examples/l3fwd/l3fwd_em.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2016 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <stdio.h>
  35 #include <stdlib.h>
  36 #include <stdint.h>
  37 #include <inttypes.h>
  38 #include <sys/types.h>
  39 #include <string.h>
  40 #include <sys/queue.h>
  41 #include <stdarg.h>
  42 #include <errno.h>
  43 #include <getopt.h>
  44 #include <stdbool.h>
  45 #include <netinet/in.h>
  46
  47 #include <rte_debug.h>
  48 #include <rte_ether.h>
  49 #include <rte_ethdev.h>
  50 #include <rte_ring.h>
  51 #include <rte_mempool.h>
  52 #include <rte_cycles.h>
  53 #include <rte_mbuf.h>
  54 #include <rte_ip.h>
  55 #include <rte_tcp.h>
  56 #include <rte_udp.h>
  57 #include <rte_hash.h>
  58
  59 #include "l3fwd.h"
  60
  61 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
  62 #include <rte_hash_crc.h>
  63 #define DEFAULT_HASH_FUNC       rte_hash_crc
  64 #else
  65 #include <rte_jhash.h>
  66 #define DEFAULT_HASH_FUNC       rte_jhash
  67 #endif /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
  68
  69 #define IPV6_ADDR_LEN 16
  70
  71 struct ipv4_5tuple {
  72         uint32_t ip_dst;
  73         uint32_t ip_src;
  74         uint16_t port_dst;
  75         uint16_t port_src;
  76         uint8_t  proto;
  77 } __attribute__((__packed__));
  78
  79 union ipv4_5tuple_host {
  80         struct {
  81                 uint8_t  pad0;
  82                 uint8_t  proto;
  83                 uint16_t pad1;
  84                 uint32_t ip_src;
  85                 uint32_t ip_dst;
  86                 uint16_t port_src;
  87                 uint16_t port_dst;
  88         };
  89         xmm_t xmm;
  90 };
  91
  92 #define XMM_NUM_IN_IPV6_5TUPLE 3
  93
  94 struct ipv6_5tuple {
  95         uint8_t  ip_dst[IPV6_ADDR_LEN];
  96         uint8_t  ip_src[IPV6_ADDR_LEN];
  97         uint16_t port_dst;
  98         uint16_t port_src;
  99         uint8_t  proto;
 100 } __attribute__((__packed__));
 101
 102 union ipv6_5tuple_host {
 103         struct {
 104                 uint16_t pad0;
 105                 uint8_t  proto;
 106                 uint8_t  pad1;
 107                 uint8_t  ip_src[IPV6_ADDR_LEN];
 108                 uint8_t  ip_dst[IPV6_ADDR_LEN];
 109                 uint16_t port_src;
 110                 uint16_t port_dst;
 111                 uint64_t reserve;
 112         };
 113         xmm_t xmm[XMM_NUM_IN_IPV6_5TUPLE];
 114 };
 115
 116
 117
 118 struct ipv4_l3fwd_em_route {
 119         struct ipv4_5tuple key;
 120         uint8_t if_out;
 121 };
 122
 123 struct ipv6_l3fwd_em_route {
 124         struct ipv6_5tuple key;
 125         uint8_t if_out;
 126 };
 127
 128 static struct ipv4_l3fwd_em_route ipv4_l3fwd_em_route_array[] = {
 129         {{IPv4(101, 0, 0, 0), IPv4(100, 10, 0, 1),  101, 11, IPPROTO_TCP}, 0},
 130         {{IPv4(201, 0, 0, 0), IPv4(200, 20, 0, 1),  102, 12, IPPROTO_TCP}, 1},
 131         {{IPv4(111, 0, 0, 0), IPv4(100, 30, 0, 1),  101, 11, IPPROTO_TCP}, 2},
 132         {{IPv4(211, 0, 0, 0), IPv4(200, 40, 0, 1),  102, 12, IPPROTO_TCP}, 3},
 133 };
 134
 135 static struct ipv6_l3fwd_em_route ipv6_l3fwd_em_route_array[] = {
 136         {{
 137         {0xfe, 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 138         {0xfe, 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 139         101, 11, IPPROTO_TCP}, 0},
 140
 141         {{
 142         {0xfe, 0x90, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 143         {0xfe, 0x90, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 144         102, 12, IPPROTO_TCP}, 1},
 145
 146         {{
 147         {0xfe, 0xa0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 148         {0xfe, 0xa0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 149         101, 11, IPPROTO_TCP}, 2},
 150
 151         {{
 152         {0xfe, 0xb0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 153         {0xfe, 0xb0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 154         102, 12, IPPROTO_TCP}, 3},
 155 };
 156
 157 struct rte_hash *ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 158 struct rte_hash *ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 159
 160 static inline uint32_t
 161 ipv4_hash_crc(const void *data, __rte_unused uint32_t data_len,
 162                 uint32_t init_val)
 163 {
 164         const union ipv4_5tuple_host *k;
 165         uint32_t t;
 166         const uint32_t *p;
 167
 168         k = data;
 169         t = k->proto;
 170         p = (const uint32_t *)&k->port_src;
 171
 172 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
 173         init_val = rte_hash_crc_4byte(t, init_val);
 174         init_val = rte_hash_crc_4byte(k->ip_src, init_val);
 175         init_val = rte_hash_crc_4byte(k->ip_dst, init_val);
 176         init_val = rte_hash_crc_4byte(*p, init_val);
 177 #else /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
 178         init_val = rte_jhash_1word(t, init_val);
 179         init_val = rte_jhash_1word(k->ip_src, init_val);
 180         init_val = rte_jhash_1word(k->ip_dst, init_val);
 181         init_val = rte_jhash_1word(*p, init_val);
 182 #endif /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
 183
 184         return init_val;
 185 }
 186
 187 static inline uint32_t
 188 ipv6_hash_crc(const void *data, __rte_unused uint32_t data_len,
 189                 uint32_t init_val)
 190 {
 191         const union ipv6_5tuple_host *k;
 192         uint32_t t;
 193         const uint32_t *p;
 194 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
 195         const uint32_t  *ip_src0, *ip_src1, *ip_src2, *ip_src3;
 196         const uint32_t  *ip_dst0, *ip_dst1, *ip_dst2, *ip_dst3;
 197 #endif /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
 198
 199         k = data;
 200         t = k->proto;
 201         p = (const uint32_t *)&k->port_src;
 202
 203 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
 204         ip_src0 = (const uint32_t *) k->ip_src;
 205         ip_src1 = (const uint32_t *)(k->ip_src+4);
 206         ip_src2 = (const uint32_t *)(k->ip_src+8);
 207         ip_src3 = (const uint32_t *)(k->ip_src+12);
 208         ip_dst0 = (const uint32_t *) k->ip_dst;
 209         ip_dst1 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+4);
 210         ip_dst2 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+8);
 211         ip_dst3 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+12);
 212         init_val = rte_hash_crc_4byte(t, init_val);
 213         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src0, init_val);
 214         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src1, init_val);
 215         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src2, init_val);
 216         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src3, init_val);
 217         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst0, init_val);
 218         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst1, init_val);
 219         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst2, init_val);
 220         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst3, init_val);
 221         init_val = rte_hash_crc_4byte(*p, init_val);
 222 #else /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
 223         init_val = rte_jhash_1word(t, init_val);
 224         init_val = rte_jhash(k->ip_src,
 225                         sizeof(uint8_t) * IPV6_ADDR_LEN, init_val);
 226         init_val = rte_jhash(k->ip_dst,
 227                         sizeof(uint8_t) * IPV6_ADDR_LEN, init_val);
 228         init_val = rte_jhash_1word(*p, init_val);
 229 #endif /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
 230         return init_val;
 231 }
 232
 233 #define IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES \
 234         (sizeof(ipv4_l3fwd_em_route_array) / sizeof(ipv4_l3fwd_em_route_array[0]))
 235
 236 #define IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES \
 237         (sizeof(ipv6_l3fwd_em_route_array) / sizeof(ipv6_l3fwd_em_route_array[0]))
 238
 239 static uint8_t ipv4_l3fwd_out_if[L3FWD_HASH_ENTRIES] __rte_cache_aligned;
 240 static uint8_t ipv6_l3fwd_out_if[L3FWD_HASH_ENTRIES] __rte_cache_aligned;
 241
 242 static rte_xmm_t mask0;
 243 static rte_xmm_t mask1;
 244 static rte_xmm_t mask2;
 245
 246 #if defined(__SSE2__)
 247 static inline xmm_t
 248 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 249 {
 250         __m128i data = _mm_loadu_si128((__m128i *)(key));
 251
 252         return _mm_and_si128(data, mask);
 253 }
 254 #elif defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_NEON)
 255 static inline xmm_t
 256 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 257 {
 258         int32x4_t data = vld1q_s32((int32_t *)key);
 259
 260         return vandq_s32(data, mask);
 261 }
 262 #elif defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_ALTIVEC)
 263 static inline xmm_t
 264 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 265 {
 266         xmm_t data = vec_ld(0, (xmm_t *)(key));
 267
 268         return vec_and(data, mask);
 269 }
 270 #else
 271 #error No vector engine (SSE, NEON, ALTIVEC) available, check your toolchain
 272 #endif
 273
 274 static inline uint8_t
 275 em_get_ipv4_dst_port(void *ipv4_hdr, uint8_t portid, void *lookup_struct)
 276 {
 277         int ret = 0;
 278         union ipv4_5tuple_host key;
 279         struct rte_hash *ipv4_l3fwd_lookup_struct =
 280                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 281
 282         ipv4_hdr = (uint8_t *)ipv4_hdr + offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live);
 283
 284         /*
 285          * Get 5 tuple: dst port, src port, dst IP address,
 286          * src IP address and protocol.
 287          */
 288         key.xmm = em_mask_key(ipv4_hdr, mask0.x);
 289
 290         /* Find destination port */
 291         ret = rte_hash_lookup(ipv4_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 292         return (uint8_t)((ret < 0) ? portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret]);
 293 }
 294
 295 static inline uint8_t
 296 em_get_ipv6_dst_port(void *ipv6_hdr,  uint8_t portid, void *lookup_struct)
 297 {
 298         int ret = 0;
 299         union ipv6_5tuple_host key;
 300         struct rte_hash *ipv6_l3fwd_lookup_struct =
 301                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 302
 303         ipv6_hdr = (uint8_t *)ipv6_hdr + offsetof(struct ipv6_hdr, payload_len);
 304         void *data0 = ipv6_hdr;
 305         void *data1 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t);
 306         void *data2 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t) + sizeof(xmm_t);
 307
 308         /* Get part of 5 tuple: src IP address lower 96 bits and protocol */
 309         key.xmm[0] = em_mask_key(data0, mask1.x);
 310
 311         /*
 312          * Get part of 5 tuple: dst IP address lower 96 bits
 313          * and src IP address higher 32 bits.
 314          */
 315         key.xmm[1] = *(xmm_t *)data1;
 316
 317         /*
 318          * Get part of 5 tuple: dst port and src port
 319          * and dst IP address higher 32 bits.
 320          */
 321         key.xmm[2] = em_mask_key(data2, mask2.x);
 322
 323         /* Find destination port */
 324         ret = rte_hash_lookup(ipv6_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 325         return (uint8_t)((ret < 0) ? portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret]);
 326 }
 327
 328 #if defined(__SSE4_1__)
 329 #if defined(NO_HASH_MULTI_LOOKUP)
 330 #include "l3fwd_em_sse.h"
 331 #else
 332 #include "l3fwd_em_hlm_sse.h"
 333 #endif
 334 #else
 335 #include "l3fwd_em.h"
 336 #endif
 337
 338 static void
 339 convert_ipv4_5tuple(struct ipv4_5tuple *key1,
 340                 union ipv4_5tuple_host *key2)
 341 {
 342         key2->ip_dst = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_dst);
 343         key2->ip_src = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_src);
 344         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 345         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 346         key2->proto = key1->proto;
 347         key2->pad0 = 0;
 348         key2->pad1 = 0;
 349 }
 350
 351 static void
 352 convert_ipv6_5tuple(struct ipv6_5tuple *key1,
 353                 union ipv6_5tuple_host *key2)
 354 {
 355         uint32_t i;
 356
 357         for (i = 0; i < 16; i++) {
 358                 key2->ip_dst[i] = key1->ip_dst[i];
 359                 key2->ip_src[i] = key1->ip_src[i];
 360         }
 361         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 362         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 363         key2->proto = key1->proto;
 364         key2->pad0 = 0;
 365         key2->pad1 = 0;
 366         key2->reserve = 0;
 367 }
 368
 369 #define BYTE_VALUE_MAX 256
 370 #define ALL_32_BITS 0xffffffff
 371 #define BIT_8_TO_15 0x0000ff00
 372
 373 static inline void
 374 populate_ipv4_few_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 375 {
 376         uint32_t i;
 377         int32_t ret;
 378
 379         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 380                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 381
 382         for (i = 0; i < IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES; i++) {
 383                 struct ipv4_l3fwd_em_route  entry;
 384                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 385
 386                 entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[i];
 387                 convert_ipv4_5tuple(&entry.key, &newkey);
 388                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 389                 if (ret < 0) {
 390                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 391                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 392                 }
 393                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = entry.if_out;
 394         }
 395         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 " keys\n",
 396                 (uint64_t)IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES);
 397 }
 398
 399 #define BIT_16_TO_23 0x00ff0000
 400 static inline void
 401 populate_ipv6_few_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 402 {
 403         uint32_t i;
 404         int32_t ret;
 405
 406         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 407                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 408
 409         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 410
 411         for (i = 0; i < IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES; i++) {
 412                 struct ipv6_l3fwd_em_route entry;
 413                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 414
 415                 entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[i];
 416                 convert_ipv6_5tuple(&entry.key, &newkey);
 417                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 418                 if (ret < 0) {
 419                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 420                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 421                 }
 422                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = entry.if_out;
 423         }
 424         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 "keys\n",
 425                 (uint64_t)IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES);
 426 }
 427
 428 #define NUMBER_PORT_USED 4
 429 static inline void
 430 populate_ipv4_many_flow_into_table(const struct rte_hash *h,
 431                 unsigned int nr_flow)
 432 {
 433         unsigned i;
 434
 435         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 436                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 437
 438         for (i = 0; i < nr_flow; i++) {
 439                 struct ipv4_l3fwd_em_route entry;
 440                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 441
 442                 uint8_t a = (uint8_t)
 443                         ((i/NUMBER_PORT_USED)%BYTE_VALUE_MAX);
 444                 uint8_t b = (uint8_t)
 445                         (((i/NUMBER_PORT_USED)/BYTE_VALUE_MAX)%BYTE_VALUE_MAX);
 446                 uint8_t c = (uint8_t)
 447                         ((i/NUMBER_PORT_USED)/(BYTE_VALUE_MAX*BYTE_VALUE_MAX));
 448
 449                 /* Create the ipv4 exact match flow */
 450                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
 451                 switch (i & (NUMBER_PORT_USED - 1)) {
 452                 case 0:
 453                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[0];
 454                         entry.key.ip_dst = IPv4(101, c, b, a);
 455                         break;
 456                 case 1:
 457                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[1];
 458                         entry.key.ip_dst = IPv4(201, c, b, a);
 459                         break;
 460                 case 2:
 461                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[2];
 462                         entry.key.ip_dst = IPv4(111, c, b, a);
 463                         break;
 464                 case 3:
 465                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[3];
 466                         entry.key.ip_dst = IPv4(211, c, b, a);
 467                         break;
 468                 };
 469                 convert_ipv4_5tuple(&entry.key, &newkey);
 470                 int32_t ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 471
 472                 if (ret < 0)
 473                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u\n", i);
 474
 475                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = (uint8_t) entry.if_out;
 476
 477         }
 478         printf("Hash: Adding 0x%x keys\n", nr_flow);
 479 }
 480
 481 static inline void
 482 populate_ipv6_many_flow_into_table(const struct rte_hash *h,
 483                 unsigned int nr_flow)
 484 {
 485         unsigned i;
 486
 487         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 488                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 489         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 490
 491         for (i = 0; i < nr_flow; i++) {
 492                 struct ipv6_l3fwd_em_route entry;
 493                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 494
 495                 uint8_t a = (uint8_t)
 496                         ((i/NUMBER_PORT_USED)%BYTE_VALUE_MAX);
 497                 uint8_t b = (uint8_t)
 498                         (((i/NUMBER_PORT_USED)/BYTE_VALUE_MAX)%BYTE_VALUE_MAX);
 499                 uint8_t c = (uint8_t)
 500                         ((i/NUMBER_PORT_USED)/(BYTE_VALUE_MAX*BYTE_VALUE_MAX));
 501
 502                 /* Create the ipv6 exact match flow */
 503                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
 504                 switch (i & (NUMBER_PORT_USED - 1)) {
 505                 case 0:
 506                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[0];
 507                         break;
 508                 case 1:
 509                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[1];
 510                         break;
 511                 case 2:
 512                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[2];
 513                         break;
 514                 case 3:
 515                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[3];
 516                         break;
 517                 };
 518                 entry.key.ip_dst[13] = c;
 519                 entry.key.ip_dst[14] = b;
 520                 entry.key.ip_dst[15] = a;
 521                 convert_ipv6_5tuple(&entry.key, &newkey);
 522                 int32_t ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 523
 524                 if (ret < 0)
 525                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u\n", i);
 526
 527                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = (uint8_t) entry.if_out;
 528
 529         }
 530         printf("Hash: Adding 0x%x keys\n", nr_flow);
 531 }
 532
 533 /* Requirements:
 534  * 1. IP packets without extension;
 535  * 2. L4 payload should be either TCP or UDP.
 536  */
 537 int
 538 em_check_ptype(int portid)
 539 {
 540         int i, ret;
 541         int ptype_l3_ipv4_ext = 0;
 542         int ptype_l3_ipv6_ext = 0;
 543         int ptype_l4_tcp = 0;
 544         int ptype_l4_udp = 0;
 545         uint32_t ptype_mask = RTE_PTYPE_L3_MASK | RTE_PTYPE_L4_MASK;
 546
 547         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, NULL, 0);
 548         if (ret <= 0)
 549                 return 0;
 550
 551         uint32_t ptypes[ret];
 552
 553         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, ptypes, ret);
 554         for (i = 0; i < ret; ++i) {
 555                 switch (ptypes[i]) {
 556                 case RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT:
 557                         ptype_l3_ipv4_ext = 1;
 558                         break;
 559                 case RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT:
 560                         ptype_l3_ipv6_ext = 1;
 561                         break;
 562                 case RTE_PTYPE_L4_TCP:
 563                         ptype_l4_tcp = 1;
 564                         break;
 565                 case RTE_PTYPE_L4_UDP:
 566                         ptype_l4_udp = 1;
 567                         break;
 568                 }
 569         }
 570
 571         if (ptype_l3_ipv4_ext == 0)
 572                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT\n", portid);
 573         if (ptype_l3_ipv6_ext == 0)
 574                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT\n", portid);
 575         if (!ptype_l3_ipv4_ext || !ptype_l3_ipv6_ext)
 576                 return 0;
 577
 578         if (ptype_l4_tcp == 0)
 579                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_TCP\n", portid);
 580         if (ptype_l4_udp == 0)
 581                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_UDP\n", portid);
 582         if (ptype_l4_tcp && ptype_l4_udp)
 583                 return 1;
 584
 585         return 0;
 586 }
 587
 588 static inline void
 589 em_parse_ptype(struct rte_mbuf *m)
 590 {
 591         struct ether_hdr *eth_hdr;
 592         uint32_t packet_type = RTE_PTYPE_UNKNOWN;
 593         uint16_t ether_type;
 594         void *l3;
 595         int hdr_len;
 596         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 597         struct ipv6_hdr *ipv6_hdr;
 598
 599         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 600         ether_type = eth_hdr->ether_type;
 601         l3 = (uint8_t *)eth_hdr + sizeof(struct ether_hdr);
 602         if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4)) {
 603                 ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)l3;
 604                 hdr_len = (ipv4_hdr->version_ihl & IPV4_HDR_IHL_MASK) *
 605                           IPV4_IHL_MULTIPLIER;
 606                 if (hdr_len == sizeof(struct ipv4_hdr)) {
 607                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4;
 608                         if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_TCP)
 609                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_TCP;
 610                         else if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_UDP)
 611                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_UDP;
 612                 } else
 613                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT;
 614         } else if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4)) {
 615                 ipv6_hdr = (struct ipv6_hdr *)l3;
 616                 if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_TCP)
 617                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_TCP;
 618                 else if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_UDP)
 619                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_UDP;
 620                 else
 621                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN;
 622         }
 623
 624         m->packet_type = packet_type;
 625 }
 626
 627 uint16_t
 628 em_cb_parse_ptype(uint8_t port __rte_unused, uint16_t queue __rte_unused,
 629                   struct rte_mbuf *pkts[], uint16_t nb_pkts,
 630                   uint16_t max_pkts __rte_unused,
 631                   void *user_param __rte_unused)
 632 {
 633         unsigned i;
 634
 635         for (i = 0; i < nb_pkts; ++i)
 636                 em_parse_ptype(pkts[i]);
 637
 638         return nb_pkts;
 639 }
 640
 641 /* main processing loop */
 642 int
 643 em_main_loop(__attribute__((unused)) void *dummy)
 644 {
 645         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 646         unsigned lcore_id;
 647         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
 648         int i, nb_rx;
 649         uint8_t portid, queueid;
 650         struct lcore_conf *qconf;
 651         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) /
 652                 US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US;
 653
 654         prev_tsc = 0;
 655
 656         lcore_id = rte_lcore_id();
 657         qconf = &lcore_conf[lcore_id];
 658
 659         if (qconf->n_rx_queue == 0) {
 660                 RTE_LOG(INFO, L3FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
 661                 return 0;
 662         }
 663
 664         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
 665
 666         for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; i++) {
 667
 668                 portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 669                 queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 670                 RTE_LOG(INFO, L3FWD,
 671                         " -- lcoreid=%u portid=%hhu rxqueueid=%hhu\n",
 672                         lcore_id, portid, queueid);
 673         }
 674
 675         while (!force_quit) {
 676
 677                 cur_tsc = rte_rdtsc();
 678
 679                 /*
 680                  * TX burst queue drain
 681                  */
 682                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
 683                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
 684
 685                         for (i = 0; i < qconf->n_tx_port; ++i) {
 686                                 portid = qconf->tx_port_id[i];
 687                                 if (qconf->tx_mbufs[portid].len == 0)
 688                                         continue;
 689                                 send_burst(qconf,
 690                                         qconf->tx_mbufs[portid].len,
 691                                         portid);
 692                                 qconf->tx_mbufs[portid].len = 0;
 693                         }
 694
 695                         prev_tsc = cur_tsc;
 696                 }
 697
 698                 /*
 699                  * Read packet from RX queues
 700                  */
 701                 for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; ++i) {
 702                         portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 703                         queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 704                         nb_rx = rte_eth_rx_burst(portid, queueid, pkts_burst,
 705                                 MAX_PKT_BURST);
 706                         if (nb_rx == 0)
 707                                 continue;
 708
 709 #if defined(__SSE4_1__)
 710                         l3fwd_em_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 711                                                         portid, qconf);
 712 #else
 713                         l3fwd_em_no_opt_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 714                                                         portid, qconf);
 715 #endif /* __SSE_4_1__ */
 716                 }
 717         }
 718
 719         return 0;
 720 }
 721
 722 /*
 723  * Initialize exact match (hash) parameters.
 724  */
 725 void
 726 setup_hash(const int socketid)
 727 {
 728         struct rte_hash_parameters ipv4_l3fwd_hash_params = {
 729                 .name = NULL,
 730                 .entries = L3FWD_HASH_ENTRIES,
 731                 .key_len = sizeof(union ipv4_5tuple_host),
 732                 .hash_func = ipv4_hash_crc,
 733                 .hash_func_init_val = 0,
 734         };
 735
 736         struct rte_hash_parameters ipv6_l3fwd_hash_params = {
 737                 .name = NULL,
 738                 .entries = L3FWD_HASH_ENTRIES,
 739                 .key_len = sizeof(union ipv6_5tuple_host),
 740                 .hash_func = ipv6_hash_crc,
 741                 .hash_func_init_val = 0,
 742         };
 743
 744         char s[64];
 745
 746         /* create ipv4 hash */
 747         snprintf(s, sizeof(s), "ipv4_l3fwd_hash_%d", socketid);
 748         ipv4_l3fwd_hash_params.name = s;
 749         ipv4_l3fwd_hash_params.socket_id = socketid;
 750         ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] =
 751                 rte_hash_create(&ipv4_l3fwd_hash_params);
 752         if (ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] == NULL)
 753                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 754                         "Unable to create the l3fwd hash on socket %d\n",
 755                         socketid);
 756
 757         /* create ipv6 hash */
 758         snprintf(s, sizeof(s), "ipv6_l3fwd_hash_%d", socketid);
 759         ipv6_l3fwd_hash_params.name = s;
 760         ipv6_l3fwd_hash_params.socket_id = socketid;
 761         ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] =
 762                 rte_hash_create(&ipv6_l3fwd_hash_params);
 763         if (ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] == NULL)
 764                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 765                         "Unable to create the l3fwd hash on socket %d\n",
 766                         socketid);
 767
 768         if (hash_entry_number != HASH_ENTRY_NUMBER_DEFAULT) {
 769                 /* For testing hash matching with a large number of flows we
 770                  * generate millions of IP 5-tuples with an incremented dst
 771                  * address to initialize the hash table. */
 772                 if (ipv6 == 0) {
 773                         /* populate the ipv4 hash */
 774                         populate_ipv4_many_flow_into_table(
 775                                 ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid],
 776                                 hash_entry_number);
 777                 } else {
 778                         /* populate the ipv6 hash */
 779                         populate_ipv6_many_flow_into_table(
 780                                 ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid],
 781                                 hash_entry_number);
 782                 }
 783         } else {
 784                 /*
 785                  * Use data in ipv4/ipv6 l3fwd lookup table
 786                  * directly to initialize the hash table.
 787                  */
 788                 if (ipv6 == 0) {
 789                         /* populate the ipv4 hash */
 790                         populate_ipv4_few_flow_into_table(
 791                                 ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid]);
 792                 } else {
 793                         /* populate the ipv6 hash */
 794                         populate_ipv6_few_flow_into_table(
 795                                 ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid]);
 796                 }
 797         }
 798 }
 799
 800 /* Return ipv4/ipv6 em fwd lookup struct. */
 801 void *
 802 em_get_ipv4_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 803 {
 804         return ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid];
 805 }
 806
 807 void *
 808 em_get_ipv6_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 809 {
 810         return ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid];
 811 }