avf: rework TX one-by-one loop
[vpp.git] / src / plugins / avf / output.c
index 68420a7..cd5c97b 100644 (file)
 #include <vlib/vlib.h>
 #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>
 
-#define AVF_TXQ_DESC_CMD(x)             (1 << (x + 4))
-#define AVF_TXQ_DESC_CMD_EOP           AVF_TXQ_DESC_CMD(0)
-#define AVF_TXQ_DESC_CMD_RS            AVF_TXQ_DESC_CMD(1)
-#define AVF_TXQ_DESC_CMD_RSV           AVF_TXQ_DESC_CMD(2)
-
 static_always_inline u8
 avf_tx_desc_get_dtyp (avf_tx_desc_t * d)
 {
   return d->qword[1] & 0x0f;
 }
 
-uword
-CLIB_MULTIARCH_FN (avf_interface_tx) (vlib_main_t * vm,
-                                     vlib_node_runtime_t * node,
-                                     vlib_frame_t * frame)
+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 u32
+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;
+  u32 *bi = txq->ph_bufs;
+
+next:
+  ctx_ph = vlib_get_buffer (vm, bi[0]);
+  if (PREDICT_FALSE (ctx_ph->ref_count == 255))
+    {
+      bi++;
+      goto next;
+    }
+
+  /* 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 bi[0];
+}
+
+static_always_inline void
+avf_tx_copy_desc (avf_tx_desc_t *d, avf_tx_desc_t *s, u32 n_descs)
+{
+#if defined CLIB_HAVE_VEC512
+  while (n_descs >= 8)
+    {
+      u64x8u *dv = (u64x8u *) d;
+      u64x8u *sv = (u64x8u *) s;
+
+      dv[0] = sv[0];
+      dv[1] = sv[1];
+
+      /* next */
+      d += 8;
+      s += 8;
+      n_descs -= 8;
+    }
+#elif defined CLIB_HAVE_VEC256
+  while (n_descs >= 4)
+    {
+      u64x4u *dv = (u64x4u *) d;
+      u64x4u *sv = (u64x4u *) s;
+
+      dv[0] = sv[0];
+      dv[1] = sv[1];
+
+      /* next */
+      d += 4;
+      s += 4;
+      n_descs -= 4;
+    }
+#elif defined CLIB_HAVE_VEC128
+  while (n_descs >= 2)
+    {
+      u64x2u *dv = (u64x2u *) d;
+      u64x2u *sv = (u64x2u *) s;
+
+      dv[0] = sv[0];
+      dv[1] = sv[1];
+
+      /* next */
+      d += 2;
+      s += 2;
+      n_descs -= 2;
+    }
+#endif
+  while (n_descs)
+    {
+      d[0].qword[0] = s[0].qword[0];
+      d[0].qword[1] = s[0].qword[1];
+      d++;
+      s++;
+      n_descs--;
+    }
+}
+
+static_always_inline void
+avf_tx_fill_data_desc (vlib_main_t *vm, avf_tx_desc_t *d, vlib_buffer_t *b,
+                      u64 cmd, int use_va_dma)
+{
+  if (use_va_dma)
+    d->qword[0] = vlib_buffer_get_current_va (b);
+  else
+    d->qword[0] = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b);
+  d->qword[1] = (((u64) b->current_length) << 34 | cmd | AVF_TXD_CMD_RSV);
+}
+static_always_inline u16
+avf_tx_prepare (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, avf_txq_t *txq,
+               u32 *buffers, u32 n_packets, u16 *n_enq_descs, int use_va_dma)
+{
+  const u64 cmd_eop = AVF_TXD_CMD_EOP;
+  u16 n_free_desc, n_desc_left, n_packets_left = n_packets;
+  vlib_buffer_t *b[4];
+  avf_tx_desc_t *d = txq->tmp_descs;
+  u32 *tb = txq->tmp_bufs;
+
+  n_free_desc = n_desc_left = txq->size - txq->n_enqueued - 8;
+
+  if (n_desc_left == 0)
+    return 0;
+
+  while (n_packets_left && n_desc_left)
+    {
+      u32 flags, or_flags;
+
+      if (n_packets_left < 8 || n_desc_left < 4)
+       goto one_by_one;
+
+      vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[4], LOAD);
+      vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[5], LOAD);
+      vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[6], LOAD);
+      vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[7], LOAD);
+
+      b[0] = vlib_get_buffer (vm, buffers[0]);
+      b[1] = vlib_get_buffer (vm, buffers[1]);
+      b[2] = vlib_get_buffer (vm, buffers[2]);
+      b[3] = vlib_get_buffer (vm, buffers[3]);
+
+      or_flags = b[0]->flags | b[1]->flags | b[2]->flags | b[3]->flags;
+
+      if (PREDICT_FALSE (or_flags &
+                        (VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | VNET_BUFFER_F_OFFLOAD |
+                         VNET_BUFFER_F_GSO)))
+       goto one_by_one;
+
+      vlib_buffer_copy_indices (tb, buffers, 4);
+
+      avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 0, b[0], cmd_eop, use_va_dma);
+      avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 1, b[1], cmd_eop, use_va_dma);
+      avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 2, b[2], cmd_eop, use_va_dma);
+      avf_tx_fill_data_desc (vm, d + 3, b[3], cmd_eop, use_va_dma);
+
+      buffers += 4;
+      n_packets_left -= 4;
+      n_desc_left -= 4;
+      d += 4;
+      tb += 4;
+      continue;
+
+    one_by_one:
+      tb[0] = buffers[0];
+      b[0] = vlib_get_buffer (vm, buffers[0]);
+      flags = b[0]->flags;
+
+      /* No chained buffers or TSO case */
+      if (PREDICT_TRUE (
+           (flags & (VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | VNET_BUFFER_F_GSO)) == 0))
+       {
+         u64 cmd = cmd_eop;
+
+         if (PREDICT_FALSE (flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD))
+           cmd |= avf_tx_prepare_cksum (b[0], 0 /* is_tso */);
+
+         avf_tx_fill_data_desc (vm, d, b[0], cmd, use_va_dma);
+       }
+      else
+       {
+         u16 n_desc_needed = 1;
+         u64 cmd = 0;
+
+         if (flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+           {
+             vlib_buffer_t *next = vlib_get_buffer (vm, b[0]->next_buffer);
+             n_desc_needed = 2;
+             while (next->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+               {
+                 next = vlib_get_buffer (vm, next->next_buffer);
+                 n_desc_needed++;
+               }
+           }
+
+         if (flags & VNET_BUFFER_F_GSO)
+           {
+             n_desc_needed++;
+           }
+         else if (PREDICT_FALSE (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;
+
+         if (flags & VNET_BUFFER_F_GSO)
+           {
+             /* Enqueue a context descriptor */
+             tb[1] = tb[0];
+             tb[0] = avf_tx_fill_ctx_desc (vm, txq, d, b[0]);
+             n_desc_left -= 1;
+             d += 1;
+             tb += 1;
+             cmd = avf_tx_prepare_cksum (b[0], 1 /* is_tso */);
+           }
+         else if (flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD)
+           {
+             cmd = avf_tx_prepare_cksum (b[0], 0 /* is_tso */);
+           }
+
+         /* Deal with chain buffer if present */
+         while (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+           {
+             avf_tx_fill_data_desc (vm, d, b[0], cmd, use_va_dma);
+
+             n_desc_left -= 1;
+             d += 1;
+             tb += 1;
+
+             tb[0] = b[0]->next_buffer;
+             b[0] = vlib_get_buffer (vm, b[0]->next_buffer);
+           }
+
+         avf_tx_fill_data_desc (vm, d, b[0], cmd_eop | cmd, use_va_dma);
+       }
+
+      buffers += 1;
+      n_packets_left -= 1;
+      n_desc_left -= 1;
+      d += 1;
+      tb += 1;
+    }
+
+  *n_enq_descs = n_free_desc - n_desc_left;
+  return n_packets - n_packets_left;
+}
+
+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);
-  avf_tx_desc_t *d0, *d1, *d2, *d3;
-  u32 *buffers = vlib_frame_args (frame);
-  u32 bi0, bi1, bi2, bi3;
-  u16 n_left = frame->n_vectors;
-  vlib_buffer_t *b0, *b1, *b2, *b3;
+  u16 next = txq->next;
   u16 mask = txq->size - 1;
-  u64 bits = (AVF_TXQ_DESC_CMD_EOP | AVF_TXQ_DESC_CMD_RS |
-             AVF_TXQ_DESC_CMD_RSV);
+  u32 *buffers = vlib_frame_vector_args (frame);
+  u16 n_enq, n_left, n_desc, *slot;
+  u16 n_retry = 2;
 
   clib_spinlock_lock_if_init (&txq->lock);
 
-  /* release cosumed bufs */
+  n_left = frame->n_vectors;
+
+retry:
+  /* release consumed bufs */
   if (txq->n_enqueued)
     {
-      u16 first, slot, n_free = 0;
-      first = slot = (txq->next - txq->n_enqueued) & mask;
-      d0 = txq->descs + slot;
-      while (n_free < txq->n_enqueued && avf_tx_desc_get_dtyp (d0) == 0x0F)
+      i32 complete_slot = -1;
+      while (1)
        {
-         n_free++;
-         slot = (slot + 1) & mask;
-         d0 = txq->descs + slot;
+         u16 *slot = clib_ring_get_first (txq->rs_slots);
+
+         if (slot == 0)
+           break;
+
+         if (avf_tx_desc_get_dtyp (txq->descs + slot[0]) != 0x0F)
+           break;
+
+         complete_slot = slot[0];
+
+         clib_ring_deq (txq->rs_slots);
        }
 
-      if (n_free)
+      if (complete_slot >= 0)
        {
+         u16 first, mask, n_free;
+         mask = txq->size - 1;
+         first = (txq->next - txq->n_enqueued) & mask;
+         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);
        }
     }
 
-  while (n_left >= 8)
-    {
-      u16 slot0, slot1, slot2, slot3;
+  n_desc = 0;
+  if (ad->flags & AVF_DEVICE_F_VA_DMA)
+    n_enq = avf_tx_prepare (vm, node, txq, buffers, n_left, &n_desc, 1);
+  else
+    n_enq = avf_tx_prepare (vm, node, txq, buffers, n_left, &n_desc, 0);
 
-      vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[4], LOAD);
-      vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[5], LOAD);
-      vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[6], LOAD);
-      vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[7], LOAD);
-
-      slot0 = txq->next;
-      slot1 = (txq->next + 1) & mask;
-      slot2 = (txq->next + 2) & mask;
-      slot3 = (txq->next + 3) & mask;
-
-      d0 = txq->descs + slot0;
-      d1 = txq->descs + slot1;
-      d2 = txq->descs + slot2;
-      d3 = txq->descs + slot3;
-
-      bi0 = buffers[0];
-      bi1 = buffers[1];
-      bi2 = buffers[2];
-      bi3 = buffers[3];
-
-      txq->bufs[slot0] = bi0;
-      txq->bufs[slot1] = bi1;
-      txq->bufs[slot2] = bi2;
-      txq->bufs[slot3] = bi3;
-      b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
-      b1 = vlib_get_buffer (vm, bi1);
-      b2 = vlib_get_buffer (vm, bi2);
-      b3 = vlib_get_buffer (vm, bi3);
-
-#if 0
-      d->qword[0] = vlib_get_buffer_data_physical_address (vm, bi0) +
-       b0->current_data;
-#else
-      d0->qword[0] = pointer_to_uword (b0->data) + b0->current_data;
-      d1->qword[0] = pointer_to_uword (b1->data) + b1->current_data;
-      d2->qword[0] = pointer_to_uword (b2->data) + b2->current_data;
-      d3->qword[0] = pointer_to_uword (b3->data) + b3->current_data;
+  if (n_desc)
+    {
+      if (PREDICT_TRUE (next + n_desc <= txq->size))
+       {
+         /* no wrap */
+         avf_tx_copy_desc (txq->descs + next, txq->tmp_descs, n_desc);
+         vlib_buffer_copy_indices (txq->bufs + next, txq->tmp_bufs, n_desc);
+       }
+      else
+       {
+         /* wrap */
+         u32 n_not_wrap = txq->size - next;
+         avf_tx_copy_desc (txq->descs + next, txq->tmp_descs, n_not_wrap);
+         avf_tx_copy_desc (txq->descs, txq->tmp_descs + n_not_wrap,
+                           n_desc - n_not_wrap);
+         vlib_buffer_copy_indices (txq->bufs + next, txq->tmp_bufs,
+                                   n_not_wrap);
+         vlib_buffer_copy_indices (txq->bufs, txq->tmp_bufs + n_not_wrap,
+                                   n_desc - n_not_wrap);
+       }
 
-#endif
-      d0->qword[1] = ((u64) b0->current_length) << 34 | bits;
-      d1->qword[1] = ((u64) b1->current_length) << 34 | bits;
-      d2->qword[1] = ((u64) b2->current_length) << 34 | bits;
-      d3->qword[1] = ((u64) b3->current_length) << 34 | bits;
+      next += n_desc;
+      if ((slot = clib_ring_enq (txq->rs_slots)))
+       {
+         u16 rs_slot = slot[0] = (next - 1) & mask;
+         txq->descs[rs_slot].qword[1] |= AVF_TXD_CMD_RS;
+       }
 
-      txq->next = (txq->next + 4) & mask;
-      txq->n_enqueued += 4;
-      buffers += 4;
-      n_left -= 4;
+      txq->next = next & mask;
+      avf_tail_write (txq->qtx_tail, txq->next);
+      txq->n_enqueued += n_desc;
+      n_left -= n_enq;
     }
 
-  while (n_left)
+  if (n_left)
     {
-      d0 = txq->descs + txq->next;
-      bi0 = buffers[0];
-      txq->bufs[txq->next] = bi0;
-      b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
-
-#if 0
-      d->qword[0] = vlib_get_buffer_data_physical_address (vm, bi0) +
-       b0->current_data;
-#else
-      d0->qword[0] = pointer_to_uword (b0->data) + b0->current_data;
-#endif
-      d0->qword[1] = (((u64) b0->current_length) << 34) | bits;
+      buffers += n_enq;
+
+      if (n_retry--)
+       goto retry;
 
-      txq->next = (txq->next + 1) & mask;
-      txq->n_enqueued++;
-      buffers++;
-      n_left--;
+      vlib_buffer_free (vm, buffers, n_left);
+      vlib_error_count (vm, node->node_index,
+                       AVF_TX_ERROR_NO_FREE_SLOTS, n_left);
     }
-  CLIB_MEMORY_BARRIER ();
-  *(txq->qtx_tail) = txq->next;
 
   clib_spinlock_unlock_if_init (&txq->lock);
 
   return frame->n_vectors - n_left;
 }
 
-#ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
-#if __x86_64__
-vlib_node_function_t __clib_weak avf_interface_tx_avx512;
-vlib_node_function_t __clib_weak avf_interface_tx_avx2;
-static void __clib_constructor
-avf_interface_tx_multiarch_select (void)
-{
-  if (avf_interface_tx_avx512 && clib_cpu_supports_avx512f ())
-    avf_device_class.tx_function = avf_interface_tx_avx512;
-  else if (avf_interface_tx_avx2 && clib_cpu_supports_avx2 ())
-    avf_device_class.tx_function = avf_interface_tx_avx2;
-}
-#endif
-#endif
-
 /*
  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
  *