src/plugins/af_xdp/input.c

   1 /*
   2  *------------------------------------------------------------------
   3  * Copyright (c) 2018 Cisco and/or its affiliates.
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  *------------------------------------------------------------------
  16  */
  17
  18 #include <vlib/vlib.h>
  19 #include <vlib/unix/unix.h>
  20 #include <vlib/pci/pci.h>
  21 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  22 #include <vnet/devices/devices.h>
  23 #include <vnet/interface/rx_queue_funcs.h>
  24 #include "af_xdp.h"
  25
  26 #define foreach_af_xdp_input_error                                            \
  27   _ (SYSCALL_REQUIRED, "syscall required")                                    \
  28   _ (SYSCALL_FAILURES, "syscall failures")
  29
  30 typedef enum
  31 {
  32 #define _(f,s) AF_XDP_INPUT_ERROR_##f,
  33   foreach_af_xdp_input_error
  34 #undef _
  35     AF_XDP_INPUT_N_ERROR,
  36 } af_xdp_input_error_t;
  37
  38 static __clib_unused char *af_xdp_input_error_strings[] = {
  39 #define _(n,s) s,
  40   foreach_af_xdp_input_error
  41 #undef _
  42 };
  43
  44 static_always_inline void
  45 af_xdp_device_input_trace (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
  46                            u32 n_left, const u32 * bi, u32 next_index,
  47                            u32 hw_if_index)
  48 {
  49   u32 n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
  50
  51   if (PREDICT_TRUE (0 == n_trace))
  52     return;
  53
  54   while (n_trace && n_left)
  55     {
  56       vlib_buffer_t *b = vlib_get_buffer (vm, bi[0]);
  57       if (PREDICT_TRUE
  58           (vlib_trace_buffer (vm, node, next_index, b, /* follow_chain */ 0)))
  59         {
  60           af_xdp_input_trace_t *tr =
  61             vlib_add_trace (vm, node, b, sizeof (*tr));
  62           tr->next_index = next_index;
  63           tr->hw_if_index = hw_if_index;
  64           n_trace--;
  65         }
  66       n_left--;
  67       bi++;
  68     }
  69
  70   vlib_set_trace_count (vm, node, n_trace);
  71 }
  72
  73 static_always_inline void
  74 af_xdp_device_input_refill_db (vlib_main_t * vm,
  75                                const vlib_node_runtime_t * node,
  76                                af_xdp_device_t * ad, af_xdp_rxq_t * rxq,
  77                                const u32 n_alloc)
  78 {
  79   xsk_ring_prod__submit (&rxq->fq, n_alloc);
  80
  81   if (AF_XDP_RXQ_MODE_INTERRUPT == rxq->mode ||
  82       !xsk_ring_prod__needs_wakeup (&rxq->fq))
  83     return;
  84
  85   if (node)
  86     vlib_error_count (vm, node->node_index,
  87                       AF_XDP_INPUT_ERROR_SYSCALL_REQUIRED, 1);
  88
  89   if (clib_spinlock_trylock_if_init (&rxq->syscall_lock))
  90     {
  91       int ret = recvmsg (rxq->xsk_fd, 0, MSG_DONTWAIT);
  92       clib_spinlock_unlock_if_init (&rxq->syscall_lock);
  93       if (PREDICT_FALSE (ret < 0))
  94         {
  95           /* something bad is happening */
  96           if (node)
  97             vlib_error_count (vm, node->node_index,
  98                               AF_XDP_INPUT_ERROR_SYSCALL_FAILURES, 1);
  99           af_xdp_device_error (ad, "rx poll() failed");
 100         }
 101     }
 102 }
 103
 104 static_always_inline void
 105 af_xdp_device_input_refill_inline (vlib_main_t *vm,
 106                                    const vlib_node_runtime_t *node,
 107                                    af_xdp_device_t *ad, af_xdp_rxq_t *rxq)
 108 {
 109   __u64 *fill;
 110   const u32 size = rxq->fq.size;
 111   const u32 mask = size - 1;
 112   u32 bis[VLIB_FRAME_SIZE], *bi = bis;
 113   u32 n_alloc, n, n_wrap;
 114   u32 idx = 0;
 115
 116   ASSERT (mask == rxq->fq.mask);
 117
 118   /* do not enqueue more packet than ring space */
 119   n_alloc = xsk_prod_nb_free (&rxq->fq, 16);
 120   /* do not bother to allocate if too small */
 121   if (n_alloc < 16)
 122     return;
 123
 124   n_alloc = clib_min (n_alloc, ARRAY_LEN (bis));
 125   n_alloc = vlib_buffer_alloc_from_pool (vm, bis, n_alloc, ad->pool);
 126   n = xsk_ring_prod__reserve (&rxq->fq, n_alloc, &idx);
 127   ASSERT (n == n_alloc);
 128
 129   fill = xsk_ring_prod__fill_addr (&rxq->fq, idx);
 130   n = clib_min (n_alloc, size - (idx & mask));
 131   n_wrap = n_alloc - n;
 132
 133 #define bi2addr(bi) ((bi) << CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES)
 134
 135 wrap_around:
 136
 137   while (n >= 8)
 138     {
 139 #ifdef CLIB_HAVE_VEC256
 140       u64x4 b0 = u64x4_from_u32x4 (*(u32x4u *) (bi + 0));
 141       u64x4 b1 = u64x4_from_u32x4 (*(u32x4u *) (bi + 4));
 142       *(u64x4u *) (fill + 0) = bi2addr (b0);
 143       *(u64x4u *) (fill + 4) = bi2addr (b1);
 144 #else
 145       fill[0] = bi2addr (bi[0]);
 146       fill[1] = bi2addr (bi[1]);
 147       fill[2] = bi2addr (bi[2]);
 148       fill[3] = bi2addr (bi[3]);
 149       fill[4] = bi2addr (bi[4]);
 150       fill[5] = bi2addr (bi[5]);
 151       fill[6] = bi2addr (bi[6]);
 152       fill[7] = bi2addr (bi[7]);
 153 #endif
 154       fill += 8;
 155       bi += 8;
 156       n -= 8;
 157     }
 158
 159   while (n >= 1)
 160     {
 161       fill[0] = bi2addr (bi[0]);
 162       fill += 1;
 163       bi += 1;
 164       n -= 1;
 165     }
 166
 167   if (n_wrap)
 168     {
 169       fill = xsk_ring_prod__fill_addr (&rxq->fq, 0);
 170       n = n_wrap;
 171       n_wrap = 0;
 172       goto wrap_around;
 173     }
 174
 175   af_xdp_device_input_refill_db (vm, node, ad, rxq, n_alloc);
 176 }
 177
 178 static_always_inline void
 179 af_xdp_device_input_ethernet (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 180                               const u32 next_index, const u32 sw_if_index,
 181                               const u32 hw_if_index)
 182 {
 183   vlib_next_frame_t *nf;
 184   vlib_frame_t *f;
 185   ethernet_input_frame_t *ef;
 186
 187   if (PREDICT_FALSE (VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT != next_index))
 188     return;
 189
 190   nf =
 191     vlib_node_runtime_get_next_frame (vm, node,
 192                                       VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT);
 193   f = vlib_get_frame (vm, nf->frame);
 194   f->flags = ETH_INPUT_FRAME_F_SINGLE_SW_IF_IDX;
 195
 196   ef = vlib_frame_scalar_args (f);
 197   ef->sw_if_index = sw_if_index;
 198   ef->hw_if_index = hw_if_index;
 199 }
 200
 201 static_always_inline u32
 202 af_xdp_device_input_bufs (vlib_main_t *vm, const af_xdp_device_t *ad,
 203                           af_xdp_rxq_t *rxq, u32 *bis, const u32 n_rx,
 204                           vlib_buffer_t *bt, u32 idx)
 205 {
 206   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
 207   u16 offs[VLIB_FRAME_SIZE], *off = offs;
 208   u16 lens[VLIB_FRAME_SIZE], *len = lens;
 209   const u32 mask = rxq->rx.mask;
 210   u32 n = n_rx, *bi = bis, bytes = 0;
 211
 212 #define addr2bi(addr) ((addr) >> CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES)
 213
 214   while (n >= 1)
 215     {
 216       const struct xdp_desc *desc = xsk_ring_cons__rx_desc (&rxq->rx, idx);
 217       const u64 addr = desc->addr;
 218       bi[0] = addr2bi (xsk_umem__extract_addr (addr));
 219       ASSERT (vlib_buffer_is_known (vm, bi[0]) ==
 220               VLIB_BUFFER_KNOWN_ALLOCATED);
 221       off[0] = xsk_umem__extract_offset (addr) - sizeof (vlib_buffer_t);
 222       len[0] = desc->len;
 223       idx = (idx + 1) & mask;
 224       bi += 1;
 225       off += 1;
 226       len += 1;
 227       n -= 1;
 228     }
 229
 230   vlib_get_buffers (vm, bis, bufs, n_rx);
 231
 232   n = n_rx;
 233   off = offs;
 234   len = lens;
 235
 236   while (n >= 8)
 237     {
 238       vlib_prefetch_buffer_header (b[4], LOAD);
 239       vlib_buffer_copy_template (b[0], bt);
 240       b[0]->current_data = off[0];
 241       bytes += b[0]->current_length = len[0];
 242
 243       vlib_prefetch_buffer_header (b[5], LOAD);
 244       vlib_buffer_copy_template (b[1], bt);
 245       b[1]->current_data = off[1];
 246       bytes += b[1]->current_length = len[1];
 247
 248       vlib_prefetch_buffer_header (b[6], LOAD);
 249       vlib_buffer_copy_template (b[2], bt);
 250       b[2]->current_data = off[2];
 251       bytes += b[2]->current_length = len[2];
 252
 253       vlib_prefetch_buffer_header (b[7], LOAD);
 254       vlib_buffer_copy_template (b[3], bt);
 255       b[3]->current_data = off[3];
 256       bytes += b[3]->current_length = len[3];
 257
 258       b += 4;
 259       off += 4;
 260       len += 4;
 261       n -= 4;
 262     }
 263
 264   while (n >= 1)
 265     {
 266       vlib_buffer_copy_template (b[0], bt);
 267       b[0]->current_data = off[0];
 268       bytes += b[0]->current_length = len[0];
 269       b += 1;
 270       off += 1;
 271       len += 1;
 272       n -= 1;
 273     }
 274
 275   xsk_ring_cons__release (&rxq->rx, n_rx);
 276   return bytes;
 277 }
 278
 279 static_always_inline uword
 280 af_xdp_device_input_inline (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node,
 281                             vlib_frame_t *frame, af_xdp_device_t *ad, u16 qid)
 282 {
 283   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 284   af_xdp_rxq_t *rxq = vec_elt_at_index (ad->rxqs, qid);
 285   vlib_buffer_t bt;
 286   u32 next_index, *to_next, n_left_to_next;
 287   u32 n_rx_packets, n_rx_bytes;
 288   u32 idx;
 289
 290   n_rx_packets = xsk_ring_cons__peek (&rxq->rx, VLIB_FRAME_SIZE, &idx);
 291
 292   if (PREDICT_FALSE (0 == n_rx_packets))
 293     goto refill;
 294
 295   vlib_buffer_copy_template (&bt, ad->buffer_template);
 296   next_index = ad->per_interface_next_index;
 297   if (PREDICT_FALSE (vnet_device_input_have_features (ad->sw_if_index)))
 298     vnet_feature_start_device_input_x1 (ad->sw_if_index, &next_index, &bt);
 299
 300   vlib_get_new_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 301
 302   n_rx_bytes =
 303     af_xdp_device_input_bufs (vm, ad, rxq, to_next, n_rx_packets, &bt, idx);
 304   af_xdp_device_input_ethernet (vm, node, next_index, ad->sw_if_index,
 305                                 ad->hw_if_index);
 306
 307   vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next - n_rx_packets);
 308
 309   af_xdp_device_input_trace (vm, node, n_rx_packets, to_next, next_index,
 310                              ad->hw_if_index);
 311
 312   vlib_increment_combined_counter
 313     (vnm->interface_main.combined_sw_if_counters +
 314      VNET_INTERFACE_COUNTER_RX, vm->thread_index,
 315      ad->hw_if_index, n_rx_packets, n_rx_bytes);
 316
 317 refill:
 318   af_xdp_device_input_refill_inline (vm, node, ad, rxq);
 319
 320   return n_rx_packets;
 321 }
 322
 323 VLIB_NODE_FN (af_xdp_input_node) (vlib_main_t * vm,
 324                                   vlib_node_runtime_t * node,
 325                                   vlib_frame_t * frame)
 326 {
 327   u32 n_rx = 0;
 328   af_xdp_main_t *am = &af_xdp_main;
 329   vnet_hw_if_rxq_poll_vector_t *p,
 330     *pv = vnet_hw_if_get_rxq_poll_vector (vm, node);
 331
 332   vec_foreach (p, pv)
 333     {
 334       af_xdp_device_t *ad = vec_elt_at_index (am->devices, p->dev_instance);
 335       if ((ad->flags & AF_XDP_DEVICE_F_ADMIN_UP) == 0)
 336         continue;
 337       n_rx += af_xdp_device_input_inline (vm, node, frame, ad, p->queue_id);
 338     }
 339
 340   return n_rx;
 341 }
 342
 343 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
 344 void
 345 af_xdp_device_input_refill (af_xdp_device_t *ad)
 346 {
 347   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 348   af_xdp_rxq_t *rxq;
 349   vec_foreach (rxq, ad->rxqs)
 350     af_xdp_device_input_refill_inline (vm, 0, ad, rxq);
 351 }
 352 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
 353
 354 /* *INDENT-OFF* */
 355 VLIB_REGISTER_NODE (af_xdp_input_node) = {
 356   .name = "af_xdp-input",
 357   .sibling_of = "device-input",
 358   .format_trace = format_af_xdp_input_trace,
 359   .type = VLIB_NODE_TYPE_INPUT,
 360   .state = VLIB_NODE_STATE_DISABLED,
 361   .n_errors = AF_XDP_INPUT_N_ERROR,
 362   .error_strings = af_xdp_input_error_strings,
 363   .flags = VLIB_NODE_FLAG_TRACE_SUPPORTED,
 364 };
 365 /* *INDENT-ON* */
 366
 367 /*
 368  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 369  *
 370  * Local Variables:
 371  * eval: (c-set-style "gnu")
 372  * End:
 373  */