src/plugins/dpdk/device/dpdk.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15 #ifndef __included_dpdk_h__
  16 #define __included_dpdk_h__
  17
  18 /* $$$$ We should rename always_inline -> clib_always_inline */
  19 #undef always_inline
  20
  21 #include <rte_config.h>
  22
  23 #include <rte_common.h>
  24 #include <rte_dev.h>
  25 #include <rte_memory.h>
  26 #include <rte_eal.h>
  27 #include <rte_per_lcore.h>
  28 #include <rte_cycles.h>
  29 #include <rte_lcore.h>
  30 #include <rte_per_lcore.h>
  31 #include <rte_interrupts.h>
  32 #include <rte_pci.h>
  33 #include <rte_ether.h>
  34 #include <rte_ethdev.h>
  35 #include <rte_ring.h>
  36 #include <rte_mempool.h>
  37 #include <rte_mbuf.h>
  38 #include <rte_version.h>
  39 #include <rte_eth_bond.h>
  40 #include <rte_sched.h>
  41 #include <rte_net.h>
  42 #include <rte_bus_pci.h>
  43 #include <rte_flow.h>
  44
  45 #include <vnet/unix/pcap.h>
  46 #include <vnet/devices/devices.h>
  47
  48 #if CLIB_DEBUG > 0
  49 #define always_inline static inline
  50 #else
  51 #define always_inline static inline __attribute__ ((__always_inline__))
  52 #endif
  53
  54 #include <vlib/pci/pci.h>
  55 #include <vnet/flow/flow.h>
  56
  57 #define NB_MBUF   (16<<10)
  58
  59 extern vnet_device_class_t dpdk_device_class;
  60 extern vlib_node_registration_t dpdk_input_node;
  61
  62 #define foreach_dpdk_pmd          \
  63   _ ("net_thunderx", THUNDERX)    \
  64   _ ("net_e1000_em", E1000EM)     \
  65   _ ("net_e1000_igb", IGB)        \
  66   _ ("net_e1000_igb_vf", IGBVF)   \
  67   _ ("net_ixgbe", IXGBE)          \
  68   _ ("net_ixgbe_vf", IXGBEVF)     \
  69   _ ("net_i40e", I40E)            \
  70   _ ("net_i40e_vf", I40EVF)       \
  71   _ ("net_virtio", VIRTIO)        \
  72   _ ("net_enic", ENIC)            \
  73   _ ("net_vmxnet3", VMXNET3)      \
  74   _ ("AF_PACKET PMD", AF_PACKET)  \
  75   _ ("net_bonding", BOND)         \
  76   _ ("net_fm10k", FM10K)          \
  77   _ ("net_cxgbe", CXGBE)          \
  78   _ ("net_mlx4", MLX4)            \
  79   _ ("net_mlx5", MLX5)            \
  80   _ ("net_dpaa2", DPAA2)          \
  81   _ ("net_virtio_user", VIRTIO_USER) \
  82   _ ("net_vhost", VHOST_ETHER)    \
  83   _ ("net_ena", ENA)              \
  84   _ ("net_failsafe", FAILSAFE)
  85
  86 typedef enum
  87 {
  88   VNET_DPDK_PMD_NONE,
  89 #define _(s,f) VNET_DPDK_PMD_##f,
  90   foreach_dpdk_pmd
  91 #undef _
  92     VNET_DPDK_PMD_UNKNOWN,      /* must be last */
  93 } dpdk_pmd_t;
  94
  95 typedef enum
  96 {
  97   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_1G,
  98   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_2_5G,
  99   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_5G,
 100   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_10G,
 101   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_20G,
 102   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_25G,
 103   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_40G,
 104   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_50G,
 105   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_56G,
 106   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_100G,
 107   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_BOND,
 108   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_SWITCH,
 109   VNET_DPDK_PORT_TYPE_AF_PACKET,
 110   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_VF,
 111   VNET_DPDK_PORT_TYPE_VIRTIO_USER,
 112   VNET_DPDK_PORT_TYPE_VHOST_ETHER,
 113   VNET_DPDK_PORT_TYPE_FAILSAFE,
 114   VNET_DPDK_PORT_TYPE_UNKNOWN,
 115 } dpdk_port_type_t;
 116
 117 typedef uint16_t dpdk_portid_t;
 118
 119 typedef struct
 120 {
 121   /* Required for vec_validate_aligned */
 122   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 123
 124   struct rte_ring *swq;
 125
 126   u64 hqos_field0_slabmask;
 127   u32 hqos_field0_slabpos;
 128   u32 hqos_field0_slabshr;
 129   u64 hqos_field1_slabmask;
 130   u32 hqos_field1_slabpos;
 131   u32 hqos_field1_slabshr;
 132   u64 hqos_field2_slabmask;
 133   u32 hqos_field2_slabpos;
 134   u32 hqos_field2_slabshr;
 135   u32 hqos_tc_table[64];
 136 } dpdk_device_hqos_per_worker_thread_t;
 137
 138 typedef struct
 139 {
 140   /* Required for vec_validate_aligned */
 141   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 142   struct rte_ring **swq;
 143   struct rte_mbuf **pkts_enq;
 144   struct rte_mbuf **pkts_deq;
 145   struct rte_sched_port *hqos;
 146   u32 hqos_burst_enq;
 147   u32 hqos_burst_deq;
 148   u32 pkts_enq_len;
 149   u32 swq_pos;
 150   u32 flush_count;
 151 } dpdk_device_hqos_per_hqos_thread_t;
 152
 153 #define foreach_dpdk_device_flags \
 154   _( 0, ADMIN_UP, "admin-up") \
 155   _( 1, PROMISC, "promisc") \
 156   _( 2, PMD, "pmd") \
 157   _( 3, PMD_INIT_FAIL, "pmd-init-fail") \
 158   _( 4, MAYBE_MULTISEG, "maybe-multiseg") \
 159   _( 5, HAVE_SUBIF, "subif") \
 160   _( 6, HQOS, "hqos") \
 161   _( 7, BOND_SLAVE, "bond-slave") \
 162   _( 8, BOND_SLAVE_UP, "bond-slave-up") \
 163   _( 9, TX_OFFLOAD, "tx-offload") \
 164   _(10, INTEL_PHDR_CKSUM, "intel-phdr-cksum") \
 165   _(11, RX_FLOW_OFFLOAD, "rx-flow-offload")
 166
 167 enum
 168 {
 169 #define _(a, b, c) DPDK_DEVICE_FLAG_##b = (1 << a),
 170   foreach_dpdk_device_flags
 171 #undef _
 172 };
 173
 174 typedef struct
 175 {
 176   u32 flow_index;
 177   u32 mark;
 178   struct rte_flow *handle;
 179 } dpdk_flow_entry_t;
 180
 181 typedef struct
 182 {
 183   u32 flow_id;
 184   u16 next_index;
 185   i16 buffer_advance;
 186 } dpdk_flow_lookup_entry_t;
 187
 188 typedef struct
 189 {
 190   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 191   volatile u32 **lockp;
 192
 193   /* Instance ID */
 194   dpdk_portid_t device_index;
 195
 196   u32 hw_if_index;
 197   u32 sw_if_index;
 198
 199   /* next node index if we decide to steal the rx graph arc */
 200   u32 per_interface_next_index;
 201
 202   dpdk_pmd_t pmd:8;
 203   i8 cpu_socket;
 204
 205   u16 flags;
 206
 207   u16 nb_tx_desc;
 208     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline1);
 209
 210   u8 *interface_name_suffix;
 211
 212   /* number of sub-interfaces */
 213   u16 num_subifs;
 214
 215   /* PMD related */
 216   u16 tx_q_used;
 217   u16 rx_q_used;
 218   u16 nb_rx_desc;
 219   u16 *cpu_socket_id_by_queue;
 220   u8 *buffer_pool_for_queue;
 221   struct rte_eth_conf port_conf;
 222   struct rte_eth_txconf tx_conf;
 223
 224   /* flow related */
 225   u32 supported_flow_actions;
 226   dpdk_flow_entry_t *flow_entries;      /* pool */
 227   dpdk_flow_lookup_entry_t *flow_lookup_entries;        /* vector */
 228   struct rte_flow_error last_flow_error;
 229
 230   /* HQoS related */
 231   dpdk_device_hqos_per_worker_thread_t *hqos_wt;
 232   dpdk_device_hqos_per_hqos_thread_t *hqos_ht;
 233
 234   /* af_packet or BondEthernet instance number */
 235   dpdk_portid_t port_id;
 236
 237   /* Bonded interface port# of a slave -
 238      only valid if DPDK_DEVICE_FLAG_BOND_SLAVE bit is set */
 239   dpdk_portid_t bond_port;
 240
 241   struct rte_eth_link link;
 242   f64 time_last_link_update;
 243
 244   struct rte_eth_stats stats;
 245   struct rte_eth_stats last_stats;
 246   struct rte_eth_stats last_cleared_stats;
 247   struct rte_eth_xstat *xstats;
 248   struct rte_eth_xstat *last_cleared_xstats;
 249   f64 time_last_stats_update;
 250   dpdk_port_type_t port_type;
 251
 252   /* mac address */
 253   u8 *default_mac_address;
 254
 255   /* error string */
 256   clib_error_t *errors;
 257 } dpdk_device_t;
 258
 259 #define DPDK_STATS_POLL_INTERVAL      (10.0)
 260 #define DPDK_MIN_STATS_POLL_INTERVAL  (0.001)   /* 1msec */
 261
 262 #define DPDK_LINK_POLL_INTERVAL       (3.0)
 263 #define DPDK_MIN_LINK_POLL_INTERVAL   (0.001)   /* 1msec */
 264
 265 typedef struct
 266 {
 267   u32 device;
 268   u16 queue_id;
 269 } dpdk_device_and_queue_t;
 270
 271 #ifndef DPDK_HQOS_DBG_BYPASS
 272 #define DPDK_HQOS_DBG_BYPASS 0
 273 #endif
 274
 275 #ifndef HQOS_FLUSH_COUNT_THRESHOLD
 276 #define HQOS_FLUSH_COUNT_THRESHOLD              100000
 277 #endif
 278
 279 typedef struct dpdk_device_config_hqos_t
 280 {
 281   u32 hqos_thread;
 282   u32 hqos_thread_valid;
 283
 284   u32 swq_size;
 285   u32 burst_enq;
 286   u32 burst_deq;
 287
 288   u32 pktfield0_slabpos;
 289   u32 pktfield1_slabpos;
 290   u32 pktfield2_slabpos;
 291   u64 pktfield0_slabmask;
 292   u64 pktfield1_slabmask;
 293   u64 pktfield2_slabmask;
 294   u32 tc_table[64];
 295
 296   struct rte_sched_port_params port;
 297   struct rte_sched_subport_params *subport;
 298   struct rte_sched_pipe_params *pipe;
 299   uint32_t *pipe_map;
 300 } dpdk_device_config_hqos_t;
 301
 302 int dpdk_hqos_validate_mask (u64 mask, u32 n);
 303 void dpdk_device_config_hqos_pipe_profile_default (dpdk_device_config_hqos_t *
 304                                                    hqos, u32 pipe_profile_id);
 305 void dpdk_device_config_hqos_default (dpdk_device_config_hqos_t * hqos);
 306 clib_error_t *dpdk_port_setup_hqos (dpdk_device_t * xd,
 307                                     dpdk_device_config_hqos_t * hqos);
 308 void dpdk_hqos_metadata_set (dpdk_device_hqos_per_worker_thread_t * hqos,
 309                              struct rte_mbuf **pkts, u32 n_pkts);
 310
 311 #define foreach_dpdk_device_config_item \
 312   _ (num_rx_queues) \
 313   _ (num_tx_queues) \
 314   _ (num_rx_desc) \
 315   _ (num_tx_desc) \
 316   _ (rss_fn)
 317
 318 typedef struct
 319 {
 320   vlib_pci_addr_t pci_addr;
 321   u8 is_blacklisted;
 322   u8 vlan_strip_offload;
 323 #define DPDK_DEVICE_VLAN_STRIP_DEFAULT 0
 324 #define DPDK_DEVICE_VLAN_STRIP_OFF 1
 325 #define DPDK_DEVICE_VLAN_STRIP_ON  2
 326
 327 #define _(x) uword x;
 328     foreach_dpdk_device_config_item
 329 #undef _
 330     clib_bitmap_t * workers;
 331   u32 hqos_enabled;
 332   dpdk_device_config_hqos_t hqos;
 333 } dpdk_device_config_t;
 334
 335 typedef struct
 336 {
 337
 338   /* Config stuff */
 339   u8 **eal_init_args;
 340   u8 *eal_init_args_str;
 341   u8 *uio_driver_name;
 342   u8 no_multi_seg;
 343   u8 enable_tcp_udp_checksum;
 344   u8 no_tx_checksum_offload;
 345
 346   /* Required config parameters */
 347   u8 coremask_set_manually;
 348   u8 nchannels_set_manually;
 349   u32 coremask;
 350   u32 nchannels;
 351   u32 num_mbufs;
 352
 353   /*
 354    * format interface names ala xxxEthernet%d/%d/%d instead of
 355    * xxxEthernet%x/%x/%x.
 356    */
 357   u8 interface_name_format_decimal;
 358
 359   /* per-device config */
 360   dpdk_device_config_t default_devconf;
 361   dpdk_device_config_t *dev_confs;
 362   uword *device_config_index_by_pci_addr;
 363
 364 } dpdk_config_main_t;
 365
 366 extern dpdk_config_main_t dpdk_config_main;
 367
 368 #define DPDK_RX_BURST_SZ VLIB_FRAME_SIZE
 369
 370 typedef struct
 371 {
 372   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 373   struct rte_mbuf *mbufs[DPDK_RX_BURST_SZ];
 374   u32 buffers[DPDK_RX_BURST_SZ];
 375   u16 next[DPDK_RX_BURST_SZ];
 376   u16 etype[DPDK_RX_BURST_SZ];
 377   u8 flags[DPDK_RX_BURST_SZ];
 378   vlib_buffer_t buffer_template;
 379 } dpdk_per_thread_data_t;
 380
 381 typedef struct
 382 {
 383   int pcap_enable;
 384   pcap_main_t pcap_main;
 385   u8 *pcap_filename;
 386   u32 pcap_sw_if_index;
 387   u32 pcap_pkts_to_capture;
 388 } dpdk_pcap_t;
 389
 390 typedef struct
 391 {
 392
 393   /* Devices */
 394   dpdk_device_t *devices;
 395   dpdk_device_and_queue_t **devices_by_hqos_cpu;
 396   dpdk_per_thread_data_t *per_thread_data;
 397
 398   /* per-thread recycle lists */
 399   u32 **recycle;
 400
 401   /* buffer flags template, configurable to enable/disable tcp / udp cksum */
 402   u32 buffer_flags_template;
 403
 404   /* pcap tracing */
 405   dpdk_pcap_t pcap[VLIB_N_RX_TX];
 406
 407   int pcap_enable;
 408   pcap_main_t pcap_main;
 409   u8 *pcap_filename;
 410   u32 pcap_sw_if_index;
 411   u32 pcap_pkts_to_capture;
 412
 413   /*
 414    * flag indicating that a posted admin up/down
 415    * (via post_sw_interface_set_flags) is in progress
 416    */
 417   u8 admin_up_down_in_progress;
 418
 419   /* which cpus are running I/O TX */
 420   int hqos_cpu_first_index;
 421   int hqos_cpu_count;
 422
 423   /* control interval of dpdk link state and stat polling */
 424   f64 link_state_poll_interval;
 425   f64 stat_poll_interval;
 426
 427   /* Sleep for this many usec after each device poll */
 428   u32 poll_sleep_usec;
 429
 430   /* convenience */
 431   vlib_main_t *vlib_main;
 432   vnet_main_t *vnet_main;
 433   dpdk_config_main_t *conf;
 434
 435   /* mempool */
 436   struct rte_mempool **pktmbuf_pools;
 437
 438   /* API message ID base */
 439   u16 msg_id_base;
 440
 441   /* logging */
 442   vlib_log_class_t log_default;
 443 } dpdk_main_t;
 444
 445 extern dpdk_main_t dpdk_main;
 446
 447 typedef struct
 448 {
 449   u32 buffer_index;
 450   u16 device_index;
 451   u8 queue_index;
 452   struct rte_mbuf mb;
 453   /* Copy of VLIB buffer; packet data stored in pre_data. */
 454   vlib_buffer_t buffer;
 455   u8 data[256];                 /* First 256 data bytes, used for hexdump */
 456 } dpdk_tx_trace_t;
 457
 458 typedef struct
 459 {
 460   u32 buffer_index;
 461   u16 device_index;
 462   u16 queue_index;
 463   struct rte_mbuf mb;
 464   vlib_buffer_t buffer;         /* Copy of VLIB buffer; pkt data stored in pre_data. */
 465   u8 data[256];                 /* First 256 data bytes, used for hexdump */
 466 } dpdk_rx_trace_t;
 467
 468 void dpdk_device_setup (dpdk_device_t * xd);
 469 void dpdk_device_start (dpdk_device_t * xd);
 470 void dpdk_device_stop (dpdk_device_t * xd);
 471
 472 int dpdk_port_state_callback (dpdk_portid_t port_id,
 473                               enum rte_eth_event_type type,
 474                               void *param, void *ret_param);
 475
 476 #define foreach_dpdk_error                                              \
 477   _(NONE, "no error")                                                   \
 478   _(RX_PACKET_ERROR, "Rx packet errors")                                \
 479   _(RX_BAD_FCS, "Rx bad fcs")                                           \
 480   _(IP_CHECKSUM_ERROR, "Rx ip checksum errors")                         \
 481   _(RX_ALLOC_FAIL, "rx buf alloc from free list failed")                \
 482   _(RX_ALLOC_NO_PHYSMEM, "rx buf alloc failed no physmem")              \
 483   _(RX_ALLOC_DROP_PKTS, "rx packets dropped due to alloc error")
 484
 485 typedef enum
 486 {
 487 #define _(f,s) DPDK_ERROR_##f,
 488   foreach_dpdk_error
 489 #undef _
 490     DPDK_N_ERROR,
 491 } dpdk_error_t;
 492
 493 #define dpdk_log_err(...) \
 494   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_ERR, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 495 #define dpdk_log_warn(...) \
 496   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_WARNING, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 497 #define dpdk_log_notice(...) \
 498   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_NOTICE, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 499 #define dpdk_log_info(...) \
 500   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_INFO, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 501
 502 void dpdk_update_link_state (dpdk_device_t * xd, f64 now);
 503
 504 format_function_t format_dpdk_device_name;
 505 format_function_t format_dpdk_device;
 506 format_function_t format_dpdk_device_errors;
 507 format_function_t format_dpdk_tx_trace;
 508 format_function_t format_dpdk_rx_trace;
 509 format_function_t format_dpdk_rte_mbuf;
 510 format_function_t format_dpdk_rx_rte_mbuf;
 511 format_function_t format_dpdk_flow;
 512 unformat_function_t unformat_dpdk_log_level;
 513 vnet_flow_dev_ops_function_t dpdk_flow_ops_fn;
 514
 515 clib_error_t *unformat_rss_fn (unformat_input_t * input, uword * rss_fn);
 516 clib_error_t *unformat_hqos (unformat_input_t * input,
 517                              dpdk_device_config_hqos_t * hqos);
 518
 519 uword
 520 admin_up_down_process (vlib_main_t * vm,
 521                        vlib_node_runtime_t * rt, vlib_frame_t * f);
 522
 523 clib_error_t *dpdk_pool_create (vlib_main_t * vm, u8 * pool_name,
 524                                 u32 elt_size, u32 num_elts,
 525                                 u32 pool_priv_size, u16 cache_size, u8 numa,
 526                                 struct rte_mempool **_mp,
 527                                 vlib_physmem_region_index_t * pri);
 528
 529 clib_error_t *dpdk_buffer_pool_create (vlib_main_t * vm, unsigned num_mbufs,
 530                                        unsigned socket_id);
 531
 532 #if CLI_DEBUG
 533 int dpdk_buffer_validate_trajectory_all (u32 * uninitialized);
 534 void dpdk_buffer_poison_trajectory_all (void);
 535 #endif
 536
 537 #endif /* __included_dpdk_h__ */
 538
 539 /*
 540  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 541  *
 542  * Local Variables:
 543  * eval: (c-set-style "gnu")
 544  * End:
 545  */