rdma: improve rx loop
[vpp.git] / src / plugins / rdma / input.c
index f5091db..f4ef650 100644 (file)
@@ -40,90 +40,90 @@ static __clib_unused char *rdma_input_error_strings[] = {
 #undef _
 };
 
+
+static_always_inline void
+ibv_set_recv_wr_and_sge (struct ibv_recv_wr *w, struct ibv_sge *s, u64 va,
+                        u32 data_size, u32 lkey)
+{
+  s[0].addr = va;
+  s[0].length = data_size;
+  s[0].lkey = lkey;
+  w[0].next = w + 1;
+  w[0].sg_list = s;
+  w[0].num_sge = 1;
+}
+
 static_always_inline void
 rdma_device_input_refill (vlib_main_t * vm, rdma_device_t * rd,
                          rdma_rxq_t * rxq)
 {
   u32 n_alloc, n;
-  u32 buffers[VLIB_FRAME_SIZE], *bi = buffers;
-  vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
   struct ibv_recv_wr wr[VLIB_FRAME_SIZE], *w = wr;
   struct ibv_sge sge[VLIB_FRAME_SIZE], *s = sge;
+  u32 mask = rxq->size - 1;
+  u32 slot = rxq->tail & mask;
+  u32 *bufs = rxq->bufs + slot;
+  u32 data_size = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
+  u32 lkey = rd->lkey;
+
+  /* do not enqueue more packet than ring space */
+  n_alloc = clib_min (VLIB_FRAME_SIZE, rxq->size - (rxq->tail - rxq->head));
 
-  if (PREDICT_FALSE (rxq->n_enq >= rxq->size))
+  /* do not bother to allocate if too small */
+  if (n_alloc < 16)
     return;
 
-  n_alloc = clib_min (VLIB_FRAME_SIZE, rxq->size - rxq->n_enq);
-  n_alloc = n = vlib_buffer_alloc (vm, buffers, n_alloc);
-  vlib_get_buffers (vm, buffers, bufs, n_alloc);
+  /* avoid wrap-around logic in core loop */
+  n_alloc = clib_min (n_alloc, rxq->size - slot);
 
-  while (n >= 4)
+  n_alloc &= ~7;               /* round to 8 */
+
+  n = vlib_buffer_alloc_to_ring_from_pool (vm, rxq->bufs, slot, rxq->size,
+                                          n_alloc, rd->pool);
+
+  if (PREDICT_FALSE (n != n_alloc))
     {
-      if (PREDICT_TRUE (n >= 8))
+      u32 n_free;
+      if (n < 8)
        {
-         CLIB_PREFETCH (&s[4 + 0], 4 * sizeof (s[0]), STORE);
-         CLIB_PREFETCH (&w[4 + 0], 4 * sizeof (w[0]), STORE);
+         if (n)
+           vlib_buffer_free_from_ring (vm, rxq->bufs, slot, rxq->size, n);
+         return;
        }
 
-      s[0].addr = vlib_buffer_get_va (b[0]);
-      s[0].length = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
-      s[0].lkey = rd->mr->lkey;
-
-      s[1].addr = vlib_buffer_get_va (b[1]);
-      s[1].length = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
-      s[1].lkey = rd->mr->lkey;
-
-      s[2].addr = vlib_buffer_get_va (b[2]);
-      s[2].length = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
-      s[2].lkey = rd->mr->lkey;
-
-      s[3].addr = vlib_buffer_get_va (b[3]);
-      s[3].length = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
-      s[3].lkey = rd->mr->lkey;
-
-      w[0].wr_id = bi[0];
-      w[0].next = &w[0] + 1;
-      w[0].sg_list = &s[0];
-      w[0].num_sge = 1;
-
-      w[1].wr_id = bi[1];
-      w[1].next = &w[1] + 1;
-      w[1].sg_list = &s[1];
-      w[1].num_sge = 1;
-
-      w[2].wr_id = bi[2];
-      w[2].next = &w[2] + 1;
-      w[2].sg_list = &s[2];
-      w[2].num_sge = 1;
-
-      w[3].wr_id = bi[3];
-      w[3].next = &w[3] + 1;
-      w[3].sg_list = &s[3];
-      w[3].num_sge = 1;
-
-      s += 4;
-      bi += 4;
-      w += 4;
-      b += 4;
-      n -= 4;
+      /* partial allocation, round and return rest */
+      n_free = n - (n & 7);
+      n -= n_free;
+      if (n_free)
+       vlib_buffer_free_from_ring (vm, rxq->bufs, (slot + n) & mask,
+                                   rxq->size, n_free);
     }
 
-  while (n >= 1)
+  n_alloc = n;
+
+  while (n >= 8)
     {
-      s[0].addr = vlib_buffer_get_va (b[0]);
-      s[0].length = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
-      s[0].lkey = rd->mr->lkey;
-
-      w[0].wr_id = bi[0];
-      w[0].next = &w[0] + 1;
-      w[0].sg_list = &s[0];
-      w[0].num_sge = 1;
-
-      s += 1;
-      bi += 1;
-      w += 1;
-      b += 1;
-      n -= 1;
+      u64 va[8];
+      if (PREDICT_TRUE (n >= 16))
+       {
+         clib_prefetch_store (s + 16);
+         clib_prefetch_store (w + 16);
+       }
+
+      vlib_get_buffers_with_offset (vm, bufs, (void **) va, 8,
+                                   sizeof (vlib_buffer_t));
+
+      ibv_set_recv_wr_and_sge (w++, s++, va[0], data_size, lkey);
+      ibv_set_recv_wr_and_sge (w++, s++, va[1], data_size, lkey);
+      ibv_set_recv_wr_and_sge (w++, s++, va[2], data_size, lkey);
+      ibv_set_recv_wr_and_sge (w++, s++, va[3], data_size, lkey);
+      ibv_set_recv_wr_and_sge (w++, s++, va[4], data_size, lkey);
+      ibv_set_recv_wr_and_sge (w++, s++, va[5], data_size, lkey);
+      ibv_set_recv_wr_and_sge (w++, s++, va[6], data_size, lkey);
+      ibv_set_recv_wr_and_sge (w++, s++, va[7], data_size, lkey);
+
+      bufs += 8;
+      n -= 8;
     }
 
   w[-1].next = 0;              /* fix next pointer in WR linked-list last item */
@@ -132,15 +132,17 @@ rdma_device_input_refill (vlib_main_t * vm, rdma_device_t * rd,
   if (ibv_post_wq_recv (rxq->wq, wr, &w) != 0)
     {
       n = w - wr;
-      vlib_buffer_free (vm, buffers + n, n_alloc - n);
+      vlib_buffer_free_from_ring (vm, rxq->bufs, slot + n, rxq->size,
+                                 n_alloc - n);
     }
 
-  rxq->n_enq += n;
+  rxq->tail += n;
 }
 
 static_always_inline void
 rdma_device_input_trace (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
-                        const rdma_device_t * rd, u32 n_left, const u32 * bi)
+                        const rdma_device_t * rd, u32 n_left, const u32 * bi,
+                        u32 next_index)
 {
   u32 n_trace, i;
 
@@ -153,10 +155,10 @@ rdma_device_input_trace (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
       vlib_buffer_t *b;
       rdma_input_trace_t *tr;
       b = vlib_get_buffer (vm, bi[0]);
-      vlib_trace_buffer (vm, node, rd->per_interface_next_index, b,
+      vlib_trace_buffer (vm, node, next_index, b,
                         /* follow_chain */ 0);
       tr = vlib_add_trace (vm, node, b, sizeof (*tr));
-      tr->next_index = rd->per_interface_next_index;
+      tr->next_index = next_index;
       tr->hw_if_index = rd->hw_if_index;
 
       /* next */
@@ -170,18 +172,18 @@ rdma_device_input_trace (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 
 static_always_inline void
 rdma_device_input_ethernet (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
-                           const rdma_device_t * rd)
+                           const rdma_device_t * rd, u32 next_index)
 {
   vlib_next_frame_t *nf;
   vlib_frame_t *f;
   ethernet_input_frame_t *ef;
 
-  if (PREDICT_FALSE
-      (VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT != rd->per_interface_next_index))
+  if (PREDICT_FALSE (VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT != next_index))
     return;
 
   nf =
-    vlib_node_runtime_get_next_frame (vm, node, rd->per_interface_next_index);
+    vlib_node_runtime_get_next_frame (vm, node,
+                                     VNET_DEVICE_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT);
   f = vlib_get_frame (vm, nf->frame);
   f->flags = ETH_INPUT_FRAME_F_SINGLE_SW_IF_IDX;
   /* FIXME: f->flags |= ETH_INPUT_FRAME_F_IP4_CKSUM_OK; */
@@ -192,10 +194,15 @@ rdma_device_input_ethernet (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 }
 
 static_always_inline u32
-rdma_device_input_load_wc (u32 n_left_from, struct ibv_wc * wc, u32 * to_next,
-                          u32 * bufsz)
+rdma_device_input_bufs (vlib_main_t * vm, const rdma_device_t * rd, u32 * bi,
+                       struct ibv_wc * wc, u32 n_left_from,
+                       vlib_buffer_t * bt)
 {
-  u32 n_rx_bytes[4] = { 0 };
+  vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
+  u32 n_rx_bytes = 0;
+
+  vlib_get_buffers (vm, bi, bufs, n_left_from);
+  ASSERT (bt->buffer_pool_index == bufs[0]->buffer_pool_index);
 
   while (n_left_from >= 4)
     {
@@ -205,131 +212,96 @@ rdma_device_input_load_wc (u32 n_left_from, struct ibv_wc * wc, u32 * to_next,
          CLIB_PREFETCH (&wc[4 + 1], CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
          CLIB_PREFETCH (&wc[4 + 2], CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
          CLIB_PREFETCH (&wc[4 + 3], CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
-         CLIB_PREFETCH (&bufsz[4 + 0], 4 * sizeof (bufsz[0]), STORE);
-         CLIB_PREFETCH (&to_next[4 + 0], 4 * sizeof (to_next[0]), STORE);
+         vlib_prefetch_buffer_header (b[4 + 0], STORE);
+         vlib_prefetch_buffer_header (b[4 + 1], STORE);
+         vlib_prefetch_buffer_header (b[4 + 2], STORE);
+         vlib_prefetch_buffer_header (b[4 + 3], STORE);
        }
 
-      to_next[0] = wc[0].wr_id;
-      to_next[1] = wc[1].wr_id;
-      to_next[2] = wc[2].wr_id;
-      to_next[3] = wc[3].wr_id;
-
-      bufsz[0] = wc[0].byte_len;
-      bufsz[1] = wc[1].byte_len;
-      bufsz[2] = wc[2].byte_len;
-      bufsz[3] = wc[3].byte_len;
+      vlib_buffer_copy_template (b[0], bt);
+      vlib_buffer_copy_template (b[1], bt);
+      vlib_buffer_copy_template (b[2], bt);
+      vlib_buffer_copy_template (b[3], bt);
 
-      n_rx_bytes[0] += wc[0].byte_len;
-      n_rx_bytes[1] += wc[1].byte_len;
-      n_rx_bytes[2] += wc[2].byte_len;
-      n_rx_bytes[3] += wc[3].byte_len;
+      n_rx_bytes += b[0]->current_length = wc[0].byte_len;
+      n_rx_bytes += b[1]->current_length = wc[1].byte_len;
+      n_rx_bytes += b[2]->current_length = wc[2].byte_len;
+      n_rx_bytes += b[3]->current_length = wc[3].byte_len;
 
+      b += 4;
       wc += 4;
-      to_next += 4;
-      bufsz += 4;
       n_left_from -= 4;
     }
 
   while (n_left_from >= 1)
     {
-      to_next[0] = wc[0].wr_id;
-      bufsz[0] = wc[0].byte_len;
-      n_rx_bytes[0] += wc[0].byte_len;
+      vlib_buffer_copy_template (b[0], bt);
+      n_rx_bytes += b[0]->current_length = wc[0].byte_len;
 
+      b += 1;
       wc += 1;
-      to_next += 1;
-      bufsz += 1;
       n_left_from -= 1;
     }
 
-  return n_rx_bytes[0] + n_rx_bytes[1] + n_rx_bytes[2] + n_rx_bytes[3];
-}
-
-static_always_inline void
-rdma_device_input_bufs_init (u32 n_left_from, vlib_buffer_t ** bufs,
-                            u32 * bufsz, u32 sw_if_index)
-{
-  while (n_left_from >= 4)
-    {
-      if (PREDICT_TRUE (n_left_from >= 8))
-       {
-         vlib_prefetch_buffer_header (bufs[4 + 0], STORE);
-         vlib_prefetch_buffer_header (bufs[4 + 1], STORE);
-         vlib_prefetch_buffer_header (bufs[4 + 2], STORE);
-         vlib_prefetch_buffer_header (bufs[4 + 3], STORE);
-         CLIB_PREFETCH (&bufsz[4 + 0], 4 * sizeof (bufsz[0]), LOAD);
-       }
-
-      bufs[0]->current_length = bufsz[0];
-      bufs[1]->current_length = bufsz[1];
-      bufs[2]->current_length = bufsz[2];
-      bufs[3]->current_length = bufsz[3];
-
-      vnet_buffer (bufs[0])->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index;
-      vnet_buffer (bufs[1])->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index;
-      vnet_buffer (bufs[2])->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index;
-      vnet_buffer (bufs[3])->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index;
-
-      vnet_buffer (bufs[0])->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
-      vnet_buffer (bufs[1])->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
-      vnet_buffer (bufs[2])->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
-      vnet_buffer (bufs[3])->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
-
-      bufs += 4;
-      bufsz += 4;
-      n_left_from -= 4;
-    }
-
-  while (n_left_from >= 1)
-    {
-      bufs[0]->current_length = bufsz[0];
-      vnet_buffer (bufs[0])->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index;
-      vnet_buffer (bufs[0])->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
-
-      bufs += 1;
-      bufsz += 1;
-      n_left_from -= 1;
-    }
+  return n_rx_bytes;
 }
 
 static_always_inline uword
 rdma_device_input_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
                          vlib_frame_t * frame, rdma_device_t * rd, u16 qid)
 {
+  rdma_main_t *rm = &rdma_main;
   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
+  rdma_per_thread_data_t *ptd = vec_elt_at_index (rm->per_thread_data,
+                                                 vm->thread_index);
   rdma_rxq_t *rxq = vec_elt_at_index (rd->rxqs, qid);
   struct ibv_wc wc[VLIB_FRAME_SIZE];
-  u32 bufsz[VLIB_FRAME_SIZE];
-  vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE];
-  u32 *to_next, n_left_to_next;
+  vlib_buffer_t bt;
+  u32 next_index, *to_next, n_left_to_next;
   u32 n_rx_packets, n_rx_bytes;
+  u32 mask = rxq->size - 1;
+
+  ASSERT (rxq->size >= VLIB_FRAME_SIZE && is_pow2 (rxq->size));
+  ASSERT (rxq->tail - rxq->head <= rxq->size);
 
   n_rx_packets = ibv_poll_cq (rxq->cq, VLIB_FRAME_SIZE, wc);
+  ASSERT (n_rx_packets <= rxq->tail - rxq->head);
 
   if (PREDICT_FALSE (n_rx_packets <= 0))
-    {
-      rdma_device_input_refill (vm, rd, rxq);
-      return 0;
-    }
+    goto refill;
+
+  /* init buffer template */
+  vlib_buffer_copy_template (&bt, &ptd->buffer_template);
+  vnet_buffer (&bt)->sw_if_index[VLIB_RX] = rd->sw_if_index;
+  bt.buffer_pool_index = rd->pool;
 
-  vlib_get_new_next_frame (vm, node, rd->per_interface_next_index, to_next,
-                          n_left_to_next);
-  n_rx_bytes = rdma_device_input_load_wc (n_rx_packets, wc, to_next, bufsz);
-  vlib_get_buffers (vm, to_next, bufs, n_rx_packets);
-  rdma_device_input_bufs_init (n_rx_packets, bufs, bufsz, rd->sw_if_index);
-  rdma_device_input_trace (vm, node, rd, n_rx_packets, to_next);
-  rdma_device_input_ethernet (vm, node, rd);
+  /* update buffer template for input feature arcs if any */
+  next_index = rd->per_interface_next_index;
+  if (PREDICT_FALSE (vnet_device_input_have_features (rd->sw_if_index)))
+    vnet_feature_start_device_input_x1 (rd->sw_if_index, &next_index, &bt);
 
-  vlib_put_next_frame (vm, node, rd->per_interface_next_index,
-                      n_left_to_next - n_rx_packets);
+  vlib_get_new_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
+  ASSERT (n_rx_packets <= n_left_to_next);
+
+  vlib_buffer_copy_indices_from_ring (to_next, rxq->bufs, rxq->head & mask,
+                                     rxq->size, n_rx_packets);
+  n_rx_bytes = rdma_device_input_bufs (vm, rd, to_next, wc, n_rx_packets,
+                                      &bt);
+
+  rdma_device_input_ethernet (vm, node, rd, next_index);
+
+  vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next - n_rx_packets);
+
+  rxq->head += n_rx_packets;
+
+  rdma_device_input_trace (vm, node, rd, n_rx_packets, to_next, next_index);
 
   vlib_increment_combined_counter
     (vnm->interface_main.combined_sw_if_counters +
      VNET_INTERFACE_COUNTER_RX, vm->thread_index,
      rd->hw_if_index, n_rx_packets, n_rx_bytes);
 
-  rxq->n_enq -= n_rx_packets;
-
+refill:
   rdma_device_input_refill (vm, rd, rxq);
 
   return n_rx_packets;
@@ -357,6 +329,7 @@ VLIB_NODE_FN (rdma_input_node) (vlib_main_t * vm,
 /* *INDENT-OFF* */
 VLIB_REGISTER_NODE (rdma_input_node) = {
   .name = "rdma-input",
+  .flags = VLIB_NODE_FLAG_TRACE_SUPPORTED,
   .sibling_of = "device-input",
   .format_trace = format_rdma_input_trace,
   .type = VLIB_NODE_TYPE_INPUT,