikely(sent))
 382                                                 tx_stats->tx[port] += sent;
 383                                 }
 384                         need_flush = 0;
 385                         continue;
 386                 }
 387
 388                 handle_packets(h, (struct rte_mbuf **)pkts, rx_pkts);
 389
 390                 need_flush = 1;
 391         }
 392
 393         /* clean up the EAL */
 394         rte_eal_cleanup();
 395 }