examples/server_node_efd/server/main.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2016-2017 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 <string.h>
  37 #include <unistd.h>
  38 #include <stdint.h>
  39 #include <stdarg.h>
  40 #include <inttypes.h>
  41 #include <sys/queue.h>
  42 #include <errno.h>
  43 #include <netinet/ip.h>
  44
  45 #include <rte_common.h>
  46 #include <rte_memory.h>
  47 #include <rte_eal.h>
  48 #include <rte_launch.h>
  49 #include <rte_per_lcore.h>
  50 #include <rte_lcore.h>
  51 #include <rte_branch_prediction.h>
  52 #include <rte_atomic.h>
  53 #include <rte_ring.h>
  54 #include <rte_log.h>
  55 #include <rte_debug.h>
  56 #include <rte_mempool.h>
  57 #include <rte_memcpy.h>
  58 #include <rte_mbuf.h>
  59 #include <rte_ether.h>
  60 #include <rte_interrupts.h>
  61 #include <rte_pci.h>
  62 #include <rte_ethdev.h>
  63 #include <rte_byteorder.h>
  64 #include <rte_malloc.h>
  65 #include <rte_string_fns.h>
  66 #include <rte_efd.h>
  67 #include <rte_ip.h>
  68
  69 #include "common.h"
  70 #include "args.h"
  71 #include "init.h"
  72
  73 /*
  74  * When doing reads from the NIC or the node queues,
  75  * use this batch size
  76  */
  77 #define PACKET_READ_SIZE 32
  78
  79 /*
  80  * Local buffers to put packets in, used to send packets in bursts to the
  81  * nodes
  82  */
  83 struct node_rx_buf {
  84         struct rte_mbuf *buffer[PACKET_READ_SIZE];
  85         uint16_t count;
  86 };
  87
  88 struct efd_stats {
  89         uint64_t distributed;
  90         uint64_t drop;
  91 } flow_dist_stats;
  92
  93 /* One buffer per node rx queue - dynamically allocate array */
  94 static struct node_rx_buf *cl_rx_buf;
  95
  96 static const char *
  97 get_printable_mac_addr(uint16_t port)
  98 {
  99         static const char err_address[] = "00:00:00:00:00:00";
 100         static char addresses[RTE_MAX_ETHPORTS][sizeof(err_address)];
 101         struct ether_addr mac;
 102
 103         if (unlikely(port >= RTE_MAX_ETHPORTS))
 104                 return err_address;
 105         if (unlikely(addresses[port][0] == '\0')) {
 106                 rte_eth_macaddr_get(port, &mac);
 107                 snprintf(addresses[port], sizeof(addresses[port]),
 108                                 "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
 109                                 mac.addr_bytes[0], mac.addr_bytes[1],
 110                                 mac.addr_bytes[2], mac.addr_bytes[3],
 111                                 mac.addr_bytes[4], mac.addr_bytes[5]);
 112         }
 113         return addresses[port];
 114 }
 115
 116 /*
 117  * This function displays the recorded statistics for each port
 118  * and for each node. It uses ANSI terminal codes to clear
 119  * screen when called. It is called from a single non-master
 120  * thread in the server process, when the process is run with more
 121  * than one lcore enabled.
 122  */
 123 static void
 124 do_stats_display(void)
 125 {
 126         unsigned int i, j;
 127         const char clr[] = {27, '[', '2', 'J', '\0'};
 128         const char topLeft[] = {27, '[', '1', ';', '1', 'H', '\0'};
 129         uint64_t port_tx[RTE_MAX_ETHPORTS], port_tx_drop[RTE_MAX_ETHPORTS];
 130         uint64_t node_tx[MAX_NODES], node_tx_drop[MAX_NODES];
 131
 132         /* to get TX stats, we need to do some summing calculations */
 133         memset(port_tx, 0, sizeof(port_tx));
 134         memset(port_tx_drop, 0, sizeof(port_tx_drop));
 135         memset(node_tx, 0, sizeof(node_tx));
 136         memset(node_tx_drop, 0, sizeof(node_tx_drop));
 137
 138         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
 139                 const struct tx_stats *tx = &info->tx_stats[i];
 140
 141                 for (j = 0; j < info->num_ports; j++) {
 142                         const uint64_t tx_val = tx->tx[info->id[j]];
 143                         const uint64_t drop_val = tx->tx_drop[info->id[j]];
 144
 145                         port_tx[j] += tx_val;
 146                         port_tx_drop[j] += drop_val;
 147                         node_tx[i] += tx_val;
 148                         node_tx_drop[i] += drop_val;
 149                 }
 150         }
 151
 152         /* Clear screen and move to top left */
 153         printf("%s%s", clr, topLeft);
 154
 155         printf("PORTS\n");
 156         printf("-----\n");
 157         for (i = 0; i < info->num_ports; i++)
 158                 printf("Port %u: '%s'\t", (unsigned int)info->id[i],
 159                                 get_printable_mac_addr(info->id[i]));
 160         printf("\n\n");
 161         for (i = 0; i < info->num_ports; i++) {
 162                 printf("Port %u - rx: %9"PRIu64"\t"
 163                                 "tx: %9"PRIu64"\n",
 164                                 (unsigned int)info->id[i], info->rx_stats.rx[i],
 165                                 port_tx[i]);
 166         }
 167
 168         printf("\nSERVER\n");
 169         printf("-----\n");
 170         printf("distributed: %9"PRIu64", drop: %9"PRIu64"\n",
 171                         flow_dist_stats.distributed, flow_dist_stats.drop);
 172
 173         printf("\nNODES\n");
 174         printf("-------\n");
 175         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
 176                 const unsigned long long rx = nodes[i].stats.rx;
 177                 const unsigned long long rx_drop = nodes[i].stats.rx_drop;
 178                 const struct filter_stats *filter = &info->filter_stats[i];
 179
 180                 printf("Node %2u - rx: %9llu, rx_drop: %9llu\n"
 181                                 "            tx: %9"PRIu64", tx_drop: %9"PRIu64"\n"
 182                                 "            filter_passed: %9"PRIu64", "
 183                                 "filter_drop: %9"PRIu64"\n",
 184                                 i, rx, rx_drop, node_tx[i], node_tx_drop[i],
 185                                 filter->passed, filter->drop);
 186         }
 187
 188         printf("\n");
 189 }
 190
 191 /*
 192  * The function called from each non-master lcore used by the process.
 193  * The test_and_set function is used to randomly pick a single lcore on which
 194  * the code to display the statistics will run. Otherwise, the code just
 195  * repeatedly sleeps.
 196  */
 197 static int
 198 sleep_lcore(__attribute__((unused)) void *dummy)
 199 {
 200         /* Used to pick a display thread - static, so zero-initialised */
 201         static rte_atomic32_t display_stats;
 202
 203         /* Only one core should display stats */
 204         if (rte_atomic32_test_and_set(&display_stats)) {
 205                 const unsigned int sleeptime = 1;
 206
 207                 printf("Core %u displaying statistics\n", rte_lcore_id());
 208
 209                 /* Longer initial pause so above printf is seen */
 210                 sleep(sleeptime * 3);
 211
 212                 /* Loop forever: sleep always returns 0 or <= param */
 213                 while (sleep(sleeptime) <= sleeptime)
 214                         do_stats_display();
 215         }
 216         return 0;
 217 }
 218
 219 /*
 220  * Function to set all the node statistic values to zero.
 221  * Called at program startup.
 222  */
 223 static void
 224 clear_stats(void)
 225 {
 226         unsigned int i;
 227
 228         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
 229                 nodes[i].stats.rx = nodes[i].stats.rx_drop = 0;
 230 }
 231
 232 /*
 233  * send a burst of traffic to a node, assuming there are packets
 234  * available to be sent to this node
 235  */
 236 static void
 237 flush_rx_queue(uint16_t node)
 238 {
 239         uint16_t j;
 240         struct node *cl;
 241
 242         if (cl_rx_buf[node].count == 0)
 243                 return;
 244
 245         cl = &nodes[node];
 246         if (rte_ring_enqueue_bulk(cl->rx_q, (void **)cl_rx_buf[node].buffer,
 247                         cl_rx_buf[node].count, NULL) != cl_rx_buf[node].count){
 248                 for (j = 0; j < cl_rx_buf[node].count; j++)
 249                         rte_pktmbuf_free(cl_rx_buf[node].buffer[j]);
 250                 cl->stats.rx_drop += cl_rx_buf[node].count;
 251         } else
 252                 cl->stats.rx += cl_rx_buf[node].count;
 253
 254         cl_rx_buf[node].count = 0;
 255 }
 256
 257 /*
 258  * marks a packet down to be sent to a particular node process
 259  */
 260 static inline void
 261 enqueue_rx_packet(uint8_t node, struct rte_mbuf *buf)
 262 {
 263         cl_rx_buf[node].buffer[cl_rx_buf[node].count++] = buf;
 264 }
 265
 266 /*
 267  * This function takes a group of packets and routes them
 268  * individually to the node process. Very simply round-robins the packets
 269  * without checking any of the packet contents.
 270  */
 271 static void
 272 process_packets(uint32_t port_num __rte_unused, struct rte_mbuf *pkts[],
 273                 uint16_t rx_count, unsigned int socket_id)
 274 {
 275         uint16_t i;
 276         uint8_t node;
 277         efd_value_t data[RTE_EFD_BURST_MAX];
 278         const void *key_ptrs[RTE_EFD_BURST_MAX];
 279
 280         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 281         uint32_t ipv4_dst_ip[RTE_EFD_BURST_MAX];
 282
 283         for (i = 0; i < rx_count; i++) {
 284                 /* Handle IPv4 header.*/
 285                 ipv4_hdr = rte_pktmbuf_mtod_offset(pkts[i], struct ipv4_hdr *,
 286                                 sizeof(struct ether_hdr));
 287                 ipv4_dst_ip[i] = ipv4_hdr->dst_addr;
 288                 key_ptrs[i] = (void *)&ipv4_dst_ip[i];
 289         }
 290
 291         rte_efd_lookup_bulk(efd_table, socket_id, rx_count,
 292                                 (const void **) key_ptrs, data);
 293         for (i = 0; i < rx_count; i++) {
 294                 node = (uint8_t) ((uintptr_t)data[i]);
 295
 296                 if (node >= num_nodes) {
 297                         /*
 298                          * Node is out of range, which means that
 299                          * flow has not been inserted
 300                          */
 301                         flow_dist_stats.drop++;
 302                         rte_pktmbuf_free(pkts[i]);
 303                 } else {
 304                         flow_dist_stats.distributed++;
 305                         enqueue_rx_packet(node, pkts[i]);
 306                 }
 307         }
 308
 309         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
 310                 flush_rx_queue(i);
 311 }
 312
 313 /*
 314  * Function called by the master lcore of the DPDK process.
 315  */
 316 static void
 317 do_packet_forwarding(void)
 318 {
 319         unsigned int port_num = 0; /* indexes the port[] array */
 320         unsigned int socket_id = rte_socket_id();
 321
 322         for (;;) {
 323                 struct rte_mbuf *buf[PACKET_READ_SIZE];
 324                 uint16_t rx_count;
 325
 326                 /* read a port */
 327                 rx_count = rte_eth_rx_burst(info->id[port_num], 0,
 328                                 buf, PACKET_READ_SIZE);
 329                 info->rx_stats.rx[port_num] += rx_count;
 330
 331                 /* Now process the NIC packets read */
 332                 if (likely(rx_count > 0))
 333                         process_packets(port_num, buf, rx_count, socket_id);
 334
 335                 /* move to next port */
 336                 if (++port_num == info->num_ports)
 337                         port_num = 0;
 338         }
 339 }
 340
 341 int
 342 main(int argc, char *argv[])
 343 {
 344         /* initialise the system */
 345         if (init(argc, argv) < 0)
 346                 return -1;
 347         RTE_LOG(INFO, APP, "Finished Process Init.\n");
 348
 349         cl_rx_buf = calloc(num_nodes, sizeof(cl_rx_buf[0]));
 350
 351         /* clear statistics */
 352         clear_stats();
 353
 354         /* put all other cores to sleep bar master */
 355         rte_eal_mp_remote_launch(sleep_lcore, NULL, SKIP_MASTER);
 356
 357         do_packet_forwarding();
 358         return 0;
 359 }