test/test/test_kni.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <stdio.h>
   6 #include <stdint.h>
   7 #include <unistd.h>
   8 #include <string.h>
   9 #include <sys/wait.h>
  10
  11 #include "test.h"
  12
  13 #ifndef RTE_LIBRTE_KNI
  14
  15 static int
  16 test_kni(void)
  17 {
  18         printf("KNI not supported, skipping test\n");
  19         return TEST_SKIPPED;
  20 }
  21
  22 #else
  23
  24 #include <rte_string_fns.h>
  25 #include <rte_mempool.h>
  26 #include <rte_ethdev.h>
  27 #include <rte_bus_pci.h>
  28 #include <rte_cycles.h>
  29 #include <rte_kni.h>
  30
  31 #define NB_MBUF          8192
  32 #define MAX_PACKET_SZ    2048
  33 #define MBUF_DATA_SZ     (MAX_PACKET_SZ + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
  34 #define PKT_BURST_SZ     32
  35 #define MEMPOOL_CACHE_SZ PKT_BURST_SZ
  36 #define SOCKET           0
  37 #define NB_RXD           1024
  38 #define NB_TXD           1024
  39 #define KNI_TIMEOUT_MS   5000 /* ms */
  40
  41 #define IFCONFIG      "/sbin/ifconfig "
  42 #define TEST_KNI_PORT "test_kni_port"
  43 #define KNI_TEST_MAX_PORTS 4
  44 /* The threshold number of mbufs to be transmitted or received. */
  45 #define KNI_NUM_MBUF_THRESHOLD 100
  46 static int kni_pkt_mtu = 0;
  47
  48 struct test_kni_stats {
  49         volatile uint64_t ingress;
  50         volatile uint64_t egress;
  51 };
  52
  53 static const struct rte_eth_rxconf rx_conf = {
  54         .rx_thresh = {
  55                 .pthresh = 8,
  56                 .hthresh = 8,
  57                 .wthresh = 4,
  58         },
  59         .rx_free_thresh = 0,
  60 };
  61
  62 static const struct rte_eth_txconf tx_conf = {
  63         .tx_thresh = {
  64                 .pthresh = 36,
  65                 .hthresh = 0,
  66                 .wthresh = 0,
  67         },
  68         .tx_free_thresh = 0,
  69         .tx_rs_thresh = 0,
  70 };
  71
  72 static const struct rte_eth_conf port_conf = {
  73         .txmode = {
  74                 .mq_mode = ETH_DCB_NONE,
  75         },
  76 };
  77
  78 static struct rte_kni_ops kni_ops = {
  79         .change_mtu = NULL,
  80         .config_network_if = NULL,
  81         .config_mac_address = NULL,
  82         .config_promiscusity = NULL,
  83 };
  84
  85 static unsigned lcore_master, lcore_ingress, lcore_egress;
  86 static struct rte_kni *test_kni_ctx;
  87 static struct test_kni_stats stats;
  88
  89 static volatile uint32_t test_kni_processing_flag;
  90
  91 static struct rte_mempool *
  92 test_kni_create_mempool(void)
  93 {
  94         struct rte_mempool * mp;
  95
  96         mp = rte_mempool_lookup("kni_mempool");
  97         if (!mp)
  98                 mp = rte_pktmbuf_pool_create("kni_mempool",
  99                                 NB_MBUF,
 100                                 MEMPOOL_CACHE_SZ, 0, MBUF_DATA_SZ,
 101                                 SOCKET);
 102
 103         return mp;
 104 }
 105
 106 static struct rte_mempool *
 107 test_kni_lookup_mempool(void)
 108 {
 109         return rte_mempool_lookup("kni_mempool");
 110 }
 111 /* Callback for request of changing MTU */
 112 static int
 113 kni_change_mtu(uint16_t port_id, unsigned int new_mtu)
 114 {
 115         printf("Change MTU of port %d to %u\n", port_id, new_mtu);
 116         kni_pkt_mtu = new_mtu;
 117         printf("Change MTU of port %d to %i successfully.\n",
 118                                          port_id, kni_pkt_mtu);
 119         return 0;
 120 }
 121 /**
 122  * This loop fully tests the basic functions of KNI. e.g. transmitting,
 123  * receiving to, from kernel space, and kernel requests.
 124  *
 125  * This is the loop to transmit/receive mbufs to/from kernel interface with
 126  * supported by KNI kernel module. The ingress lcore will allocate mbufs and
 127  * transmit them to kernel space; while the egress lcore will receive the mbufs
 128  * from kernel space and free them.
 129  * On the master lcore, several commands will be run to check handling the
 130  * kernel requests. And it will finally set the flag to exit the KNI
 131  * transmitting/receiving to/from the kernel space.
 132  *
 133  * Note: To support this testing, the KNI kernel module needs to be insmodded
 134  * in one of its loopback modes.
 135  */
 136 static int
 137 test_kni_loop(__rte_unused void *arg)
 138 {
 139         int ret = 0;
 140         unsigned nb_rx, nb_tx, num, i;
 141         const unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
 142         struct rte_mbuf *pkts_burst[PKT_BURST_SZ];
 143
 144         if (lcore_id == lcore_master) {
 145                 rte_delay_ms(KNI_TIMEOUT_MS);
 146                 /* tests of handling kernel request */
 147                 if (system(IFCONFIG TEST_KNI_PORT" up") == -1)
 148                         ret = -1;
 149                 if (system(IFCONFIG TEST_KNI_PORT" mtu 1400") == -1)
 150                         ret = -1;
 151                 if (system(IFCONFIG TEST_KNI_PORT" down") == -1)
 152                         ret = -1;
 153                 rte_delay_ms(KNI_TIMEOUT_MS);
 154                 test_kni_processing_flag = 1;
 155         } else if (lcore_id == lcore_ingress) {
 156                 struct rte_mempool *mp = test_kni_lookup_mempool();
 157
 158                 if (mp == NULL)
 159                         return -1;
 160
 161                 while (1) {
 162                         if (test_kni_processing_flag)
 163                                 break;
 164
 165                         for (nb_rx = 0; nb_rx < PKT_BURST_SZ; nb_rx++) {
 166                                 pkts_burst[nb_rx] = rte_pktmbuf_alloc(mp);
 167                                 if (!pkts_burst[nb_rx])
 168                                         break;
 169                         }
 170
 171                         num = rte_kni_tx_burst(test_kni_ctx, pkts_burst,
 172                                                                 nb_rx);
 173                         stats.ingress += num;
 174                         rte_kni_handle_request(test_kni_ctx);
 175                         if (num < nb_rx) {
 176                                 for (i = num; i < nb_rx; i++) {
 177                                         rte_pktmbuf_free(pkts_burst[i]);
 178                                 }
 179                         }
 180                         rte_delay_ms(10);
 181                 }
 182         } else if (lcore_id == lcore_egress) {
 183                 while (1) {
 184                         if (test_kni_processing_flag)
 185                                 break;
 186                         num = rte_kni_rx_burst(test_kni_ctx, pkts_burst,
 187                                                         PKT_BURST_SZ);
 188                         stats.egress += num;
 189                         for (nb_tx = 0; nb_tx < num; nb_tx++)
 190                                 rte_pktmbuf_free(pkts_burst[nb_tx]);
 191                         rte_delay_ms(10);
 192                 }
 193         }
 194
 195         return ret;
 196 }
 197
 198 static int
 199 test_kni_allocate_lcores(void)
 200 {
 201         unsigned i, count = 0;
 202
 203         lcore_master = rte_get_master_lcore();
 204         printf("master lcore: %u\n", lcore_master);
 205         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 206                 if (count >=2 )
 207                         break;
 208                 if (rte_lcore_is_enabled(i) && i != lcore_master) {
 209                         count ++;
 210                         if (count == 1)
 211                                 lcore_ingress = i;
 212                         else if (count == 2)
 213                                 lcore_egress = i;
 214                 }
 215         }
 216         printf("count: %u\n", count);
 217
 218         return count == 2 ? 0 : -1;
 219 }
 220
 221 static int
 222 test_kni_register_handler_mp(void)
 223 {
 224 #define TEST_KNI_HANDLE_REQ_COUNT    10  /* 5s */
 225 #define TEST_KNI_HANDLE_REQ_INTERVAL 500 /* ms */
 226 #define TEST_KNI_MTU                 1450
 227 #define TEST_KNI_MTU_STR             " 1450"
 228         int pid;
 229
 230         pid = fork();
 231         if (pid < 0) {
 232                 printf("Failed to fork a process\n");
 233                 return -1;
 234         } else if (pid == 0) {
 235                 int i;
 236                 struct rte_kni *kni = rte_kni_get(TEST_KNI_PORT);
 237                 struct rte_kni_ops ops = {
 238                         .change_mtu = kni_change_mtu,
 239                         .config_network_if = NULL,
 240                         .config_mac_address = NULL,
 241                         .config_promiscusity = NULL,
 242                 };
 243
 244                 if (!kni) {
 245                         printf("Failed to get KNI named %s\n", TEST_KNI_PORT);
 246                         exit(-1);
 247                 }
 248
 249                 kni_pkt_mtu = 0;
 250
 251                 /* Check with the invalid parameters */
 252                 if (rte_kni_register_handlers(kni, NULL) == 0) {
 253                         printf("Unexpectedly register successuflly "
 254                                         "with NULL ops pointer\n");
 255                         exit(-1);
 256                 }
 257                 if (rte_kni_register_handlers(NULL, &ops) == 0) {
 258                         printf("Unexpectedly register successfully "
 259                                         "to NULL KNI device pointer\n");
 260                         exit(-1);
 261                 }
 262
 263                 if (rte_kni_register_handlers(kni, &ops)) {
 264                         printf("Fail to register ops\n");
 265                         exit(-1);
 266                 }
 267
 268                 /* Check registering again after it has been registered */
 269                 if (rte_kni_register_handlers(kni, &ops) == 0) {
 270                         printf("Unexpectedly register successfully after "
 271                                         "it has already been registered\n");
 272                         exit(-1);
 273                 }
 274
 275                 /**
 276                  * Handle the request of setting MTU,
 277                  * with registered handlers.
 278                  */
 279                 for (i = 0; i < TEST_KNI_HANDLE_REQ_COUNT; i++) {
 280                         rte_kni_handle_request(kni);
 281                         if (kni_pkt_mtu == TEST_KNI_MTU)
 282                                 break;
 283                         rte_delay_ms(TEST_KNI_HANDLE_REQ_INTERVAL);
 284                 }
 285                 if (i >= TEST_KNI_HANDLE_REQ_COUNT) {
 286                         printf("MTU has not been set\n");
 287                         exit(-1);
 288                 }
 289
 290                 kni_pkt_mtu = 0;
 291                 if (rte_kni_unregister_handlers(kni) < 0) {
 292                         printf("Fail to unregister ops\n");
 293                         exit(-1);
 294                 }
 295
 296                 /* Check with invalid parameter */
 297                 if (rte_kni_unregister_handlers(NULL) == 0) {
 298                         exit(-1);
 299                 }
 300
 301                 /**
 302                  * Handle the request of setting MTU,
 303                  * without registered handlers.
 304                  */
 305                 for (i = 0; i < TEST_KNI_HANDLE_REQ_COUNT; i++) {
 306                         rte_kni_handle_request(kni);
 307                         if (kni_pkt_mtu != 0)
 308                                 break;
 309                         rte_delay_ms(TEST_KNI_HANDLE_REQ_INTERVAL);
 310                 }
 311                 if (kni_pkt_mtu != 0) {
 312                         printf("MTU shouldn't be set\n");
 313                         exit(-1);
 314                 }
 315
 316                 exit(0);
 317         } else {
 318                 int p_ret, status;
 319
 320                 rte_delay_ms(1000);
 321                 if (system(IFCONFIG TEST_KNI_PORT " mtu" TEST_KNI_MTU_STR)
 322                                                                 == -1)
 323                         return -1;
 324
 325                 rte_delay_ms(1000);
 326                 if (system(IFCONFIG TEST_KNI_PORT " mtu" TEST_KNI_MTU_STR)
 327                                                                 == -1)
 328                         return -1;
 329
 330                 p_ret = wait(&status);
 331                 if (!WIFEXITED(status)) {
 332                         printf("Child process (%d) exit abnormally\n", p_ret);
 333                         return -1;
 334                 }
 335                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
 336                         printf("Child process exit with failure\n");
 337                         return -1;
 338                 }
 339         }
 340
 341         return 0;
 342 }
 343
 344 static int
 345 test_kni_processing(uint16_t port_id, struct rte_mempool *mp)
 346 {
 347         int ret = 0;
 348         unsigned i;
 349         struct rte_kni *kni;
 350         struct rte_kni_conf conf;
 351         struct rte_eth_dev_info info;
 352         struct rte_kni_ops ops;
 353         const struct rte_pci_device *pci_dev;
 354         const struct rte_bus *bus = NULL;
 355
 356         if (!mp)
 357                 return -1;
 358
 359         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 360         memset(&info, 0, sizeof(info));
 361         memset(&ops, 0, sizeof(ops));
 362
 363         rte_eth_dev_info_get(port_id, &info);
 364         if (info.device)
 365                 bus = rte_bus_find_by_device(info.device);
 366         if (bus && !strcmp(bus->name, "pci")) {
 367                 pci_dev = RTE_DEV_TO_PCI(info.device);
 368                 conf.addr = pci_dev->addr;
 369                 conf.id = pci_dev->id;
 370         }
 371         snprintf(conf.name, sizeof(conf.name), TEST_KNI_PORT);
 372
 373         /* core id 1 configured for kernel thread */
 374         conf.core_id = 1;
 375         conf.force_bind = 1;
 376         conf.mbuf_size = MAX_PACKET_SZ;
 377         conf.group_id = port_id;
 378
 379         ops = kni_ops;
 380         ops.port_id = port_id;
 381
 382         /* basic test of kni processing */
 383         kni = rte_kni_alloc(mp, &conf, &ops);
 384         if (!kni) {
 385                 printf("fail to create kni\n");
 386                 return -1;
 387         }
 388
 389         test_kni_ctx = kni;
 390         test_kni_processing_flag = 0;
 391         stats.ingress = 0;
 392         stats.egress = 0;
 393
 394         /**
 395          * Check multiple processes support on
 396          * registerring/unregisterring handlers.
 397          */
 398         if (test_kni_register_handler_mp() < 0) {
 399                 printf("fail to check multiple process support\n");
 400                 ret = -1;
 401                 goto fail_kni;
 402         }
 403
 404         rte_eal_mp_remote_launch(test_kni_loop, NULL, CALL_MASTER);
 405         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(i) {
 406                 if (rte_eal_wait_lcore(i) < 0) {
 407                         ret = -1;
 408                         goto fail_kni;
 409                 }
 410         }
 411         /**
 412          * Check if the number of mbufs received from kernel space is equal
 413          * to that of transmitted to kernel space
 414          */
 415         if (stats.ingress < KNI_NUM_MBUF_THRESHOLD ||
 416                 stats.egress < KNI_NUM_MBUF_THRESHOLD) {
 417                 printf("The ingress/egress number should not be "
 418                         "less than %u\n", (unsigned)KNI_NUM_MBUF_THRESHOLD);
 419                 ret = -1;
 420                 goto fail_kni;
 421         }
 422
 423         if (rte_kni_release(kni) < 0) {
 424                 printf("fail to release kni\n");
 425                 return -1;
 426         }
 427         test_kni_ctx = NULL;
 428
 429         /* test of reusing memzone */
 430         kni = rte_kni_alloc(mp, &conf, &ops);
 431         if (!kni) {
 432                 printf("fail to create kni\n");
 433                 return -1;
 434         }
 435
 436         /* Release the kni for following testing */
 437         if (rte_kni_release(kni) < 0) {
 438                 printf("fail to release kni\n");
 439                 return -1;
 440         }
 441
 442         return ret;
 443 fail_kni:
 444         if (rte_kni_release(kni) < 0) {
 445                 printf("fail to release kni\n");
 446                 ret = -1;
 447         }
 448
 449         return ret;
 450 }
 451
 452 static int
 453 test_kni(void)
 454 {
 455         int ret = -1;
 456         uint16_t nb_ports, port_id;
 457         struct rte_kni *kni;
 458         struct rte_mempool *mp;
 459         struct rte_kni_conf conf;
 460         struct rte_eth_dev_info info;
 461         struct rte_kni_ops ops;
 462         const struct rte_pci_device *pci_dev;
 463         const struct rte_bus *bus;
 464
 465         /* Initialize KNI subsytem */
 466         rte_kni_init(KNI_TEST_MAX_PORTS);
 467
 468         if (test_kni_allocate_lcores() < 0) {
 469                 printf("No enough lcores for kni processing\n");
 470                 return -1;
 471         }
 472
 473         mp = test_kni_create_mempool();
 474         if (!mp) {
 475                 printf("fail to create mempool for kni\n");
 476                 return -1;
 477         }
 478
 479         nb_ports = rte_eth_dev_count_avail();
 480         if (nb_ports == 0) {
 481                 printf("no supported nic port found\n");
 482                 return -1;
 483         }
 484
 485         /* configuring port 0 for the test is enough */
 486         port_id = 0;
 487         ret = rte_eth_dev_configure(port_id, 1, 1, &port_conf);
 488         if (ret < 0) {
 489                 printf("fail to configure port %d\n", port_id);
 490                 return -1;
 491         }
 492
 493         ret = rte_eth_rx_queue_setup(port_id, 0, NB_RXD, SOCKET, &rx_conf, mp);
 494         if (ret < 0) {
 495                 printf("fail to setup rx queue for port %d\n", port_id);
 496                 return -1;
 497         }
 498
 499         ret = rte_eth_tx_queue_setup(port_id, 0, NB_TXD, SOCKET, &tx_conf);
 500         if (ret < 0) {
 501                 printf("fail to setup tx queue for port %d\n", port_id);
 502                 return -1;
 503         }
 504
 505         ret = rte_eth_dev_start(port_id);
 506         if (ret < 0) {
 507                 printf("fail to start port %d\n", port_id);
 508                 return -1;
 509         }
 510         rte_eth_promiscuous_enable(port_id);
 511
 512         /* basic test of kni processing */
 513         ret = test_kni_processing(port_id, mp);
 514         if (ret < 0)
 515                 goto fail;
 516
 517         /* test of allocating KNI with NULL mempool pointer */
 518         memset(&info, 0, sizeof(info));
 519         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 520         memset(&ops, 0, sizeof(ops));
 521         rte_eth_dev_info_get(port_id, &info);
 522         if (info.device)
 523                 bus = rte_bus_find_by_device(info.device);
 524         else
 525                 bus = NULL;
 526         if (bus && !strcmp(bus->name, "pci")) {
 527                 pci_dev = RTE_DEV_TO_PCI(info.device);
 528                 conf.addr = pci_dev->addr;
 529                 conf.id = pci_dev->id;
 530         }
 531         conf.group_id = port_id;
 532         conf.mbuf_size = MAX_PACKET_SZ;
 533
 534         ops = kni_ops;
 535         ops.port_id = port_id;
 536         kni = rte_kni_alloc(NULL, &conf, &ops);
 537         if (kni) {
 538                 ret = -1;
 539                 printf("unexpectedly creates kni successfully with NULL "
 540                                                         "mempool pointer\n");
 541                 goto fail;
 542         }
 543
 544         /* test of allocating KNI without configurations */
 545         kni = rte_kni_alloc(mp, NULL, NULL);
 546         if (kni) {
 547                 ret = -1;
 548                 printf("Unexpectedly allocate KNI device successfully "
 549                                         "without configurations\n");
 550                 goto fail;
 551         }
 552
 553         /* test of allocating KNI without a name */
 554         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 555         memset(&info, 0, sizeof(info));
 556         memset(&ops, 0, sizeof(ops));
 557         rte_eth_dev_info_get(port_id, &info);
 558         if (info.device)
 559                 bus = rte_bus_find_by_device(info.device);
 560         else
 561                 bus = NULL;
 562         if (bus && !strcmp(bus->name, "pci")) {
 563                 pci_dev = RTE_DEV_TO_PCI(info.device);
 564                 conf.addr = pci_dev->addr;
 565                 conf.id = pci_dev->id;
 566         }
 567         conf.group_id = port_id;
 568         conf.mbuf_size = MAX_PACKET_SZ;
 569
 570         ops = kni_ops;
 571         ops.port_id = port_id;
 572         kni = rte_kni_alloc(mp, &conf, &ops);
 573         if (kni) {
 574                 ret = -1;
 575                 printf("Unexpectedly allocate a KNI device successfully "
 576                                                 "without a name\n");
 577                 goto fail;
 578         }
 579
 580         /* test of releasing NULL kni context */
 581         ret = rte_kni_release(NULL);
 582         if (ret == 0) {
 583                 ret = -1;
 584                 printf("unexpectedly release kni successfully\n");
 585                 goto fail;
 586         }
 587
 588         /* test of handling request on NULL device pointer */
 589         ret = rte_kni_handle_request(NULL);
 590         if (ret == 0) {
 591                 ret = -1;
 592                 printf("Unexpectedly handle request on NULL device pointer\n");
 593                 goto fail;
 594         }
 595
 596         /* test of getting KNI device with pointer to NULL */
 597         kni = rte_kni_get(NULL);
 598         if (kni) {
 599                 ret = -1;
 600                 printf("Unexpectedly get a KNI device with "
 601                                         "NULL name pointer\n");
 602                 goto fail;
 603         }
 604
 605         /* test of getting KNI device with an zero length name string */
 606         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 607         kni = rte_kni_get(conf.name);
 608         if (kni) {
 609                 ret = -1;
 610                 printf("Unexpectedly get a KNI device with "
 611                                 "zero length name string\n");
 612                 goto fail;
 613         }
 614
 615         /* test of getting KNI device with an invalid string name */
 616         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 617         snprintf(conf.name, sizeof(conf.name), "testing");
 618         kni = rte_kni_get(conf.name);
 619         if (kni) {
 620                 ret = -1;
 621                 printf("Unexpectedly get a KNI device with "
 622                                 "a never used name string\n");
 623                 goto fail;
 624         }
 625         ret = 0;
 626
 627 fail:
 628         rte_eth_dev_stop(port_id);
 629
 630         return ret;
 631 }
 632
 633 #endif
 634
 635 REGISTER_TEST_COMMAND(kni_autotest, test_kni);