avf: add avf flow framework
[vpp.git] / src / plugins / avf / output.c
index 47803fc..5bcb68c 100644 (file)
 #include <vlib/unix/unix.h>
 #include <vlib/pci/pci.h>
 #include <vppinfra/ring.h>
+
 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
+#include <vnet/ip/ip4_packet.h>
+#include <vnet/ip/ip6_packet.h>
+#include <vnet/udp/udp_packet.h>
+#include <vnet/tcp/tcp_packet.h>
+
 #include <vnet/devices/devices.h>
 
 #include <avf/avf.h>
@@ -30,21 +36,161 @@ avf_tx_desc_get_dtyp (avf_tx_desc_t * d)
   return d->qword[1] & 0x0f;
 }
 
+struct avf_ip4_psh
+{
+  u32 src;
+  u32 dst;
+  u8 zero;
+  u8 proto;
+  u16 l4len;
+};
+
+struct avf_ip6_psh
+{
+  ip6_address_t src;
+  ip6_address_t dst;
+  u32 l4len;
+  u32 proto;
+};
+
+static_always_inline u64
+avf_tx_prepare_cksum (vlib_buffer_t * b, u8 is_tso)
+{
+  u64 flags = 0;
+  if (!is_tso && !(b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD))
+    return 0;
+
+  u32 oflags = vnet_buffer2 (b)->oflags;
+  u32 is_tcp = is_tso || oflags & VNET_BUFFER_OFFLOAD_F_TCP_CKSUM;
+  u32 is_udp = !is_tso && oflags & VNET_BUFFER_OFFLOAD_F_UDP_CKSUM;
+  u32 is_ip4 = b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP4;
+  u32 is_ip6 = b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP6;
+  ASSERT (!is_tcp || !is_udp);
+  ASSERT (is_ip4 || is_ip6);
+  i16 l2_hdr_offset = b->current_data;
+  i16 l3_hdr_offset = vnet_buffer (b)->l3_hdr_offset;
+  i16 l4_hdr_offset = vnet_buffer (b)->l4_hdr_offset;
+  u16 l2_len = l3_hdr_offset - l2_hdr_offset;
+  u16 l3_len = l4_hdr_offset - l3_hdr_offset;
+  ip4_header_t *ip4 = (void *) (b->data + l3_hdr_offset);
+  ip6_header_t *ip6 = (void *) (b->data + l3_hdr_offset);
+  tcp_header_t *tcp = (void *) (b->data + l4_hdr_offset);
+  udp_header_t *udp = (void *) (b->data + l4_hdr_offset);
+  u16 l4_len =
+    is_tcp ? tcp_header_bytes (tcp) : is_udp ? sizeof (udp_header_t) : 0;
+  u16 sum = 0;
+
+  flags |= AVF_TXD_OFFSET_MACLEN (l2_len) |
+    AVF_TXD_OFFSET_IPLEN (l3_len) | AVF_TXD_OFFSET_L4LEN (l4_len);
+  flags |= is_ip4 ? AVF_TXD_CMD_IIPT_IPV4 : AVF_TXD_CMD_IIPT_IPV6;
+  flags |= is_tcp ? AVF_TXD_CMD_L4T_TCP : is_udp ? AVF_TXD_CMD_L4T_UDP : 0;
+
+  if (is_ip4)
+    ip4->checksum = 0;
+
+  if (is_tso)
+    {
+      if (is_ip4)
+       ip4->length = 0;
+      else
+       ip6->payload_length = 0;
+    }
+
+  if (is_tcp || is_udp)
+    {
+      if (is_ip4)
+       {
+         struct avf_ip4_psh psh = { 0 };
+         psh.src = ip4->src_address.as_u32;
+         psh.dst = ip4->dst_address.as_u32;
+         psh.proto = ip4->protocol;
+         psh.l4len =
+           is_tso ? 0 :
+           clib_host_to_net_u16 (clib_net_to_host_u16 (ip4->length) -
+                                 (l4_hdr_offset - l3_hdr_offset));
+         sum = ~ip_csum (&psh, sizeof (psh));
+       }
+      else
+       {
+         struct avf_ip6_psh psh = { 0 };
+         psh.src = ip6->src_address;
+         psh.dst = ip6->dst_address;
+         psh.proto = clib_host_to_net_u32 ((u32) ip6->protocol);
+         psh.l4len = is_tso ? 0 : ip6->payload_length;
+         sum = ~ip_csum (&psh, sizeof (psh));
+       }
+    }
+  /* ip_csum does a byte swap for some reason... */
+  sum = clib_net_to_host_u16 (sum);
+  if (is_tcp)
+    tcp->checksum = sum;
+  else if (is_udp)
+    udp->checksum = sum;
+  return flags;
+}
+
+static_always_inline int
+avf_tx_fill_ctx_desc (vlib_main_t * vm, avf_txq_t * txq, avf_tx_desc_t * d,
+                     vlib_buffer_t * b)
+{
+  vlib_buffer_t *ctx_ph = vlib_get_buffer (vm, txq->ctx_desc_placeholder_bi);
+  if (PREDICT_FALSE (ctx_ph->ref_count == 255))
+    {
+      /* We need a new placeholder buffer */
+      u32 new_bi;
+      u8 bpi = vlib_buffer_pool_get_default_for_numa (vm, vm->numa_node);
+      if (PREDICT_TRUE
+         (vlib_buffer_alloc_from_pool (vm, &new_bi, 1, bpi) == 1))
+       {
+         /* Remove our own reference on the current placeholder buffer */
+         ctx_ph->ref_count--;
+         /* Replace with the new placeholder buffer */
+         txq->ctx_desc_placeholder_bi = new_bi;
+         ctx_ph = vlib_get_buffer (vm, new_bi);
+       }
+      else
+       /* Impossible to enqueue a ctx descriptor, fail */
+       return 1;
+    }
+
+  /* Acquire a reference on the placeholder buffer */
+  ctx_ph->ref_count++;
+
+  u16 l234hdr_sz = vnet_buffer (b)->l4_hdr_offset - b->current_data +
+                  vnet_buffer2 (b)->gso_l4_hdr_sz;
+  u16 tlen = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b) - l234hdr_sz;
+  d[0].qword[0] = 0;
+  d[0].qword[1] = AVF_TXD_DTYP_CTX | AVF_TXD_CTX_CMD_TSO
+    | AVF_TXD_CTX_SEG_MSS (vnet_buffer2 (b)->gso_size) |
+    AVF_TXD_CTX_SEG_TLEN (tlen);
+  return 0;
+}
+
+
 static_always_inline u16
-avf_tx_enqueue (vlib_main_t * vm, avf_txq_t * txq, u32 * buffers,
-               u32 n_packets, int use_va_dma)
+avf_tx_enqueue (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node, avf_txq_t * txq,
+               u32 * buffers, u32 n_packets, int use_va_dma)
 {
   u16 next = txq->next;
   u64 bits = AVF_TXD_CMD_EOP | AVF_TXD_CMD_RSV;
+  const u32 offload_mask = VNET_BUFFER_F_OFFLOAD | VNET_BUFFER_F_GSO;
+  u64 one_by_one_offload_flags = 0;
+  int is_tso;
   u16 n_desc = 0;
   u16 *slot, n_desc_left, n_packets_left = n_packets;
   u16 mask = txq->size - 1;
   vlib_buffer_t *b[4];
   avf_tx_desc_t *d = txq->descs + next;
+  u16 n_desc_needed;
+  vlib_buffer_t *b0;
 
   /* avoid ring wrap */
   n_desc_left = txq->size - clib_max (txq->next, txq->n_enqueued + 8);
 
+  if (n_desc_left == 0)
+    return 0;
+
+  /* Fast path, no ring wrap */
   while (n_packets_left && n_desc_left)
     {
       u32 or_flags;
@@ -63,7 +209,7 @@ avf_tx_enqueue (vlib_main_t * vm, avf_txq_t * txq, u32 * buffers,
 
       or_flags = b[0]->flags | b[1]->flags | b[2]->flags | b[3]->flags;
 
-      if (or_flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+      if (or_flags & (VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | offload_mask))
        goto one_by_one;
 
       vlib_buffer_copy_indices (txq->bufs + next, buffers, 4);
@@ -97,15 +243,85 @@ avf_tx_enqueue (vlib_main_t * vm, avf_txq_t * txq, u32 * buffers,
       continue;
 
     one_by_one:
+      one_by_one_offload_flags = 0;
       txq->bufs[next] = buffers[0];
       b[0] = vlib_get_buffer (vm, buffers[0]);
+      is_tso = ! !(b[0]->flags & VNET_BUFFER_F_GSO);
+      if (PREDICT_FALSE (is_tso || b[0]->flags & offload_mask))
+       one_by_one_offload_flags |= avf_tx_prepare_cksum (b[0], is_tso);
+
+      /* Deal with chain buffer if present */
+      if (is_tso || b[0]->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+       {
+         n_desc_needed = 1 + is_tso;
+         b0 = b[0];
+
+         /* Wish there were a buffer count for chain buffer */
+         while (b0->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+           {
+             b0 = vlib_get_buffer (vm, b0->next_buffer);
+             n_desc_needed++;
+           }
+
+         /* spec says data descriptor is limited to 8 segments */
+         if (PREDICT_FALSE (!is_tso && n_desc_needed > 8))
+           {
+             vlib_buffer_free_one (vm, buffers[0]);
+             vlib_error_count (vm, node->node_index,
+                               AVF_TX_ERROR_SEGMENT_SIZE_EXCEEDED, 1);
+             n_packets_left -= 1;
+             buffers += 1;
+             continue;
+           }
+
+         if (PREDICT_FALSE (n_desc_left < n_desc_needed))
+           /*
+            * Slow path may be able to to deal with this since it can handle
+            * ring wrap
+            */
+           break;
+
+         /* Enqueue a context descriptor if needed */
+         if (PREDICT_FALSE (is_tso))
+           {
+             if (avf_tx_fill_ctx_desc (vm, txq, d, b[0]))
+               /* Failure to acquire ref on ctx placeholder */
+               break;
+             txq->bufs[next + 1] = txq->bufs[next];
+             txq->bufs[next] = txq->ctx_desc_placeholder_bi;
+             next += 1;
+             n_desc += 1;
+             n_desc_left -= 1;
+             d += 1;
+           }
+         while (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+           {
+             if (use_va_dma)
+               d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b[0]);
+             else
+               d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b[0]);
+
+             d[0].qword[1] = (((u64) b[0]->current_length) << 34) |
+               AVF_TXD_CMD_RSV | one_by_one_offload_flags;
+
+             next += 1;
+             n_desc += 1;
+             n_desc_left -= 1;
+             d += 1;
+
+             txq->bufs[next] = b[0]->next_buffer;
+             b[0] = vlib_get_buffer (vm, b[0]->next_buffer);
+           }
+       }
 
       if (use_va_dma)
        d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b[0]);
       else
        d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b[0]);
 
-      d[0].qword[1] = (((u64) b[0]->current_length) << 34) | bits;
+      d[0].qword[1] =
+       (((u64) b[0]->current_length) << 34) | bits |
+       one_by_one_offload_flags;
 
       next += 1;
       n_desc += 1;
@@ -115,6 +331,106 @@ avf_tx_enqueue (vlib_main_t * vm, avf_txq_t * txq, u32 * buffers,
       d += 1;
     }
 
+  /* Slow path to support ring wrap */
+  if (PREDICT_FALSE (n_packets_left))
+    {
+      txq->n_enqueued += n_desc;
+
+      n_desc = 0;
+      d = txq->descs + (next & mask);
+
+      /* +8 to be consistent with fast path */
+      n_desc_left = txq->size - (txq->n_enqueued + 8);
+
+      while (n_packets_left && n_desc_left)
+       {
+
+         txq->bufs[next & mask] = buffers[0];
+         b[0] = vlib_get_buffer (vm, buffers[0]);
+
+         one_by_one_offload_flags = 0;
+         is_tso = ! !(b[0]->flags & VNET_BUFFER_F_GSO);
+         if (PREDICT_FALSE (is_tso || b[0]->flags & offload_mask))
+           one_by_one_offload_flags |= avf_tx_prepare_cksum (b[0], is_tso);
+
+         /* Deal with chain buffer if present */
+         if (is_tso || b[0]->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+           {
+             n_desc_needed = 1 + is_tso;
+             b0 = b[0];
+
+             while (b0->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+               {
+                 b0 = vlib_get_buffer (vm, b0->next_buffer);
+                 n_desc_needed++;
+               }
+
+             /* Spec says data descriptor is limited to 8 segments */
+             if (PREDICT_FALSE (!is_tso && n_desc_needed > 8))
+               {
+                 vlib_buffer_free_one (vm, buffers[0]);
+                 vlib_error_count (vm, node->node_index,
+                                   AVF_TX_ERROR_SEGMENT_SIZE_EXCEEDED, 1);
+                 n_packets_left -= 1;
+                 buffers += 1;
+                 continue;
+               }
+
+             if (PREDICT_FALSE (n_desc_left < n_desc_needed))
+               break;
+
+             /* Enqueue a context descriptor if needed */
+             if (PREDICT_FALSE (is_tso))
+               {
+                 if (avf_tx_fill_ctx_desc (vm, txq, d, b[0]))
+                   /* Failure to acquire ref on ctx placeholder */
+                   break;
+
+                 txq->bufs[(next + 1) & mask] = txq->bufs[next & mask];
+                 txq->bufs[next & mask] = txq->ctx_desc_placeholder_bi;
+                 next += 1;
+                 n_desc += 1;
+                 n_desc_left -= 1;
+                 d = txq->descs + (next & mask);
+               }
+             while (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+               {
+                 if (use_va_dma)
+                   d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b[0]);
+                 else
+                   d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b[0]);
+
+                 d[0].qword[1] = (((u64) b[0]->current_length) << 34) |
+                   AVF_TXD_CMD_RSV | one_by_one_offload_flags;
+
+                 next += 1;
+                 n_desc += 1;
+                 n_desc_left -= 1;
+                 d = txq->descs + (next & mask);
+
+                 txq->bufs[next & mask] = b[0]->next_buffer;
+                 b[0] = vlib_get_buffer (vm, b[0]->next_buffer);
+               }
+           }
+
+         if (use_va_dma)
+           d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b[0]);
+         else
+           d[0].qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b[0]);
+
+         d[0].qword[1] =
+           (((u64) b[0]->current_length) << 34) | bits |
+           one_by_one_offload_flags;
+
+         next += 1;
+         n_desc += 1;
+         buffers += 1;
+         n_packets_left -= 1;
+         n_desc_left -= 1;
+         d = txq->descs + (next & mask);
+       }
+    }
+
   if ((slot = clib_ring_enq (txq->rs_slots)))
     {
       u16 rs_slot = slot[0] = (next - 1) & mask;
@@ -122,8 +438,8 @@ avf_tx_enqueue (vlib_main_t * vm, avf_txq_t * txq, u32 * buffers,
       d[0].qword[1] |= AVF_TXD_CMD_RS;
     }
 
-  CLIB_MEMORY_BARRIER ();
-  *(txq->qtx_tail) = txq->next = next & mask;
+  txq->next = next & mask;
+  avf_tail_write (txq->qtx_tail, txq->next);
   txq->n_enqueued += n_desc;
   return n_packets - n_packets_left;
 }
@@ -132,15 +448,14 @@ VNET_DEVICE_CLASS_TX_FN (avf_device_class) (vlib_main_t * vm,
                                            vlib_node_runtime_t * node,
                                            vlib_frame_t * frame)
 {
-  avf_main_t *am = &avf_main;
   vnet_interface_output_runtime_t *rd = (void *) node->runtime_data;
-  avf_device_t *ad = pool_elt_at_index (am->devices, rd->dev_instance);
+  avf_device_t *ad = avf_get_device (rd->dev_instance);
   u32 thread_index = vm->thread_index;
   u8 qid = thread_index;
   avf_txq_t *txq = vec_elt_at_index (ad->txqs, qid % ad->num_queue_pairs);
   u32 *buffers = vlib_frame_vector_args (frame);
   u16 n_enq, n_left;
-  u16 n_retry = 5;
+  u16 n_retry = 2;
 
   clib_spinlock_lock_if_init (&txq->lock);
 
@@ -158,10 +473,11 @@ retry:
          if (slot == 0)
            break;
 
-         complete_slot = slot[0];
-         if (avf_tx_desc_get_dtyp (txq->descs + complete_slot) != 0x0F)
+         if (avf_tx_desc_get_dtyp (txq->descs + slot[0]) != 0x0F)
            break;
 
+         complete_slot = slot[0];
+
          clib_ring_deq (txq->rs_slots);
        }
 
@@ -173,15 +489,15 @@ retry:
          n_free = (complete_slot + 1 - first) & mask;
 
          txq->n_enqueued -= n_free;
-         vlib_buffer_free_from_ring (vm, txq->bufs, first, txq->size,
-                                     n_free);
+         vlib_buffer_free_from_ring_no_next (vm, txq->bufs, first, txq->size,
+                                             n_free);
        }
     }
 
   if (ad->flags & AVF_DEVICE_F_VA_DMA)
-    n_enq = avf_tx_enqueue (vm, txq, buffers, n_left, 1);
+    n_enq = avf_tx_enqueue (vm, node, txq, buffers, n_left, 1);
   else
-    n_enq = avf_tx_enqueue (vm, txq, buffers, n_left, 0);
+    n_enq = avf_tx_enqueue (vm, node, txq, buffers, n_left, 0);
 
   n_left -= n_enq;