MPLS Mcast
[vpp.git] / src / plugins / dpdk / device / node.c
index ccbfd2f..0549ba5 100644 (file)
@@ -37,22 +37,22 @@ static char *dpdk_error_strings[] = {
 always_inline int
 vlib_buffer_is_ip4 (vlib_buffer_t * b)
 {
-  ethernet_header_t *h = (ethernet_header_t *) b->data;
+  ethernet_header_t *h = (ethernet_header_t *) vlib_buffer_get_current (b);
   return (h->type == clib_host_to_net_u16 (ETHERNET_TYPE_IP4));
 }
 
 always_inline int
 vlib_buffer_is_ip6 (vlib_buffer_t * b)
 {
-  ethernet_header_t *h = (ethernet_header_t *) b->data;
+  ethernet_header_t *h = (ethernet_header_t *) vlib_buffer_get_current (b);
   return (h->type == clib_host_to_net_u16 (ETHERNET_TYPE_IP6));
 }
 
 always_inline int
 vlib_buffer_is_mpls (vlib_buffer_t * b)
 {
-  ethernet_header_t *h = (ethernet_header_t *) b->data;
-  return (h->type == clib_host_to_net_u16 (ETHERNET_TYPE_MPLS_UNICAST));
+  ethernet_header_t *h = (ethernet_header_t *) vlib_buffer_get_current (b);
+  return (h->type == clib_host_to_net_u16 (ETHERNET_TYPE_MPLS));
 }
 
 always_inline u32
@@ -73,6 +73,35 @@ dpdk_rx_next_from_etype (struct rte_mbuf * mb, vlib_buffer_t * b0)
     return VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT;
 }
 
+always_inline u32
+dpdk_rx_next_from_packet_start (struct rte_mbuf * mb, vlib_buffer_t * b0)
+{
+  word start_delta;
+  int rv;
+
+  start_delta = b0->current_data -
+    ((mb->buf_addr + mb->data_off) - (void *) b0->data);
+
+  vlib_buffer_advance (b0, -start_delta);
+
+  if (PREDICT_TRUE (vlib_buffer_is_ip4 (b0)))
+    {
+      if (PREDICT_TRUE ((mb->ol_flags & PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD) != 0))
+       rv = VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_IP4_NCS_INPUT;
+      else
+       rv = VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_IP4_INPUT;
+    }
+  else if (PREDICT_TRUE (vlib_buffer_is_ip6 (b0)))
+    rv = VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_IP6_INPUT;
+  else if (PREDICT_TRUE (vlib_buffer_is_mpls (b0)))
+    rv = VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_MPLS_INPUT;
+  else
+    rv = VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT;
+
+  vlib_buffer_advance (b0, start_delta);
+  return rv;
+}
+
 always_inline void
 dpdk_rx_error_from_mb (struct rte_mbuf *mb, u32 * next, u8 * error)
 {
@@ -115,7 +144,7 @@ dpdk_rx_trace (dpdk_main_t * dm,
       if (PREDICT_FALSE (xd->per_interface_next_index != ~0))
        next0 = xd->per_interface_next_index;
       else
-       next0 = dpdk_rx_next_from_etype (mb, b0);
+       next0 = dpdk_rx_next_from_packet_start (mb, b0);
 
       dpdk_rx_error_from_mb (mb, &next0, &error0);
 
@@ -217,10 +246,35 @@ dpdk_prefetch_buffer (struct rte_mbuf *mb)
 }
 
 static_always_inline void
-dpdk_prefetch_buffer_data (struct rte_mbuf *mb)
+dpdk_prefetch_ethertype (struct rte_mbuf *mb)
 {
-  vlib_buffer_t *b = vlib_buffer_from_rte_mbuf (mb);
-  CLIB_PREFETCH (b->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
+  CLIB_PREFETCH (mb->buf_addr + mb->data_off +
+                STRUCT_OFFSET_OF (ethernet_header_t, type),
+                CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
+}
+
+
+/*
+   This function should fill 1st cacheline of vlib_buffer_t metadata with data
+   from buffer template. Instead of filling field by field, we construct
+   template and then use 128/256 bit vector instruction to copy data.
+   This code first loads whole cacheline into 4 128-bit registers (xmm)
+   or two 256 bit registers (ymm) and then stores data into all 4 buffers
+   efectively saving on register load operations.
+*/
+
+static_always_inline void
+dpdk_buffer_init_from_template (void *d0, void *d1, void *d2, void *d3,
+                               void *s)
+{
+  int i;
+  for (i = 0; i < 2; i++)
+    {
+      *(u8x32 *) (((u8 *) d0) + i * 32) =
+       *(u8x32 *) (((u8 *) d1) + i * 32) =
+       *(u8x32 *) (((u8 *) d2) + i * 32) =
+       *(u8x32 *) (((u8 *) d3) + i * 32) = *(u8x32 *) (((u8 *) s) + i * 32);
+    }
 }
 
 /*
@@ -229,7 +283,8 @@ dpdk_prefetch_buffer_data (struct rte_mbuf *mb)
  */
 static_always_inline u32
 dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
-                  vlib_node_runtime_t * node, u32 cpu_index, u16 queue_id)
+                  vlib_node_runtime_t * node, u32 thread_index, u16 queue_id,
+                  int maybe_multiseg)
 {
   u32 n_buffers;
   u32 next_index = VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT;
@@ -239,7 +294,7 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
   uword n_rx_bytes = 0;
   u32 n_trace, trace_cnt __attribute__ ((unused));
   vlib_buffer_free_list_t *fl;
-  u32 buffer_flags_template;
+  vlib_buffer_t *bt = vec_elt_at_index (dm->buffer_templates, thread_index);
 
   if ((xd->flags & DPDK_DEVICE_FLAG_ADMIN_UP) == 0)
     return 0;
@@ -251,9 +306,7 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
       return 0;
     }
 
-  buffer_flags_template = dm->buffer_flags_template;
-
-  vec_reset_length (xd->d_trace_buffers[cpu_index]);
+  vec_reset_length (xd->d_trace_buffers[thread_index]);
   trace_cnt = n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
 
   if (n_trace > 0)
@@ -265,40 +318,51 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
        {
          struct rte_mbuf *mb = xd->rx_vectors[queue_id][mb_index++];
          vlib_buffer_t *b = vlib_buffer_from_rte_mbuf (mb);
-         vec_add1 (xd->d_trace_buffers[cpu_index],
+         vec_add1 (xd->d_trace_buffers[thread_index],
                    vlib_get_buffer_index (vm, b));
        }
     }
 
   fl = vlib_buffer_get_free_list (vm, VLIB_BUFFER_DEFAULT_FREE_LIST_INDEX);
 
+  /* Update buffer template */
+  vnet_buffer (bt)->sw_if_index[VLIB_RX] = xd->vlib_sw_if_index;
+  bt->error = node->errors[DPDK_ERROR_NONE];
+
   mb_index = 0;
 
   while (n_buffers > 0)
     {
       vlib_buffer_t *b0, *b1, *b2, *b3;
-      u32 bi0, next0, l3_offset0;
-      u32 bi1, next1, l3_offset1;
-      u32 bi2, next2, l3_offset2;
-      u32 bi3, next3, l3_offset3;
+      u32 bi0, next0;
+      u32 bi1, next1;
+      u32 bi2, next2;
+      u32 bi3, next3;
       u8 error0, error1, error2, error3;
       u64 or_ol_flags;
 
       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 
-      while (n_buffers > 8 && n_left_to_next > 4)
+      while (n_buffers >= 12 && n_left_to_next >= 4)
        {
-         struct rte_mbuf *mb0 = xd->rx_vectors[queue_id][mb_index];
-         struct rte_mbuf *mb1 = xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 1];
-         struct rte_mbuf *mb2 = xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 2];
-         struct rte_mbuf *mb3 = xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 3];
+         struct rte_mbuf *mb0, *mb1, *mb2, *mb3;
 
-         dpdk_prefetch_buffer (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 4]);
-         dpdk_prefetch_buffer (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 5]);
-         dpdk_prefetch_buffer (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 6]);
-         dpdk_prefetch_buffer (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 7]);
+         /* prefetches are interleaved with the rest of the code to reduce
+            pressure on L1 cache */
+         dpdk_prefetch_buffer (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 8]);
+         dpdk_prefetch_ethertype (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 4]);
 
-         if (xd->flags & DPDK_DEVICE_FLAG_MAYBE_MULTISEG)
+         mb0 = xd->rx_vectors[queue_id][mb_index];
+         mb1 = xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 1];
+         mb2 = xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 2];
+         mb3 = xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 3];
+
+         ASSERT (mb0);
+         ASSERT (mb1);
+         ASSERT (mb2);
+         ASSERT (mb3);
+
+         if (maybe_multiseg)
            {
              if (PREDICT_FALSE (mb0->nb_segs > 1))
                dpdk_prefetch_buffer (mb0->next);
@@ -310,22 +374,29 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
                dpdk_prefetch_buffer (mb3->next);
            }
 
-         ASSERT (mb0);
-         ASSERT (mb1);
-         ASSERT (mb2);
-         ASSERT (mb3);
-
-         or_ol_flags = (mb0->ol_flags | mb1->ol_flags |
-                        mb2->ol_flags | mb3->ol_flags);
          b0 = vlib_buffer_from_rte_mbuf (mb0);
          b1 = vlib_buffer_from_rte_mbuf (mb1);
          b2 = vlib_buffer_from_rte_mbuf (mb2);
          b3 = vlib_buffer_from_rte_mbuf (mb3);
 
-         vlib_buffer_init_for_free_list (b0, fl);
-         vlib_buffer_init_for_free_list (b1, fl);
-         vlib_buffer_init_for_free_list (b2, fl);
-         vlib_buffer_init_for_free_list (b3, fl);
+         dpdk_buffer_init_from_template (b0, b1, b2, b3, bt);
+
+         dpdk_prefetch_buffer (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 9]);
+         dpdk_prefetch_ethertype (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 5]);
+
+         /* current_data must be set to -RTE_PKTMBUF_HEADROOM in template */
+         b0->current_data += mb0->data_off;
+         b1->current_data += mb1->data_off;
+         b2->current_data += mb2->data_off;
+         b3->current_data += mb3->data_off;
+
+         b0->current_length = mb0->data_len;
+         b1->current_length = mb1->data_len;
+         b2->current_length = mb2->data_len;
+         b3->current_length = mb3->data_len;
+
+         dpdk_prefetch_buffer (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 10]);
+         dpdk_prefetch_ethertype (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 7]);
 
          bi0 = vlib_get_buffer_index (vm, b0);
          bi1 = vlib_get_buffer_index (vm, b1);
@@ -345,21 +416,17 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
            }
          else
            {
-             /* prefetch packet data for faster access to the ethertype */
-             dpdk_prefetch_buffer_data (xd->rx_vectors[queue_id]
-                                        [mb_index + 4]);
-             dpdk_prefetch_buffer_data (xd->rx_vectors[queue_id]
-                                        [mb_index + 5]);
-             dpdk_prefetch_buffer_data (xd->rx_vectors[queue_id]
-                                        [mb_index + 6]);
-             dpdk_prefetch_buffer_data (xd->rx_vectors[queue_id]
-                                        [mb_index + 7]);
              next0 = dpdk_rx_next_from_etype (mb0, b0);
              next1 = dpdk_rx_next_from_etype (mb1, b1);
              next2 = dpdk_rx_next_from_etype (mb2, b2);
              next3 = dpdk_rx_next_from_etype (mb3, b3);
            }
 
+         dpdk_prefetch_buffer (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 11]);
+         dpdk_prefetch_ethertype (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 6]);
+
+         or_ol_flags = (mb0->ol_flags | mb1->ol_flags |
+                        mb2->ol_flags | mb3->ol_flags);
          if (PREDICT_FALSE (or_ol_flags & PKT_RX_IP_CKSUM_BAD))
            {
              dpdk_rx_error_from_mb (mb0, &next0, &error0);
@@ -371,46 +438,11 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
              b2->error = node->errors[error2];
              b3->error = node->errors[error3];
            }
-         else
-           {
-             b0->error = b1->error = node->errors[DPDK_ERROR_NONE];
-             b2->error = b3->error = node->errors[DPDK_ERROR_NONE];
-           }
 
-         l3_offset0 = device_input_next_node_advance[next0];
-         l3_offset1 = device_input_next_node_advance[next1];
-         l3_offset2 = device_input_next_node_advance[next2];
-         l3_offset3 = device_input_next_node_advance[next3];
-
-         b0->current_data = l3_offset0 + mb0->data_off;
-         b1->current_data = l3_offset1 + mb1->data_off;
-         b2->current_data = l3_offset2 + mb2->data_off;
-         b3->current_data = l3_offset3 + mb3->data_off;
-
-         b0->current_data -= RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
-         b1->current_data -= RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
-         b2->current_data -= RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
-         b3->current_data -= RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
-
-         b0->current_length = mb0->data_len - l3_offset0;
-         b1->current_length = mb1->data_len - l3_offset1;
-         b2->current_length = mb2->data_len - l3_offset2;
-         b3->current_length = mb3->data_len - l3_offset3;
-
-         b0->flags = buffer_flags_template;
-         b1->flags = buffer_flags_template;
-         b2->flags = buffer_flags_template;
-         b3->flags = buffer_flags_template;
-
-         vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = xd->vlib_sw_if_index;
-         vnet_buffer (b1)->sw_if_index[VLIB_RX] = xd->vlib_sw_if_index;
-         vnet_buffer (b2)->sw_if_index[VLIB_RX] = xd->vlib_sw_if_index;
-         vnet_buffer (b3)->sw_if_index[VLIB_RX] = xd->vlib_sw_if_index;
-
-         vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = (u32) ~ 0;
-         vnet_buffer (b1)->sw_if_index[VLIB_TX] = (u32) ~ 0;
-         vnet_buffer (b2)->sw_if_index[VLIB_TX] = (u32) ~ 0;
-         vnet_buffer (b3)->sw_if_index[VLIB_TX] = (u32) ~ 0;
+         vlib_buffer_advance (b0, device_input_next_node_advance[next0]);
+         vlib_buffer_advance (b1, device_input_next_node_advance[next1]);
+         vlib_buffer_advance (b2, device_input_next_node_advance[next2]);
+         vlib_buffer_advance (b3, device_input_next_node_advance[next3]);
 
          n_rx_bytes += mb0->pkt_len;
          n_rx_bytes += mb1->pkt_len;
@@ -418,7 +450,7 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
          n_rx_bytes += mb3->pkt_len;
 
          /* Process subsequent segments of multi-segment packets */
-         if (xd->flags & DPDK_DEVICE_FLAG_MAYBE_MULTISEG)
+         if (maybe_multiseg)
            {
              dpdk_process_subseq_segs (vm, b0, mb0, fl);
              dpdk_process_subseq_segs (vm, b1, mb1, fl);
@@ -452,6 +484,13 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
        {
          struct rte_mbuf *mb0 = xd->rx_vectors[queue_id][mb_index];
 
+         if (PREDICT_TRUE (n_buffers > 3))
+           {
+             dpdk_prefetch_buffer (xd->rx_vectors[queue_id][mb_index + 2]);
+             dpdk_prefetch_ethertype (xd->rx_vectors[queue_id]
+                                      [mb_index + 1]);
+           }
+
          ASSERT (mb0);
 
          b0 = vlib_buffer_from_rte_mbuf (mb0);
@@ -460,7 +499,11 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
          if (PREDICT_FALSE (mb0->nb_segs > 1))
            dpdk_prefetch_buffer (mb0->next);
 
-         vlib_buffer_init_for_free_list (b0, fl);
+         clib_memcpy (b0, bt, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
+
+         ASSERT (b0->current_data == -RTE_PKTMBUF_HEADROOM);
+         b0->current_data += mb0->data_off;
+         b0->current_length = mb0->data_len;
 
          bi0 = vlib_get_buffer_index (vm, b0);
 
@@ -476,16 +519,8 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
          dpdk_rx_error_from_mb (mb0, &next0, &error0);
          b0->error = node->errors[error0];
 
-         l3_offset0 = device_input_next_node_advance[next0];
+         vlib_buffer_advance (b0, device_input_next_node_advance[next0]);
 
-         b0->current_data = l3_offset0;
-         b0->current_data += mb0->data_off - RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
-         b0->current_length = mb0->data_len - l3_offset0;
-
-         b0->flags = buffer_flags_template;
-
-         vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = xd->vlib_sw_if_index;
-         vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = (u32) ~ 0;
          n_rx_bytes += mb0->pkt_len;
 
          /* Process subsequent segments of multi-segment packets */
@@ -511,20 +546,22 @@ dpdk_device_input (dpdk_main_t * dm, dpdk_device_t * xd,
       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
     }
 
-  if (PREDICT_FALSE (vec_len (xd->d_trace_buffers[cpu_index]) > 0))
+  if (PREDICT_FALSE (vec_len (xd->d_trace_buffers[thread_index]) > 0))
     {
-      dpdk_rx_trace (dm, node, xd, queue_id, xd->d_trace_buffers[cpu_index],
-                    vec_len (xd->d_trace_buffers[cpu_index]));
-      vlib_set_trace_count (vm, node, n_trace -
-                           vec_len (xd->d_trace_buffers[cpu_index]));
+      dpdk_rx_trace (dm, node, xd, queue_id,
+                    xd->d_trace_buffers[thread_index],
+                    vec_len (xd->d_trace_buffers[thread_index]));
+      vlib_set_trace_count (vm, node,
+                           n_trace -
+                           vec_len (xd->d_trace_buffers[thread_index]));
     }
 
   vlib_increment_combined_counter
     (vnet_get_main ()->interface_main.combined_sw_if_counters
      + VNET_INTERFACE_COUNTER_RX,
-     cpu_index, xd->vlib_sw_if_index, mb_index, n_rx_bytes);
+     thread_index, xd->vlib_sw_if_index, mb_index, n_rx_bytes);
 
-  vnet_device_increment_rx_packets (cpu_index, mb_index);
+  vnet_device_increment_rx_packets (thread_index, mb_index);
 
   return mb_index;
 }
@@ -533,12 +570,12 @@ static inline void
 poll_rate_limit (dpdk_main_t * dm)
 {
   /* Limit the poll rate by sleeping for N msec between polls */
-  if (PREDICT_FALSE (dm->poll_sleep != 0))
+  if (PREDICT_FALSE (dm->poll_sleep_usec != 0))
     {
       struct timespec ts, tsrem;
 
       ts.tv_sec = 0;
-      ts.tv_nsec = 1000 * 1000 * dm->poll_sleep;       /* 1ms */
+      ts.tv_nsec = 1000 * dm->poll_sleep_usec;
 
       while (nanosleep (&ts, &tsrem) < 0)
        {
@@ -595,16 +632,19 @@ dpdk_input (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * f)
   dpdk_device_t *xd;
   uword n_rx_packets = 0;
   dpdk_device_and_queue_t *dq;
-  u32 cpu_index = os_get_cpu_number ();
+  u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
 
   /*
    * Poll all devices on this cpu for input/interrupts.
    */
   /* *INDENT-OFF* */
-  vec_foreach (dq, dm->devices_by_cpu[cpu_index])
+  vec_foreach (dq, dm->devices_by_cpu[thread_index])
     {
       xd = vec_elt_at_index(dm->devices, dq->device);
-      n_rx_packets += dpdk_device_input (dm, xd, node, cpu_index, dq->queue_id);
+      if (xd->flags & DPDK_DEVICE_FLAG_MAYBE_MULTISEG)
+        n_rx_packets += dpdk_device_input (dm, xd, node, thread_index, dq->queue_id, /* maybe_multiseg */ 1);
+      else
+        n_rx_packets += dpdk_device_input (dm, xd, node, thread_index, dq->queue_id, /* maybe_multiseg */ 0);
     }
   /* *INDENT-ON* */