mbuf: use pktmbuf helper to create the pool
[dpdk.git] / examples / multi_process / l2fwd_fork / main.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 #define _GNU_SOURCE
34 #include <stdio.h>
35 #include <stdlib.h>
36 #include <unistd.h>
37 #include <string.h>
38 #include <stdint.h>
39 #include <sched.h>
40 #include <inttypes.h>
41 #include <sys/types.h>
42 #include <sys/queue.h>
43 #include <netinet/in.h>
44 #include <setjmp.h>
45 #include <stdarg.h>
46 #include <ctype.h>
47 #include <errno.h>
48 #include <getopt.h>
49
50 #include <rte_common.h>
51 #include <rte_log.h>
52 #include <rte_memory.h>
53 #include <rte_memcpy.h>
54 #include <rte_memzone.h>
55 #include <rte_eal.h>
56 #include <rte_per_lcore.h>
57 #include <rte_launch.h>
58 #include <rte_atomic.h>
59 #include <rte_spinlock.h>
60 #include <rte_cycles.h>
61 #include <rte_prefetch.h>
62 #include <rte_lcore.h>
63 #include <rte_per_lcore.h>
64 #include <rte_branch_prediction.h>
65 #include <rte_interrupts.h>
66 #include <rte_pci.h>
67 #include <rte_random.h>
68 #include <rte_debug.h>
69 #include <rte_ether.h>
70 #include <rte_ethdev.h>
71 #include <rte_ring.h>
72 #include <rte_mempool.h>
73 #include <rte_mbuf.h>
74 #include <rte_malloc.h>
75
76 #include "flib.h"
77
78 #define RTE_LOGTYPE_L2FWD RTE_LOGTYPE_USER1
79 #define MBUF_NAME       "mbuf_pool_%d"
80 #define MBUF_DATA_SIZE  RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE
81 #define NB_MBUF   8192
82 #define RING_MASTER_NAME        "l2fwd_ring_m2s_"
83 #define RING_SLAVE_NAME         "l2fwd_ring_s2m_"
84 #define MAX_NAME_LEN    32
85 /* RECREATE flag indicate needs initialize resource and launch slave_core again */
86 #define SLAVE_RECREATE_FLAG 0x1
87 /* RESTART flag indicate needs restart port and send START command again */
88 #define SLAVE_RESTART_FLAG 0x2
89 #define INVALID_MAPPING_ID      ((unsigned)LCORE_ID_ANY)
90 /* Maximum message buffer per slave */
91 #define NB_CORE_MSGBUF  32
92 enum l2fwd_cmd{
93         CMD_START,
94         CMD_STOP,
95 };
96
97 #define MAX_PKT_BURST 32
98 #define BURST_TX_DRAIN_US 100 /* TX drain every ~100us */
99
100 /*
101  * Configurable number of RX/TX ring descriptors
102  */
103 #define RTE_TEST_RX_DESC_DEFAULT 128
104 #define RTE_TEST_TX_DESC_DEFAULT 512
105 static uint16_t nb_rxd = RTE_TEST_RX_DESC_DEFAULT;
106 static uint16_t nb_txd = RTE_TEST_TX_DESC_DEFAULT;
107
108 /* ethernet addresses of ports */
109 static struct ether_addr l2fwd_ports_eth_addr[RTE_MAX_ETHPORTS];
110
111 /* mask of enabled ports */
112 static uint32_t l2fwd_enabled_port_mask = 0;
113
114 /* list of enabled ports */
115 static uint32_t l2fwd_dst_ports[RTE_MAX_ETHPORTS];
116
117 static unsigned int l2fwd_rx_queue_per_lcore = 1;
118
119 struct mbuf_table {
120         unsigned len;
121         struct rte_mbuf *m_table[MAX_PKT_BURST];
122 };
123
124 #define MAX_RX_QUEUE_PER_LCORE 16
125 #define MAX_TX_QUEUE_PER_PORT 16
126 struct lcore_queue_conf {
127         unsigned n_rx_port;
128         unsigned rx_port_list[MAX_RX_QUEUE_PER_LCORE];
129 } __rte_cache_aligned;
130 struct lcore_queue_conf lcore_queue_conf[RTE_MAX_LCORE];
131
132 struct rte_eth_dev_tx_buffer *tx_buffer[RTE_MAX_ETHPORTS];
133
134 struct lcore_resource_struct {
135         int enabled;    /* Only set in case this lcore involved into packet forwarding */
136         int flags;          /* Set only slave need to restart or recreate */
137         unsigned lcore_id;  /*  lcore ID */
138         unsigned pair_id;       /* dependency lcore ID on port */
139         char ring_name[2][MAX_NAME_LEN];
140         /* ring[0] for master send cmd, slave read */
141         /* ring[1] for slave send ack, master read */
142         struct rte_ring *ring[2];
143         int port_num;                                   /* Total port numbers */
144         uint8_t port[RTE_MAX_ETHPORTS]; /* Port id for that lcore to receive packets */
145 }__attribute__((packed)) __rte_cache_aligned;
146
147 static struct lcore_resource_struct lcore_resource[RTE_MAX_LCORE];
148 static struct rte_mempool *message_pool;
149 static rte_spinlock_t res_lock = RTE_SPINLOCK_INITIALIZER;
150 /* use floating processes */
151 static int float_proc = 0;
152 /* Save original cpu affinity */
153 struct cpu_aff_arg{
154         cpu_set_t set;
155         size_t size;
156 }cpu_aff;
157
158 static const struct rte_eth_conf port_conf = {
159         .rxmode = {
160                 .split_hdr_size = 0,
161                 .header_split   = 0, /**< Header Split disabled */
162                 .hw_ip_checksum = 0, /**< IP checksum offload disabled */
163                 .hw_vlan_filter = 0, /**< VLAN filtering disabled */
164                 .jumbo_frame    = 0, /**< Jumbo Frame Support disabled */
165                 .hw_strip_crc   = 0, /**< CRC stripped by hardware */
166         },
167         .txmode = {
168                 .mq_mode = ETH_MQ_TX_NONE,
169         },
170 };
171
172 static struct rte_mempool * l2fwd_pktmbuf_pool[RTE_MAX_ETHPORTS];
173
174 /* Per-port statistics struct */
175 struct l2fwd_port_statistics {
176         uint64_t tx;
177         uint64_t rx;
178         uint64_t dropped;
179 } __rte_cache_aligned;
180 struct l2fwd_port_statistics *port_statistics;
181 /**
182  * pointer to lcore ID mapping array, used to return lcore id in case slave
183  * process exited unexpectedly, use only floating process option applied
184  **/
185 unsigned *mapping_id;
186
187 /* A tsc-based timer responsible for triggering statistics printout */
188 #define TIMER_MILLISECOND 2000000ULL /* around 1ms at 2 Ghz */
189 #define MAX_TIMER_PERIOD 86400 /* 1 day max */
190 static int64_t timer_period = 10 * TIMER_MILLISECOND * 1000; /* default period is 10 seconds */
191
192 static int l2fwd_launch_one_lcore(void *dummy);
193
194 /* Print out statistics on packets dropped */
195 static void
196 print_stats(void)
197 {
198         uint64_t total_packets_dropped, total_packets_tx, total_packets_rx;
199         unsigned portid;
200
201         total_packets_dropped = 0;
202         total_packets_tx = 0;
203         total_packets_rx = 0;
204
205         const char clr[] = { 27, '[', '2', 'J', '\0' };
206         const char topLeft[] = { 27, '[', '1', ';', '1', 'H','\0' };
207
208                 /* Clear screen and move to top left */
209         printf("%s%s", clr, topLeft);
210
211         printf("\nPort statistics ====================================");
212
213         for (portid = 0; portid < RTE_MAX_ETHPORTS; portid++) {
214                 /* skip disabled ports */
215                 if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0)
216                         continue;
217                 printf("\nStatistics for port %u ------------------------------"
218                            "\nPackets sent: %24"PRIu64
219                            "\nPackets received: %20"PRIu64
220                            "\nPackets dropped: %21"PRIu64,
221                            portid,
222                            port_statistics[portid].tx,
223                            port_statistics[portid].rx,
224                            port_statistics[portid].dropped);
225
226                 total_packets_dropped += port_statistics[portid].dropped;
227                 total_packets_tx += port_statistics[portid].tx;
228                 total_packets_rx += port_statistics[portid].rx;
229         }
230         printf("\nAggregate statistics ==============================="
231                    "\nTotal packets sent: %18"PRIu64
232                    "\nTotal packets received: %14"PRIu64
233                    "\nTotal packets dropped: %15"PRIu64,
234                    total_packets_tx,
235                    total_packets_rx,
236                    total_packets_dropped);
237         printf("\n====================================================\n");
238 }
239
240 static int
241 clear_cpu_affinity(void)
242 {
243         int s;
244
245         s = sched_setaffinity(0, cpu_aff.size, &cpu_aff.set);
246         if (s != 0) {
247                 printf("sched_setaffinity failed:%s\n", strerror(errno));
248                 return -1;
249         }
250
251         return 0;
252 }
253
254 static int
255 get_cpu_affinity(void)
256 {
257         int s;
258
259         cpu_aff.size = sizeof(cpu_set_t);
260         CPU_ZERO(&cpu_aff.set);
261
262         s = sched_getaffinity(0, cpu_aff.size, &cpu_aff.set);
263         if (s != 0) {
264                 printf("sched_getaffinity failed:%s\n", strerror(errno));
265                 return -1;
266         }
267
268         return 0;
269 }
270
271 /**
272  * This fnciton demonstrates the approach to create ring in first instance
273  * or re-attach an existed ring in later instance.
274  **/
275 static struct rte_ring *
276 create_ring(const char *name, unsigned count,
277                                         int socket_id,unsigned flags)
278 {
279         struct rte_ring *ring;
280
281         if (name == NULL)
282                 return NULL;
283
284         /* If already create, just attached it */
285         if (likely((ring = rte_ring_lookup(name)) != NULL))
286                 return ring;
287
288         /* First call it, create one */
289         return rte_ring_create(name, count, socket_id, flags);
290 }
291
292 /* Malloc with rte_malloc on structures that shared by master and slave */
293 static int
294 l2fwd_malloc_shared_struct(void)
295 {
296         port_statistics = rte_zmalloc("port_stat",
297                                                 sizeof(struct l2fwd_port_statistics) * RTE_MAX_ETHPORTS,
298                                                 0);
299         if (port_statistics == NULL)
300                 return -1;
301
302         /* allocate  mapping_id array */
303         if (float_proc) {
304                 int i;
305                 mapping_id = rte_malloc("mapping_id", sizeof(unsigned) * RTE_MAX_LCORE,
306                                                                 0);
307
308                 if (mapping_id == NULL)
309                         return -1;
310
311                 for (i = 0 ;i < RTE_MAX_LCORE; i++)
312                         mapping_id[i] = INVALID_MAPPING_ID;
313         }
314         return 0;
315 }
316
317 /* Create ring which used for communicate among master and slave */
318 static int
319 create_ms_ring(unsigned slaveid)
320 {
321         unsigned flag = RING_F_SP_ENQ | RING_F_SC_DEQ;
322         struct lcore_resource_struct *res = &lcore_resource[slaveid];
323         unsigned socketid = rte_socket_id();
324
325         /* Always assume create ring on master socket_id */
326         /* Default only create a ring size 32 */
327         snprintf(res->ring_name[0], MAX_NAME_LEN, "%s%u",
328                         RING_MASTER_NAME, slaveid);
329         if ((res->ring[0] = create_ring(res->ring_name[0], NB_CORE_MSGBUF,
330                                 socketid, flag)) == NULL) {
331                 printf("Create m2s ring %s failed\n", res->ring_name[0]);
332                 return -1;
333         }
334
335         snprintf(res->ring_name[1], MAX_NAME_LEN, "%s%u",
336                         RING_SLAVE_NAME, slaveid);
337         if ((res->ring[1] = create_ring(res->ring_name[1], NB_CORE_MSGBUF,
338                 socketid, flag)) == NULL) {
339                 printf("Create s2m ring %s failed\n", res->ring_name[1]);
340                 return -1;
341         }
342
343         return 0;
344 }
345
346 /* send command to pair in paired master and slave ring */
347 static inline int
348 sendcmd(unsigned slaveid, enum l2fwd_cmd cmd, int is_master)
349 {
350         struct lcore_resource_struct *res = &lcore_resource[slaveid];
351         void *msg;
352         int fd = !is_master;
353
354         /* Only check master, it must be enabled and running if it is slave */
355         if (is_master && !res->enabled)
356                 return -1;
357
358         if (res->ring[fd] == NULL)
359                 return -1;
360
361         if (rte_mempool_get(message_pool, &msg) < 0) {
362                 printf("Error to get message buffer\n");
363                 return -1;
364         }
365
366         *(enum l2fwd_cmd *)msg = cmd;
367
368         if (rte_ring_enqueue(res->ring[fd], msg) != 0) {
369                 printf("Enqueue error\n");
370                 rte_mempool_put(message_pool, msg);
371                 return -1;
372         }
373
374         return 0;
375 }
376
377 /* Get command from pair in paired master and slave ring */
378 static inline int
379 getcmd(unsigned slaveid, enum l2fwd_cmd *cmd, int is_master)
380 {
381         struct lcore_resource_struct *res = &lcore_resource[slaveid];
382         void *msg;
383         int fd = !!is_master;
384         int ret;
385         /* Only check master, it must be enabled and running if it is slave */
386         if (is_master && (!res->enabled))
387                 return -1;
388
389         if (res->ring[fd] == NULL)
390                 return -1;
391
392         ret = rte_ring_dequeue(res->ring[fd], &msg);
393
394         if (ret == 0) {
395                 *cmd = *(enum l2fwd_cmd *)msg;
396                 rte_mempool_put(message_pool, msg);
397         }
398         return ret;
399 }
400
401 /* Master send command to slave and wait until ack received or error met */
402 static int
403 master_sendcmd_with_ack(unsigned slaveid, enum l2fwd_cmd cmd)
404 {
405         enum l2fwd_cmd ack_cmd;
406         int ret = -1;
407
408         if (sendcmd(slaveid, cmd, 1) != 0)
409                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Failed to send message\n");
410
411         /* Get ack */
412         while (1) {
413                 ret = getcmd(slaveid, &ack_cmd, 1);
414                 if (ret == 0 && cmd == ack_cmd)
415                         break;
416
417                 /* If slave not running yet, return an error */
418                 if (flib_query_slave_status(slaveid) != ST_RUN) {
419                         ret = -ENOENT;
420                         break;
421                 }
422         }
423
424         return ret;
425 }
426
427 /* restart all port that assigned to that slave lcore */
428 static int
429 reset_slave_all_ports(unsigned slaveid)
430 {
431         struct lcore_resource_struct *slave = &lcore_resource[slaveid];
432         int i, ret = 0;
433
434         /* stop/start port */
435         for (i = 0; i < slave->port_num; i++) {
436                 char buf_name[RTE_MEMPOOL_NAMESIZE];
437                 struct rte_mempool *pool;
438                 printf("Stop port :%d\n", slave->port[i]);
439                 rte_eth_dev_stop(slave->port[i]);
440                 snprintf(buf_name, RTE_MEMPOOL_NAMESIZE, MBUF_NAME, slave->port[i]);
441                 pool = rte_mempool_lookup(buf_name);
442                 if (pool)
443                         printf("Port %d mempool free object is %u(%u)\n", slave->port[i],
444                                 rte_mempool_avail_count(pool),
445                                 (unsigned int)NB_MBUF);
446                 else
447                         printf("Can't find mempool %s\n", buf_name);
448
449                 printf("Start port :%d\n", slave->port[i]);
450                 ret = rte_eth_dev_start(slave->port[i]);
451                 if (ret != 0)
452                         break;
453         }
454         return ret;
455 }
456
457 static int
458 reset_shared_structures(unsigned slaveid)
459 {
460         int ret;
461         /* Only port are shared resource here */
462         ret = reset_slave_all_ports(slaveid);
463
464         return ret;
465 }
466
467 /**
468  * Call this function to re-create resource that needed for slave process that
469  * exited in last instance
470  **/
471 static int
472 init_slave_res(unsigned slaveid)
473 {
474         struct lcore_resource_struct *slave = &lcore_resource[slaveid];
475         enum l2fwd_cmd cmd;
476
477         if (!slave->enabled) {
478                 printf("Something wrong with lcore=%u enabled=%d\n",slaveid,
479                         slave->enabled);
480                 return -1;
481         }
482
483         /* Initialize ring */
484         if (create_ms_ring(slaveid) != 0)
485                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "failed to create ring for slave %u\n",
486                                 slaveid);
487
488         /* drain un-read buffer if have */
489         while (getcmd(slaveid, &cmd, 1) == 0);
490         while (getcmd(slaveid, &cmd, 0) == 0);
491
492         return 0;
493 }
494
495 static int
496 recreate_one_slave(unsigned slaveid)
497 {
498         int ret = 0;
499         /* Re-initialize resource for stalled slave */
500         if ((ret = init_slave_res(slaveid)) != 0) {
501                 printf("Init slave=%u failed\n", slaveid);
502                 return ret;
503         }
504
505         if ((ret = flib_remote_launch(l2fwd_launch_one_lcore, NULL, slaveid))
506                 != 0)
507                 printf("Launch slave %u failed\n", slaveid);
508
509         return ret;
510 }
511
512 /**
513  * remapping resource belong to slave_id to new lcore that gets from flib_assign_lcore_id(),
514  * used only floating process option applied.
515  *
516  * @param slaveid
517  *   original lcore_id that apply for remapping
518  */
519 static void
520 remapping_slave_resource(unsigned slaveid, unsigned map_id)
521 {
522
523         /* remapping lcore_resource */
524         memcpy(&lcore_resource[map_id], &lcore_resource[slaveid],
525                         sizeof(struct lcore_resource_struct));
526
527         /* remapping lcore_queue_conf */
528         memcpy(&lcore_queue_conf[map_id], &lcore_queue_conf[slaveid],
529                         sizeof(struct lcore_queue_conf));
530 }
531
532 static int
533 reset_pair(unsigned slaveid, unsigned pairid)
534 {
535         int ret;
536         if ((ret = reset_shared_structures(slaveid)) != 0)
537                 goto back;
538
539         if((ret = reset_shared_structures(pairid)) != 0)
540                 goto back;
541
542         if (float_proc) {
543                 unsigned map_id = mapping_id[slaveid];
544
545                 if (map_id != INVALID_MAPPING_ID) {
546                         printf("%u return mapping id %u\n", slaveid, map_id);
547                         flib_free_lcore_id(map_id);
548                         mapping_id[slaveid] = INVALID_MAPPING_ID;
549                 }
550
551                 map_id = mapping_id[pairid];
552                 if (map_id != INVALID_MAPPING_ID) {
553                         printf("%u return mapping id %u\n", pairid, map_id);
554                         flib_free_lcore_id(map_id);
555                         mapping_id[pairid] = INVALID_MAPPING_ID;
556                 }
557         }
558
559         if((ret = recreate_one_slave(slaveid)) != 0)
560                 goto back;
561
562         ret = recreate_one_slave(pairid);
563
564 back:
565         return ret;
566 }
567
568 static void
569 slave_exit_cb(unsigned slaveid, __attribute__((unused))int stat)
570 {
571         struct lcore_resource_struct *slave = &lcore_resource[slaveid];
572
573         printf("Get slave %u leave info\n", slaveid);
574         if (!slave->enabled) {
575                 printf("Lcore=%u not registered for it's exit\n", slaveid);
576                 return;
577         }
578         rte_spinlock_lock(&res_lock);
579
580         /* Change the state and wait master to start them */
581         slave->flags = SLAVE_RECREATE_FLAG;
582
583         rte_spinlock_unlock(&res_lock);
584 }
585
586 static void
587 l2fwd_simple_forward(struct rte_mbuf *m, unsigned portid)
588 {
589         struct ether_hdr *eth;
590         void *tmp;
591         unsigned dst_port;
592         int sent;
593         struct rte_eth_dev_tx_buffer *buffer;
594
595         dst_port = l2fwd_dst_ports[portid];
596         eth = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
597
598         /* 02:00:00:00:00:xx */
599         tmp = &eth->d_addr.addr_bytes[0];
600         *((uint64_t *)tmp) = 0x000000000002 + ((uint64_t)dst_port << 40);
601
602         /* src addr */
603         ether_addr_copy(&l2fwd_ports_eth_addr[dst_port], &eth->s_addr);
604
605         buffer = tx_buffer[dst_port];
606         sent = rte_eth_tx_buffer(dst_port, 0, buffer, m);
607         if (sent)
608                 port_statistics[dst_port].tx += sent;
609 }
610
611 /* main processing loop */
612 static void
613 l2fwd_main_loop(void)
614 {
615         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
616         struct rte_mbuf *m;
617         int sent;
618         unsigned lcore_id;
619         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
620         unsigned i, j, portid, nb_rx;
621         struct lcore_queue_conf *qconf;
622         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) / US_PER_S *
623                         BURST_TX_DRAIN_US;
624         struct rte_eth_dev_tx_buffer *buffer;
625
626         prev_tsc = 0;
627
628         lcore_id = rte_lcore_id();
629
630         qconf = &lcore_queue_conf[lcore_id];
631
632         if (qconf->n_rx_port == 0) {
633                 RTE_LOG(INFO, L2FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
634                 return;
635         }
636
637         RTE_LOG(INFO, L2FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
638
639         for (i = 0; i < qconf->n_rx_port; i++) {
640                 portid = qconf->rx_port_list[i];
641                 RTE_LOG(INFO, L2FWD, " -- lcoreid=%u portid=%u\n", lcore_id,
642                         portid);
643         }
644
645         while (1) {
646                 enum l2fwd_cmd cmd;
647                 cur_tsc = rte_rdtsc();
648
649                 if (unlikely(getcmd(lcore_id, &cmd, 0) == 0)) {
650                         sendcmd(lcore_id, cmd, 0);
651
652                         /* If get stop command, stop forwarding and exit */
653                         if (cmd == CMD_STOP) {
654                                 return;
655                         }
656                 }
657
658                 /*
659                  * TX burst queue drain
660                  */
661                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
662                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
663
664                         for (i = 0; i < qconf->n_rx_port; i++) {
665
666                                 portid = l2fwd_dst_ports[qconf->rx_port_list[i]];
667                                 buffer = tx_buffer[portid];
668
669                                 sent = rte_eth_tx_buffer_flush(portid, 0, buffer);
670                                 if (sent)
671                                         port_statistics[portid].tx += sent;
672
673                         }
674                 }
675
676                 /*
677                  * Read packet from RX queues
678                  */
679                 for (i = 0; i < qconf->n_rx_port; i++) {
680
681                         portid = qconf->rx_port_list[i];
682                         nb_rx = rte_eth_rx_burst((uint8_t) portid, 0,
683                                                  pkts_burst, MAX_PKT_BURST);
684
685                         port_statistics[portid].rx += nb_rx;
686
687                         for (j = 0; j < nb_rx; j++) {
688                                 m = pkts_burst[j];
689                                 rte_prefetch0(rte_pktmbuf_mtod(m, void *));
690                                 l2fwd_simple_forward(m, portid);
691                         }
692                 }
693         }
694 }
695
696 static int
697 l2fwd_launch_one_lcore(__attribute__((unused)) void *dummy)
698 {
699         unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
700
701         if (float_proc) {
702                 unsigned flcore_id;
703
704                 /* Change it to floating process, also change it's lcore_id */
705                 clear_cpu_affinity();
706                 RTE_PER_LCORE(_lcore_id) = 0;
707                 /* Get a lcore_id */
708                 if (flib_assign_lcore_id() < 0 ) {
709                         printf("flib_assign_lcore_id failed\n");
710                         return -1;
711                 }
712                 flcore_id = rte_lcore_id();
713                 /* Set mapping id, so master can return it after slave exited */
714                 mapping_id[lcore_id] = flcore_id;
715                 printf("Org lcore_id = %u, cur lcore_id = %u\n",
716                                 lcore_id, flcore_id);
717                 remapping_slave_resource(lcore_id, flcore_id);
718         }
719
720         l2fwd_main_loop();
721
722         /* return lcore_id before return */
723         if (float_proc) {
724                 flib_free_lcore_id(rte_lcore_id());
725                 mapping_id[lcore_id] = INVALID_MAPPING_ID;
726         }
727         return 0;
728 }
729
730 /* display usage */
731 static void
732 l2fwd_usage(const char *prgname)
733 {
734         printf("%s [EAL options] -- -p PORTMASK -s COREMASK [-q NQ] -f\n"
735                "  -p PORTMASK: hexadecimal bitmask of ports to configure\n"
736                "  -q NQ: number of queue (=ports) per lcore (default is 1)\n"
737                "  -f use floating process which won't bind to any core to run\n"
738                    "  -T PERIOD: statistics will be refreshed each PERIOD seconds (0 to disable, 10 default, 86400 maximum)\n",
739                prgname);
740 }
741
742 static int
743 l2fwd_parse_portmask(const char *portmask)
744 {
745         char *end = NULL;
746         unsigned long pm;
747
748         /* parse hexadecimal string */
749         pm = strtoul(portmask, &end, 16);
750         if ((portmask[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
751                 return -1;
752
753         if (pm == 0)
754                 return -1;
755
756         return pm;
757 }
758
759 static unsigned int
760 l2fwd_parse_nqueue(const char *q_arg)
761 {
762         char *end = NULL;
763         unsigned long n;
764
765         /* parse hexadecimal string */
766         n = strtoul(q_arg, &end, 10);
767         if ((q_arg[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
768                 return 0;
769         if (n == 0)
770                 return 0;
771         if (n >= MAX_RX_QUEUE_PER_LCORE)
772                 return 0;
773
774         return n;
775 }
776
777 static int
778 l2fwd_parse_timer_period(const char *q_arg)
779 {
780         char *end = NULL;
781         int n;
782
783         /* parse number string */
784         n = strtol(q_arg, &end, 10);
785         if ((q_arg[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
786                 return -1;
787         if (n >= MAX_TIMER_PERIOD)
788                 return -1;
789
790         return n;
791 }
792
793 /* Parse the argument given in the command line of the application */
794 static int
795 l2fwd_parse_args(int argc, char **argv)
796 {
797         int opt, ret;
798         char **argvopt;
799         int option_index;
800         char *prgname = argv[0];
801         static struct option lgopts[] = {
802                 {NULL, 0, 0, 0}
803         };
804         int has_pmask = 0;
805
806         argvopt = argv;
807
808         while ((opt = getopt_long(argc, argvopt, "p:q:T:f",
809                                   lgopts, &option_index)) != EOF) {
810
811                 switch (opt) {
812                 /* portmask */
813                 case 'p':
814                         l2fwd_enabled_port_mask = l2fwd_parse_portmask(optarg);
815                         if (l2fwd_enabled_port_mask == 0) {
816                                 printf("invalid portmask\n");
817                                 l2fwd_usage(prgname);
818                                 return -1;
819                         }
820                         has_pmask = 1;
821                         break;
822
823                 /* nqueue */
824                 case 'q':
825                         l2fwd_rx_queue_per_lcore = l2fwd_parse_nqueue(optarg);
826                         if (l2fwd_rx_queue_per_lcore == 0) {
827                                 printf("invalid queue number\n");
828                                 l2fwd_usage(prgname);
829                                 return -1;
830                         }
831                         break;
832
833                 /* timer period */
834                 case 'T':
835                         timer_period = l2fwd_parse_timer_period(optarg) * 1000 * TIMER_MILLISECOND;
836                         if (timer_period < 0) {
837                                 printf("invalid timer period\n");
838                                 l2fwd_usage(prgname);
839                                 return -1;
840                         }
841                         break;
842
843                 /* use floating process */
844                 case 'f':
845                         float_proc = 1;
846                         break;
847
848                 /* long options */
849                 case 0:
850                         l2fwd_usage(prgname);
851                         return -1;
852
853                 default:
854                         l2fwd_usage(prgname);
855                         return -1;
856                 }
857         }
858
859         if (optind >= 0)
860                 argv[optind-1] = prgname;
861
862         if (!has_pmask) {
863                 l2fwd_usage(prgname);
864                 return -1;
865         }
866         ret = optind-1;
867         optind = 1; /* reset getopt lib */
868         return ret;
869 }
870
871 /* Check the link status of all ports in up to 9s, and print them finally */
872 static void
873 check_all_ports_link_status(uint8_t port_num, uint32_t port_mask)
874 {
875 #define CHECK_INTERVAL 100 /* 100ms */
876 #define MAX_CHECK_TIME 90 /* 9s (90 * 100ms) in total */
877         uint8_t portid, count, all_ports_up, print_flag = 0;
878         struct rte_eth_link link;
879
880         printf("\nChecking link status");
881         fflush(stdout);
882         for (count = 0; count <= MAX_CHECK_TIME; count++) {
883                 all_ports_up = 1;
884                 for (portid = 0; portid < port_num; portid++) {
885                         if ((port_mask & (1 << portid)) == 0)
886                                 continue;
887                         memset(&link, 0, sizeof(link));
888                         rte_eth_link_get_nowait(portid, &link);
889                         /* print link status if flag set */
890                         if (print_flag == 1) {
891                                 if (link.link_status)
892                                         printf("Port %d Link Up - speed %u "
893                                                 "Mbps - %s\n", (uint8_t)portid,
894                                                 (unsigned)link.link_speed,
895                                 (link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) ?
896                                         ("full-duplex") : ("half-duplex\n"));
897                                 else
898                                         printf("Port %d Link Down\n",
899                                                 (uint8_t)portid);
900                                 continue;
901                         }
902                         /* clear all_ports_up flag if any link down */
903                         if (link.link_status == ETH_LINK_DOWN) {
904                                 all_ports_up = 0;
905                                 break;
906                         }
907                 }
908                 /* after finally printing all link status, get out */
909                 if (print_flag == 1)
910                         break;
911
912                 if (all_ports_up == 0) {
913                         printf(".");
914                         fflush(stdout);
915                         rte_delay_ms(CHECK_INTERVAL);
916                 }
917
918                 /* set the print_flag if all ports up or timeout */
919                 if (all_ports_up == 1 || count == (MAX_CHECK_TIME - 1)) {
920                         print_flag = 1;
921                         printf("done\n");
922                 }
923         }
924 }
925
926 int
927 main(int argc, char **argv)
928 {
929         struct lcore_queue_conf *qconf;
930         struct rte_eth_dev_info dev_info;
931         int ret;
932         uint8_t nb_ports;
933         uint8_t nb_ports_available;
934         uint8_t portid, last_port;
935         unsigned rx_lcore_id;
936         unsigned nb_ports_in_mask = 0;
937         unsigned i;
938         int flags = 0;
939         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc, timer_tsc;
940
941         /* Save cpu_affinity first, restore it in case it's floating process option */
942         if (get_cpu_affinity() != 0)
943                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "get_cpu_affinity error\n");
944
945         /* Also tries to set cpu affinity to detect whether  it will fail in child process */
946         if(clear_cpu_affinity() != 0)
947                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "clear_cpu_affinity error\n");
948
949         /* init EAL */
950         ret = rte_eal_init(argc, argv);
951         if (ret < 0)
952                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid EAL arguments\n");
953         argc -= ret;
954         argv += ret;
955
956         /* parse application arguments (after the EAL ones) */
957         ret = l2fwd_parse_args(argc, argv);
958         if (ret < 0)
959                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid L2FWD arguments\n");
960
961         /*flib init */
962         if (flib_init() != 0)
963                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "flib init error");
964
965         /**
966           * Allocated structures that slave lcore would change. For those that slaves are
967           * read only, needn't use malloc to share and global or static variables is ok since
968           * slave inherit all the knowledge that master initialized.
969           **/
970         if (l2fwd_malloc_shared_struct() != 0)
971                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "malloc mem failed\n");
972
973         /* Initialize lcore_resource structures */
974         memset(lcore_resource, 0, sizeof(lcore_resource));
975         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++)
976                 lcore_resource[i].lcore_id = i;
977
978         nb_ports = rte_eth_dev_count();
979         if (nb_ports == 0)
980                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "No Ethernet ports - bye\n");
981
982         /* create the mbuf pool */
983         for (portid = 0; portid < nb_ports; portid++) {
984                 /* skip ports that are not enabled */
985                 if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0)
986                         continue;
987                 char buf_name[RTE_MEMPOOL_NAMESIZE];
988                 flags = MEMPOOL_F_SP_PUT | MEMPOOL_F_SC_GET;
989                 snprintf(buf_name, RTE_MEMPOOL_NAMESIZE, MBUF_NAME, portid);
990                 l2fwd_pktmbuf_pool[portid] =
991                         rte_pktmbuf_pool_create(buf_name, NB_MBUF, 32,
992                                 0, MBUF_DATA_SIZE, rte_socket_id());
993                 if (l2fwd_pktmbuf_pool[portid] == NULL)
994                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot create mbuf pool\n");
995
996                 printf("Create mbuf %s\n", buf_name);
997         }
998
999         /* reset l2fwd_dst_ports */
1000         for (portid = 0; portid < RTE_MAX_ETHPORTS; portid++)
1001                 l2fwd_dst_ports[portid] = 0;
1002         last_port = 0;
1003
1004         /*
1005          * Each logical core is assigned a dedicated TX queue on each port.
1006          */
1007         for (portid = 0; portid < nb_ports; portid++) {
1008                 /* skip ports that are not enabled */
1009                 if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0)
1010                         continue;
1011
1012                 if (nb_ports_in_mask % 2) {
1013                         l2fwd_dst_ports[portid] = last_port;
1014                         l2fwd_dst_ports[last_port] = portid;
1015                 }
1016                 else
1017                         last_port = portid;
1018
1019                 nb_ports_in_mask++;
1020
1021                 rte_eth_dev_info_get(portid, &dev_info);
1022         }
1023         if (nb_ports_in_mask % 2) {
1024                 printf("Notice: odd number of ports in portmask.\n");
1025                 l2fwd_dst_ports[last_port] = last_port;
1026         }
1027
1028         rx_lcore_id = 0;
1029         qconf = NULL;
1030
1031         /* Initialize the port/queue configuration of each logical core */
1032         for (portid = 0; portid < nb_ports; portid++) {
1033                 struct lcore_resource_struct *res;
1034                 /* skip ports that are not enabled */
1035                 if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0)
1036                         continue;
1037
1038                 /* get the lcore_id for this port */
1039                 /* skip master lcore */
1040                 while (rte_lcore_is_enabled(rx_lcore_id) == 0 ||
1041                            rte_get_master_lcore() == rx_lcore_id ||
1042                        lcore_queue_conf[rx_lcore_id].n_rx_port ==
1043                        l2fwd_rx_queue_per_lcore) {
1044
1045                         rx_lcore_id++;
1046                         if (rx_lcore_id >= RTE_MAX_LCORE)
1047                                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Not enough cores\n");
1048                 }
1049
1050                 if (qconf != &lcore_queue_conf[rx_lcore_id])
1051                         /* Assigned a new logical core in the loop above. */
1052                         qconf = &lcore_queue_conf[rx_lcore_id];
1053
1054                 qconf->rx_port_list[qconf->n_rx_port] = portid;
1055                 qconf->n_rx_port++;
1056
1057                 /* Save the port resource info into lcore_resource strucutres */
1058                 res = &lcore_resource[rx_lcore_id];
1059                 res->enabled = 1;
1060                 res->port[res->port_num++] = portid;
1061
1062                 printf("Lcore %u: RX port %u\n", rx_lcore_id, (unsigned) portid);
1063         }
1064
1065         nb_ports_available = nb_ports;
1066
1067         /* Initialise each port */
1068         for (portid = 0; portid < nb_ports; portid++) {
1069                 /* skip ports that are not enabled */
1070                 if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0) {
1071                         printf("Skipping disabled port %u\n", (unsigned) portid);
1072                         nb_ports_available--;
1073                         continue;
1074                 }
1075                 /* init port */
1076                 printf("Initializing port %u... ", (unsigned) portid);
1077                 fflush(stdout);
1078                 ret = rte_eth_dev_configure(portid, 1, 1, &port_conf);
1079                 if (ret < 0)
1080                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot configure device: err=%d, port=%u\n",
1081                                   ret, (unsigned) portid);
1082
1083                 rte_eth_macaddr_get(portid,&l2fwd_ports_eth_addr[portid]);
1084
1085                 /* init one RX queue */
1086                 fflush(stdout);
1087                 ret = rte_eth_rx_queue_setup(portid, 0, nb_rxd,
1088                                              rte_eth_dev_socket_id(portid),
1089                                              NULL,
1090                                              l2fwd_pktmbuf_pool[portid]);
1091                 if (ret < 0)
1092                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_eth_rx_queue_setup:err=%d, port=%u\n",
1093                                   ret, (unsigned) portid);
1094
1095                 /* init one TX queue on each port */
1096                 fflush(stdout);
1097                 ret = rte_eth_tx_queue_setup(portid, 0, nb_txd,
1098                                 rte_eth_dev_socket_id(portid),
1099                                 NULL);
1100                 if (ret < 0)
1101                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_eth_tx_queue_setup:err=%d, port=%u\n",
1102                                 ret, (unsigned) portid);
1103
1104                 /* Initialize TX buffers */
1105                 tx_buffer[portid] = rte_zmalloc_socket("tx_buffer",
1106                                 RTE_ETH_TX_BUFFER_SIZE(MAX_PKT_BURST), 0,
1107                                 rte_eth_dev_socket_id(portid));
1108                 if (tx_buffer[portid] == NULL)
1109                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot allocate buffer for tx on port %u\n",
1110                                         (unsigned) portid);
1111
1112                 rte_eth_tx_buffer_init(tx_buffer[portid], MAX_PKT_BURST);
1113
1114                 ret = rte_eth_tx_buffer_set_err_callback(tx_buffer[portid],
1115                                 rte_eth_tx_buffer_count_callback,
1116                                 &port_statistics[portid].dropped);
1117                 if (ret < 0)
1118                                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot set error callback for "
1119                                                 "tx buffer on port %u\n", (unsigned) portid);
1120
1121                 /* Start device */
1122                 ret = rte_eth_dev_start(portid);
1123                 if (ret < 0)
1124                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_eth_dev_start:err=%d, port=%u\n",
1125                                   ret, (unsigned) portid);
1126
1127                 printf("done: \n");
1128
1129                 rte_eth_promiscuous_enable(portid);
1130
1131                 printf("Port %u, MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n\n",
1132                                 (unsigned) portid,
1133                                 l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[0],
1134                                 l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[1],
1135                                 l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[2],
1136                                 l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[3],
1137                                 l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[4],
1138                                 l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[5]);
1139
1140                 /* initialize port stats */
1141                 //memset(&port_statistics, 0, sizeof(port_statistics));
1142         }
1143
1144         if (!nb_ports_available) {
1145                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
1146                         "All available ports are disabled. Please set portmask.\n");
1147         }
1148
1149         check_all_ports_link_status(nb_ports, l2fwd_enabled_port_mask);
1150
1151         /* Record pair lcore */
1152         /**
1153          * Since l2fwd example would create pair between different neighbour port, that's
1154          * port 0 receive and forward to port 1, the same to port 1, these 2 ports will have
1155          * dependency. If one port stopped working (killed, for example), the port need to
1156          * be stopped/started again. During the time, another port need to wait until stop/start
1157          * procedure completed. So, record the pair relationship for those lcores working
1158          * on ports.
1159          **/
1160         for (portid = 0; portid < nb_ports; portid++) {
1161                 uint32_t pair_port;
1162                 unsigned lcore = 0, pair_lcore = 0;
1163                 unsigned j, find_lcore, find_pair_lcore;
1164                 /* skip ports that are not enabled */
1165                 if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0)
1166                         continue;
1167
1168                 /* Find pair ports' lcores */
1169                 find_lcore = find_pair_lcore = 0;
1170                 pair_port = l2fwd_dst_ports[portid];
1171                 for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
1172                         if (!rte_lcore_is_enabled(i))
1173                                 continue;
1174                         for (j = 0; j < lcore_queue_conf[i].n_rx_port;j++) {
1175                                 if (lcore_queue_conf[i].rx_port_list[j] == portid) {
1176                                         lcore = i;
1177                                         find_lcore = 1;
1178                                         break;
1179                                 }
1180                                 if (lcore_queue_conf[i].rx_port_list[j] == pair_port) {
1181                                         pair_lcore = i;
1182                                         find_pair_lcore = 1;
1183                                         break;
1184                                 }
1185                         }
1186                         if (find_lcore && find_pair_lcore)
1187                                 break;
1188                 }
1189                 if (!find_lcore || !find_pair_lcore)
1190                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Not find port=%d pair\n", portid);
1191
1192                 printf("lcore %u and %u paired\n", lcore, pair_lcore);
1193                 lcore_resource[lcore].pair_id = pair_lcore;
1194                 lcore_resource[pair_lcore].pair_id = lcore;
1195         }
1196
1197         /* Create message buffer for all master and slave */
1198         message_pool = rte_mempool_create("ms_msg_pool",
1199                            NB_CORE_MSGBUF * RTE_MAX_LCORE,
1200                            sizeof(enum l2fwd_cmd), NB_CORE_MSGBUF / 2,
1201                            0,
1202                            rte_pktmbuf_pool_init, NULL,
1203                            rte_pktmbuf_init, NULL,
1204                            rte_socket_id(), 0);
1205
1206         if (message_pool == NULL)
1207                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Create msg mempool failed\n");
1208
1209         /* Create ring for each master and slave pair, also register cb when slave leaves */
1210         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
1211                 /**
1212                  * Only create ring and register slave_exit cb in case that core involved into
1213                  * packet forwarding
1214                  **/
1215                 if (lcore_resource[i].enabled) {
1216                         /* Create ring for master and slave communication */
1217                         ret = create_ms_ring(i);
1218                         if (ret != 0)
1219                                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Create ring for lcore=%u failed",
1220                                 i);
1221
1222                         if (flib_register_slave_exit_notify(i,
1223                                 slave_exit_cb) != 0)
1224                                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
1225                                                 "Register master_trace_slave_exit failed");
1226                 }
1227         }
1228
1229         /* launch per-lcore init on every lcore except master */
1230         flib_mp_remote_launch(l2fwd_launch_one_lcore, NULL, SKIP_MASTER);
1231
1232         /* print statistics 10 second */
1233         prev_tsc = cur_tsc = rte_rdtsc();
1234         timer_tsc = 0;
1235         while (1) {
1236                 sleep(1);
1237                 cur_tsc = rte_rdtsc();
1238                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
1239                 /* if timer is enabled */
1240                 if (timer_period > 0) {
1241
1242                         /* advance the timer */
1243                         timer_tsc += diff_tsc;
1244
1245                         /* if timer has reached its timeout */
1246                         if (unlikely(timer_tsc >= (uint64_t) timer_period)) {
1247
1248                                 print_stats();
1249                                 /* reset the timer */
1250                                 timer_tsc = 0;
1251                         }
1252                 }
1253
1254                 prev_tsc = cur_tsc;
1255
1256                 /* Check any slave need restart or recreate */
1257                 rte_spinlock_lock(&res_lock);
1258                 for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
1259                         struct lcore_resource_struct *res  = &lcore_resource[i];
1260                         struct lcore_resource_struct *pair = &lcore_resource[res->pair_id];
1261
1262                         /* If find slave exited, try to reset pair */
1263                         if (res->enabled && res->flags && pair->enabled) {
1264                                 if (!pair->flags) {
1265                                         master_sendcmd_with_ack(pair->lcore_id, CMD_STOP);
1266                                         rte_spinlock_unlock(&res_lock);
1267                                         sleep(1);
1268                                         rte_spinlock_lock(&res_lock);
1269                                         if (pair->flags)
1270                                                 continue;
1271                                 }
1272                                 if (reset_pair(res->lcore_id, pair->lcore_id) != 0)
1273                                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "failed to reset slave");
1274                                 res->flags  = 0;
1275                                 pair->flags = 0;
1276                         }
1277                 }
1278                 rte_spinlock_unlock(&res_lock);
1279         }
1280
1281 }