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 <inttypes.h>
  42 #include <sys/queue.h>
  43 #include <errno.h>
  44 #include <netinet/ip.h>
  45
  46 #include <rte_common.h>
  47 #include <rte_memory.h>
  48 #include <rte_memzone.h>
  49 #include <rte_eal.h>
  50 #include <rte_byteorder.h>
  51 #include <rte_launch.h>
  52 #include <rte_per_lcore.h>
  53 #include <rte_lcore.h>
  54 #include <rte_branch_prediction.h>
  55 #include <rte_atomic.h>
  56 #include <rte_ring.h>
  57 #include <rte_log.h>
  58 #include <rte_debug.h>
  59 #include <rte_mempool.h>
  60 #include <rte_memcpy.h>
  61 #include <rte_mbuf.h>
  62 #include <rte_ether.h>
  63 #include <rte_interrupts.h>
  64 #include <rte_pci.h>
  65 #include <rte_ethdev.h>
  66 #include <rte_byteorder.h>
  67 #include <rte_malloc.h>
  68 #include <rte_string_fns.h>
  69 #include <rte_efd.h>
  70 #include <rte_ip.h>
  71
  72 #include "common.h"
  73 #include "args.h"
  74 #include "init.h"
  75
  76 /*
  77  * When doing reads from the NIC or the node queues,
  78  * use this batch size
  79  */
  80 #define PACKET_READ_SIZE 32
  81
  82 /*
  83  * Local buffers to put packets in, used to send packets in bursts to the
  84  * nodes
  85  */
  86 struct node_rx_buf {
  87         struct rte_mbuf *buffer[PACKET_READ_SIZE];
  88         uint16_t count;
  89 };
  90
  91 struct efd_stats {
  92         uint64_t distributed;
  93         uint64_t drop;
  94 } flow_dist_stats;
  95
  96 /* One buffer per node rx queue - dynamically allocate array */
  97 static struct node_rx_buf *cl_rx_buf;
  98
  99 static const char *
 100 get_printable_mac_addr(uint8_t port)
 101 {
 102         static const char err_address[] = "00:00:00:00:00:00";
 103         static char addresses[RTE_MAX_ETHPORTS][sizeof(err_address)];
 104         struct ether_addr mac;
 105
 106         if (unlikely(port >= RTE_MAX_ETHPORTS))
 107                 return err_address;
 108         if (unlikely(addresses[port][0] == '\0')) {
 109                 rte_eth_macaddr_get(port, &mac);
 110                 snprintf(addresses[port], sizeof(addresses[port]),
 111                                 "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
 112                                 mac.addr_bytes[0], mac.addr_bytes[1],
 113                                 mac.addr_bytes[2], mac.addr_bytes[3],
 114                                 mac.addr_bytes[4], mac.addr_bytes[5]);
 115         }
 116         return addresses[port];
 117 }
 118
 119 /*
 120  * This function displays the recorded statistics for each port
 121  * and for each node. It uses ANSI terminal codes to clear
 122  * screen when called. It is called from a single non-master
 123  * thread in the server process, when the process is run with more
 124  * than one lcore enabled.
 125  */
 126 static void
 127 do_stats_display(void)
 128 {
 129         unsigned int i, j;
 130         const char clr[] = {27, '[', '2', 'J', '\0'};
 131         const char topLeft[] = {27, '[', '1', ';', '1', 'H', '\0'};
 132         uint64_t port_tx[RTE_MAX_ETHPORTS], port_tx_drop[RTE_MAX_ETHPORTS];
 133         uint64_t node_tx[MAX_NODES], node_tx_drop[MAX_NODES];
 134
 135         /* to get TX stats, we need to do some summing calculations */
 136         memset(port_tx, 0, sizeof(port_tx));
 137         memset(port_tx_drop, 0, sizeof(port_tx_drop));
 138         memset(node_tx, 0, sizeof(node_tx));
 139         memset(node_tx_drop, 0, sizeof(node_tx_drop));
 140
 141         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
 142                 const struct tx_stats *tx = &info->tx_stats[i];
 143
 144                 for (j = 0; j < info->num_ports; j++) {
 145                         const uint64_t tx_val = tx->tx[info->id[j]];
 146                         const uint64_t drop_val = tx->tx_drop[info->id[j]];
 147
 148                         port_tx[j] += tx_val;
 149                         port_tx_drop[j] += drop_val;
 150                         node_tx[i] += tx_val;
 151                         node_tx_drop[i] += drop_val;
 152                 }
 153         }
 154
 155         /* Clear screen and move to top left */
 156         printf("%s%s", clr, topLeft);
 157
 158         printf("PORTS\n");
 159         printf("-----\n");
 160         for (i = 0; i < info->num_ports; i++)
 161                 printf("Port %u: '%s'\t", (unsigned int)info->id[i],
 162                                 get_printable_mac_addr(info->id[i]));
 163         printf("\n\n");
 164         for (i = 0; i < info->num_ports; i++) {
 165                 printf("Port %u - rx: %9"PRIu64"\t"
 166                                 "tx: %9"PRIu64"\n",
 167                                 (unsigned int)info->id[i], info->rx_stats.rx[i],
 168                                 port_tx[i]);
 169         }
 170
 171         printf("\nSERVER\n");
 172         printf("-----\n");
 173         printf("distributed: %9"PRIu64", drop: %9"PRIu64"\n",
 174                         flow_dist_stats.distributed, flow_dist_stats.drop);
 175
 176         printf("\nNODES\n");
 177         printf("-------\n");
 178         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
 179                 const unsigned long long rx = nodes[i].stats.rx;
 180                 const unsigned long long rx_drop = nodes[i].stats.rx_drop;
 181                 const struct filter_stats *filter = &info->filter_stats[i];
 182
 183                 printf("Node %2u - rx: %9llu, rx_drop: %9llu\n"
 184                                 "            tx: %9"PRIu64", tx_drop: %9"PRIu64"\n"
 185                                 "            filter_passed: %9"PRIu64", "
 186                                 "filter_drop: %9"PRIu64"\n",
 187                                 i, rx, rx_drop, node_tx[i], node_tx_drop[i],
 188                                 filter->passed, filter->drop);
 189         }
 190
 191         printf("\n");
 192 }
 193
 194 /*
 195  * The function called from each non-master lcore used by the process.
 196  * The test_and_set function is used to randomly pick a single lcore on which
 197  * the code to display the statistics will run. Otherwise, the code just
 198  * repeatedly sleeps.
 199  */
 200 static int
 201 sleep_lcore(__attribute__((unused)) void *dummy)
 202 {
 203         /* Used to pick a display thread - static, so zero-initialised */
 204         static rte_atomic32_t display_stats;
 205
 206         /* Only one core should display stats */
 207         if (rte_atomic32_test_and_set(&display_stats)) {
 208                 const unsigned int sleeptime = 1;
 209
 210                 printf("Core %u displaying statistics\n", rte_lcore_id());
 211
 212                 /* Longer initial pause so above printf is seen */
 213                 sleep(sleeptime * 3);
 214
 215                 /* Loop forever: sleep always returns 0 or <= param */
 216                 while (sleep(sleeptime) <= sleeptime)
 217                         do_stats_display();
 218         }
 219         return 0;
 220 }
 221
 222 /*
 223  * Function to set all the node statistic values to zero.
 224  * Called at program startup.
 225  */
 226 static void
 227 clear_stats(void)
 228 {
 229         unsigned int i;
 230
 231         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
 232                 nodes[i].stats.rx = nodes[i].stats.rx_drop = 0;
 233 }
 234
 235 /*
 236  * send a burst of traffic to a node, assuming there are packets
 237  * available to be sent to this node
 238  */
 239 static void
 240 flush_rx_queue(uint16_t node)
 241 {
 242         uint16_t j;
 243         struct node *cl;
 244
 245         if (cl_rx_buf[node].count == 0)
 246                 return;
 247
 248         cl = &nodes[node];
 249         if (rte_ring_enqueue_bulk(cl->rx_q, (void **)cl_rx_buf[node].buffer,
 250                         cl_rx_buf[node].count) != cl_rx_buf[node].count){
 251                 for (j = 0; j < cl_rx_buf[node].count; j++)
 252                         rte_pktmbuf_free(cl_rx_buf[node].buffer[j]);
 253                 cl->stats.rx_drop += cl_rx_buf[node].count;
 254         } else
 255                 cl->stats.rx += cl_rx_buf[node].count;
 256
 257         cl_rx_buf[node].count = 0;
 258 }
 259
 260 /*
 261  * marks a packet down to be sent to a particular node process
 262  */
 263 static inline void
 264 enqueue_rx_packet(uint8_t node, struct rte_mbuf *buf)
 265 {
 266         cl_rx_buf[node].buffer[cl_rx_buf[node].count++] = buf;
 267 }
 268
 269 /*
 270  * This function takes a group of packets and routes them
 271  * individually to the node process. Very simply round-robins the packets
 272  * without checking any of the packet contents.
 273  */
 274 static void
 275 process_packets(uint32_t port_num __rte_unused, struct rte_mbuf *pkts[],
 276                 uint16_t rx_count, unsigned int socket_id)
 277 {
 278         uint16_t i;
 279         uint8_t node;
 280         efd_value_t data[RTE_EFD_BURST_MAX];
 281         const void *key_ptrs[RTE_EFD_BURST_MAX];
 282
 283         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 284         uint32_t ipv4_dst_ip[RTE_EFD_BURST_MAX];
 285
 286         for (i = 0; i < rx_count; i++) {
 287                 /* Handle IPv4 header.*/
 288                 ipv4_hdr = rte_pktmbuf_mtod_offset(pkts[i], struct ipv4_hdr *,
 289                                 sizeof(struct ether_hdr));
 290                 ipv4_dst_ip[i] = ipv4_hdr->dst_addr;
 291                 key_ptrs[i] = (void *)&ipv4_dst_ip[i];
 292         }
 293
 294         rte_efd_lookup_bulk(efd_table, socket_id, rx_count,
 295                                 (const void **) key_ptrs, data);
 296         for (i = 0; i < rx_count; i++) {
 297                 node = (uint8_t) ((uintptr_t)data[i]);
 298
 299                 if (node >= num_nodes) {
 300                         /*
 301                          * Node is out of range, which means that
 302                          * flow has not been inserted
 303                          */
 304                         flow_dist_stats.drop++;
 305                         rte_pktmbuf_free(pkts[i]);
 306                 } else {
 307                         flow_dist_stats.distributed++;
 308                         enqueue_rx_packet(node, pkts[i]);
 309                 }
 310         }
 311
 312         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
 313                 flush_rx_queue(i);
 314 }
 315
 316 /*
 317  * Function called by the master lcore of the DPDK process.
 318  */
 319 static void
 320 do_packet_forwarding(void)
 321 {
 322         unsigned int port_num = 0; /* indexes the port[] array */
 323         unsigned int socket_id = rte_socket_id();
 324
 325         for (;;) {
 326                 struct rte_mbuf *buf[PACKET_READ_SIZE];
 327                 uint16_t rx_count;
 328
 329                 /* read a port */
 330                 rx_count = rte_eth_rx_burst(info->id[port_num], 0,
 331                                 buf, PACKET_READ_SIZE);
 332                 info->rx_stats.rx[port_num] += rx_count;
 333
 334                 /* Now process the NIC packets read */
 335                 if (likely(rx_count > 0))
 336                         process_packets(port_num, buf, rx_count, socket_id);
 337
 338                 /* move to next port */
 339                 if (++port_num == info->num_ports)
 340                         port_num = 0;
 341         }
 342 }
 343
 344 int
 345 main(int argc, char *argv[])
 346 {
 347         /* initialise the system */
 348         if (init(argc, argv) < 0)
 349                 return -1;
 350         RTE_LOG(INFO, APP, "Finished Process Init.\n");
 351
 352         cl_rx_buf = calloc(num_nodes, sizeof(cl_rx_buf[0]));
 353
 354         /* clear statistics */
 355         clear_stats();
 356
 357         /* put all other cores to sleep bar master */
 358         rte_eal_mp_remote_launch(sleep_lcore, NULL, SKIP_MASTER);
 359
 360         do_packet_forwarding();
 361         return 0;
 362 }