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 <poll.h>
  19 #include <vlib/vlib.h>
  20 #include <vlib/unix/unix.h>
  21 #include <vlib/pci/pci.h>
  22 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  23 #include <vnet/devices/devices.h>
  24 #include <vnet/interface/rx_queue_funcs.h>
  25 #include "af_xdp.h"
  26
  27 #define foreach_af_xdp_input_error                                            \
  28   _ (SYSCALL_REQUIRED, "syscall required")                                    \
  29   _ (SYSCALL_FAILURES, "syscall failures")
  30
  31 typedef enum
  32 {
  33 #define _(f,s) AF_XDP_INPUT_ERROR_##f,
  34   foreach_af_xdp_input_error
  35 #undef _
  36     AF_XDP_INPUT_N_ERROR,
  37 } af_xdp_input_error_t;
  38
  39 static __clib_unused char *af_xdp_input_error_strings[] = {
  40 #define _(n,s) s,
  41   foreach_af_xdp_input_error
  42 #undef _
  43 };
  44
  45 static_always_inline void
  46 af_xdp_device_input_trace (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
  47                            u32 n_left, const u32 * bi, u32 next_index,
  48                            u32 hw_if_index)
  49 {
  50   u32 n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
  51
  52   if (PREDICT_TRUE (0 == n_trace))
  53     return;
  54
  55   while (n_trace && n_left)
  56     {
  57       vlib_buffer_t *b = vlib_get_buffer (vm, bi[0]);
  58       if (PREDICT_TRUE
  59           (vlib_trace_buffer (vm, node, next_index, b, /* follow_chain */ 0)))
  60         {
  61           af_xdp_input_trace_t *tr =
  62             vlib_add_trace (vm, node, b, sizeof (*tr));
  63           tr->next_index = next_index;
  64           tr->hw_if_index = hw_if_index;
  65           n_trace--;
  66         }
  67       n_left--;
  68       bi++;
  69     }
  70
  71   vlib_set_trace_count (vm, node, n_trace);
  72 }
  73
  74 static_always_inline void
  75 af_xdp_device_input_refill_db (vlib_main_t * vm,
  76                                const vlib_node_runtime_t * node,
  77                                af_xdp_device_t * ad, af_xdp_rxq_t * rxq,
  78                                const u32 n_alloc)
  79 {
  80   xsk_ring_prod__submit (&rxq->fq, n_alloc);
  81
  82   if (AF_XDP_RXQ_MODE_INTERRUPT == rxq->mode ||
  83       !xsk_ring_prod__needs_wakeup (&rxq->fq))
  84     return;
  85
  86   if (node)
  87     vlib_error_count (vm, node->node_index,
  88                       AF_XDP_INPUT_ERROR_SYSCALL_REQUIRED, 1);
  89
  90   if (clib_spinlock_trylock_if_init (&rxq->syscall_lock))
  91     {
  92       struct pollfd fd = { .fd = rxq->xsk_fd, .events = POLLIN | POLLOUT };
  93       int ret = poll (&fd, 1, 0);
  94       clib_spinlock_unlock_if_init (&rxq->syscall_lock);
  95       if (PREDICT_FALSE (ret < 0))
  96         {
  97           /* something bad is happening */
  98           if (node)
  99             vlib_error_count (vm, node->node_index,
 100                               AF_XDP_INPUT_ERROR_SYSCALL_FAILURES, 1);
 101           af_xdp_device_error (ad, "rx poll() failed");
 102         }
 103     }
 104 }
 105
 106 static_always_inline void
 107 af_xdp_device_input_refill_inline (vlib_main_t *vm,
 108                                    const vlib_node_runtime_t *node,
 109                                    af_xdp_device_t *ad, af_xdp_rxq_t *rxq)
 110 {
 111   __u64 *fill;
 112   const u32 size = rxq->fq.size;
 113   const u32 mask = size - 1;
 114   u32 bis[VLIB_FRAME_SIZE], *bi = bis;
 115   u32 n_alloc, n, n_wrap;
 116   u32 idx = 0;
 117
 118   ASSERT (mask == rxq->fq.mask);
 119
 120   /* do not enqueue more packet than ring space */
 121   n_alloc = xsk_prod_nb_free (&rxq->fq, 16);
 122   /* do not bother to allocate if too small */
 123   if (n_alloc < 16)
 124     return;
 125
 126   n_alloc = clib_min (n_alloc, ARRAY_LEN (bis));
 127   n_alloc = vlib_buffer_alloc_from_pool (vm, bis, n_alloc, ad->pool);
 128   n = xsk_ring_prod__reserve (&rxq->fq, n_alloc, &idx);
 129   ASSERT (n == n_alloc);
 130
 131   fill = xsk_ring_prod__fill_addr (&rxq->fq, idx);
 132   n = clib_min (n_alloc, size - (idx & mask));
 133   n_wrap = n_alloc - n;
 134
 135 #define bi2addr(bi) ((bi) << CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES)
 136
 137 wrap_around:
 138
 139   while (n >= 8)
 140     {
 141 #ifdef CLIB_HAVE_VEC256
 142       u64x4 b0 = u64x4_from_u32x4 (*(u32x4u *) (bi + 0));
 143       u64x4 b1 = u64x4_from_u32x4 (*(u32x4u *) (bi + 4));
 144       *(u64x4u *) (fill + 0) = bi2addr (b0);
 145       *(u64x4u *) (fill + 4) = bi2addr (b1);
 146 #else
 147       fill[0] = bi2addr (bi[0]);
 148       fill[1] = bi2addr (bi[1]);
 149       fill[2] = bi2addr (bi[2]);
 150       fill[3] = bi2addr (bi[3]);
 151       fill[4] = bi2addr (bi[4]);
 152       fill[5] = bi2addr (bi[5]);
 153       fill[6] = bi2addr (bi[6]);
 154       fill[7] = bi2addr (bi[7]);
 155 #endif
 156       fill += 8;
 157       bi += 8;
 158       n -= 8;
 159     }
 160
 161   while (n >= 1)
 162     {
 163       fill[0] = bi2addr (bi[0]);
 164       fill += 1;
 165       bi += 1;
 166       n -= 1;
 167     }
 168
 169   if (n_wrap)
 170     {
 171       fill = xsk_ring_prod__fill_addr (&rxq->fq, 0);
 172       n = n_wrap;
 173       n_wrap = 0;
 174       goto wrap_around;
 175     }
 176
 177   af_xdp_device_input_refill_db (vm, node, ad, rxq, n_alloc);
 178 }
 179
 180 static_always_inline void
 181 af_xdp_device_input_ethernet (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 182                               const u32 next_index, const u32 sw_if_index,
 183                               const u32 hw_if_index)
 184 {
 185   vlib_next_frame_t *nf;
 186   vlib_frame_t *f;
 187   ethernet_input_frame_t *ef;
 188
 189   if (PREDICT_FALSE (VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT != next_index))
 190     return;
 191
 192   nf =
 193     vlib_node_runtime_get_next_frame (vm, node,
 194                                       VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT);
 195   f = vlib_get_frame (vm, nf->frame);
 196   f->flags = ETH_INPUT_FRAME_F_SINGLE_SW_IF_IDX;
 197
 198   ef = vlib_frame_scalar_args (f);
 199   ef->sw_if_index = sw_if_index;
 200   ef->hw_if_index = hw_if_index;
 201 }
 202
 203 static_always_inline u32
 204 af_xdp_device_input_bufs (vlib_main_t *vm, const af_xdp_device_t *ad,
 205                           af_xdp_rxq_t *rxq, u32 *bis, const u32 n_rx,
 206                           vlib_buffer_t *bt, u32 idx)
 207 {
 208   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
 209   u16 offs[VLIB_FRAME_SIZE], *off = offs;
 210   u16 lens[VLIB_FRAME_SIZE], *len = lens;
 211   const u32 mask = rxq->rx.mask;
 212   u32 n = n_rx, *bi = bis, bytes = 0;
 213
 214 #define addr2bi(addr) ((addr) >> CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES)
 215
 216   while (n >= 1)
 217     {
 218       const struct xdp_desc *desc = xsk_ring_cons__rx_desc (&rxq->rx, idx);
 219       const u64 addr = desc->addr;
 220       bi[0] = addr2bi (xsk_umem__extract_addr (addr));
 221       ASSERT (vlib_buffer_is_known (vm, bi[0]) ==
 222               VLIB_BUFFER_KNOWN_ALLOCATED);
 223       off[0] = xsk_umem__extract_offset (addr) - sizeof (vlib_buffer_t);
 224       len[0] = desc->len;
 225       idx = (idx + 1) & mask;
 226       bi += 1;
 227       off += 1;
 228       len += 1;
 229       n -= 1;
 230     }
 231
 232   vlib_get_buffers (vm, bis, bufs, n_rx);
 233
 234   n = n_rx;
 235   off = offs;
 236   len = lens;
 237
 238   while (n >= 8)
 239     {
 240       vlib_prefetch_buffer_header (b[4], LOAD);
 241       vlib_buffer_copy_template (b[0], bt);
 242       b[0]->current_data = off[0];
 243       bytes += b[0]->current_length = len[0];
 244
 245       vlib_prefetch_buffer_header (b[5], LOAD);
 246       vlib_buffer_copy_template (b[1], bt);
 247       b[1]->current_data = off[1];
 248       bytes += b[1]->current_length = len[1];
 249
 250       vlib_prefetch_buffer_header (b[6], LOAD);
 251       vlib_buffer_copy_template (b[2], bt);
 252       b[2]->current_data = off[2];
 253       bytes += b[2]->current_length = len[2];
 254
 255       vlib_prefetch_buffer_header (b[7], LOAD);
 256       vlib_buffer_copy_template (b[3], bt);
 257       b[3]->current_data = off[3];
 258       bytes += b[3]->current_length = len[3];
 259
 260       b += 4;
 261       off += 4;
 262       len += 4;
 263       n -= 4;
 264     }
 265
 266   while (n >= 1)
 267     {
 268       vlib_buffer_copy_template (b[0], bt);
 269       b[0]->current_data = off[0];
 270       bytes += b[0]->current_length = len[0];
 271       b += 1;
 272       off += 1;
 273       len += 1;
 274       n -= 1;
 275     }
 276
 277   xsk_ring_cons__release (&rxq->rx, n_rx);
 278   return bytes;
 279 }
 280
 281 static_always_inline uword
 282 af_xdp_device_input_inline (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node,
 283                             vlib_frame_t *frame, af_xdp_device_t *ad, u16 qid)
 284 {
 285   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 286   af_xdp_rxq_t *rxq = vec_elt_at_index (ad->rxqs, qid);
 287   vlib_buffer_t bt;
 288   u32 next_index, *to_next, n_left_to_next;
 289   u32 n_rx_packets, n_rx_bytes;
 290   u32 idx;
 291
 292   n_rx_packets = xsk_ring_cons__peek (&rxq->rx, VLIB_FRAME_SIZE, &idx);
 293
 294   if (PREDICT_FALSE (0 == n_rx_packets))
 295     goto refill;
 296
 297   vlib_buffer_copy_template (&bt, ad->buffer_template);
 298   next_index = ad->per_interface_next_index;
 299   if (PREDICT_FALSE (vnet_device_input_have_features (ad->sw_if_index)))
 300     vnet_feature_start_device_input_x1 (ad->sw_if_index, &next_index, &bt);
 301
 302   vlib_get_new_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 303
 304   n_rx_bytes =
 305     af_xdp_device_input_bufs (vm, ad, rxq, to_next, n_rx_packets, &bt, idx);
 306   af_xdp_device_input_ethernet (vm, node, next_index, ad->sw_if_index,
 307                                 ad->hw_if_index);
 308
 309   vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next - n_rx_packets);
 310
 311   af_xdp_device_input_trace (vm, node, n_rx_packets, to_next, next_index,
 312                              ad->hw_if_index);
 313
 314   vlib_increment_combined_counter
 315     (vnm->interface_main.combined_sw_if_counters +
 316      VNET_INTERFACE_COUNTER_RX, vm->thread_index,
 317      ad->hw_if_index, n_rx_packets, n_rx_bytes);
 318
 319 refill:
 320   af_xdp_device_input_refill_inline (vm, node, ad, rxq);
 321
 322   return n_rx_packets;
 323 }
 324
 325 VLIB_NODE_FN (af_xdp_input_node) (vlib_main_t * vm,
 326                                   vlib_node_runtime_t * node,
 327                                   vlib_frame_t * frame)
 328 {
 329   u32 n_rx = 0;
 330   af_xdp_main_t *am = &af_xdp_main;
 331   vnet_hw_if_rxq_poll_vector_t *p,
 332     *pv = vnet_hw_if_get_rxq_poll_vector (vm, node);
 333
 334   vec_foreach (p, pv)
 335     {
 336       af_xdp_device_t *ad = vec_elt_at_index (am->devices, p->dev_instance);
 337       if ((ad->flags & AF_XDP_DEVICE_F_ADMIN_UP) == 0)
 338         continue;
 339       n_rx += af_xdp_device_input_inline (vm, node, frame, ad, p->queue_id);
 340     }
 341
 342   return n_rx;
 343 }
 344
 345 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
 346 void
 347 af_xdp_device_input_refill (af_xdp_device_t *ad)
 348 {
 349   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 350   af_xdp_rxq_t *rxq;
 351   vec_foreach (rxq, ad->rxqs)
 352     af_xdp_device_input_refill_inline (vm, 0, ad, rxq);
 353 }
 354 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
 355
 356 /* *INDENT-OFF* */
 357 VLIB_REGISTER_NODE (af_xdp_input_node) = {
 358   .name = "af_xdp-input",
 359   .sibling_of = "device-input",
 360   .format_trace = format_af_xdp_input_trace,
 361   .type = VLIB_NODE_TYPE_INPUT,
 362   .state = VLIB_NODE_STATE_DISABLED,
 363   .n_errors = AF_XDP_INPUT_N_ERROR,
 364   .error_strings = af_xdp_input_error_strings,
 365   .flags = VLIB_NODE_FLAG_TRACE_SUPPORTED,
 366 };
 367 /* *INDENT-ON* */
 368
 369 /*
 370  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 371  *
 372  * Local Variables:
 373  * eval: (c-set-style "gnu")
 374  * End:
 375  */