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 #include <vppinfra/vector/ip_csum.h>
  23
  24 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  25 #include <vnet/ip/ip4_packet.h>
  26 #include <vnet/ip/ip6_packet.h>
  27 #include <vnet/udp/udp_packet.h>
  28 #include <vnet/tcp/tcp_packet.h>
  29
  30 #include <vnet/devices/devices.h>
  31
  32 #include <avf/avf.h>
  33
  34 static_always_inline u8
  35 avf_tx_desc_get_dtyp (avf_tx_desc_t * d)
  36 {
  37   return d->qword[1] & 0x0f;
  38 }
  39
  40 struct avf_ip4_psh
  41 {
  42   u32 src;
  43   u32 dst;
  44   u8 zero;
  45   u8 proto;
  46   u16 l4len;
  47 };
  48
  49 struct avf_ip6_psh
  50 {
  51   ip6_address_t src;
  52   ip6_address_t dst;
  53   u32 l4len;
  54   u32 proto;
  55 };
  56
  57 static_always_inline u64
  58 avf_tx_prepare_cksum (vlib_buffer_t * b, u8 is_tso)
  59 {
  60   u64 flags = 0;
  61   if (!is_tso && !(b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD))
  62     return 0;
  63
  64   vnet_buffer_oflags_t oflags = vnet_buffer (b)->oflags;
  65   u32 is_tcp = is_tso || oflags & VNET_BUFFER_OFFLOAD_F_TCP_CKSUM;
  66   u32 is_udp = !is_tso && oflags & VNET_BUFFER_OFFLOAD_F_UDP_CKSUM;
  67
  68   if (!is_tcp && !is_udp)
  69     return 0;
  70
  71   u32 is_ip4 = b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP4;
  72   u32 is_ip6 = b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP6;
  73
  74   ASSERT (!(is_tcp && is_udp));
  75   ASSERT (is_ip4 || is_ip6);
  76   i16 l2_hdr_offset = b->current_data;
  77   i16 l3_hdr_offset = vnet_buffer (b)->l3_hdr_offset;
  78   i16 l4_hdr_offset = vnet_buffer (b)->l4_hdr_offset;
  79   u16 l2_len = l3_hdr_offset - l2_hdr_offset;
  80   u16 l3_len = l4_hdr_offset - l3_hdr_offset;
  81   ip4_header_t *ip4 = (void *) (b->data + l3_hdr_offset);
  82   ip6_header_t *ip6 = (void *) (b->data + l3_hdr_offset);
  83   tcp_header_t *tcp = (void *) (b->data + l4_hdr_offset);
  84   udp_header_t *udp = (void *) (b->data + l4_hdr_offset);
  85   u16 l4_len = is_tcp ? tcp_header_bytes (tcp) : sizeof (udp_header_t);
  86   u16 sum = 0;
  87
  88   flags |= AVF_TXD_OFFSET_MACLEN (l2_len) |
  89     AVF_TXD_OFFSET_IPLEN (l3_len) | AVF_TXD_OFFSET_L4LEN (l4_len);
  90   flags |= is_ip4 ? AVF_TXD_CMD_IIPT_IPV4 : AVF_TXD_CMD_IIPT_IPV6;
  91   flags |= is_tcp ? AVF_TXD_CMD_L4T_TCP : AVF_TXD_CMD_L4T_UDP;
  92
  93   if (is_ip4)
  94     ip4->checksum = 0;
  95
  96   if (is_tso)
  97     {
  98       if (is_ip4)
  99         ip4->length = 0;
 100       else
 101         ip6->payload_length = 0;
 102     }
 103
 104       if (is_ip4)
 105         {
 106           struct avf_ip4_psh psh = { 0 };
 107           psh.src = ip4->src_address.as_u32;
 108           psh.dst = ip4->dst_address.as_u32;
 109           psh.proto = ip4->protocol;
 110           psh.l4len =
 111             is_tso ? 0 :
 112             clib_host_to_net_u16 (clib_net_to_host_u16 (ip4->length) -
 113                                   (l4_hdr_offset - l3_hdr_offset));
 114           sum = ~clib_ip_csum ((u8 *) &psh, sizeof (psh));
 115         }
 116       else
 117         {
 118           struct avf_ip6_psh psh = { 0 };
 119           psh.src = ip6->src_address;
 120           psh.dst = ip6->dst_address;
 121           psh.proto = clib_host_to_net_u32 ((u32) ip6->protocol);
 122           psh.l4len = is_tso ? 0 : ip6->payload_length;
 123           sum = ~clib_ip_csum ((u8 *) &psh, sizeof (psh));
 124         }
 125
 126   if (is_tcp)
 127     tcp->checksum = sum;
 128   else
 129     udp->checksum = sum;
 130   return flags;
 131 }
 132
 133 static_always_inline u32
 134 avf_tx_fill_ctx_desc (vlib_main_t *vm, avf_txq_t *txq, avf_tx_desc_t *d,
 135                       vlib_buffer_t *b)
 136 {
 137   vlib_buffer_t *ctx_ph;
 138   u32 *bi = txq->ph_bufs;
 139
 140 next:
 141   ctx_ph = vlib_get_buffer (vm, bi[0]);
 142   if (PREDICT_FALSE (ctx_ph->ref_count == 255))
 143     {
 144       bi++;
 145       goto next;
 146     }
 147
 148   /* Acquire a reference on the placeholder buffer */
 149   ctx_ph->ref_count++;
 150
 151   u16 l234hdr_sz = vnet_buffer (b)->l4_hdr_offset - b->current_data +
 152                    vnet_buffer2 (b)->gso_l4_hdr_sz;
 153   u16 tlen = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b) - l234hdr_sz;
 154   d[0].qword[0] = 0;
 155   d[0].qword[1] = AVF_TXD_DTYP_CTX | AVF_TXD_CTX_CMD_TSO
 156     | AVF_TXD_CTX_SEG_MSS (vnet_buffer2 (b)->gso_size) |
 157     AVF_TXD_CTX_SEG_TLEN (tlen);
 158   return bi[0];
 159 }
 160
 161 static_always_inline void
 162 avf_tx_copy_desc (avf_tx_desc_t *d, avf_tx_desc_t *s, u32 n_descs)
 163 {
 164 #if defined CLIB_HAVE_VEC512
 165   while (n_descs >= 8)
 166     {
 167       u64x8u *dv = (u64x8u *) d;
 168       u64x8u *sv = (u64x8u *) s;
 169
 170       dv[0] = sv[0];
 171       dv[1] = sv[1];
 172
 173       /* next */
 174       d += 8;
 175       s += 8;
 176       n_descs -= 8;
 177     }
 178 #elif defined CLIB_HAVE_VEC256
 179   while (n_descs >= 4)
 180     {
 181       u64x4u *dv = (u64x4u *) d;
 182       u64x4u *sv = (u64x4u *) s;
 183
 184       dv[0] = sv[0];
 185       dv[1] = sv[1];
 186
 187       /* next */
 188       d += 4;
 189       s += 4;
 190       n_descs -= 4;
 191     }
 192 #elif defined CLIB_HAVE_VEC128
 193   while (n_descs >= 2)
 194     {
 195       u64x2u *dv = (u64x2u *) d;
 196       u64x2u *sv = (u64x2u *) s;
 197
 198       dv[0] = sv[0];
 199       dv[1] = sv[1];
 200
 201       /* next */
 202       d += 2;
 203       s += 2;
 204       n_descs -= 2;
 205     }
 206 #endif
 207   while (n_descs)
 208     {
 209       d[0].qword[0] = s[0].qword[0];
 210       d[0].qword[1] = s[0].qword[1];
 211       d++;
 212       s++;
 213       n_descs--;
 214     }
 215 }
 216
 217 static_always_inline void
 218 avf_tx_fill_data_desc (vlib_main_t *vm, avf_tx_desc_t *d, vlib_buffer_t *b,
 219                        u64 cmd, int use_va_dma)
 220 {
 221   if (use_va_dma)
 222     d->qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b);
 223   else
 224     d->qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b);
 225   d->qword[1] = (((u64) b->current_length) << 34 | cmd | AVF_TXD_CMD_RSV);
 226 }
 227 static_always_inline u16
 228 avf_tx_prepare (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, avf_txq_t *txq,
 229                 u32 *buffers, u32 n_packets, u16 *n_enq_descs, int use_va_dma)
 230 {
 231   const u64 cmd_eop = AVF_TXD_CMD_EOP;
 232   u16 n_free_desc, n_desc_left, n_packets_left = n_packets;
 233 #if defined CLIB_HAVE_VEC512
 234   vlib_buffer_t *b[8];
 235 #else
 236   vlib_buffer_t *b[4];
 237 #endif
 238   avf_tx_desc_t *d = txq->tmp_descs;
 239   u32 *tb = txq->tmp_bufs;
 240
 241   n_free_desc = n_desc_left = txq->size - txq->n_enqueued - 8;
 242
 243   if (n_desc_left == 0)
 244     return 0;
 245
 246   while (n_packets_left && n_desc_left)
 247     {
 248 #if defined CLIB_HAVE_VEC512
 249       u32 flags;
 250       u64x8 or_flags_vec512;
 251       u64x8 flags_mask_vec512;
 252 #else
 253       u32 flags, or_flags;
 254 #endif
 255
 256 #if defined CLIB_HAVE_VEC512
 257       if (n_packets_left < 8 || n_desc_left < 8)
 258 #else
 259       if (n_packets_left < 8 || n_desc_left < 4)
 260 #endif
 261         goto one_by_one;
 262
 263 #if defined CLIB_HAVE_VEC512
 264       u64x8 base_ptr = u64x8_splat (vm->buffer_main->buffer_mem_start);
 265       u32x8 buf_indices = u32x8_load_unaligned (buffers);
 266
 267       *(u64x8 *) &b = base_ptr + u64x8_from_u32x8 (
 268                                    buf_indices << CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES);
 269
 270       or_flags_vec512 = u64x8_i64gather (u64x8_load_unaligned (b), 0, 1);
 271 #else
 272       vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[4], LOAD);
 273       vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[5], LOAD);
 274       vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[6], LOAD);
 275       vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[7], LOAD);
 276
 277       b[0] = vlib_get_buffer (vm, buffers[0]);
 278       b[1] = vlib_get_buffer (vm, buffers[1]);
 279       b[2] = vlib_get_buffer (vm, buffers[2]);
 280       b[3] = vlib_get_buffer (vm, buffers[3]);
 281
 282       or_flags = b[0]->flags | b[1]->flags | b[2]->flags | b[3]->flags;
 283 #endif
 284
 285 #if defined CLIB_HAVE_VEC512
 286       flags_mask_vec512 = u64x8_splat (
 287         VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | VNET_BUFFER_F_OFFLOAD | VNET_BUFFER_F_GSO);
 288       if (PREDICT_FALSE (
 289             !u64x8_is_all_zero (or_flags_vec512 & flags_mask_vec512)))
 290 #else
 291       if (PREDICT_FALSE (or_flags &
 292                          (VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | VNET_BUFFER_F_OFFLOAD |
 293                           VNET_BUFFER_F_GSO)))
 294 #endif
 295         goto one_by_one;
 296
 297 #if defined CLIB_HAVE_VEC512
 298       vlib_buffer_copy_indices (tb, buffers, 8);
 299       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 0, b[0], cmd_eop, use_va_dma);
 300       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 1, b[1], cmd_eop, use_va_dma);
 301       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 2, b[2], cmd_eop, use_va_dma);
 302       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 3, b[3], cmd_eop, use_va_dma);
 303       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 4, b[4], cmd_eop, use_va_dma);
 304       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 5, b[5], cmd_eop, use_va_dma);
 305       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 6, b[6], cmd_eop, use_va_dma);
 306       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 7, b[7], cmd_eop, use_va_dma);
 307
 308       buffers += 8;
 309       n_packets_left -= 8;
 310       n_desc_left -= 8;
 311       d += 8;
 312       tb += 8;
 313 #else
 314       vlib_buffer_copy_indices (tb, buffers, 4);
 315
 316       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 0, b[0], cmd_eop, use_va_dma);
 317       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 1, b[1], cmd_eop, use_va_dma);
 318       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 2, b[2], cmd_eop, use_va_dma);
 319       avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 3, b[3], cmd_eop, use_va_dma);
 320
 321       buffers += 4;
 322       n_packets_left -= 4;
 323       n_desc_left -= 4;
 324       d += 4;
 325       tb += 4;
 326 #endif
 327
 328       continue;
 329
 330     one_by_one:
 331       tb[0] = buffers[0];
 332       b[0] = vlib_get_buffer (vm, buffers[0]);
 333       flags = b[0]->flags;
 334
 335       /* No chained buffers or TSO case */
 336       if (PREDICT_TRUE (
 337             (flags & (VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | VNET_BUFFER_F_GSO)) == 0))
 338         {
 339           u64 cmd = cmd_eop;
 340
 341           if (PREDICT_FALSE (flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD))
 342             cmd |= avf_tx_prepare_cksum (b[0], 0 /* is_tso */);
 343
 344           avf_tx_fill_data_desc (vm, d, b[0], cmd, use_va_dma);
 345         }
 346       else
 347         {
 348           u16 n_desc_needed = 1;
 349           u64 cmd = 0;
 350
 351           if (flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 352             {
 353               vlib_buffer_t *next = vlib_get_buffer (vm, b[0]->next_buffer);
 354               n_desc_needed = 2;
 355               while (next->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 356                 {
 357                   next = vlib_get_buffer (vm, next->next_buffer);
 358                   n_desc_needed++;
 359                 }
 360             }
 361
 362           if (flags & VNET_BUFFER_F_GSO)
 363             {
 364               n_desc_needed++;
 365             }
 366           else if (PREDICT_FALSE (n_desc_needed > 8))
 367             {
 368               vlib_buffer_free_one (vm, buffers[0]);
 369               vlib_error_count (vm, node->node_index,
 370                                 AVF_TX_ERROR_SEGMENT_SIZE_EXCEEDED, 1);
 371               n_packets_left -= 1;
 372               buffers += 1;
 373               continue;
 374             }
 375
 376           if (PREDICT_FALSE (n_desc_left < n_desc_needed))
 377             break;
 378
 379           if (flags & VNET_BUFFER_F_GSO)
 380             {
 381               /* Enqueue a context descriptor */
 382               tb[1] = tb[0];
 383               tb[0] = avf_tx_fill_ctx_desc (vm, txq, d, b[0]);
 384               n_desc_left -= 1;
 385               d += 1;
 386               tb += 1;
 387               cmd = avf_tx_prepare_cksum (b[0], 1 /* is_tso */);
 388             }
 389           else if (flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD)
 390             {
 391               cmd = avf_tx_prepare_cksum (b[0], 0 /* is_tso */);
 392             }
 393
 394           /* Deal with chain buffer if present */
 395           while (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 396             {
 397               avf_tx_fill_data_desc (vm, d, b[0], cmd, use_va_dma);
 398
 399               n_desc_left -= 1;
 400               d += 1;
 401               tb += 1;
 402
 403               tb[0] = b[0]->next_buffer;
 404               b[0] = vlib_get_buffer (vm, b[0]->next_buffer);
 405             }
 406
 407           avf_tx_fill_data_desc (vm, d, b[0], cmd_eop | cmd, use_va_dma);
 408         }
 409
 410       buffers += 1;
 411       n_packets_left -= 1;
 412       n_desc_left -= 1;
 413       d += 1;
 414       tb += 1;
 415     }
 416
 417   *n_enq_descs = n_free_desc - n_desc_left;
 418   return n_packets - n_packets_left;
 419 }
 420
 421 VNET_DEVICE_CLASS_TX_FN (avf_device_class) (vlib_main_t * vm,
 422                                             vlib_node_runtime_t * node,
 423                                             vlib_frame_t * frame)
 424 {
 425   vnet_interface_output_runtime_t *rd = (void *) node->runtime_data;
 426   avf_device_t *ad = avf_get_device (rd->dev_instance);
 427   vnet_hw_if_tx_frame_t *tf = vlib_frame_scalar_args (frame);
 428   u8 qid = tf->queue_id;
 429   avf_txq_t *txq = vec_elt_at_index (ad->txqs, qid);
 430   u16 next;
 431   u16 mask = txq->size - 1;
 432   u32 *buffers = vlib_frame_vector_args (frame);
 433   u16 n_enq, n_left, n_desc, *slot;
 434   u16 n_retry = 2;
 435
 436   if (tf->shared_queue)
 437     clib_spinlock_lock (&txq->lock);
 438
 439   n_left = frame->n_vectors;
 440
 441 retry:
 442   next = txq->next;
 443   /* release consumed bufs */
 444   if (txq->n_enqueued)
 445     {
 446       i32 complete_slot = -1;
 447       while (1)
 448         {
 449           u16 *slot = clib_ring_get_first (txq->rs_slots);
 450
 451           if (slot == 0)
 452             break;
 453
 454           if (avf_tx_desc_get_dtyp (txq->descs + slot[0]) != 0x0F)
 455             break;
 456
 457           complete_slot = slot[0];
 458
 459           clib_ring_deq (txq->rs_slots);
 460         }
 461
 462       if (complete_slot >= 0)
 463         {
 464           u16 first, mask, n_free;
 465           mask = txq->size - 1;
 466           first = (txq->next - txq->n_enqueued) & mask;
 467           n_free = (complete_slot + 1 - first) & mask;
 468
 469           txq->n_enqueued -= n_free;
 470           vlib_buffer_free_from_ring_no_next (vm, txq->bufs, first, txq->size,
 471                                               n_free);
 472         }
 473     }
 474
 475   n_desc = 0;
 476   if (ad->flags & AVF_DEVICE_F_VA_DMA)
 477     n_enq = avf_tx_prepare (vm, node, txq, buffers, n_left, &n_desc, 1);
 478   else
 479     n_enq = avf_tx_prepare (vm, node, txq, buffers, n_left, &n_desc, 0);
 480
 481   if (n_desc)
 482     {
 483       if (PREDICT_TRUE (next + n_desc <= txq->size))
 484         {
 485           /* no wrap */
 486           avf_tx_copy_desc (txq->descs + next, txq->tmp_descs, n_desc);
 487           vlib_buffer_copy_indices (txq->bufs + next, txq->tmp_bufs, n_desc);
 488         }
 489       else
 490         {
 491           /* wrap */
 492           u32 n_not_wrap = txq->size - next;
 493           avf_tx_copy_desc (txq->descs + next, txq->tmp_descs, n_not_wrap);
 494           avf_tx_copy_desc (txq->descs, txq->tmp_descs + n_not_wrap,
 495                             n_desc - n_not_wrap);
 496           vlib_buffer_copy_indices (txq->bufs + next, txq->tmp_bufs,
 497                                     n_not_wrap);
 498           vlib_buffer_copy_indices (txq->bufs, txq->tmp_bufs + n_not_wrap,
 499                                     n_desc - n_not_wrap);
 500         }
 501
 502       next += n_desc;
 503       if ((slot = clib_ring_enq (txq->rs_slots)))
 504         {
 505           u16 rs_slot = slot[0] = (next - 1) & mask;
 506           txq->descs[rs_slot].qword[1] |= AVF_TXD_CMD_RS;
 507         }
 508
 509       txq->next = next & mask;
 510       avf_tail_write (txq->qtx_tail, txq->next);
 511       txq->n_enqueued += n_desc;
 512       n_left -= n_enq;
 513     }
 514
 515   if (n_left)
 516     {
 517       buffers += n_enq;
 518
 519       if (n_retry--)
 520         goto retry;
 521
 522       vlib_buffer_free (vm, buffers, n_left);
 523       vlib_error_count (vm, node->node_index,
 524                         AVF_TX_ERROR_NO_FREE_SLOTS, n_left);
 525     }
 526
 527   if (tf->shared_queue)
 528     clib_spinlock_unlock (&txq->lock);
 529
 530   return frame->n_vectors - n_left;
 531 }
 532
 533 /*
 534  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 535  *
 536  * Local Variables:
 537  * eval: (c-set-style "gnu")
 538  * End:
 539  */