src/plugins/avf/output.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 <vppinfra/ring.h>
  22
  23 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  24 #include <vnet/ip/ip4_packet.h>
  25 #include <vnet/ip/ip6_packet.h>
  26 #include <vnet/udp/udp_packet.h>
  27 #include <vnet/tcp/tcp_packet.h>
  28
  29 #include <vnet/devices/devices.h>
  30
  31 #include <avf/avf.h>
  32
  33 static_always_inline u8
  34 avf_tx_desc_get_dtyp (avf_tx_desc_t * d)
  35 {
  36   return d->qword[1] & 0x0f;
  37 }
  38
  39 struct avf_ip4_psh
  40 {
  41   u32 src;
  42   u32 dst;
  43   u8 zero;
  44   u8 proto;
  45   u16 l4len;
  46 };
  47
  48 struct avf_ip6_psh
  49 {
  50   ip6_address_t src;
  51   ip6_address_t dst;
  52   u32 l4len;
  53   u32 proto;
  54 };
  55
  56 static_always_inline u64
  57 avf_tx_prepare_cksum (vlib_buffer_t * b, u8 is_tso)
  58 {
  59   u64 flags = 0;
  60   if (!is_tso && !(b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD))
  61     return 0;
  62
  63   u32 oflags = vnet_buffer2 (b)->oflags;
  64   u32 is_tcp = is_tso || oflags & VNET_BUFFER_OFFLOAD_F_TCP_CKSUM;
  65   u32 is_udp = !is_tso && oflags & VNET_BUFFER_OFFLOAD_F_UDP_CKSUM;
  66   u32 is_ip4 = b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP4;
  67   u32 is_ip6 = b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP6;
  68   ASSERT (!is_tcp || !is_udp);
  69   ASSERT (is_ip4 || is_ip6);
  70   i16 l2_hdr_offset = b->current_data;
  71   i16 l3_hdr_offset = vnet_buffer (b)->l3_hdr_offset;
  72   i16 l4_hdr_offset = vnet_buffer (b)->l4_hdr_offset;
  73   u16 l2_len = l3_hdr_offset - l2_hdr_offset;
  74   u16 l3_len = l4_hdr_offset - l3_hdr_offset;
  75   ip4_header_t *ip4 = (void *) (b->data + l3_hdr_offset);
  76   ip6_header_t *ip6 = (void *) (b->data + l3_hdr_offset);
  77   tcp_header_t *tcp = (void *) (b->data + l4_hdr_offset);
  78   udp_header_t *udp = (void *) (b->data + l4_hdr_offset);
  79   u16 l4_len =
  80     is_tcp ? tcp_header_bytes (tcp) : is_udp ? sizeof (udp_header_t) : 0;
  81   u16 sum = 0;
  82
  83   flags |= AVF_TXD_OFFSET_MACLEN (l2_len) |
  84     AVF_TXD_OFFSET_IPLEN (l3_len) | AVF_TXD_OFFSET_L4LEN (l4_len);
  85   flags |= is_ip4 ? AVF_TXD_CMD_IIPT_IPV4 : AVF_TXD_CMD_IIPT_IPV6;
  86   flags |= is_tcp ? AVF_TXD_CMD_L4T_TCP : is_udp ? AVF_TXD_CMD_L4T_UDP : 0;
  87
  88   if (is_ip4)
  89     ip4->checksum = 0;
  90
  91   if (is_tso)
  92     {
  93       if (is_ip4)
  94         ip4->length = 0;
  95       else
  96         ip6->payload_length = 0;
  97     }
  98
  99   if (is_tcp || is_udp)
 100     {
 101       if (is_ip4)
 102         {
 103           struct avf_ip4_psh psh = { 0 };
 104           psh.src = ip4->src_address.as_u32;
 105           psh.dst = ip4->dst_address.as_u32;
 106           psh.proto = ip4->protocol;
 107           psh.l4len =
 108             is_tso ? 0 :
 109             clib_host_to_net_u16 (clib_net_to_host_u16 (ip4->length) -
 110                                   (l4_hdr_offset - l3_hdr_offset));
 111           sum = ~ip_csum (&psh, sizeof (psh));
 112         }
 113       else
 114         {
 115           struct avf_ip6_psh psh = { 0 };
 116           psh.src = ip6->src_address;
 117           psh.dst = ip6->dst_address;
 118           psh.proto = clib_host_to_net_u32 ((u32) ip6->protocol);
 119           psh.l4len = is_tso ? 0 : ip6->payload_length;
 120           sum = ~ip_csum (&psh, sizeof (psh));
 121         }
 122     }
 123   /* ip_csum does a byte swap for some reason... */
 124   sum = clib_net_to_host_u16 (sum);
 125   if (is_tcp)
 126     tcp->checksum = sum;
 127   else if (is_udp)
 128     udp->checksum = sum;
 129   return flags;
 130 }
 131
 132 static_always_inline int
 133 avf_tx_fill_ctx_desc (vlib_main_t * vm, avf_txq_t * txq, avf_tx_desc_t * d,
 134                       vlib_buffer_t * b)
 135 {
 136   vlib_buffer_t *ctx_ph = vlib_get_buffer (vm, txq->ctx_desc_placeholder_bi);
 137   if (PREDICT_FALSE (ctx_ph->ref_count == 255))
 138     {
 139       /* We need a new placeholder buffer */
 140       u32 new_bi;
 141       u8 bpi = vlib_buffer_pool_get_default_for_numa (vm, vm->numa_node);
 142       if (PREDICT_TRUE
 143           (vlib_buffer_alloc_from_pool (vm, &new_bi, 1, bpi) == 1))
 144         {
 145           /* Remove our own reference on the current placeholder buffer */
 146           ctx_ph->ref_count--;
 147           /* Replace with the new placeholder buffer */
 148           txq->ctx_desc_placeholder_bi = new_bi;
 149           ctx_ph = vlib_get_buffer (vm, new_bi);
 150         }
 151       else
 152         /* Impossible to enqueue a ctx descriptor, fail */
 153         return 1;
 154     }
 155
 156   /* Acquire a reference on the placeholder buffer */
 157   ctx_ph->ref_count++;
 158
 159   u16 l234hdr_sz = vnet_buffer (b)->l4_hdr_offset - b->current_data +
 160                    vnet_buffer2 (b)->gso_l4_hdr_sz;
 161   u16 tlen = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b) - l234hdr_sz;
 162   d[0].qword[0] = 0;
 163   d[0].qword[1] = AVF_TXD_DTYP_CTX | AVF_TXD_CTX_CMD_TSO
 164     | AVF_TXD_CTX_SEG_MSS (vnet_buffer2 (b)->gso_size) |
 165     AVF_TXD_CTX_SEG_TLEN (tlen);
 166   return 0;
 167 }
 168
 169 static_always_inline void
 170 avf_tx_copy_desc (avf_tx_desc_t *d, avf_tx_desc_t *s, u32 n_descs)
 171 {
 172 #if defined CLIB_HAVE_VEC512
 173   while (n_descs >= 8)
 174     {
 175       u64x8u *dv = (u64x8u *) d;
 176       u64x8u *sv = (u64x8u *) s;
 177
 178       dv[0] = sv[0];
 179       dv[1] = sv[1];
 180
 181       /* next */
 182       d += 8;
 183       s += 8;
 184       n_descs -= 8;
 185     }
 186 #elif defined CLIB_HAVE_VEC256
 187   while (n_descs >= 4)
 188     {
 189       u64x4u *dv = (u64x4u *) d;
 190       u64x4u *sv = (u64x4u *) s;
 191
 192       dv[0] = sv[0];
 193       dv[1] = sv[1];
 194
 195       /* next */
 196       d += 4;
 197       s += 4;
 198       n_descs -= 4;
 199     }
 200 #elif defined CLIB_HAVE_VEC128
 201   while (n_descs >= 2)
 202     {
 203       u64x2u *dv = (u64x2u *) d;
 204       u64x2u *sv = (u64x2u *) s;
 205
 206       dv[0] = sv[0];
 207       dv[1] = sv[1];
 208
 209       /* next */
 210       d += 2;
 211       s += 2;
 212       n_descs -= 2;
 213     }
 214 #endif
 215   while (n_descs)
 216     {
 217       d[0].qword[0] = s[0].qword[0];
 218       d[0].qword[1] = s[0].qword[1];
 219       d++;
 220       s++;
 221       n_descs--;
 222     }
 223 }
 224
 225 static_always_inline u16
 226 avf_tx_prepare (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, avf_txq_t *txq,
 227                 u32 *buffers, u32 n_packets, u16 *n_enq_descs, int use_va_dma)
 228 {
 229   u64 bits = AVF_TXD_CMD_EOP | AVF_TXD_CMD_RSV;
 230   const u32 offload_mask = VNET_BUFFER_F_OFFLOAD | VNET_BUFFER_F_GSO;
 231   u64 one_by_one_offload_flags = 0;
 232   int is_tso;
 233   u16 n_desc = 0;
 234   u16 n_desc_left, n_packets_left = n_packets;
 235   vlib_buffer_t *b[4];
 236   avf_tx_desc_t *d = txq->tmp_descs;
 237   u32 *tb = txq->tmp_bufs;
 238
 239   n_desc_left = txq->size - txq->n_enqueued - 8;
 240
 241   if (n_desc_left == 0)
 242     return 0;
 243
 244   while (n_packets_left && n_desc_left)
 245     {
 246       u32 or_flags;
 247       if (n_packets_left < 8 || n_desc_left < 4)
 248         goto one_by_one;
 249
 250       vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[4], LOAD);
 251       vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[5], LOAD);
 252       vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[6], LOAD);
 253       vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[7], LOAD);
 254
 255       b[0] = vlib_get_buffer (vm, buffers[0]);
 256       b[1] = vlib_get_buffer (vm, buffers[1]);
 257       b[2] = vlib_get_buffer (vm, buffers[2]);
 258       b[3] = vlib_get_buffer (vm, buffers[3]);
 259
 260       or_flags = b[0]->flags | b[1]->flags | b[2]->flags | b[3]->flags;
 261
 262       if (or_flags & (VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | offload_mask))
 263         goto one_by_one;
 264
 265       vlib_buffer_copy_indices (tb, buffers, 4);
 266
 267       if (use_va_dma)
 268         {
 269           d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b[0]);
 270           d[1].qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b[1]);
 271           d[2].qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b[2]);
 272           d[3].qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b[3]);
 273         }
 274       else
 275         {
 276           d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b[0]);
 277           d[1].qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b[1]);
 278           d[2].qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b[2]);
 279           d[3].qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b[3]);
 280         }
 281
 282       d[0].qword[1] = ((u64) b[0]->current_length) << 34 | bits;
 283       d[1].qword[1] = ((u64) b[1]->current_length) << 34 | bits;
 284       d[2].qword[1] = ((u64) b[2]->current_length) << 34 | bits;
 285       d[3].qword[1] = ((u64) b[3]->current_length) << 34 | bits;
 286
 287       n_desc += 4;
 288       buffers += 4;
 289       n_packets_left -= 4;
 290       n_desc_left -= 4;
 291       d += 4;
 292       tb += 4;
 293       continue;
 294
 295     one_by_one:
 296       one_by_one_offload_flags = 0;
 297       tb[0] = buffers[0];
 298       b[0] = vlib_get_buffer (vm, buffers[0]);
 299       is_tso = ! !(b[0]->flags & VNET_BUFFER_F_GSO);
 300       if (PREDICT_FALSE (is_tso || b[0]->flags & offload_mask))
 301         one_by_one_offload_flags |= avf_tx_prepare_cksum (b[0], is_tso);
 302
 303       /* Deal with chain buffer if present */
 304       if (is_tso || b[0]->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 305         {
 306           u16 n_desc_needed = 1 + is_tso;
 307           vlib_buffer_t *b0 = b[0];
 308
 309           /* Wish there were a buffer count for chain buffer */
 310           while (b0->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 311             {
 312               b0 = vlib_get_buffer (vm, b0->next_buffer);
 313               n_desc_needed++;
 314             }
 315
 316           /* spec says data descriptor is limited to 8 segments */
 317           if (PREDICT_FALSE (!is_tso && n_desc_needed > 8))
 318             {
 319               vlib_buffer_free_one (vm, buffers[0]);
 320               vlib_error_count (vm, node->node_index,
 321                                 AVF_TX_ERROR_SEGMENT_SIZE_EXCEEDED, 1);
 322               n_packets_left -= 1;
 323               buffers += 1;
 324               continue;
 325             }
 326
 327           if (PREDICT_FALSE (n_desc_left < n_desc_needed))
 328             /*
 329              * Slow path may be able to to deal with this since it can handle
 330              * ring wrap
 331              */
 332             break;
 333
 334           /* Enqueue a context descriptor if needed */
 335           if (PREDICT_FALSE (is_tso))
 336             {
 337               if (avf_tx_fill_ctx_desc (vm, txq, d, b[0]))
 338                 /* Failure to acquire ref on ctx placeholder */
 339                 break;
 340               tb[1] = tb[0];
 341               tb[0] = txq->ctx_desc_placeholder_bi;
 342               n_desc += 1;
 343               n_desc_left -= 1;
 344               d += 1;
 345               tb += 1;
 346             }
 347           while (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 348             {
 349               if (use_va_dma)
 350                 d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b[0]);
 351               else
 352                 d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b[0]);
 353
 354               d[0].qword[1] = (((u64) b[0]->current_length) << 34) |
 355                 AVF_TXD_CMD_RSV | one_by_one_offload_flags;
 356
 357               n_desc += 1;
 358               n_desc_left -= 1;
 359               d += 1;
 360               tb += 1;
 361
 362               tb[0] = b[0]->next_buffer;
 363               b[0] = vlib_get_buffer (vm, b[0]->next_buffer);
 364             }
 365         }
 366
 367       if (use_va_dma)
 368         d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b[0]);
 369       else
 370         d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b[0]);
 371
 372       d[0].qword[1] =
 373         (((u64) b[0]->current_length) << 34) | bits | one_by_one_offload_flags;
 374
 375       n_desc += 1;
 376       buffers += 1;
 377       n_packets_left -= 1;
 378       n_desc_left -= 1;
 379       d += 1;
 380       tb += 1;
 381     }
 382
 383   *n_enq_descs = n_desc;
 384   return n_packets - n_packets_left;
 385 }
 386
 387 VNET_DEVICE_CLASS_TX_FN (avf_device_class) (vlib_main_t * vm,
 388                                             vlib_node_runtime_t * node,
 389                                             vlib_frame_t * frame)
 390 {
 391   vnet_interface_output_runtime_t *rd = (void *) node->runtime_data;
 392   avf_device_t *ad = avf_get_device (rd->dev_instance);
 393   u32 thread_index = vm->thread_index;
 394   u8 qid = thread_index;
 395   avf_txq_t *txq = vec_elt_at_index (ad->txqs, qid % ad->num_queue_pairs);
 396   u16 next = txq->next;
 397   u16 mask = txq->size - 1;
 398   u32 *buffers = vlib_frame_vector_args (frame);
 399   u16 n_enq, n_left, n_desc, *slot;
 400   u16 n_retry = 2;
 401
 402   clib_spinlock_lock_if_init (&txq->lock);
 403
 404   n_left = frame->n_vectors;
 405
 406 retry:
 407   /* release consumed bufs */
 408   if (txq->n_enqueued)
 409     {
 410       i32 complete_slot = -1;
 411       while (1)
 412         {
 413           u16 *slot = clib_ring_get_first (txq->rs_slots);
 414
 415           if (slot == 0)
 416             break;
 417
 418           if (avf_tx_desc_get_dtyp (txq->descs + slot[0]) != 0x0F)
 419             break;
 420
 421           complete_slot = slot[0];
 422
 423           clib_ring_deq (txq->rs_slots);
 424         }
 425
 426       if (complete_slot >= 0)
 427         {
 428           u16 first, mask, n_free;
 429           mask = txq->size - 1;
 430           first = (txq->next - txq->n_enqueued) & mask;
 431           n_free = (complete_slot + 1 - first) & mask;
 432
 433           txq->n_enqueued -= n_free;
 434           vlib_buffer_free_from_ring_no_next (vm, txq->bufs, first, txq->size,
 435                                               n_free);
 436         }
 437     }
 438
 439   n_desc = 0;
 440   if (ad->flags & AVF_DEVICE_F_VA_DMA)
 441     n_enq = avf_tx_prepare (vm, node, txq, buffers, n_left, &n_desc, 1);
 442   else
 443     n_enq = avf_tx_prepare (vm, node, txq, buffers, n_left, &n_desc, 0);
 444
 445   if (n_desc)
 446     {
 447       if (PREDICT_TRUE (next + n_desc <= txq->size))
 448         {
 449           /* no wrap */
 450           avf_tx_copy_desc (txq->descs + next, txq->tmp_descs, n_desc);
 451           vlib_buffer_copy_indices (txq->bufs + next, txq->tmp_bufs, n_desc);
 452         }
 453       else
 454         {
 455           /* wrap */
 456           u32 n_not_wrap = txq->size - next;
 457           avf_tx_copy_desc (txq->descs + next, txq->tmp_descs, n_not_wrap);
 458           avf_tx_copy_desc (txq->descs, txq->tmp_descs + n_not_wrap,
 459                             n_desc - n_not_wrap);
 460           vlib_buffer_copy_indices (txq->bufs + next, txq->tmp_bufs,
 461                                     n_not_wrap);
 462           vlib_buffer_copy_indices (txq->bufs, txq->tmp_bufs + n_not_wrap,
 463                                     n_desc - n_not_wrap);
 464         }
 465
 466       next += n_desc;
 467       if ((slot = clib_ring_enq (txq->rs_slots)))
 468         {
 469           u16 rs_slot = slot[0] = (next - 1) & mask;
 470           txq->descs[rs_slot].qword[1] |= AVF_TXD_CMD_RS;
 471         }
 472
 473       txq->next = next & mask;
 474       avf_tail_write (txq->qtx_tail, txq->next);
 475       txq->n_enqueued += n_desc;
 476       n_left -= n_enq;
 477     }
 478
 479   if (n_left)
 480     {
 481       buffers += n_enq;
 482
 483       if (n_retry--)
 484         goto retry;
 485
 486       vlib_buffer_free (vm, buffers, n_left);
 487       vlib_error_count (vm, node->node_index,
 488                         AVF_TX_ERROR_NO_FREE_SLOTS, n_left);
 489     }
 490
 491   clib_spinlock_unlock_if_init (&txq->lock);
 492
 493   return frame->n_vectors - n_left;
 494 }
 495
 496 /*
 497  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 498  *
 499  * Local Variables:
 500  * eval: (c-set-style "gnu")
 501  * End:
 502  */