lib/table/rte_swx_table_em.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2020 Intel Corporation
   3  */
   4 #include <string.h>
   5 #include <stdio.h>
   6 #include <errno.h>
   7
   8 #include <rte_common.h>
   9 #include <rte_prefetch.h>
  10
  11 #include "rte_swx_table_em.h"
  12
  13 #define CHECK(condition, err_code)                                             \
  14 do {                                                                           \
  15         if (!(condition))                                                      \
  16                 return -(err_code);                                            \
  17 } while (0)
  18
  19 #ifndef RTE_SWX_TABLE_EM_USE_HUGE_PAGES
  20 #define RTE_SWX_TABLE_EM_USE_HUGE_PAGES 1
  21 #endif
  22
  23 #if RTE_SWX_TABLE_EM_USE_HUGE_PAGES
  24
  25 #include <rte_malloc.h>
  26
  27 static void *
  28 env_malloc(size_t size, size_t alignment, int numa_node)
  29 {
  30         return rte_zmalloc_socket(NULL, size, alignment, numa_node);
  31 }
  32
  33 static void
  34 env_free(void *start, size_t size __rte_unused)
  35 {
  36         rte_free(start);
  37 }
  38
  39 #else
  40
  41 #include <numa.h>
  42
  43 static void *
  44 env_malloc(size_t size, size_t alignment __rte_unused, int numa_node)
  45 {
  46         return numa_alloc_onnode(size, numa_node);
  47 }
  48
  49 static void
  50 env_free(void *start, size_t size)
  51 {
  52         numa_free(start, size);
  53 }
  54
  55 #endif
  56
  57 #if defined(RTE_ARCH_X86_64)
  58
  59 #include <x86intrin.h>
  60
  61 #define crc32_u64(crc, v) _mm_crc32_u64(crc, v)
  62
  63 #else
  64
  65 static inline uint64_t
  66 crc32_u64_generic(uint64_t crc, uint64_t value)
  67 {
  68         int i;
  69
  70         crc = (crc & 0xFFFFFFFFLLU) ^ value;
  71         for (i = 63; i >= 0; i--) {
  72                 uint64_t mask;
  73
  74                 mask = -(crc & 1LLU);
  75                 crc = (crc >> 1LLU) ^ (0x82F63B78LLU & mask);
  76         }
  77
  78         return crc;
  79 }
  80
  81 #define crc32_u64(crc, v) crc32_u64_generic(crc, v)
  82
  83 #endif
  84
  85 /* Key size needs to be one of: 8, 16, 32 or 64. */
  86 static inline uint32_t
  87 hash(void *key, void *key_mask, uint32_t key_size, uint32_t seed)
  88 {
  89         uint64_t *k = key;
  90         uint64_t *m = key_mask;
  91         uint64_t k0, k2, k5, crc0, crc1, crc2, crc3, crc4, crc5;
  92
  93         switch (key_size) {
  94         case 8:
  95                 crc0 = crc32_u64(seed, k[0] & m[0]);
  96                 return crc0;
  97
  98         case 16:
  99                 k0 = k[0] & m[0];
 100
 101                 crc0 = crc32_u64(k0, seed);
 102                 crc1 = crc32_u64(k0 >> 32, k[1] & m[1]);
 103
 104                 crc0 ^= crc1;
 105
 106                 return crc0;
 107
 108         case 32:
 109                 k0 = k[0] & m[0];
 110                 k2 = k[2] & m[2];
 111
 112                 crc0 = crc32_u64(k0, seed);
 113                 crc1 = crc32_u64(k0 >> 32, k[1] & m[1]);
 114
 115                 crc2 = crc32_u64(k2, k[3] & m[3]);
 116                 crc3 = k2 >> 32;
 117
 118                 crc0 = crc32_u64(crc0, crc1);
 119                 crc1 = crc32_u64(crc2, crc3);
 120
 121                 crc0 ^= crc1;
 122
 123                 return crc0;
 124
 125         case 64:
 126                 k0 = k[0] & m[0];
 127                 k2 = k[2] & m[2];
 128                 k5 = k[5] & m[5];
 129
 130                 crc0 = crc32_u64(k0, seed);
 131                 crc1 = crc32_u64(k0 >> 32, k[1] & m[1]);
 132
 133                 crc2 = crc32_u64(k2, k[3] & m[3]);
 134                 crc3 = crc32_u64(k2 >> 32, k[4] & m[4]);
 135
 136                 crc4 = crc32_u64(k5, k[6] & m[6]);
 137                 crc5 = crc32_u64(k5 >> 32, k[7] & m[7]);
 138
 139                 crc0 = crc32_u64(crc0, (crc1 << 32) ^ crc2);
 140                 crc1 = crc32_u64(crc3, (crc4 << 32) ^ crc5);
 141
 142                 crc0 ^= crc1;
 143
 144                 return crc0;
 145
 146         default:
 147                 crc0 = 0;
 148                 return crc0;
 149         }
 150 }
 151
 152 /* n_bytes needs to be a multiple of 8 bytes. */
 153 static void
 154 keycpy(void *dst, void *src, void *src_mask, uint32_t n_bytes)
 155 {
 156         uint64_t *dst64 = dst, *src64 = src, *src_mask64 = src_mask;
 157         uint32_t i;
 158
 159         for (i = 0; i < n_bytes / sizeof(uint64_t); i++)
 160                 dst64[i] = src64[i] & src_mask64[i];
 161 }
 162
 163 /*
 164  * Return: 0 = Keys are NOT equal; 1 = Keys are equal.
 165  */
 166 static inline uint32_t
 167 keycmp(void *a, void *b, void *b_mask, uint32_t n_bytes)
 168 {
 169         uint64_t *a64 = a, *b64 = b, *b_mask64 = b_mask;
 170
 171         switch (n_bytes) {
 172         case 8: {
 173                 uint64_t xor0 = a64[0] ^ (b64[0] & b_mask64[0]);
 174                 uint32_t result = 1;
 175
 176                 if (xor0)
 177                         result = 0;
 178                 return result;
 179         }
 180
 181         case 16: {
 182                 uint64_t xor0 = a64[0] ^ (b64[0] & b_mask64[0]);
 183                 uint64_t xor1 = a64[1] ^ (b64[1] & b_mask64[1]);
 184                 uint64_t or = xor0 | xor1;
 185                 uint32_t result = 1;
 186
 187                 if (or)
 188                         result = 0;
 189                 return result;
 190         }
 191
 192         case 32: {
 193                 uint64_t xor0 = a64[0] ^ (b64[0] & b_mask64[0]);
 194                 uint64_t xor1 = a64[1] ^ (b64[1] & b_mask64[1]);
 195                 uint64_t xor2 = a64[2] ^ (b64[2] & b_mask64[2]);
 196                 uint64_t xor3 = a64[3] ^ (b64[3] & b_mask64[3]);
 197                 uint64_t or = (xor0 | xor1) | (xor2 | xor3);
 198                 uint32_t result = 1;
 199
 200                 if (or)
 201                         result = 0;
 202                 return result;
 203         }
 204
 205         case 64: {
 206                 uint64_t xor0 = a64[0] ^ (b64[0] & b_mask64[0]);
 207                 uint64_t xor1 = a64[1] ^ (b64[1] & b_mask64[1]);
 208                 uint64_t xor2 = a64[2] ^ (b64[2] & b_mask64[2]);
 209                 uint64_t xor3 = a64[3] ^ (b64[3] & b_mask64[3]);
 210                 uint64_t xor4 = a64[4] ^ (b64[4] & b_mask64[4]);
 211                 uint64_t xor5 = a64[5] ^ (b64[5] & b_mask64[5]);
 212                 uint64_t xor6 = a64[6] ^ (b64[6] & b_mask64[6]);
 213                 uint64_t xor7 = a64[7] ^ (b64[7] & b_mask64[7]);
 214                 uint64_t or = ((xor0 | xor1) | (xor2 | xor3)) |
 215                               ((xor4 | xor5) | (xor6 | xor7));
 216                 uint32_t result = 1;
 217
 218                 if (or)
 219                         result = 0;
 220                 return result;
 221         }
 222
 223         default: {
 224                 uint32_t i;
 225
 226                 for (i = 0; i < n_bytes / sizeof(uint64_t); i++)
 227                         if (a64[i] != (b64[i] & b_mask64[i]))
 228                                 return 0;
 229                 return 1;
 230         }
 231         }
 232 }
 233
 234 #define KEYS_PER_BUCKET 4
 235
 236 struct bucket_extension {
 237         struct bucket_extension *next;
 238         uint16_t sig[KEYS_PER_BUCKET];
 239         uint32_t key_id[KEYS_PER_BUCKET];
 240 };
 241
 242 struct table {
 243         /* Input parameters */
 244         struct rte_swx_table_params params;
 245
 246         /* Internal. */
 247         uint32_t key_size;
 248         uint32_t data_size;
 249         uint32_t key_size_shl;
 250         uint32_t data_size_shl;
 251         uint32_t n_buckets;
 252         uint32_t n_buckets_ext;
 253         uint32_t key_stack_tos;
 254         uint32_t bkt_ext_stack_tos;
 255         uint64_t total_size;
 256
 257         /* Memory arrays. */
 258         uint8_t *key_mask;
 259         struct bucket_extension *buckets;
 260         struct bucket_extension *buckets_ext;
 261         uint8_t *keys;
 262         uint32_t *key_stack;
 263         uint32_t *bkt_ext_stack;
 264         uint8_t *data;
 265 };
 266
 267 static inline uint8_t *
 268 table_key(struct table *t, uint32_t key_id)
 269 {
 270         return &t->keys[(uint64_t)key_id << t->key_size_shl];
 271 }
 272
 273 static inline uint64_t *
 274 table_key_data(struct table *t, uint32_t key_id)
 275 {
 276         return (uint64_t *)&t->data[(uint64_t)key_id << t->data_size_shl];
 277 }
 278
 279 static inline int
 280 bkt_is_empty(struct bucket_extension *bkt)
 281 {
 282         return (!bkt->sig[0] && !bkt->sig[1] && !bkt->sig[2] && !bkt->sig[3]) ?
 283                 1 : 0;
 284 }
 285
 286 /* Return:
 287  *    0 = Bucket key position is NOT empty;
 288  *    1 = Bucket key position is empty.
 289  */
 290 static inline int
 291 bkt_key_is_empty(struct bucket_extension *bkt, uint32_t bkt_pos)
 292 {
 293         return bkt->sig[bkt_pos] ? 0 : 1;
 294 }
 295
 296 /* Return: 0 = Keys are NOT equal; 1 = Keys are equal. */
 297 static inline int
 298 bkt_keycmp(struct table *t,
 299            struct bucket_extension *bkt,
 300            uint8_t *input_key,
 301            uint32_t bkt_pos,
 302            uint32_t input_sig)
 303 {
 304         uint32_t bkt_key_id;
 305         uint8_t *bkt_key;
 306
 307         /* Key signature comparison. */
 308         if (input_sig != bkt->sig[bkt_pos])
 309                 return 0;
 310
 311         /* Key comparison. */
 312         bkt_key_id = bkt->key_id[bkt_pos];
 313         bkt_key = table_key(t, bkt_key_id);
 314         return keycmp(bkt_key, input_key, t->key_mask, t->key_size);
 315 }
 316
 317 static inline void
 318 bkt_key_install(struct table *t,
 319                 struct bucket_extension *bkt,
 320                 struct rte_swx_table_entry *input,
 321                 uint32_t bkt_pos,
 322                 uint32_t bkt_key_id,
 323                 uint32_t input_sig)
 324 {
 325         uint8_t *bkt_key;
 326         uint64_t *bkt_data;
 327
 328         /* Key signature. */
 329         bkt->sig[bkt_pos] = (uint16_t)input_sig;
 330
 331         /* Key. */
 332         bkt->key_id[bkt_pos] = bkt_key_id;
 333         bkt_key = table_key(t, bkt_key_id);
 334         keycpy(bkt_key, input->key, t->key_mask, t->key_size);
 335
 336         /* Key data. */
 337         bkt_data = table_key_data(t, bkt_key_id);
 338         bkt_data[0] = input->action_id;
 339         if (t->params.action_data_size && input->action_data)
 340                 memcpy(&bkt_data[1],
 341                        input->action_data,
 342                        t->params.action_data_size);
 343 }
 344
 345 static inline void
 346 bkt_key_data_update(struct table *t,
 347                     struct bucket_extension *bkt,
 348                     struct rte_swx_table_entry *input,
 349                     uint32_t bkt_pos)
 350 {
 351         uint32_t bkt_key_id;
 352         uint64_t *bkt_data;
 353
 354         /* Key. */
 355         bkt_key_id = bkt->key_id[bkt_pos];
 356
 357         /* Key data. */
 358         bkt_data = table_key_data(t, bkt_key_id);
 359         bkt_data[0] = input->action_id;
 360         if (t->params.action_data_size && input->action_data)
 361                 memcpy(&bkt_data[1],
 362                        input->action_data,
 363                        t->params.action_data_size);
 364 }
 365
 366 #define CL RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP
 367
 368 static int
 369 __table_create(struct table **table,
 370                uint64_t *memory_footprint,
 371                struct rte_swx_table_params *params,
 372                const char *args __rte_unused,
 373                int numa_node)
 374 {
 375         struct table *t;
 376         uint8_t *memory;
 377         size_t table_meta_sz, key_mask_sz, bucket_sz, bucket_ext_sz, key_sz,
 378                 key_stack_sz, bkt_ext_stack_sz, data_sz, total_size;
 379         size_t key_mask_offset, bucket_offset, bucket_ext_offset, key_offset,
 380                 key_stack_offset, bkt_ext_stack_offset, data_offset;
 381         uint32_t key_size, key_data_size, n_buckets, n_buckets_ext, i;
 382
 383         /* Check input arguments. */
 384         CHECK(params, EINVAL);
 385         CHECK(params->match_type == RTE_SWX_TABLE_MATCH_EXACT, EINVAL);
 386         CHECK(params->key_size, EINVAL);
 387         CHECK(params->key_size <= 64, EINVAL);
 388         CHECK(params->n_keys_max, EINVAL);
 389
 390         /* Memory allocation. */
 391         key_size = rte_align64pow2(params->key_size);
 392         if (key_size < 8)
 393                 key_size = 8;
 394         key_data_size = rte_align64pow2(params->action_data_size + 8);
 395         n_buckets = params->n_keys_max / KEYS_PER_BUCKET;
 396         n_buckets_ext = params->n_keys_max / KEYS_PER_BUCKET;
 397
 398         table_meta_sz = CL(sizeof(struct table));
 399         key_mask_sz = CL(key_size);
 400         bucket_sz = CL(n_buckets * sizeof(struct bucket_extension));
 401         bucket_ext_sz = CL(n_buckets_ext * sizeof(struct bucket_extension));
 402         key_sz = CL(params->n_keys_max * key_size);
 403         key_stack_sz = CL(params->n_keys_max * sizeof(uint32_t));
 404         bkt_ext_stack_sz = CL(n_buckets_ext * sizeof(uint32_t));
 405         data_sz = CL(params->n_keys_max * key_data_size);
 406         total_size = table_meta_sz + key_mask_sz + bucket_sz + bucket_ext_sz +
 407                      key_sz + key_stack_sz + bkt_ext_stack_sz + data_sz;
 408
 409         key_mask_offset = table_meta_sz;
 410         bucket_offset = key_mask_offset + key_mask_sz;
 411         bucket_ext_offset = bucket_offset + bucket_sz;
 412         key_offset = bucket_ext_offset + bucket_ext_sz;
 413         key_stack_offset = key_offset + key_sz;
 414         bkt_ext_stack_offset = key_stack_offset + key_stack_sz;
 415         data_offset = bkt_ext_stack_offset + bkt_ext_stack_sz;
 416
 417         if (!table) {
 418                 if (memory_footprint)
 419                         *memory_footprint = total_size;
 420                 return 0;
 421         }
 422
 423         memory = env_malloc(total_size, RTE_CACHE_LINE_SIZE, numa_node);
 424         CHECK(memory,  ENOMEM);
 425         memset(memory, 0, total_size);
 426
 427         /* Initialization. */
 428         t = (struct table *)memory;
 429         memcpy(&t->params, params, sizeof(*params));
 430
 431         t->key_size = key_size;
 432         t->data_size = key_data_size;
 433         t->key_size_shl = __builtin_ctzl(key_size);
 434         t->data_size_shl = __builtin_ctzl(key_data_size);
 435         t->n_buckets = n_buckets;
 436         t->n_buckets_ext = n_buckets_ext;
 437         t->total_size = total_size;
 438
 439         t->key_mask = &memory[key_mask_offset];
 440         t->buckets = (struct bucket_extension *)&memory[bucket_offset];
 441         t->buckets_ext = (struct bucket_extension *)&memory[bucket_ext_offset];
 442         t->keys = &memory[key_offset];
 443         t->key_stack = (uint32_t *)&memory[key_stack_offset];
 444         t->bkt_ext_stack = (uint32_t *)&memory[bkt_ext_stack_offset];
 445         t->data = &memory[data_offset];
 446
 447         t->params.key_mask0 = t->key_mask;
 448
 449         if (!params->key_mask0)
 450                 memset(t->key_mask, 0xFF, params->key_size);
 451         else
 452                 memcpy(t->key_mask, params->key_mask0, params->key_size);
 453
 454         for (i = 0; i < t->params.n_keys_max; i++)
 455                 t->key_stack[i] = t->params.n_keys_max - 1 - i;
 456         t->key_stack_tos = t->params.n_keys_max;
 457
 458         for (i = 0; i < n_buckets_ext; i++)
 459                 t->bkt_ext_stack[i] = n_buckets_ext - 1 - i;
 460         t->bkt_ext_stack_tos = n_buckets_ext;
 461
 462         *table = t;
 463         return 0;
 464 }
 465
 466 static void
 467 table_free(void *table)
 468 {
 469         struct table *t = table;
 470
 471         if (!t)
 472                 return;
 473
 474         env_free(t, t->total_size);
 475 }
 476
 477 static int
 478 table_add(void *table, struct rte_swx_table_entry *entry)
 479 {
 480         struct table *t = table;
 481         struct bucket_extension *bkt0, *bkt, *bkt_prev;
 482         uint32_t input_sig, bkt_id, i;
 483
 484         CHECK(t, EINVAL);
 485         CHECK(entry, EINVAL);
 486         CHECK(entry->key, EINVAL);
 487
 488         input_sig = hash(entry->key, t->key_mask, t->key_size, 0);
 489         bkt_id = input_sig & (t->n_buckets - 1);
 490         bkt0 = &t->buckets[bkt_id];
 491         input_sig = (input_sig >> 16) | 1;
 492
 493         /* Key is present in the bucket. */
 494         for (bkt = bkt0; bkt; bkt = bkt->next)
 495                 for (i = 0; i < KEYS_PER_BUCKET; i++)
 496                         if (bkt_keycmp(t, bkt, entry->key, i, input_sig)) {
 497                                 bkt_key_data_update(t, bkt, entry, i);
 498                                 return 0;
 499                         }
 500
 501         /* Key is not present in the bucket. Bucket not full. */
 502         for (bkt = bkt0, bkt_prev = NULL; bkt; bkt_prev = bkt, bkt = bkt->next)
 503                 for (i = 0; i < KEYS_PER_BUCKET; i++)
 504                         if (bkt_key_is_empty(bkt, i)) {
 505                                 uint32_t new_bkt_key_id;
 506
 507                                 /* Allocate new key & install. */
 508                                 CHECK(t->key_stack_tos, ENOSPC);
 509                                 new_bkt_key_id =
 510                                         t->key_stack[--t->key_stack_tos];
 511                                 bkt_key_install(t, bkt, entry, i,
 512                                                 new_bkt_key_id, input_sig);
 513                                 return 0;
 514                         }
 515
 516         /* Bucket full: extend bucket. */
 517         if (t->bkt_ext_stack_tos && t->key_stack_tos) {
 518                 struct bucket_extension *new_bkt;
 519                 uint32_t new_bkt_id, new_bkt_key_id;
 520
 521                 /* Allocate new bucket extension & install. */
 522                 new_bkt_id = t->bkt_ext_stack[--t->bkt_ext_stack_tos];
 523                 new_bkt = &t->buckets_ext[new_bkt_id];
 524                 memset(new_bkt, 0, sizeof(*new_bkt));
 525                 bkt_prev->next = new_bkt;
 526
 527                 /* Allocate new key & install. */
 528                 new_bkt_key_id = t->key_stack[--t->key_stack_tos];
 529                 bkt_key_install(t, new_bkt, entry, 0,
 530                                 new_bkt_key_id, input_sig);
 531                 return 0;
 532         }
 533
 534         CHECK(0, ENOSPC);
 535 }
 536
 537 static int
 538 table_del(void *table, struct rte_swx_table_entry *entry)
 539 {
 540         struct table *t = table;
 541         struct bucket_extension *bkt0, *bkt, *bkt_prev;
 542         uint32_t input_sig, bkt_id, i;
 543
 544         CHECK(t, EINVAL);
 545         CHECK(entry, EINVAL);
 546         CHECK(entry->key, EINVAL);
 547
 548         input_sig = hash(entry->key, t->key_mask, t->key_size, 0);
 549         bkt_id = input_sig & (t->n_buckets - 1);
 550         bkt0 = &t->buckets[bkt_id];
 551         input_sig = (input_sig >> 16) | 1;
 552
 553         /* Key is present in the bucket. */
 554         for (bkt = bkt0, bkt_prev = NULL; bkt; bkt_prev = bkt, bkt = bkt->next)
 555                 for (i = 0; i < KEYS_PER_BUCKET; i++)
 556                         if (bkt_keycmp(t, bkt, entry->key, i, input_sig)) {
 557                                 /* Key free. */
 558                                 bkt->sig[i] = 0;
 559                                 t->key_stack[t->key_stack_tos++] =
 560                                         bkt->key_id[i];
 561
 562                                 /* Bucket extension free if empty and not the
 563                                  * 1st in bucket.
 564                                  */
 565                                 if (bkt_prev && bkt_is_empty(bkt)) {
 566                                         bkt_prev->next = bkt->next;
 567                                         bkt_id = bkt - t->buckets_ext;
 568                                         t->bkt_ext_stack[t->bkt_ext_stack_tos++]
 569                                                 = bkt_id;
 570                                 }
 571
 572                                 return 0;
 573                         }
 574
 575         return 0;
 576 }
 577
 578 static uint64_t
 579 table_mailbox_size_get_unoptimized(void)
 580 {
 581         return 0;
 582 }
 583
 584 static int
 585 table_lookup_unoptimized(void *table,
 586                          void *mailbox __rte_unused,
 587                          uint8_t **key,
 588                          uint64_t *action_id,
 589                          uint8_t **action_data,
 590                          int *hit)
 591 {
 592         struct table *t = table;
 593         struct bucket_extension *bkt0, *bkt;
 594         uint8_t *input_key;
 595         uint32_t input_sig, bkt_id, i;
 596
 597         input_key = &(*key)[t->params.key_offset];
 598
 599         input_sig = hash(input_key, t->key_mask, t->key_size, 0);
 600         bkt_id = input_sig & (t->n_buckets - 1);
 601         bkt0 = &t->buckets[bkt_id];
 602         input_sig = (input_sig >> 16) | 1;
 603
 604         /* Key is present in the bucket. */
 605         for (bkt = bkt0; bkt; bkt = bkt->next)
 606                 for (i = 0; i < KEYS_PER_BUCKET; i++)
 607                         if (bkt_keycmp(t, bkt, input_key, i, input_sig)) {
 608                                 uint32_t bkt_key_id;
 609                                 uint64_t *bkt_data;
 610
 611                                 /* Key. */
 612                                 bkt_key_id = bkt->key_id[i];
 613
 614                                 /* Key data. */
 615                                 bkt_data = table_key_data(t, bkt_key_id);
 616                                 *action_id = bkt_data[0];
 617                                 *action_data = (uint8_t *)&bkt_data[1];
 618                                 *hit = 1;
 619                                 return 1;
 620                         }
 621
 622         *hit = 0;
 623         return 1;
 624 }
 625
 626 struct mailbox {
 627         struct bucket_extension *bkt;
 628         uint32_t input_sig;
 629         uint32_t bkt_key_id;
 630         uint32_t sig_match;
 631         uint32_t sig_match_many;
 632         int state;
 633 };
 634
 635 static uint64_t
 636 table_mailbox_size_get(void)
 637 {
 638         return sizeof(struct mailbox);
 639 }
 640
 641 /*
 642  * mask = match bitmask
 643  * match = at least one match
 644  * match_many = more than one match
 645  * match_pos = position of first match
 646  *
 647  *+------+-------+------------+-----------+
 648  *| mask | match | match_many | match_pos |
 649  *+------+-------+------------+-----------+
 650  *| 0000 | 0     | 0          | 00        |
 651  *| 0001 | 1     | 0          | 00        |
 652  *| 0010 | 1     | 0          | 01        |
 653  *| 0011 | 1     | 1          | 00        |
 654  *+------+-------+------------+-----------+
 655  *| 0100 | 1     | 0          | 10        |
 656  *| 0101 | 1     | 1          | 00        |
 657  *| 0110 | 1     | 1          | 01        |
 658  *| 0111 | 1     | 1          | 00        |
 659  *+------+-------+------------+-----------+
 660  *| 1000 | 1     | 0          | 11        |
 661  *| 1001 | 1     | 1          | 00        |
 662  *| 1010 | 1     | 1          | 01        |
 663  *| 1011 | 1     | 1          | 00        |
 664  *+------+-------+------------+-----------+
 665  *| 1100 | 1     | 1          | 10        |
 666  *| 1101 | 1     | 1          | 00        |
 667  *| 1110 | 1     | 1          | 01        |
 668  *| 1111 | 1     | 1          | 00        |
 669  *+------+-------+------------+-----------+
 670  *
 671  * match = 1111_1111_1111_1110 = 0xFFFE
 672  * match_many = 1111_1110_1110_1000 = 0xFEE8
 673  * match_pos = 0001_0010_0001_0011__0001_0010_0001_0000 = 0x12131210
 674  *
 675  */
 676
 677 #define LUT_MATCH      0xFFFE
 678 #define LUT_MATCH_MANY 0xFEE8
 679 #define LUT_MATCH_POS  0x12131210
 680
 681 static int
 682 table_lookup(void *table,
 683              void *mailbox,
 684              uint8_t **key,
 685              uint64_t *action_id,
 686              uint8_t **action_data,
 687              int *hit)
 688 {
 689         struct table *t = table;
 690         struct mailbox *m = mailbox;
 691
 692         switch (m->state) {
 693         case 0: {
 694                 uint8_t *input_key = &(*key)[t->params.key_offset];
 695                 struct bucket_extension *bkt;
 696                 uint32_t input_sig, bkt_id;
 697
 698                 input_sig = hash(input_key, t->key_mask, t->key_size, 0);
 699                 bkt_id = input_sig & (t->n_buckets - 1);
 700                 bkt = &t->buckets[bkt_id];
 701                 rte_prefetch0(bkt);
 702
 703                 m->bkt = bkt;
 704                 m->input_sig = (input_sig >> 16) | 1;
 705                 m->state++;
 706                 return 0;
 707         }
 708
 709         case 1: {
 710                 struct bucket_extension *bkt = m->bkt;
 711                 uint32_t input_sig = m->input_sig;
 712                 uint32_t bkt_sig0, bkt_sig1, bkt_sig2, bkt_sig3;
 713                 uint32_t mask0 = 0, mask1 = 0, mask2 = 0, mask3 = 0, mask_all;
 714                 uint32_t sig_match = LUT_MATCH;
 715                 uint32_t sig_match_many = LUT_MATCH_MANY;
 716                 uint32_t sig_match_pos = LUT_MATCH_POS;
 717                 uint32_t bkt_key_id;
 718
 719                 bkt_sig0 = input_sig ^ bkt->sig[0];
 720                 if (!bkt_sig0)
 721                         mask0 = 1 << 0;
 722
 723                 bkt_sig1 = input_sig ^ bkt->sig[1];
 724                 if (!bkt_sig1)
 725                         mask1 = 1 << 1;
 726
 727                 bkt_sig2 = input_sig ^ bkt->sig[2];
 728                 if (!bkt_sig2)
 729                         mask2 = 1 << 2;
 730
 731                 bkt_sig3 = input_sig ^ bkt->sig[3];
 732                 if (!bkt_sig3)
 733                         mask3 = 1 << 3;
 734
 735                 mask_all = (mask0 | mask1) | (mask2 | mask3);
 736                 sig_match = (sig_match >> mask_all) & 1;
 737                 sig_match_many = (sig_match_many >> mask_all) & 1;
 738                 sig_match_pos = (sig_match_pos >> (mask_all << 1)) & 3;
 739
 740                 bkt_key_id = bkt->key_id[sig_match_pos];
 741                 rte_prefetch0(table_key(t, bkt_key_id));
 742                 rte_prefetch0(table_key_data(t, bkt_key_id));
 743
 744                 m->bkt_key_id = bkt_key_id;
 745                 m->sig_match = sig_match;
 746                 m->sig_match_many = sig_match_many;
 747                 m->state++;
 748                 return 0;
 749         }
 750
 751         case 2: {
 752                 uint8_t *input_key = &(*key)[t->params.key_offset];
 753                 struct bucket_extension *bkt = m->bkt;
 754                 uint32_t bkt_key_id = m->bkt_key_id;
 755                 uint8_t *bkt_key = table_key(t, bkt_key_id);
 756                 uint64_t *bkt_data = table_key_data(t, bkt_key_id);
 757                 uint32_t lkp_hit;
 758
 759                 lkp_hit = keycmp(bkt_key, input_key, t->key_mask, t->key_size);
 760                 lkp_hit &= m->sig_match;
 761                 *action_id = bkt_data[0];
 762                 *action_data = (uint8_t *)&bkt_data[1];
 763                 *hit = lkp_hit;
 764
 765                 m->state = 0;
 766
 767                 if (!lkp_hit && (m->sig_match_many || bkt->next))
 768                         return table_lookup_unoptimized(t,
 769                                                         m,
 770                                                         key,
 771                                                         action_id,
 772                                                         action_data,
 773                                                         hit);
 774
 775                 return 1;
 776         }
 777
 778         default:
 779                 return 0;
 780         }
 781 }
 782
 783 static void *
 784 table_create(struct rte_swx_table_params *params,
 785              struct rte_swx_table_entry_list *entries,
 786              const char *args,
 787              int numa_node)
 788 {
 789         struct table *t;
 790         struct rte_swx_table_entry *entry;
 791         int status;
 792
 793         /* Table create. */
 794         status = __table_create(&t, NULL, params, args, numa_node);
 795         if (status)
 796                 return NULL;
 797
 798         /* Table add entries. */
 799         if (!entries)
 800                 return t;
 801
 802         TAILQ_FOREACH(entry, entries, node) {
 803                 int status;
 804
 805                 status = table_add(t, entry);
 806                 if (status) {
 807                         table_free(t);
 808                         return NULL;
 809                 }
 810         }
 811
 812         return t;
 813 }
 814
 815 static uint64_t
 816 table_footprint(struct rte_swx_table_params *params,
 817                 struct rte_swx_table_entry_list *entries __rte_unused,
 818                 const char *args)
 819 {
 820         uint64_t memory_footprint;
 821         int status;
 822
 823         status = __table_create(NULL, &memory_footprint, params, args, 0);
 824         if (status)
 825                 return 0;
 826
 827         return memory_footprint;
 828 }
 829
 830 struct rte_swx_table_ops rte_swx_table_exact_match_unoptimized_ops = {
 831         .footprint_get = table_footprint,
 832         .mailbox_size_get = table_mailbox_size_get_unoptimized,
 833         .create = table_create,
 834         .add = table_add,
 835         .del = table_del,
 836         .lkp = table_lookup_unoptimized,
 837         .free = table_free,
 838 };
 839
 840 struct rte_swx_table_ops rte_swx_table_exact_match_ops = {
 841         .footprint_get = table_footprint,
 842         .mailbox_size_get = table_mailbox_size_get,
 843         .create = table_create,
 844         .add = table_add,
 845         .del = table_del,
 846         .lkp = table_lookup,
 847         .free = table_free,
 848 };