examples/l3fwd/l3fwd_altivec.h

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2016 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   Copyright(c) 2017 IBM Corporation.
   6  *   All rights reserved.
   7  *
   8  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  *   modification, are permitted provided that the following conditions
  10  *   are met:
  11  *
  12  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  16  *       the documentation and/or other materials provided with the
  17  *       distribution.
  18  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  19  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  20  *       from this software without specific prior written permission.
  21  *
  22  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  23  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  24  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  25  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  26  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  27  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  28  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  29  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  30  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  31  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  32  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  33  */
  34
  35
  36 #ifndef _L3FWD_ALTIVEC_H_
  37 #define _L3FWD_ALTIVEC_H_
  38
  39 #include "l3fwd.h"
  40 #include "l3fwd_common.h"
  41
  42 /*
  43  * Update source and destination MAC addresses in the ethernet header.
  44  * Perform RFC1812 checks and updates for IPV4 packets.
  45  */
  46 static inline void
  47 processx4_step3(struct rte_mbuf *pkt[FWDSTEP], uint16_t dst_port[FWDSTEP])
  48 {
  49         vector unsigned int te[FWDSTEP];
  50         vector unsigned int ve[FWDSTEP];
  51         vector unsigned int *p[FWDSTEP];
  52
  53         p[0] = rte_pktmbuf_mtod(pkt[0], vector unsigned int *);
  54         p[1] = rte_pktmbuf_mtod(pkt[1], vector unsigned int *);
  55         p[2] = rte_pktmbuf_mtod(pkt[2], vector unsigned int *);
  56         p[3] = rte_pktmbuf_mtod(pkt[3], vector unsigned int *);
  57
  58         ve[0] = (vector unsigned int)val_eth[dst_port[0]];
  59         te[0] = *p[0];
  60
  61         ve[1] = (vector unsigned int)val_eth[dst_port[1]];
  62         te[1] = *p[1];
  63
  64         ve[2] = (vector unsigned int)val_eth[dst_port[2]];
  65         te[2] = *p[2];
  66
  67         ve[3] = (vector unsigned int)val_eth[dst_port[3]];
  68         te[3] = *p[3];
  69
  70         /* Update first 12 bytes, keep rest bytes intact. */
  71         te[0] = (vector unsigned int)vec_sel(
  72                         (vector unsigned short)ve[0],
  73                         (vector unsigned short)te[0],
  74                         (vector unsigned short) {0, 0, 0, 0,
  75                                                 0, 0, 0xffff, 0xffff});
  76
  77         te[1] = (vector unsigned int)vec_sel(
  78                         (vector unsigned short)ve[1],
  79                         (vector unsigned short)te[1],
  80                         (vector unsigned short) {0, 0, 0, 0,
  81                                                 0, 0, 0xffff, 0xffff});
  82
  83         te[2] = (vector unsigned int)vec_sel(
  84                         (vector unsigned short)ve[2],
  85                         (vector unsigned short)te[2],
  86                         (vector unsigned short) {0, 0, 0, 0, 0,
  87                                                 0, 0xffff, 0xffff});
  88
  89         te[3] = (vector unsigned int)vec_sel(
  90                         (vector unsigned short)ve[3],
  91                         (vector unsigned short)te[3],
  92                         (vector unsigned short) {0, 0, 0, 0,
  93                                                 0, 0, 0xffff, 0xffff});
  94
  95         *p[0] = te[0];
  96         *p[1] = te[1];
  97         *p[2] = te[2];
  98         *p[3] = te[3];
  99
 100         rfc1812_process((struct ipv4_hdr *)((struct ether_hdr *)p[0] + 1),
 101                 &dst_port[0], pkt[0]->packet_type);
 102         rfc1812_process((struct ipv4_hdr *)((struct ether_hdr *)p[1] + 1),
 103                 &dst_port[1], pkt[1]->packet_type);
 104         rfc1812_process((struct ipv4_hdr *)((struct ether_hdr *)p[2] + 1),
 105                 &dst_port[2], pkt[2]->packet_type);
 106         rfc1812_process((struct ipv4_hdr *)((struct ether_hdr *)p[3] + 1),
 107                 &dst_port[3], pkt[3]->packet_type);
 108 }
 109
 110 /*
 111  * Group consecutive packets with the same destination port in bursts of 4.
 112  * Suppose we have array of destination ports:
 113  * dst_port[] = {a, b, c, d,, e, ... }
 114  * dp1 should contain: <a, b, c, d>, dp2: <b, c, d, e>.
 115  * We doing 4 comparisons at once and the result is 4 bit mask.
 116  * This mask is used as an index into prebuild array of pnum values.
 117  */
 118 static inline uint16_t *
 119 port_groupx4(uint16_t pn[FWDSTEP + 1], uint16_t *lp, vector unsigned short dp1,
 120         vector unsigned short dp2)
 121 {
 122         union {
 123                 uint16_t u16[FWDSTEP + 1];
 124                 uint64_t u64;
 125         } *pnum = (void *)pn;
 126
 127         int32_t v;
 128
 129         v = vec_any_eq(dp1, dp2);
 130
 131
 132         /* update last port counter. */
 133         lp[0] += gptbl[v].lpv;
 134
 135         /* if dest port value has changed. */
 136         if (v != GRPMSK) {
 137                 pnum->u64 = gptbl[v].pnum;
 138                 pnum->u16[FWDSTEP] = 1;
 139                 lp = pnum->u16 + gptbl[v].idx;
 140         }
 141
 142         return lp;
 143 }
 144
 145 /**
 146  * Process one packet:
 147  * Update source and destination MAC addresses in the ethernet header.
 148  * Perform RFC1812 checks and updates for IPV4 packets.
 149  */
 150 static inline void
 151 process_packet(struct rte_mbuf *pkt, uint16_t *dst_port)
 152 {
 153         struct ether_hdr *eth_hdr;
 154         vector unsigned int te, ve;
 155
 156         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt, struct ether_hdr *);
 157
 158         te = *(vector unsigned int *)eth_hdr;
 159         ve = (vector unsigned int)val_eth[dst_port[0]];
 160
 161         rfc1812_process((struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1), dst_port,
 162                         pkt->packet_type);
 163
 164         /* dynamically vec_sel te and ve for MASK_ETH (0x3f) */
 165         te = (vector unsigned int)vec_sel(
 166                 (vector unsigned short)ve,
 167                 (vector unsigned short)te,
 168                 (vector unsigned short){0, 0, 0, 0,
 169                                         0, 0, 0xffff, 0xffff});
 170
 171         *(vector unsigned int *)eth_hdr = te;
 172 }
 173
 174 /**
 175  * Send packets burst from pkts_burst to the ports in dst_port array
 176  */
 177 static __rte_always_inline void
 178 send_packets_multi(struct lcore_conf *qconf, struct rte_mbuf **pkts_burst,
 179                 uint16_t dst_port[MAX_PKT_BURST], int nb_rx)
 180 {
 181         int32_t k;
 182         int j = 0;
 183         uint16_t dlp;
 184         uint16_t *lp;
 185         uint16_t pnum[MAX_PKT_BURST + 1];
 186
 187         /*
 188          * Finish packet processing and group consecutive
 189          * packets with the same destination port.
 190          */
 191         k = RTE_ALIGN_FLOOR(nb_rx, FWDSTEP);
 192         if (k != 0) {
 193                 vector unsigned short dp1, dp2;
 194
 195                 lp = pnum;
 196                 lp[0] = 1;
 197
 198                 processx4_step3(pkts_burst, dst_port);
 199
 200                 /* dp1: <d[0], d[1], d[2], d[3], ... > */
 201                 dp1 = *(vector unsigned short *)dst_port;
 202
 203                 for (j = FWDSTEP; j != k; j += FWDSTEP) {
 204                         processx4_step3(&pkts_burst[j], &dst_port[j]);
 205
 206                         /*
 207                          * dp2:
 208                          * <d[j-3], d[j-2], d[j-1], d[j], ... >
 209                          */
 210                         dp2 = *((vector unsigned short *)
 211                                         &dst_port[j - FWDSTEP + 1]);
 212                         lp  = port_groupx4(&pnum[j - FWDSTEP], lp, dp1, dp2);
 213
 214                         /*
 215                          * dp1:
 216                          * <d[j], d[j+1], d[j+2], d[j+3], ... >
 217                          */
 218                         dp1 = vec_sro(dp2, (vector unsigned char) {
 219                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 220                                 0, 0, 0, (FWDSTEP - 1) * sizeof(dst_port[0])});
 221                 }
 222
 223                 /*
 224                  * dp2: <d[j-3], d[j-2], d[j-1], d[j-1], ... >
 225                  */
 226                 dp2 = vec_perm(dp1, (vector unsigned short){},
 227                                 (vector unsigned char){0xf9});
 228                 lp  = port_groupx4(&pnum[j - FWDSTEP], lp, dp1, dp2);
 229
 230                 /*
 231                  * remove values added by the last repeated
 232                  * dst port.
 233                  */
 234                 lp[0]--;
 235                 dlp = dst_port[j - 1];
 236         } else {
 237                 /* set dlp and lp to the never used values. */
 238                 dlp = BAD_PORT - 1;
 239                 lp = pnum + MAX_PKT_BURST;
 240         }
 241
 242         /* Process up to last 3 packets one by one. */
 243         switch (nb_rx % FWDSTEP) {
 244         case 3:
 245                 process_packet(pkts_burst[j], dst_port + j);
 246                 GROUP_PORT_STEP(dlp, dst_port, lp, pnum, j);
 247                 j++;
 248                 /* fall-through */
 249         case 2:
 250                 process_packet(pkts_burst[j], dst_port + j);
 251                 GROUP_PORT_STEP(dlp, dst_port, lp, pnum, j);
 252                 j++;
 253                 /* fall-through */
 254         case 1:
 255                 process_packet(pkts_burst[j], dst_port + j);
 256                 GROUP_PORT_STEP(dlp, dst_port, lp, pnum, j);
 257                 j++;
 258         }
 259
 260         /*
 261          * Send packets out, through destination port.
 262          * Consecutive packets with the same destination port
 263          * are already grouped together.
 264          * If destination port for the packet equals BAD_PORT,
 265          * then free the packet without sending it out.
 266          */
 267         for (j = 0; j < nb_rx; j += k) {
 268
 269                 int32_t m;
 270                 uint16_t pn;
 271
 272                 pn = dst_port[j];
 273                 k = pnum[j];
 274
 275                 if (likely(pn != BAD_PORT))
 276                         send_packetsx4(qconf, pn, pkts_burst + j, k);
 277                 else
 278                         for (m = j; m != j + k; m++)
 279                                 rte_pktmbuf_free(pkts_burst[m]);
 280
 281         }
 282 }
 283
 284 #endif /* _L3FWD_ALTIVEC_H_ */