lib/librte_sched/rte_sched.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 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 <string.h>
  36
  37 #include <rte_common.h>
  38 #include <rte_log.h>
  39 #include <rte_memory.h>
  40 #include <rte_malloc.h>
  41 #include <rte_cycles.h>
  42 #include <rte_prefetch.h>
  43 #include <rte_branch_prediction.h>
  44 #include <rte_mbuf.h>
  45
  46 #include "rte_sched.h"
  47 #include "rte_bitmap.h"
  48 #include "rte_sched_common.h"
  49 #include "rte_approx.h"
  50
  51 #ifdef __INTEL_COMPILER
  52 #pragma warning(disable:2259) /* conversion may lose significant bits */
  53 #endif
  54
  55 #ifndef RTE_SCHED_DEBUG
  56 #define RTE_SCHED_DEBUG                       0
  57 #endif
  58
  59 #ifndef RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
  60 #define RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS                   0
  61 #endif
  62
  63 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
  64 #include <immintrin.h>
  65 #endif
  66
  67 #define RTE_SCHED_ENQUEUE                     1
  68
  69 #define RTE_SCHED_TS                          1
  70
  71 #if RTE_SCHED_TS == 0 /* Infinite credits. Traffic shaping disabled. */
  72 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE           0
  73 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK            0
  74 #else                 /* Real Credits. Full traffic shaping implemented. */
  75 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE           1
  76 #define RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK            1
  77 #endif
  78
  79 #ifndef RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR
  80 #define RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR          (1e-7)
  81 #endif
  82
  83 #define RTE_SCHED_WRR                         1
  84
  85 #ifndef RTE_SCHED_WRR_SHIFT
  86 #define RTE_SCHED_WRR_SHIFT                   3
  87 #endif
  88
  89 #ifndef RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS
  90 #define RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS             8
  91 #endif
  92 #if (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS == 0) || (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1))
  93 #error Number of grinders must be non-zero and a power of 2
  94 #endif
  95 #if (RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS && (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS != 8))
  96 #error Number of grinders must be 8 when RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS is set
  97 #endif
  98
  99 #define RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE         (64 / RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE)
 100
 101 #define RTE_SCHED_PIPE_INVALID                UINT32_MAX
 102
 103 #define RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID             UINT32_MAX
 104
 105 struct rte_sched_subport {
 106         /* Token bucket (TB) */
 107         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 108         uint32_t tb_period;
 109         uint32_t tb_credits_per_period;
 110         uint32_t tb_size;
 111         uint32_t tb_credits;
 112
 113         /* Traffic classes (TCs) */
 114         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 115         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 116         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 117         uint32_t tc_period;
 118
 119         /* TC oversubscription */
 120         uint32_t tc_ov_wm;
 121         uint32_t tc_ov_wm_min;
 122         uint32_t tc_ov_wm_max;
 123         uint8_t tc_ov_period_id;
 124         uint8_t tc_ov;
 125         uint32_t tc_ov_n;
 126         double tc_ov_rate;
 127
 128         /* Statistics */
 129         struct rte_sched_subport_stats stats;
 130 };
 131
 132 struct rte_sched_pipe_profile {
 133         /* Token bucket (TB) */
 134         uint32_t tb_period;
 135         uint32_t tb_credits_per_period;
 136         uint32_t tb_size;
 137
 138         /* Pipe traffic classes */
 139         uint32_t tc_period;
 140         uint32_t tc_credits_per_period[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 141         uint8_t tc_ov_weight;
 142
 143         /* Pipe queues */
 144         uint8_t  wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 145 };
 146
 147 struct rte_sched_pipe {
 148         /* Token bucket (TB) */
 149         uint64_t tb_time; /* time of last update */
 150         uint32_t tb_credits;
 151
 152         /* Pipe profile and flags */
 153         uint32_t profile;
 154
 155         /* Traffic classes (TCs) */
 156         uint64_t tc_time; /* time of next update */
 157         uint32_t tc_credits[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 158
 159         /* Weighted Round Robin (WRR) */
 160         uint8_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 161
 162         /* TC oversubscription */
 163         uint32_t tc_ov_credits;
 164         uint8_t tc_ov_period_id;
 165         uint8_t reserved[3];
 166 } __rte_cache_aligned;
 167
 168 struct rte_sched_queue {
 169         uint16_t qw;
 170         uint16_t qr;
 171 };
 172
 173 struct rte_sched_queue_extra {
 174         struct rte_sched_queue_stats stats;
 175 #ifdef RTE_SCHED_RED
 176         struct rte_red red;
 177 #endif
 178 };
 179
 180 enum grinder_state {
 181         e_GRINDER_PREFETCH_PIPE = 0,
 182         e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS,
 183         e_GRINDER_PREFETCH_MBUF,
 184         e_GRINDER_READ_MBUF
 185 };
 186
 187 /*
 188  * Path through the scheduler hierarchy used by the scheduler enqueue
 189  * operation to identify the destination queue for the current
 190  * packet. Stored in the field pkt.hash.sched of struct rte_mbuf of
 191  * each packet, typically written by the classification stage and read
 192  * by scheduler enqueue.
 193  */
 194 struct rte_sched_port_hierarchy {
 195         uint32_t queue:2;                /**< Queue ID (0 .. 3) */
 196         uint32_t traffic_class:2;        /**< Traffic class ID (0 .. 3)*/
 197         uint32_t pipe:20;                /**< Pipe ID */
 198         uint32_t subport:6;              /**< Subport ID */
 199         uint32_t color:2;                /**< Color */
 200 };
 201
 202 struct rte_sched_grinder {
 203         /* Pipe cache */
 204         uint16_t pcache_qmask[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 205         uint32_t pcache_qindex[RTE_SCHED_GRINDER_PCACHE_SIZE];
 206         uint32_t pcache_w;
 207         uint32_t pcache_r;
 208
 209         /* Current pipe */
 210         enum grinder_state state;
 211         uint32_t productive;
 212         uint32_t pindex;
 213         struct rte_sched_subport *subport;
 214         struct rte_sched_pipe *pipe;
 215         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params;
 216
 217         /* TC cache */
 218         uint8_t tccache_qmask[4];
 219         uint32_t tccache_qindex[4];
 220         uint32_t tccache_w;
 221         uint32_t tccache_r;
 222
 223         /* Current TC */
 224         uint32_t tc_index;
 225         struct rte_sched_queue *queue[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 226         struct rte_mbuf **qbase[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 227         uint32_t qindex[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 228         uint16_t qsize;
 229         uint32_t qmask;
 230         uint32_t qpos;
 231         struct rte_mbuf *pkt;
 232
 233         /* WRR */
 234         uint16_t wrr_tokens[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 235         uint16_t wrr_mask[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 236         uint8_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 237 };
 238
 239 struct rte_sched_port {
 240         /* User parameters */
 241         uint32_t n_subports_per_port;
 242         uint32_t n_pipes_per_subport;
 243         uint32_t rate;
 244         uint32_t mtu;
 245         uint32_t frame_overhead;
 246         uint16_t qsize[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
 247         uint32_t n_pipe_profiles;
 248         uint32_t pipe_tc3_rate_max;
 249 #ifdef RTE_SCHED_RED
 250         struct rte_red_config red_config[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE][e_RTE_METER_COLORS];
 251 #endif
 252
 253         /* Timing */
 254         uint64_t time_cpu_cycles;     /* Current CPU time measured in CPU cyles */
 255         uint64_t time_cpu_bytes;      /* Current CPU time measured in bytes */
 256         uint64_t time;                /* Current NIC TX time measured in bytes */
 257         double cycles_per_byte;       /* CPU cycles per byte */
 258
 259         /* Scheduling loop detection */
 260         uint32_t pipe_loop;
 261         uint32_t pipe_exhaustion;
 262
 263         /* Bitmap */
 264         struct rte_bitmap *bmp;
 265         uint32_t grinder_base_bmp_pos[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS] __rte_aligned_16;
 266
 267         /* Grinders */
 268         struct rte_sched_grinder grinder[RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS];
 269         uint32_t busy_grinders;
 270         struct rte_mbuf **pkts_out;
 271         uint32_t n_pkts_out;
 272
 273         /* Queue base calculation */
 274         uint32_t qsize_add[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE];
 275         uint32_t qsize_sum;
 276
 277         /* Large data structures */
 278         struct rte_sched_subport *subport;
 279         struct rte_sched_pipe *pipe;
 280         struct rte_sched_queue *queue;
 281         struct rte_sched_queue_extra *queue_extra;
 282         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_profiles;
 283         uint8_t *bmp_array;
 284         struct rte_mbuf **queue_array;
 285         uint8_t memory[0] __rte_cache_aligned;
 286 } __rte_cache_aligned;
 287
 288 enum rte_sched_port_array {
 289         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT = 0,
 290         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE,
 291         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE,
 292         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA,
 293         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES,
 294         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY,
 295         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY,
 296         e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL,
 297 };
 298
 299 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
 300
 301 static inline uint32_t
 302 rte_sched_port_queues_per_subport(struct rte_sched_port *port)
 303 {
 304         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport;
 305 }
 306
 307 #endif
 308
 309 static inline uint32_t
 310 rte_sched_port_queues_per_port(struct rte_sched_port *port)
 311 {
 312         return RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * port->n_pipes_per_subport * port->n_subports_per_port;
 313 }
 314
 315 static int
 316 rte_sched_port_check_params(struct rte_sched_port_params *params)
 317 {
 318         uint32_t i, j;
 319
 320         if (params == NULL) {
 321                 return -1;
 322         }
 323
 324         /* socket */
 325         if ((params->socket < 0) || (params->socket >= RTE_MAX_NUMA_NODES)) {
 326                 return -3;
 327         }
 328
 329         /* rate */
 330         if (params->rate == 0) {
 331                 return -4;
 332         }
 333
 334         /* mtu */
 335         if (params->mtu == 0) {
 336                 return -5;
 337         }
 338
 339         /* n_subports_per_port: non-zero, power of 2 */
 340         if ((params->n_subports_per_port == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_subports_per_port))) {
 341                 return -6;
 342         }
 343
 344         /* n_pipes_per_subport: non-zero, power of 2 */
 345         if ((params->n_pipes_per_subport == 0) || (!rte_is_power_of_2(params->n_pipes_per_subport))) {
 346                 return -7;
 347         }
 348
 349         /* qsize: non-zero, power of 2,
 350          * no bigger than 32K (due to 16-bit read/write pointers) */
 351         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 352                 uint16_t qsize = params->qsize[i];
 353
 354                 if ((qsize == 0) || (!rte_is_power_of_2(qsize))) {
 355                         return -8;
 356                 }
 357         }
 358
 359         /* pipe_profiles and n_pipe_profiles */
 360         if ((params->pipe_profiles == NULL) ||
 361             (params->n_pipe_profiles == 0) ||
 362             (params->n_pipe_profiles > RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT)) {
 363                 return -9;
 364         }
 365
 366         for (i = 0; i < params->n_pipe_profiles; i ++) {
 367                 struct rte_sched_pipe_params *p = params->pipe_profiles + i;
 368
 369                 /* TB rate: non-zero, not greater than port rate */
 370                 if ((p->tb_rate == 0) || (p->tb_rate > params->rate)) {
 371                         return -10;
 372                 }
 373
 374                 /* TB size: non-zero */
 375                 if (p->tb_size == 0) {
 376                         return -11;
 377                 }
 378
 379                 /* TC rate: non-zero, less than pipe rate */
 380                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 381                         if ((p->tc_rate[j] == 0) || (p->tc_rate[j] > p->tb_rate)) {
 382                                 return -12;
 383                         }
 384                 }
 385
 386                 /* TC period: non-zero */
 387                 if (p->tc_period == 0) {
 388                         return -13;
 389                 }
 390
 391 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 392                 /* TC3 oversubscription weight: non-zero */
 393                 if (p->tc_ov_weight == 0) {
 394                         return -14;
 395                 }
 396 #endif
 397
 398                 /* Queue WRR weights: non-zero */
 399                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE; j ++) {
 400                         if (p->wrr_weights[j] == 0) {
 401                                 return -15;
 402                         }
 403                 }
 404         }
 405
 406         return 0;
 407 }
 408
 409 static uint32_t
 410 rte_sched_port_get_array_base(struct rte_sched_port_params *params, enum rte_sched_port_array array)
 411 {
 412         uint32_t n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 413         uint32_t n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 414         uint32_t n_pipes_per_port = n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 415         uint32_t n_queues_per_port = RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE * n_pipes_per_subport * n_subports_per_port;
 416
 417         uint32_t size_subport = n_subports_per_port * sizeof(struct rte_sched_subport);
 418         uint32_t size_pipe = n_pipes_per_port * sizeof(struct rte_sched_pipe);
 419         uint32_t size_queue = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue);
 420         uint32_t size_queue_extra = n_queues_per_port * sizeof(struct rte_sched_queue_extra);
 421         uint32_t size_pipe_profiles = RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT * sizeof(struct rte_sched_pipe_profile);
 422         uint32_t size_bmp_array = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 423         uint32_t size_per_pipe_queue_array, size_queue_array;
 424
 425         uint32_t base, i;
 426
 427         size_per_pipe_queue_array = 0;
 428         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 429                 size_per_pipe_queue_array += RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS * params->qsize[i] * sizeof(struct rte_mbuf *);
 430         }
 431         size_queue_array = n_pipes_per_port * size_per_pipe_queue_array;
 432
 433         base = 0;
 434
 435         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT) return base;
 436         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_subport);
 437
 438         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE) return base;
 439         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe);
 440
 441         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE) return base;
 442         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue);
 443
 444         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA) return base;
 445         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_extra);
 446
 447         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES) return base;
 448         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_pipe_profiles);
 449
 450         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY) return base;
 451         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_bmp_array);
 452
 453         if (array == e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY) return base;
 454         base += RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(size_queue_array);
 455
 456         return base;
 457 }
 458
 459 uint32_t
 460 rte_sched_port_get_memory_footprint(struct rte_sched_port_params *params)
 461 {
 462         uint32_t size0, size1;
 463         int status;
 464
 465         status = rte_sched_port_check_params(params);
 466         if (status != 0) {
 467                 RTE_LOG(NOTICE, SCHED,
 468                         "Port scheduler params check failed (%d)\n", status);
 469
 470                 return 0;
 471         }
 472
 473         size0 = sizeof(struct rte_sched_port);
 474         size1 = rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_TOTAL);
 475
 476         return (size0 + size1);
 477 }
 478
 479 static void
 480 rte_sched_port_config_qsize(struct rte_sched_port *port)
 481 {
 482         /* TC 0 */
 483         port->qsize_add[0] = 0;
 484         port->qsize_add[1] = port->qsize_add[0] + port->qsize[0];
 485         port->qsize_add[2] = port->qsize_add[1] + port->qsize[0];
 486         port->qsize_add[3] = port->qsize_add[2] + port->qsize[0];
 487
 488         /* TC 1 */
 489         port->qsize_add[4] = port->qsize_add[3] + port->qsize[0];
 490         port->qsize_add[5] = port->qsize_add[4] + port->qsize[1];
 491         port->qsize_add[6] = port->qsize_add[5] + port->qsize[1];
 492         port->qsize_add[7] = port->qsize_add[6] + port->qsize[1];
 493
 494         /* TC 2 */
 495         port->qsize_add[8] = port->qsize_add[7] + port->qsize[1];
 496         port->qsize_add[9] = port->qsize_add[8] + port->qsize[2];
 497         port->qsize_add[10] = port->qsize_add[9] + port->qsize[2];
 498         port->qsize_add[11] = port->qsize_add[10] + port->qsize[2];
 499
 500         /* TC 3 */
 501         port->qsize_add[12] = port->qsize_add[11] + port->qsize[2];
 502         port->qsize_add[13] = port->qsize_add[12] + port->qsize[3];
 503         port->qsize_add[14] = port->qsize_add[13] + port->qsize[3];
 504         port->qsize_add[15] = port->qsize_add[14] + port->qsize[3];
 505
 506         port->qsize_sum = port->qsize_add[15] + port->qsize[3];
 507 }
 508
 509 static void
 510 rte_sched_port_log_pipe_profile(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 511 {
 512         struct rte_sched_pipe_profile *p = port->pipe_profiles + i;
 513
 514         RTE_LOG(DEBUG, SCHED, "Low level config for pipe profile %u:\n"
 515                 "    Token bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 516                 "    Traffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u]\n"
 517                 "    Traffic class 3 oversubscription: weight = %hhu\n"
 518                 "    WRR cost: [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu], [%hhu, %hhu, %hhu, %hhu]\n",
 519                 i,
 520
 521                 /* Token bucket */
 522                 p->tb_period,
 523                 p->tb_credits_per_period,
 524                 p->tb_size,
 525
 526                 /* Traffic classes */
 527                 p->tc_period,
 528                 p->tc_credits_per_period[0],
 529                 p->tc_credits_per_period[1],
 530                 p->tc_credits_per_period[2],
 531                 p->tc_credits_per_period[3],
 532
 533                 /* Traffic class 3 oversubscription */
 534                 p->tc_ov_weight,
 535
 536                 /* WRR */
 537                 p->wrr_cost[ 0], p->wrr_cost[ 1], p->wrr_cost[ 2], p->wrr_cost[ 3],
 538                 p->wrr_cost[ 4], p->wrr_cost[ 5], p->wrr_cost[ 6], p->wrr_cost[ 7],
 539                 p->wrr_cost[ 8], p->wrr_cost[ 9], p->wrr_cost[10], p->wrr_cost[11],
 540                 p->wrr_cost[12], p->wrr_cost[13], p->wrr_cost[14], p->wrr_cost[15]);
 541 }
 542
 543 static inline uint64_t
 544 rte_sched_time_ms_to_bytes(uint32_t time_ms, uint32_t rate)
 545 {
 546         uint64_t time = time_ms;
 547         time = (time * rate) / 1000;
 548
 549         return time;
 550 }
 551
 552 static void
 553 rte_sched_port_config_pipe_profile_table(struct rte_sched_port *port, struct rte_sched_port_params *params)
 554 {
 555         uint32_t i, j;
 556
 557         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 558                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 559                 struct rte_sched_pipe_profile *dst = port->pipe_profiles + i;
 560
 561                 /* Token Bucket */
 562                 if (src->tb_rate == params->rate) {
 563                         dst->tb_credits_per_period = 1;
 564                         dst->tb_period = 1;
 565                 } else {
 566                         double tb_rate = ((double) src->tb_rate) / ((double) params->rate);
 567                         double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 568
 569                         rte_approx(tb_rate, d, &dst->tb_credits_per_period, &dst->tb_period);
 570                 }
 571                 dst->tb_size = src->tb_size;
 572
 573                 /* Traffic Classes */
 574                 dst->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, params->rate);
 575                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 576                         dst->tc_credits_per_period[j] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(src->tc_period, src->tc_rate[j]);
 577                 }
 578 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 579                 dst->tc_ov_weight = src->tc_ov_weight;
 580 #endif
 581
 582                 /* WRR */
 583                 for (j = 0; j < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; j ++) {
 584                         uint32_t wrr_cost[RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS];
 585                         uint32_t lcd, lcd1, lcd2;
 586                         uint32_t qindex;
 587
 588                         qindex = j * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS;
 589
 590                         wrr_cost[0] = src->wrr_weights[qindex];
 591                         wrr_cost[1] = src->wrr_weights[qindex + 1];
 592                         wrr_cost[2] = src->wrr_weights[qindex + 2];
 593                         wrr_cost[3] = src->wrr_weights[qindex + 3];
 594
 595                         lcd1 = rte_get_lcd(wrr_cost[0], wrr_cost[1]);
 596                         lcd2 = rte_get_lcd(wrr_cost[2], wrr_cost[3]);
 597                         lcd = rte_get_lcd(lcd1, lcd2);
 598
 599                         wrr_cost[0] = lcd / wrr_cost[0];
 600                         wrr_cost[1] = lcd / wrr_cost[1];
 601                         wrr_cost[2] = lcd / wrr_cost[2];
 602                         wrr_cost[3] = lcd / wrr_cost[3];
 603
 604                         dst->wrr_cost[qindex] = (uint8_t) wrr_cost[0];
 605                         dst->wrr_cost[qindex + 1] = (uint8_t) wrr_cost[1];
 606                         dst->wrr_cost[qindex + 2] = (uint8_t) wrr_cost[2];
 607                         dst->wrr_cost[qindex + 3] = (uint8_t) wrr_cost[3];
 608                 }
 609
 610                 rte_sched_port_log_pipe_profile(port, i);
 611         }
 612
 613         port->pipe_tc3_rate_max = 0;
 614         for (i = 0; i < port->n_pipe_profiles; i ++) {
 615                 struct rte_sched_pipe_params *src = params->pipe_profiles + i;
 616                 uint32_t pipe_tc3_rate = src->tc_rate[3];
 617
 618                 if (port->pipe_tc3_rate_max < pipe_tc3_rate) {
 619                         port->pipe_tc3_rate_max = pipe_tc3_rate;
 620                 }
 621         }
 622 }
 623
 624 struct rte_sched_port *
 625 rte_sched_port_config(struct rte_sched_port_params *params)
 626 {
 627         struct rte_sched_port *port = NULL;
 628         uint32_t mem_size, bmp_mem_size, n_queues_per_port, i;
 629
 630         /* Check user parameters. Determine the amount of memory to allocate */
 631         mem_size = rte_sched_port_get_memory_footprint(params);
 632         if (mem_size == 0) {
 633                 return NULL;
 634         }
 635
 636         /* Allocate memory to store the data structures */
 637         port = rte_zmalloc("qos_params", mem_size, RTE_CACHE_LINE_SIZE);
 638         if (port == NULL) {
 639                 return NULL;
 640         }
 641
 642         /* User parameters */
 643         port->n_subports_per_port = params->n_subports_per_port;
 644         port->n_pipes_per_subport = params->n_pipes_per_subport;
 645         port->rate = params->rate;
 646         port->mtu = params->mtu + params->frame_overhead;
 647         port->frame_overhead = params->frame_overhead;
 648         memcpy(port->qsize, params->qsize, sizeof(params->qsize));
 649         port->n_pipe_profiles = params->n_pipe_profiles;
 650
 651 #ifdef RTE_SCHED_RED
 652         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i++) {
 653                 uint32_t j;
 654
 655                 for (j = 0; j < e_RTE_METER_COLORS; j++) {
 656                         /* if min/max are both zero, then RED is disabled */
 657                         if ((params->red_params[i][j].min_th |
 658                              params->red_params[i][j].max_th) == 0) {
 659                                 continue;
 660                         }
 661
 662                         if (rte_red_config_init(&port->red_config[i][j],
 663                                 params->red_params[i][j].wq_log2,
 664                                 params->red_params[i][j].min_th,
 665                                 params->red_params[i][j].max_th,
 666                                 params->red_params[i][j].maxp_inv) != 0) {
 667                                 return NULL;
 668                         }
 669                 }
 670         }
 671 #endif
 672
 673         /* Timing */
 674         port->time_cpu_cycles = rte_get_tsc_cycles();
 675         port->time_cpu_bytes = 0;
 676         port->time = 0;
 677         port->cycles_per_byte = ((double) rte_get_tsc_hz()) / ((double) params->rate);
 678
 679         /* Scheduling loop detection */
 680         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 681         port->pipe_exhaustion = 0;
 682
 683         /* Grinders */
 684         port->busy_grinders = 0;
 685         port->pkts_out = NULL;
 686         port->n_pkts_out = 0;
 687
 688         /* Queue base calculation */
 689         rte_sched_port_config_qsize(port);
 690
 691         /* Large data structures */
 692         port->subport = (struct rte_sched_subport *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_SUBPORT));
 693         port->pipe = (struct rte_sched_pipe *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE));
 694         port->queue = (struct rte_sched_queue *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE));
 695         port->queue_extra = (struct rte_sched_queue_extra *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_EXTRA));
 696         port->pipe_profiles = (struct rte_sched_pipe_profile *) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_PIPE_PROFILES));
 697         port->bmp_array =  port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_BMP_ARRAY);
 698         port->queue_array = (struct rte_mbuf **) (port->memory + rte_sched_port_get_array_base(params, e_RTE_SCHED_PORT_ARRAY_QUEUE_ARRAY));
 699
 700         /* Pipe profile table */
 701         rte_sched_port_config_pipe_profile_table(port, params);
 702
 703         /* Bitmap */
 704         n_queues_per_port = rte_sched_port_queues_per_port(port);
 705         bmp_mem_size = rte_bitmap_get_memory_footprint(n_queues_per_port);
 706         port->bmp = rte_bitmap_init(n_queues_per_port, port->bmp_array, bmp_mem_size);
 707         if (port->bmp == NULL) {
 708                 RTE_LOG(ERR, SCHED, "Bitmap init error\n");
 709                 return NULL;
 710         }
 711         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
 712                 port->grinder_base_bmp_pos[i] = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
 713         }
 714
 715         return port;
 716 }
 717
 718 void
 719 rte_sched_port_free(struct rte_sched_port *port)
 720 {
 721         /* Check user parameters */
 722         if (port == NULL){
 723                 return;
 724         }
 725
 726         rte_bitmap_free(port->bmp);
 727         rte_free(port);
 728 }
 729
 730 static void
 731 rte_sched_port_log_subport_config(struct rte_sched_port *port, uint32_t i)
 732 {
 733         struct rte_sched_subport *s = port->subport + i;
 734
 735         RTE_LOG(DEBUG, SCHED, "Low level config for subport %u:\n"
 736                 "    Token bucket: period = %u, credits per period = %u, size = %u\n"
 737                 "    Traffic classes: period = %u, credits per period = [%u, %u, %u, %u]\n"
 738                 "    Traffic class 3 oversubscription: wm min = %u, wm max = %u\n",
 739                 i,
 740
 741                 /* Token bucket */
 742                 s->tb_period,
 743                 s->tb_credits_per_period,
 744                 s->tb_size,
 745
 746                 /* Traffic classes */
 747                 s->tc_period,
 748                 s->tc_credits_per_period[0],
 749                 s->tc_credits_per_period[1],
 750                 s->tc_credits_per_period[2],
 751                 s->tc_credits_per_period[3],
 752
 753                 /* Traffic class 3 oversubscription */
 754                 s->tc_ov_wm_min,
 755                 s->tc_ov_wm_max);
 756 }
 757
 758 int
 759 rte_sched_subport_config(struct rte_sched_port *port,
 760         uint32_t subport_id,
 761         struct rte_sched_subport_params *params)
 762 {
 763         struct rte_sched_subport *s;
 764         uint32_t i;
 765
 766         /* Check user parameters */
 767         if ((port == NULL) ||
 768             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 769                 (params == NULL)) {
 770                 return -1;
 771         }
 772
 773         if ((params->tb_rate == 0) || (params->tb_rate > port->rate)) {
 774                 return -2;
 775         }
 776
 777         if (params->tb_size == 0) {
 778                 return -3;
 779         }
 780
 781         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 782                 if ((params->tc_rate[i] == 0) || (params->tc_rate[i] > params->tb_rate)) {
 783                         return -4;
 784                 }
 785         }
 786
 787         if (params->tc_period == 0) {
 788                 return -5;
 789         }
 790
 791         s = port->subport + subport_id;
 792
 793         /* Token Bucket (TB) */
 794         if (params->tb_rate == port->rate) {
 795                 s->tb_credits_per_period = 1;
 796                 s->tb_period = 1;
 797         } else {
 798                 double tb_rate = ((double) params->tb_rate) / ((double) port->rate);
 799                 double d = RTE_SCHED_TB_RATE_CONFIG_ERR;
 800
 801                 rte_approx(tb_rate, d, &s->tb_credits_per_period, &s->tb_period);
 802         }
 803         s->tb_size = params->tb_size;
 804         s->tb_time = port->time;
 805         s->tb_credits = s->tb_size / 2;
 806
 807         /* Traffic Classes (TCs) */
 808         s->tc_period = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->rate);
 809         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 810                 s->tc_credits_per_period[i] = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, params->tc_rate[i]);
 811         }
 812         s->tc_time = port->time + s->tc_period;
 813         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 814                 s->tc_credits[i] = s->tc_credits_per_period[i];
 815         }
 816
 817 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 818         /* TC oversubscription */
 819         s->tc_ov_wm_min = port->mtu;
 820         s->tc_ov_wm_max = (uint32_t) rte_sched_time_ms_to_bytes(params->tc_period, port->pipe_tc3_rate_max);
 821         s->tc_ov_wm = s->tc_ov_wm_max;
 822         s->tc_ov_period_id = 0;
 823         s->tc_ov = 0;
 824         s->tc_ov_n = 0;
 825         s->tc_ov_rate = 0;
 826 #endif
 827
 828         rte_sched_port_log_subport_config(port, subport_id);
 829
 830         return 0;
 831 }
 832
 833 int
 834 rte_sched_pipe_config(struct rte_sched_port *port,
 835         uint32_t subport_id,
 836         uint32_t pipe_id,
 837         int32_t pipe_profile)
 838 {
 839         struct rte_sched_subport *s;
 840         struct rte_sched_pipe *p;
 841         struct rte_sched_pipe_profile *params;
 842         uint32_t deactivate, profile, i;
 843
 844         /* Check user parameters */
 845         profile = (uint32_t) pipe_profile;
 846         deactivate = (pipe_profile < 0);
 847         if ((port == NULL) ||
 848             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 849                 (pipe_id >= port->n_pipes_per_subport) ||
 850                 ((!deactivate) && (profile >= port->n_pipe_profiles))) {
 851                 return -1;
 852         }
 853
 854         /* Check that subport configuration is valid */
 855         s = port->subport + subport_id;
 856         if (s->tb_period == 0) {
 857                 return -2;
 858         }
 859
 860         p = port->pipe + (subport_id * port->n_pipes_per_subport + pipe_id);
 861
 862         /* Handle the case when pipe already has a valid configuration */
 863         if (p->tb_time) {
 864                 params = port->pipe_profiles + p->profile;
 865
 866 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 867                 double subport_tc3_rate = ((double) s->tc_credits_per_period[3]) / ((double) s->tc_period);
 868                 double pipe_tc3_rate = ((double) params->tc_credits_per_period[3]) / ((double) params->tc_period);
 869                 uint32_t tc3_ov = s->tc_ov;
 870
 871                 /* Unplug pipe from its subport */
 872                 s->tc_ov_n -= params->tc_ov_weight;
 873                 s->tc_ov_rate -= pipe_tc3_rate;
 874                 s->tc_ov = s->tc_ov_rate > subport_tc3_rate;
 875
 876                 if (s->tc_ov != tc3_ov) {
 877                         RTE_LOG(DEBUG, SCHED,
 878                                 "Subport %u TC3 oversubscription is OFF (%.4lf >= %.4lf)\n",
 879                                 subport_id, subport_tc3_rate, s->tc_ov_rate);
 880                 }
 881 #endif
 882
 883                 /* Reset the pipe */
 884                 memset(p, 0, sizeof(struct rte_sched_pipe));
 885         }
 886
 887         if (deactivate) {
 888                 return 0;
 889         }
 890
 891         /* Apply the new pipe configuration */
 892         p->profile = profile;
 893         params = port->pipe_profiles + p->profile;
 894
 895         /* Token Bucket (TB) */
 896         p->tb_time = port->time;
 897         p->tb_credits = params->tb_size / 2;
 898
 899         /* Traffic Classes (TCs) */
 900         p->tc_time = port->time + params->tc_period;
 901         for (i = 0; i < RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE; i ++) {
 902                 p->tc_credits[i] = params->tc_credits_per_period[i];
 903         }
 904
 905 #ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
 906         {
 907                 /* Subport TC3 oversubscription */
 908                 double subport_tc3_rate = ((double) s->tc_credits_per_period[3]) / ((double) s->tc_period);
 909                 double pipe_tc3_rate = ((double) params->tc_credits_per_period[3]) / ((double) params->tc_period);
 910                 uint32_t tc3_ov = s->tc_ov;
 911
 912                 s->tc_ov_n += params->tc_ov_weight;
 913                 s->tc_ov_rate += pipe_tc3_rate;
 914                 s->tc_ov = s->tc_ov_rate > subport_tc3_rate;
 915
 916                 if (s->tc_ov != tc3_ov) {
 917                         RTE_LOG(DEBUG, SCHED,
 918                                 "Subport %u TC3 oversubscription is ON (%.4lf < %.4lf)\n",
 919                                 subport_id, subport_tc3_rate, s->tc_ov_rate);
 920                 }
 921                 p->tc_ov_period_id = s->tc_ov_period_id;
 922                 p->tc_ov_credits = s->tc_ov_wm;
 923         }
 924 #endif
 925
 926         return 0;
 927 }
 928
 929 void
 930 rte_sched_port_pkt_write(struct rte_mbuf *pkt,
 931                          uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class,
 932                          uint32_t queue, enum rte_meter_color color)
 933 {
 934         struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 935                 = (struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 936
 937         sched->color = (uint32_t) color;
 938         sched->subport = subport;
 939         sched->pipe = pipe;
 940         sched->traffic_class = traffic_class;
 941         sched->queue = queue;
 942 }
 943
 944 void
 945 rte_sched_port_pkt_read_tree_path(const struct rte_mbuf *pkt,
 946                                   uint32_t *subport, uint32_t *pipe,
 947                                   uint32_t *traffic_class, uint32_t *queue)
 948 {
 949         const struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 950                 = (const struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 951
 952         *subport = sched->subport;
 953         *pipe = sched->pipe;
 954         *traffic_class = sched->traffic_class;
 955         *queue = sched->queue;
 956 }
 957
 958
 959 enum rte_meter_color
 960 rte_sched_port_pkt_read_color(const struct rte_mbuf *pkt)
 961 {
 962         const struct rte_sched_port_hierarchy *sched
 963                 = (const struct rte_sched_port_hierarchy *) &pkt->hash.sched;
 964
 965         return (enum rte_meter_color) sched->color;
 966 }
 967
 968 int
 969 rte_sched_subport_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 970         uint32_t subport_id,
 971         struct rte_sched_subport_stats *stats,
 972         uint32_t *tc_ov)
 973 {
 974         struct rte_sched_subport *s;
 975
 976         /* Check user parameters */
 977         if ((port == NULL) ||
 978             (subport_id >= port->n_subports_per_port) ||
 979                 (stats == NULL) ||
 980                 (tc_ov == NULL)) {
 981                 return -1;
 982         }
 983         s = port->subport + subport_id;
 984
 985         /* Copy subport stats and clear */
 986         memcpy(stats, &s->stats, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 987         memset(&s->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_subport_stats));
 988
 989         /* Subport TC ovesubscription status */
 990         *tc_ov = s->tc_ov;
 991
 992         return 0;
 993 }
 994
 995 int
 996 rte_sched_queue_read_stats(struct rte_sched_port *port,
 997         uint32_t queue_id,
 998         struct rte_sched_queue_stats *stats,
 999         uint16_t *qlen)
1000 {
1001         struct rte_sched_queue *q;
1002         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1003
1004         /* Check user parameters */
1005         if ((port == NULL) ||
1006             (queue_id >= rte_sched_port_queues_per_port(port)) ||
1007                 (stats == NULL) ||
1008                 (qlen == NULL)) {
1009                 return -1;
1010         }
1011         q = port->queue + queue_id;
1012         qe = port->queue_extra + queue_id;
1013
1014         /* Copy queue stats and clear */
1015         memcpy(stats, &qe->stats, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
1016         memset(&qe->stats, 0, sizeof(struct rte_sched_queue_stats));
1017
1018         /* Queue length */
1019         *qlen = q->qw - q->qr;
1020
1021         return 0;
1022 }
1023
1024 static inline uint32_t
1025 rte_sched_port_qindex(struct rte_sched_port *port, uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class, uint32_t queue)
1026 {
1027         uint32_t result;
1028
1029         result = subport * port->n_pipes_per_subport + pipe;
1030         result = result * RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE + traffic_class;
1031         result = result * RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS + queue;
1032
1033         return result;
1034 }
1035
1036 static inline struct rte_mbuf **
1037 rte_sched_port_qbase(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1038 {
1039         uint32_t pindex = qindex >> 4;
1040         uint32_t qpos = qindex & 0xF;
1041
1042         return (port->queue_array + pindex * port->qsize_sum + port->qsize_add[qpos]);
1043 }
1044
1045 static inline uint16_t
1046 rte_sched_port_qsize(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1047 {
1048         uint32_t tc = (qindex >> 2) & 0x3;
1049
1050         return port->qsize[tc];
1051 }
1052
1053 #if RTE_SCHED_DEBUG
1054
1055 static inline int
1056 rte_sched_port_queue_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1057 {
1058         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1059
1060         return (queue->qr == queue->qw);
1061 }
1062
1063 static inline int
1064 rte_sched_port_queue_is_full(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1065 {
1066         struct rte_sched_queue *queue = port->queue + qindex;
1067         uint16_t qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1068         uint16_t qlen = queue->qw - queue->qr;
1069
1070         return (qlen >= qsize);
1071 }
1072
1073 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1074
1075 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1076
1077 static inline void
1078 rte_sched_port_update_subport_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1079 {
1080         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1081         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1082         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1083
1084         s->stats.n_pkts_tc[tc_index] += 1;
1085         s->stats.n_bytes_tc[tc_index] += pkt_len;
1086 }
1087
1088 static inline void
1089 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1090 {
1091         struct rte_sched_subport *s = port->subport + (qindex / rte_sched_port_queues_per_subport(port));
1092         uint32_t tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1093         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1094
1095         s->stats.n_pkts_tc_dropped[tc_index] += 1;
1096         s->stats.n_bytes_tc_dropped[tc_index] += pkt_len;
1097 }
1098
1099 static inline void
1100 rte_sched_port_update_queue_stats(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1101 {
1102         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1103         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1104
1105         qe->stats.n_pkts += 1;
1106         qe->stats.n_bytes += pkt_len;
1107 }
1108
1109 static inline void
1110 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf *pkt)
1111 {
1112         struct rte_sched_queue_extra *qe = port->queue_extra + qindex;
1113         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len;
1114
1115         qe->stats.n_pkts_dropped += 1;
1116         qe->stats.n_bytes_dropped += pkt_len;
1117 }
1118
1119 #endif /* RTE_SCHED_COLLECT_STATS */
1120
1121 #ifdef RTE_SCHED_RED
1122
1123 static inline int
1124 rte_sched_port_red_drop(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt, uint32_t qindex, uint16_t qlen)
1125 {
1126         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1127         struct rte_red_config *red_cfg;
1128     struct rte_red *red;
1129         uint32_t tc_index;
1130         enum rte_meter_color color;
1131
1132         tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1133         color = rte_sched_port_pkt_read_color(pkt);
1134         red_cfg = &port->red_config[tc_index][color];
1135
1136         if ((red_cfg->min_th | red_cfg->max_th) == 0)
1137                 return 0;
1138
1139         qe = port->queue_extra + qindex;
1140         red = &qe->red;
1141
1142         return rte_red_enqueue(red_cfg, red, qlen, port->time);
1143 }
1144
1145 static inline void
1146 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex)
1147 {
1148         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1149     struct rte_red *red;
1150
1151         qe = port->queue_extra + qindex;
1152         red = &qe->red;
1153
1154         rte_red_mark_queue_empty(red, port->time);
1155 }
1156
1157 #else
1158
1159 #define rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen)             0
1160
1161 #define rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex)
1162
1163 #endif /* RTE_SCHED_RED */
1164
1165 #if RTE_SCHED_DEBUG
1166
1167 static inline int
1168 debug_pipe_is_empty(struct rte_sched_port *port, uint32_t pindex)
1169 {
1170         uint32_t qindex, i;
1171
1172         qindex = pindex << 4;
1173
1174         for (i = 0; i < 16; i ++){
1175                 uint32_t queue_empty = rte_sched_port_queue_is_empty(port, qindex + i);
1176                 uint32_t bmp_bit_clear = (rte_bitmap_get(port->bmp, qindex + i) == 0);
1177
1178                 if (queue_empty != bmp_bit_clear){
1179                         rte_panic("Queue status mismatch for queue %u of pipe %u\n", i, pindex);
1180                 }
1181
1182                 if (!queue_empty){
1183                         return 0;
1184                 }
1185         }
1186
1187         return 1;
1188 }
1189
1190 static inline void
1191 debug_check_queue_slab(struct rte_sched_port *port, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1192 {
1193         uint64_t mask;
1194         uint32_t i, panic;
1195
1196         if (bmp_slab == 0){
1197                 rte_panic("Empty slab at position %u\n", bmp_pos);
1198         }
1199
1200         panic = 0;
1201         for (i = 0, mask = 1; i < 64; i ++, mask <<= 1) {
1202                 if (mask & bmp_slab){
1203                         if (rte_sched_port_queue_is_empty(port, bmp_pos + i)) {
1204                                 printf("Queue %u (slab offset %u) is empty\n", bmp_pos + i, i);
1205                                 panic = 1;
1206                         }
1207                 }
1208         }
1209
1210         if (panic){
1211                 rte_panic("Empty queues in slab 0x%" PRIx64 "starting at position %u\n",
1212                         bmp_slab, bmp_pos);
1213         }
1214 }
1215
1216 #endif /* RTE_SCHED_DEBUG */
1217
1218 static inline uint32_t
1219 rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf *pkt)
1220 {
1221         struct rte_sched_queue *q;
1222 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1223         struct rte_sched_queue_extra *qe;
1224 #endif
1225         uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1226
1227         rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1228
1229         qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1230         q = port->queue + qindex;
1231         rte_prefetch0(q);
1232 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1233         qe = port->queue_extra + qindex;
1234         rte_prefetch0(qe);
1235 #endif
1236
1237         return qindex;
1238 }
1239
1240 static inline void
1241 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase)
1242 {
1243         struct rte_sched_queue *q;
1244         struct rte_mbuf **q_qw;
1245         uint16_t qsize;
1246
1247         q = port->queue + qindex;
1248         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1249         q_qw = qbase + (q->qw & (qsize - 1));
1250
1251         rte_prefetch0(q_qw);
1252         rte_bitmap_prefetch0(port->bmp, qindex);
1253 }
1254
1255 static inline int
1256 rte_sched_port_enqueue_qwa(struct rte_sched_port *port, uint32_t qindex, struct rte_mbuf **qbase, struct rte_mbuf *pkt)
1257 {
1258         struct rte_sched_queue *q;
1259         uint16_t qsize;
1260         uint16_t qlen;
1261
1262         q = port->queue + qindex;
1263         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1264         qlen = q->qw - q->qr;
1265
1266         /* Drop the packet (and update drop stats) when queue is full */
1267         if (unlikely(rte_sched_port_red_drop(port, pkt, qindex, qlen) || (qlen >= qsize))) {
1268                 rte_pktmbuf_free(pkt);
1269 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1270                 rte_sched_port_update_subport_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1271                 rte_sched_port_update_queue_stats_on_drop(port, qindex, pkt);
1272 #endif
1273                 return 0;
1274         }
1275
1276         /* Enqueue packet */
1277         qbase[q->qw & (qsize - 1)] = pkt;
1278         q->qw ++;
1279
1280         /* Activate queue in the port bitmap */
1281         rte_bitmap_set(port->bmp, qindex);
1282
1283         /* Statistics */
1284 #ifdef RTE_SCHED_COLLECT_STATS
1285         rte_sched_port_update_subport_stats(port, qindex, pkt);
1286         rte_sched_port_update_queue_stats(port, qindex, pkt);
1287 #endif
1288
1289         return 1;
1290 }
1291
1292 #if RTE_SCHED_ENQUEUE == 0
1293
1294 int
1295 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1296 {
1297         uint32_t result, i;
1298
1299         result = 0;
1300
1301         for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1302                 struct rte_mbuf *pkt;
1303                 struct rte_mbuf **q_base;
1304                 uint32_t subport, pipe, traffic_class, queue, qindex;
1305
1306                 pkt = pkts[i];
1307
1308                 rte_sched_port_pkt_read_tree_path(pkt, &subport, &pipe, &traffic_class, &queue);
1309
1310                 qindex = rte_sched_port_qindex(port, subport, pipe, traffic_class, queue);
1311
1312                 q_base = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1313
1314                 result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, qindex, q_base, pkt);
1315         }
1316
1317         return result;
1318 }
1319
1320 #else
1321
1322 /*
1323  * The enqueue function implements a 4-level pipeline with each stage processing
1324  * two different packets. The purpose of using a pipeline is to hide the latency
1325  * of prefetching the data structures. The naming convention is presented in the
1326  * diagram below:
1327  *
1328  *   p00  _______   p10  _______   p20  _______   p30  _______
1329  * ----->|       |----->|       |----->|       |----->|       |----->
1330  *       |   0   |      |   1   |      |   2   |      |   3   |
1331  * ----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->
1332  *   p01            p11            p21            p31
1333  *
1334  */
1335 int
1336 rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
1337 {
1338         struct rte_mbuf *pkt00, *pkt01, *pkt10, *pkt11, *pkt20, *pkt21, *pkt30, *pkt31, *pkt_last;
1339         struct rte_mbuf **q00_base, **q01_base, **q10_base, **q11_base, **q20_base, **q21_base, **q30_base, **q31_base, **q_last_base;
1340         uint32_t q00, q01, q10, q11, q20, q21, q30, q31, q_last;
1341         uint32_t r00, r01, r10, r11, r20, r21, r30, r31, r_last;
1342         uint32_t result, i;
1343
1344         result = 0;
1345
1346         /* Less then 6 input packets available, which is not enough to feed the pipeline */
1347         if (unlikely(n_pkts < 6)) {
1348                 struct rte_mbuf **q_base[5];
1349                 uint32_t q[5];
1350
1351                 /* Prefetch the mbuf structure of each packet */
1352                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1353                         rte_prefetch0(pkts[i]);
1354                 }
1355
1356                 /* Prefetch the queue structure for each queue */
1357                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1358                         q[i] = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkts[i]);
1359                 }
1360
1361                 /* Prefetch the write pointer location of each queue */
1362                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1363                         q_base[i] = rte_sched_port_qbase(port, q[i]);
1364                         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q[i], q_base[i]);
1365                 }
1366
1367                 /* Write each packet to its queue */
1368                 for (i = 0; i < n_pkts; i ++) {
1369                         result += rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q[i], q_base[i], pkts[i]);
1370                 }
1371
1372                 return result;
1373         }
1374
1375         /* Feed the first 3 stages of the pipeline (6 packets needed) */
1376         pkt20 = pkts[0];
1377         pkt21 = pkts[1];
1378         rte_prefetch0(pkt20);
1379         rte_prefetch0(pkt21);
1380
1381         pkt10 = pkts[2];
1382         pkt11 = pkts[3];
1383         rte_prefetch0(pkt10);
1384         rte_prefetch0(pkt11);
1385
1386         q20 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt20);
1387         q21 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt21);
1388
1389         pkt00 = pkts[4];
1390         pkt01 = pkts[5];
1391         rte_prefetch0(pkt00);
1392         rte_prefetch0(pkt01);
1393
1394         q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1395         q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1396
1397         q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1398         q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1399         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1400         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1401
1402         /* Run the pipeline */
1403         for (i = 6; i < (n_pkts & (~1)); i += 2) {
1404                 /* Propagate stage inputs */
1405                 pkt30 = pkt20;
1406                 pkt31 = pkt21;
1407                 pkt20 = pkt10;
1408                 pkt21 = pkt11;
1409                 pkt10 = pkt00;
1410                 pkt11 = pkt01;
1411                 q30 = q20;
1412                 q31 = q21;
1413                 q20 = q10;
1414                 q21 = q11;
1415                 q30_base = q20_base;
1416                 q31_base = q21_base;
1417
1418                 /* Stage 0: Get packets in */
1419                 pkt00 = pkts[i];
1420                 pkt01 = pkts[i + 1];
1421                 rte_prefetch0(pkt00);
1422                 rte_prefetch0(pkt01);
1423
1424                 /* Stage 1: Prefetch queue structure storing queue pointers */
1425                 q10 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt10);
1426                 q11 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt11);
1427
1428                 /* Stage 2: Prefetch queue write location */
1429                 q20_base = rte_sched_port_qbase(port, q20);
1430                 q21_base = rte_sched_port_qbase(port, q21);
1431                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q20, q20_base);
1432                 rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q21, q21_base);
1433
1434                 /* Stage 3: Write packet to queue and activate queue */
1435                 r30 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q30, q30_base, pkt30);
1436                 r31 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q31, q31_base, pkt31);
1437                 result += r30 + r31;
1438         }
1439
1440         /* Drain the pipeline (exactly 6 packets). Handle the last packet in the case
1441         of an odd number of input packets. */
1442         pkt_last = pkts[n_pkts - 1];
1443         rte_prefetch0(pkt_last);
1444
1445         q00 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt00);
1446         q01 = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt01);
1447
1448         q10_base = rte_sched_port_qbase(port, q10);
1449         q11_base = rte_sched_port_qbase(port, q11);
1450         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q10, q10_base);
1451         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q11, q11_base);
1452
1453         r20 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q20, q20_base, pkt20);
1454         r21 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q21, q21_base, pkt21);
1455         result += r20 + r21;
1456
1457         q_last = rte_sched_port_enqueue_qptrs_prefetch0(port, pkt_last);
1458
1459         q00_base = rte_sched_port_qbase(port, q00);
1460         q01_base = rte_sched_port_qbase(port, q01);
1461         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q00, q00_base);
1462         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q01, q01_base);
1463
1464         r10 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q10, q10_base, pkt10);
1465         r11 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q11, q11_base, pkt11);
1466         result += r10 + r11;
1467
1468         q_last_base = rte_sched_port_qbase(port, q_last);
1469         rte_sched_port_enqueue_qwa_prefetch0(port, q_last, q_last_base);
1470
1471         r00 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q00, q00_base, pkt00);
1472         r01 = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q01, q01_base, pkt01);
1473         result += r00 + r01;
1474
1475         if (n_pkts & 1) {
1476                 r_last = rte_sched_port_enqueue_qwa(port, q_last, q_last_base, pkt_last);
1477                 result += r_last;
1478         }
1479
1480         return result;
1481 }
1482
1483 #endif /* RTE_SCHED_ENQUEUE */
1484
1485 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE == 0
1486
1487 #define grinder_credits_update(port, pos)
1488
1489 #elif !defined(RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV)
1490
1491 static inline void
1492 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1493 {
1494         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1495         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1496         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1497         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1498         uint64_t n_periods;
1499
1500         /* Subport TB */
1501         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1502         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1503         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1504         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1505
1506         /* Pipe TB */
1507         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1508         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1509         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1510         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1511
1512         /* Subport TCs */
1513         if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1514                 subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1515                 subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1516                 subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1517                 subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1518                 subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1519         }
1520
1521         /* Pipe TCs */
1522         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1523                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1524                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1525                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1526                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1527                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1528         }
1529 }
1530
1531 #else
1532
1533 static inline uint32_t
1534 grinder_tc_ov_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1535 {
1536         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1537         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1538         uint32_t tc_ov_consumption[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
1539         uint32_t tc_ov_consumption_max;
1540         uint32_t tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm;
1541
1542         if (subport->tc_ov == 0) {
1543                 return subport->tc_ov_wm_max;
1544         }
1545
1546         tc_ov_consumption[0] = subport->tc_credits_per_period[0] - subport->tc_credits[0];
1547         tc_ov_consumption[1] = subport->tc_credits_per_period[1] - subport->tc_credits[1];
1548         tc_ov_consumption[2] = subport->tc_credits_per_period[2] - subport->tc_credits[2];
1549         tc_ov_consumption[3] = subport->tc_credits_per_period[3] - subport->tc_credits[3];
1550
1551         tc_ov_consumption_max = subport->tc_credits_per_period[3] -
1552                 (tc_ov_consumption[0] + tc_ov_consumption[1] + tc_ov_consumption[2]);
1553
1554         if (tc_ov_consumption[3] > (tc_ov_consumption_max - port->mtu)) {
1555                 tc_ov_wm  -= tc_ov_wm >> 7;
1556                 if (tc_ov_wm < subport->tc_ov_wm_min) {
1557                         tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm_min;
1558                 }
1559                 return tc_ov_wm;
1560         }
1561
1562         tc_ov_wm += (tc_ov_wm >> 7) + 1;
1563         if (tc_ov_wm > subport->tc_ov_wm_max) {
1564                 tc_ov_wm = subport->tc_ov_wm_max;
1565         }
1566         return tc_ov_wm;
1567 }
1568
1569 static inline void
1570 grinder_credits_update(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1571 {
1572         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1573         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1574         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1575         struct rte_sched_pipe_profile *params = grinder->pipe_params;
1576         uint64_t n_periods;
1577
1578         /* Subport TB */
1579         n_periods = (port->time - subport->tb_time) / subport->tb_period;
1580         subport->tb_credits += n_periods * subport->tb_credits_per_period;
1581         subport->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(subport->tb_credits, subport->tb_size);
1582         subport->tb_time += n_periods * subport->tb_period;
1583
1584         /* Pipe TB */
1585         n_periods = (port->time - pipe->tb_time) / params->tb_period;
1586         pipe->tb_credits += n_periods * params->tb_credits_per_period;
1587         pipe->tb_credits = rte_sched_min_val_2_u32(pipe->tb_credits, params->tb_size);
1588         pipe->tb_time += n_periods * params->tb_period;
1589
1590         /* Subport TCs */
1591         if (unlikely(port->time >= subport->tc_time)) {
1592                 subport->tc_ov_wm = grinder_tc_ov_credits_update(port, pos);
1593
1594                 subport->tc_credits[0] = subport->tc_credits_per_period[0];
1595                 subport->tc_credits[1] = subport->tc_credits_per_period[1];
1596                 subport->tc_credits[2] = subport->tc_credits_per_period[2];
1597                 subport->tc_credits[3] = subport->tc_credits_per_period[3];
1598
1599                 subport->tc_time = port->time + subport->tc_period;
1600                 subport->tc_ov_period_id ++;
1601         }
1602
1603         /* Pipe TCs */
1604         if (unlikely(port->time >= pipe->tc_time)) {
1605                 pipe->tc_credits[0] = params->tc_credits_per_period[0];
1606                 pipe->tc_credits[1] = params->tc_credits_per_period[1];
1607                 pipe->tc_credits[2] = params->tc_credits_per_period[2];
1608                 pipe->tc_credits[3] = params->tc_credits_per_period[3];
1609                 pipe->tc_time = port->time + params->tc_period;
1610         }
1611
1612         /* Pipe TCs - Oversubscription */
1613         if (unlikely(pipe->tc_ov_period_id != subport->tc_ov_period_id)) {
1614                 pipe->tc_ov_credits = subport->tc_ov_wm * params->tc_ov_weight;
1615
1616                 pipe->tc_ov_period_id = subport->tc_ov_period_id;
1617         }
1618 }
1619
1620 #endif /* RTE_SCHED_TS_CREDITS_UPDATE, RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1621
1622 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK
1623
1624 #ifndef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
1625
1626 static inline int
1627 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1628 {
1629         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1630         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1631         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1632         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1633         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1634         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1635         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1636         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1637         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1638         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1639         int enough_credits;
1640
1641         /* Check queue credits */
1642         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1643                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1644                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1645                 (pkt_len <= pipe_tc_credits);
1646
1647         if (!enough_credits) {
1648                 return 0;
1649         }
1650
1651         /* Update port credits */
1652         subport->tb_credits -= pkt_len;
1653         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1654         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1655         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1656
1657         return 1;
1658 }
1659
1660 #else
1661
1662 static inline int
1663 grinder_credits_check(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1664 {
1665         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1666         struct rte_sched_subport *subport = grinder->subport;
1667         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1668         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1669         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1670         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1671         uint32_t subport_tb_credits = subport->tb_credits;
1672         uint32_t subport_tc_credits = subport->tc_credits[tc_index];
1673         uint32_t pipe_tb_credits = pipe->tb_credits;
1674         uint32_t pipe_tc_credits = pipe->tc_credits[tc_index];
1675         uint32_t pipe_tc_ov_mask1[] = {UINT32_MAX, UINT32_MAX, UINT32_MAX, pipe->tc_ov_credits};
1676         uint32_t pipe_tc_ov_mask2[] = {0, 0, 0, UINT32_MAX};
1677         uint32_t pipe_tc_ov_credits = pipe_tc_ov_mask1[tc_index];
1678         int enough_credits;
1679
1680         /* Check pipe and subport credits */
1681         enough_credits = (pkt_len <= subport_tb_credits) &&
1682                 (pkt_len <= subport_tc_credits) &&
1683                 (pkt_len <= pipe_tb_credits) &&
1684                 (pkt_len <= pipe_tc_credits) &&
1685                 (pkt_len <= pipe_tc_ov_credits);
1686
1687         if (!enough_credits) {
1688                 return 0;
1689         }
1690
1691         /* Update pipe and subport credits */
1692         subport->tb_credits -= pkt_len;
1693         subport->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1694         pipe->tb_credits -= pkt_len;
1695         pipe->tc_credits[tc_index] -= pkt_len;
1696         pipe->tc_ov_credits -= pipe_tc_ov_mask2[tc_index] & pkt_len;
1697
1698         return 1;
1699 }
1700
1701 #endif /* RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV */
1702
1703 #endif /* RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK */
1704
1705 static inline int
1706 grinder_schedule(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1707 {
1708         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1709         struct rte_sched_queue *queue = grinder->queue[grinder->qpos];
1710         struct rte_mbuf *pkt = grinder->pkt;
1711         uint32_t pkt_len = pkt->pkt_len + port->frame_overhead;
1712
1713 #if RTE_SCHED_TS_CREDITS_CHECK
1714         if (!grinder_credits_check(port, pos)) {
1715                 return 0;
1716         }
1717 #endif
1718
1719         /* Advance port time */
1720         port->time += pkt_len;
1721
1722         /* Send packet */
1723         port->pkts_out[port->n_pkts_out ++] = pkt;
1724         queue->qr ++;
1725         grinder->wrr_tokens[grinder->qpos] += pkt_len * grinder->wrr_cost[grinder->qpos];
1726         if (queue->qr == queue->qw) {
1727                 uint32_t qindex = grinder->qindex[grinder->qpos];
1728
1729                 rte_bitmap_clear(port->bmp, qindex);
1730                 grinder->qmask &= ~(1 << grinder->qpos);
1731                 grinder->wrr_mask[grinder->qpos] = 0;
1732                 rte_sched_port_set_queue_empty_timestamp(port, qindex);
1733         }
1734
1735         /* Reset pipe loop detection */
1736         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1737         grinder->productive = 1;
1738
1739         return 1;
1740 }
1741
1742 #if RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS
1743
1744 static inline int
1745 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1746 {
1747         __m128i index = _mm_set1_epi32 (base_pipe);
1748         __m128i pipes = _mm_load_si128((__m128i *)port->grinder_base_bmp_pos);
1749         __m128i res = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1750         pipes = _mm_load_si128((__m128i *)(port->grinder_base_bmp_pos + 4));
1751         pipes = _mm_cmpeq_epi32(pipes, index);
1752         res = _mm_or_si128(res, pipes);
1753
1754         if (_mm_testz_si128(res, res))
1755                 return 0;
1756
1757         return 1;
1758 }
1759
1760 #else
1761
1762 static inline int
1763 grinder_pipe_exists(struct rte_sched_port *port, uint32_t base_pipe)
1764 {
1765         uint32_t i;
1766
1767         for (i = 0; i < RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS; i ++) {
1768                 if (port->grinder_base_bmp_pos[i] == base_pipe) {
1769                         return 1;
1770                 }
1771         }
1772
1773         return 0;
1774 }
1775
1776 #endif /* RTE_SCHED_OPTIMIZATIONS */
1777
1778 static inline void
1779 grinder_pcache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t bmp_pos, uint64_t bmp_slab)
1780 {
1781         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1782         uint16_t w[4];
1783
1784         grinder->pcache_w = 0;
1785         grinder->pcache_r = 0;
1786
1787         w[0] = (uint16_t) bmp_slab;
1788         w[1] = (uint16_t) (bmp_slab >> 16);
1789         w[2] = (uint16_t) (bmp_slab >> 32);
1790         w[3] = (uint16_t) (bmp_slab >> 48);
1791
1792         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[0];
1793         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos;
1794         grinder->pcache_w += (w[0] != 0);
1795
1796         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[1];
1797         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 16;
1798         grinder->pcache_w += (w[1] != 0);
1799
1800         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[2];
1801         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 32;
1802         grinder->pcache_w += (w[2] != 0);
1803
1804         grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_w] = w[3];
1805         grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_w] = bmp_pos + 48;
1806         grinder->pcache_w += (w[3] != 0);
1807 }
1808
1809 static inline void
1810 grinder_tccache_populate(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos, uint32_t qindex, uint16_t qmask)
1811 {
1812         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1813         uint8_t b[4];
1814
1815         grinder->tccache_w = 0;
1816         grinder->tccache_r = 0;
1817
1818         b[0] = (uint8_t) (qmask & 0xF);
1819         b[1] = (uint8_t) ((qmask >> 4) & 0xF);
1820         b[2] = (uint8_t) ((qmask >> 8) & 0xF);
1821         b[3] = (uint8_t) ((qmask >> 12) & 0xF);
1822
1823         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[0];
1824         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex;
1825         grinder->tccache_w += (b[0] != 0);
1826
1827         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[1];
1828         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 4;
1829         grinder->tccache_w += (b[1] != 0);
1830
1831         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[2];
1832         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 8;
1833         grinder->tccache_w += (b[2] != 0);
1834
1835         grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_w] = b[3];
1836         grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_w] = qindex + 12;
1837         grinder->tccache_w += (b[3] != 0);
1838 }
1839
1840 static inline int
1841 grinder_next_tc(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1842 {
1843         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1844         struct rte_mbuf **qbase;
1845         uint32_t qindex;
1846         uint16_t qsize;
1847
1848         if (grinder->tccache_r == grinder->tccache_w) {
1849                 return 0;
1850         }
1851
1852         qindex = grinder->tccache_qindex[grinder->tccache_r];
1853         qbase = rte_sched_port_qbase(port, qindex);
1854         qsize = rte_sched_port_qsize(port, qindex);
1855
1856         grinder->tc_index = (qindex >> 2) & 0x3;
1857         grinder->qmask = grinder->tccache_qmask[grinder->tccache_r];
1858         grinder->qsize = qsize;
1859
1860         grinder->qindex[0] = qindex;
1861         grinder->qindex[1] = qindex + 1;
1862         grinder->qindex[2] = qindex + 2;
1863         grinder->qindex[3] = qindex + 3;
1864
1865         grinder->queue[0] = port->queue + qindex;
1866         grinder->queue[1] = port->queue + qindex + 1;
1867         grinder->queue[2] = port->queue + qindex + 2;
1868         grinder->queue[3] = port->queue + qindex + 3;
1869
1870         grinder->qbase[0] = qbase;
1871         grinder->qbase[1] = qbase + qsize;
1872         grinder->qbase[2] = qbase + 2 * qsize;
1873         grinder->qbase[3] = qbase + 3 * qsize;
1874
1875         grinder->tccache_r ++;
1876         return 1;
1877 }
1878
1879 static inline int
1880 grinder_next_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1881 {
1882         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1883         uint32_t pipe_qindex;
1884         uint16_t pipe_qmask;
1885
1886         if (grinder->pcache_r < grinder->pcache_w) {
1887                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[grinder->pcache_r];
1888                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[grinder->pcache_r];
1889                 grinder->pcache_r ++;
1890         } else {
1891                 uint64_t bmp_slab = 0;
1892                 uint32_t bmp_pos = 0;
1893
1894                 /* Get another non-empty pipe group */
1895                 if (unlikely(rte_bitmap_scan(port->bmp, &bmp_pos, &bmp_slab) <= 0)) {
1896                         return 0;
1897                 }
1898
1899 #if RTE_SCHED_DEBUG
1900                 debug_check_queue_slab(port, bmp_pos, bmp_slab);
1901 #endif
1902
1903                 /* Return if pipe group already in one of the other grinders */
1904                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = RTE_SCHED_BMP_POS_INVALID;
1905                 if (unlikely(grinder_pipe_exists(port, bmp_pos))) {
1906                         return 0;
1907                 }
1908                 port->grinder_base_bmp_pos[pos] = bmp_pos;
1909
1910                 /* Install new pipe group into grinder's pipe cache */
1911                 grinder_pcache_populate(port, pos, bmp_pos, bmp_slab);
1912
1913                 pipe_qmask = grinder->pcache_qmask[0];
1914                 pipe_qindex = grinder->pcache_qindex[0];
1915                 grinder->pcache_r = 1;
1916         }
1917
1918         /* Install new pipe in the grinder */
1919         grinder->pindex = pipe_qindex >> 4;
1920         grinder->subport = port->subport + (grinder->pindex / port->n_pipes_per_subport);
1921         grinder->pipe = port->pipe + grinder->pindex;
1922         grinder->pipe_params = NULL; /* to be set after the pipe structure is prefetched */
1923         grinder->productive = 0;
1924
1925         grinder_tccache_populate(port, pos, pipe_qindex, pipe_qmask);
1926         grinder_next_tc(port, pos);
1927
1928         /* Check for pipe exhaustion */
1929         if (grinder->pindex == port->pipe_loop) {
1930                 port->pipe_exhaustion = 1;
1931                 port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
1932         }
1933
1934         return 1;
1935 }
1936
1937 #if RTE_SCHED_WRR == 0
1938
1939 #define grinder_wrr_load(a,b)
1940
1941 #define grinder_wrr_store(a,b)
1942
1943 static inline void
1944 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1945 {
1946         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1947         uint64_t slab = grinder->qmask;
1948
1949         if (rte_bsf64(slab, &grinder->qpos) == 0) {
1950                 rte_panic("grinder wrr\n");
1951         }
1952 }
1953
1954 #elif RTE_SCHED_WRR == 1
1955
1956 static inline void
1957 grinder_wrr_load(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1958 {
1959         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1960         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1961         struct rte_sched_pipe_profile *pipe_params = grinder->pipe_params;
1962         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1963         uint32_t qmask = grinder->qmask;
1964         uint32_t qindex;
1965
1966         qindex = tc_index * 4;
1967
1968         grinder->wrr_tokens[0] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1969         grinder->wrr_tokens[1] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 1]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1970         grinder->wrr_tokens[2] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 2]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1971         grinder->wrr_tokens[3] = ((uint16_t) pipe->wrr_tokens[qindex + 3]) << RTE_SCHED_WRR_SHIFT;
1972
1973         grinder->wrr_mask[0] = (qmask & 0x1) * 0xFFFF;
1974         grinder->wrr_mask[1] = ((qmask >> 1) & 0x1) * 0xFFFF;
1975         grinder->wrr_mask[2] = ((qmask >> 2) & 0x1) * 0xFFFF;
1976         grinder->wrr_mask[3] = ((qmask >> 3) & 0x1) * 0xFFFF;
1977
1978         grinder->wrr_cost[0] = pipe_params->wrr_cost[qindex];
1979         grinder->wrr_cost[1] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 1];
1980         grinder->wrr_cost[2] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 2];
1981         grinder->wrr_cost[3] = pipe_params->wrr_cost[qindex + 3];
1982 }
1983
1984 static inline void
1985 grinder_wrr_store(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
1986 {
1987         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
1988         struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
1989         uint32_t tc_index = grinder->tc_index;
1990         uint32_t qindex;
1991
1992         qindex = tc_index * 4;
1993
1994         pipe->wrr_tokens[qindex] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[0] & grinder->wrr_mask[0]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1995         pipe->wrr_tokens[qindex + 1] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[1] & grinder->wrr_mask[1]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1996         pipe->wrr_tokens[qindex + 2] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[2] & grinder->wrr_mask[2]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1997         pipe->wrr_tokens[qindex + 3] = (uint8_t) ((grinder->wrr_tokens[3] & grinder->wrr_mask[3]) >> RTE_SCHED_WRR_SHIFT);
1998 }
1999
2000 static inline void
2001 grinder_wrr(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2002 {
2003         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2004         uint16_t wrr_tokens_min;
2005
2006         grinder->wrr_tokens[0] |= ~grinder->wrr_mask[0];
2007         grinder->wrr_tokens[1] |= ~grinder->wrr_mask[1];
2008         grinder->wrr_tokens[2] |= ~grinder->wrr_mask[2];
2009         grinder->wrr_tokens[3] |= ~grinder->wrr_mask[3];
2010
2011         grinder->qpos = rte_min_pos_4_u16(grinder->wrr_tokens);
2012         wrr_tokens_min = grinder->wrr_tokens[grinder->qpos];
2013
2014         grinder->wrr_tokens[0] -= wrr_tokens_min;
2015         grinder->wrr_tokens[1] -= wrr_tokens_min;
2016         grinder->wrr_tokens[2] -= wrr_tokens_min;
2017         grinder->wrr_tokens[3] -= wrr_tokens_min;
2018 }
2019
2020 #else
2021
2022 #error Invalid value for RTE_SCHED_WRR
2023
2024 #endif /* RTE_SCHED_WRR */
2025
2026 #define grinder_evict(port, pos)
2027
2028 static inline void
2029 grinder_prefetch_pipe(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2030 {
2031         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2032
2033         rte_prefetch0(grinder->pipe);
2034         rte_prefetch0(grinder->queue[0]);
2035 }
2036
2037 static inline void
2038 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2039 {
2040         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2041         uint16_t qsize, qr[4];
2042
2043         qsize = grinder->qsize;
2044         qr[0] = grinder->queue[0]->qr & (qsize - 1);
2045         qr[1] = grinder->queue[1]->qr & (qsize - 1);
2046         qr[2] = grinder->queue[2]->qr & (qsize - 1);
2047         qr[3] = grinder->queue[3]->qr & (qsize - 1);
2048
2049         rte_prefetch0(grinder->qbase[0] + qr[0]);
2050         rte_prefetch0(grinder->qbase[1] + qr[1]);
2051
2052         grinder_wrr_load(port, pos);
2053         grinder_wrr(port, pos);
2054
2055         rte_prefetch0(grinder->qbase[2] + qr[2]);
2056         rte_prefetch0(grinder->qbase[3] + qr[3]);
2057 }
2058
2059 static inline void
2060 grinder_prefetch_mbuf(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2061 {
2062         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2063         uint32_t qpos = grinder->qpos;
2064         struct rte_mbuf **qbase = grinder->qbase[qpos];
2065         uint16_t qsize = grinder->qsize;
2066         uint16_t qr = grinder->queue[qpos]->qr & (qsize - 1);
2067
2068         grinder->pkt = qbase[qr];
2069         rte_prefetch0(grinder->pkt);
2070
2071         if (unlikely((qr & 0x7) == 7)) {
2072                 uint16_t qr_next = (grinder->queue[qpos]->qr + 1) & (qsize - 1);
2073
2074                 rte_prefetch0(qbase + qr_next);
2075         }
2076 }
2077
2078 static inline uint32_t
2079 grinder_handle(struct rte_sched_port *port, uint32_t pos)
2080 {
2081         struct rte_sched_grinder *grinder = port->grinder + pos;
2082
2083         switch (grinder->state) {
2084         case e_GRINDER_PREFETCH_PIPE:
2085         {
2086                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2087                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2088                         port->busy_grinders ++;
2089
2090                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2091                         return 0;
2092                 }
2093
2094                 return 0;
2095         }
2096
2097         case e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS:
2098         {
2099                 struct rte_sched_pipe *pipe = grinder->pipe;
2100
2101                 grinder->pipe_params = port->pipe_profiles + pipe->profile;
2102                 grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2103                 grinder_credits_update(port, pos);
2104
2105                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2106                 return 0;
2107         }
2108
2109         case e_GRINDER_PREFETCH_MBUF:
2110         {
2111                 grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2112
2113                 grinder->state = e_GRINDER_READ_MBUF;
2114                 return 0;
2115         }
2116
2117         case e_GRINDER_READ_MBUF:
2118         {
2119                 uint32_t result = 0;
2120
2121                 result = grinder_schedule(port, pos);
2122
2123                 /* Look for next packet within the same TC */
2124                 if (result && grinder->qmask) {
2125                         grinder_wrr(port, pos);
2126                         grinder_prefetch_mbuf(port, pos);
2127
2128                         return 1;
2129                 }
2130                 grinder_wrr_store(port, pos);
2131
2132                 /* Look for another active TC within same pipe */
2133                 if (grinder_next_tc(port, pos)) {
2134                         grinder_prefetch_tc_queue_arrays(port, pos);
2135
2136                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_MBUF;
2137                         return result;
2138                 }
2139                 if ((grinder->productive == 0) && (port->pipe_loop == RTE_SCHED_PIPE_INVALID)) {
2140                         port->pipe_loop = grinder->pindex;
2141                 }
2142                 grinder_evict(port, pos);
2143
2144                 /* Look for another active pipe */
2145                 if (grinder_next_pipe(port, pos)) {
2146                         grinder_prefetch_pipe(port, pos);
2147
2148                         grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_TC_QUEUE_ARRAYS;
2149                         return result;
2150                 }
2151
2152                 /* No active pipe found */
2153                 port->busy_grinders --;
2154
2155                 grinder->state = e_GRINDER_PREFETCH_PIPE;
2156                 return result;
2157         }
2158
2159         default:
2160                 rte_panic("Algorithmic error (invalid state)\n");
2161                 return 0;
2162         }
2163 }
2164
2165 static inline void
2166 rte_sched_port_time_resync(struct rte_sched_port *port)
2167 {
2168         uint64_t cycles = rte_get_tsc_cycles();
2169         uint64_t cycles_diff = cycles - port->time_cpu_cycles;
2170         double bytes_diff = ((double) cycles_diff) / port->cycles_per_byte;
2171
2172         /* Advance port time */
2173         port->time_cpu_cycles = cycles;
2174         port->time_cpu_bytes += (uint64_t) bytes_diff;
2175         if (port->time < port->time_cpu_bytes) {
2176                 port->time = port->time_cpu_bytes;
2177         }
2178
2179         /* Reset pipe loop detection */
2180         port->pipe_loop = RTE_SCHED_PIPE_INVALID;
2181 }
2182
2183 static inline int
2184 rte_sched_port_exceptions(struct rte_sched_port *port, int second_pass)
2185 {
2186         int exceptions;
2187
2188         /* Check if any exception flag is set */
2189         exceptions = (second_pass && port->busy_grinders == 0) ||
2190                 (port->pipe_exhaustion == 1);
2191
2192         /* Clear exception flags */
2193         port->pipe_exhaustion = 0;
2194
2195         return exceptions;
2196 }
2197
2198 int
2199 rte_sched_port_dequeue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts)
2200 {
2201         uint32_t i, count;
2202
2203         port->pkts_out = pkts;
2204         port->n_pkts_out = 0;
2205
2206         rte_sched_port_time_resync(port);
2207
2208         /* Take each queue in the grinder one step further */
2209         for (i = 0, count = 0; ; i ++)  {
2210                 count += grinder_handle(port, i & (RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS - 1));
2211                 if ((count == n_pkts) ||
2212                     rte_sched_port_exceptions(port, i >= RTE_SCHED_PORT_N_GRINDERS)) {
2213                         break;
2214                 }
2215         }
2216
2217         return count;
2218 }