examples/l3fwd/l3fwd_em.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2016 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <stdio.h>
  35 #include <stdlib.h>
  36 #include <stdint.h>
  37 #include <inttypes.h>
  38 #include <sys/types.h>
  39 #include <string.h>
  40 #include <sys/queue.h>
  41 #include <stdarg.h>
  42 #include <errno.h>
  43 #include <getopt.h>
  44 #include <stdbool.h>
  45 #include <netinet/in.h>
  46
  47 #include <rte_debug.h>
  48 #include <rte_ether.h>
  49 #include <rte_ethdev.h>
  50 #include <rte_mempool.h>
  51 #include <rte_cycles.h>
  52 #include <rte_mbuf.h>
  53 #include <rte_ip.h>
  54 #include <rte_tcp.h>
  55 #include <rte_udp.h>
  56 #include <rte_hash.h>
  57
  58 #include "l3fwd.h"
  59
  60 #if defined(RTE_ARCH_X86) || defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_CRC32)
  61 #define EM_HASH_CRC 1
  62 #endif
  63
  64 #ifdef EM_HASH_CRC
  65 #include <rte_hash_crc.h>
  66 #define DEFAULT_HASH_FUNC       rte_hash_crc
  67 #else
  68 #include <rte_jhash.h>
  69 #define DEFAULT_HASH_FUNC       rte_jhash
  70 #endif
  71
  72 #define IPV6_ADDR_LEN 16
  73
  74 struct ipv4_5tuple {
  75         uint32_t ip_dst;
  76         uint32_t ip_src;
  77         uint16_t port_dst;
  78         uint16_t port_src;
  79         uint8_t  proto;
  80 } __attribute__((__packed__));
  81
  82 union ipv4_5tuple_host {
  83         struct {
  84                 uint8_t  pad0;
  85                 uint8_t  proto;
  86                 uint16_t pad1;
  87                 uint32_t ip_src;
  88                 uint32_t ip_dst;
  89                 uint16_t port_src;
  90                 uint16_t port_dst;
  91         };
  92         xmm_t xmm;
  93 };
  94
  95 #define XMM_NUM_IN_IPV6_5TUPLE 3
  96
  97 struct ipv6_5tuple {
  98         uint8_t  ip_dst[IPV6_ADDR_LEN];
  99         uint8_t  ip_src[IPV6_ADDR_LEN];
 100         uint16_t port_dst;
 101         uint16_t port_src;
 102         uint8_t  proto;
 103 } __attribute__((__packed__));
 104
 105 union ipv6_5tuple_host {
 106         struct {
 107                 uint16_t pad0;
 108                 uint8_t  proto;
 109                 uint8_t  pad1;
 110                 uint8_t  ip_src[IPV6_ADDR_LEN];
 111                 uint8_t  ip_dst[IPV6_ADDR_LEN];
 112                 uint16_t port_src;
 113                 uint16_t port_dst;
 114                 uint64_t reserve;
 115         };
 116         xmm_t xmm[XMM_NUM_IN_IPV6_5TUPLE];
 117 };
 118
 119
 120
 121 struct ipv4_l3fwd_em_route {
 122         struct ipv4_5tuple key;
 123         uint8_t if_out;
 124 };
 125
 126 struct ipv6_l3fwd_em_route {
 127         struct ipv6_5tuple key;
 128         uint8_t if_out;
 129 };
 130
 131 static struct ipv4_l3fwd_em_route ipv4_l3fwd_em_route_array[] = {
 132         {{IPv4(101, 0, 0, 0), IPv4(100, 10, 0, 1),  101, 11, IPPROTO_TCP}, 0},
 133         {{IPv4(201, 0, 0, 0), IPv4(200, 20, 0, 1),  102, 12, IPPROTO_TCP}, 1},
 134         {{IPv4(111, 0, 0, 0), IPv4(100, 30, 0, 1),  101, 11, IPPROTO_TCP}, 2},
 135         {{IPv4(211, 0, 0, 0), IPv4(200, 40, 0, 1),  102, 12, IPPROTO_TCP}, 3},
 136 };
 137
 138 static struct ipv6_l3fwd_em_route ipv6_l3fwd_em_route_array[] = {
 139         {{
 140         {0xfe, 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 141         {0xfe, 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 142         101, 11, IPPROTO_TCP}, 0},
 143
 144         {{
 145         {0xfe, 0x90, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 146         {0xfe, 0x90, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 147         102, 12, IPPROTO_TCP}, 1},
 148
 149         {{
 150         {0xfe, 0xa0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 151         {0xfe, 0xa0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 152         101, 11, IPPROTO_TCP}, 2},
 153
 154         {{
 155         {0xfe, 0xb0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 156         {0xfe, 0xb0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 157         102, 12, IPPROTO_TCP}, 3},
 158 };
 159
 160 struct rte_hash *ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 161 struct rte_hash *ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 162
 163 static inline uint32_t
 164 ipv4_hash_crc(const void *data, __rte_unused uint32_t data_len,
 165                 uint32_t init_val)
 166 {
 167         const union ipv4_5tuple_host *k;
 168         uint32_t t;
 169         const uint32_t *p;
 170
 171         k = data;
 172         t = k->proto;
 173         p = (const uint32_t *)&k->port_src;
 174
 175 #ifdef EM_HASH_CRC
 176         init_val = rte_hash_crc_4byte(t, init_val);
 177         init_val = rte_hash_crc_4byte(k->ip_src, init_val);
 178         init_val = rte_hash_crc_4byte(k->ip_dst, init_val);
 179         init_val = rte_hash_crc_4byte(*p, init_val);
 180 #else
 181         init_val = rte_jhash_1word(t, init_val);
 182         init_val = rte_jhash_1word(k->ip_src, init_val);
 183         init_val = rte_jhash_1word(k->ip_dst, init_val);
 184         init_val = rte_jhash_1word(*p, init_val);
 185 #endif
 186
 187         return init_val;
 188 }
 189
 190 static inline uint32_t
 191 ipv6_hash_crc(const void *data, __rte_unused uint32_t data_len,
 192                 uint32_t init_val)
 193 {
 194         const union ipv6_5tuple_host *k;
 195         uint32_t t;
 196         const uint32_t *p;
 197 #ifdef EM_HASH_CRC
 198         const uint32_t  *ip_src0, *ip_src1, *ip_src2, *ip_src3;
 199         const uint32_t  *ip_dst0, *ip_dst1, *ip_dst2, *ip_dst3;
 200 #endif
 201
 202         k = data;
 203         t = k->proto;
 204         p = (const uint32_t *)&k->port_src;
 205
 206 #ifdef EM_HASH_CRC
 207         ip_src0 = (const uint32_t *) k->ip_src;
 208         ip_src1 = (const uint32_t *)(k->ip_src+4);
 209         ip_src2 = (const uint32_t *)(k->ip_src+8);
 210         ip_src3 = (const uint32_t *)(k->ip_src+12);
 211         ip_dst0 = (const uint32_t *) k->ip_dst;
 212         ip_dst1 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+4);
 213         ip_dst2 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+8);
 214         ip_dst3 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+12);
 215         init_val = rte_hash_crc_4byte(t, init_val);
 216         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src0, init_val);
 217         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src1, init_val);
 218         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src2, init_val);
 219         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src3, init_val);
 220         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst0, init_val);
 221         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst1, init_val);
 222         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst2, init_val);
 223         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst3, init_val);
 224         init_val = rte_hash_crc_4byte(*p, init_val);
 225 #else
 226         init_val = rte_jhash_1word(t, init_val);
 227         init_val = rte_jhash(k->ip_src,
 228                         sizeof(uint8_t) * IPV6_ADDR_LEN, init_val);
 229         init_val = rte_jhash(k->ip_dst,
 230                         sizeof(uint8_t) * IPV6_ADDR_LEN, init_val);
 231         init_val = rte_jhash_1word(*p, init_val);
 232 #endif
 233         return init_val;
 234 }
 235
 236 #define IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES \
 237         (sizeof(ipv4_l3fwd_em_route_array) / sizeof(ipv4_l3fwd_em_route_array[0]))
 238
 239 #define IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES \
 240         (sizeof(ipv6_l3fwd_em_route_array) / sizeof(ipv6_l3fwd_em_route_array[0]))
 241
 242 static uint8_t ipv4_l3fwd_out_if[L3FWD_HASH_ENTRIES] __rte_cache_aligned;
 243 static uint8_t ipv6_l3fwd_out_if[L3FWD_HASH_ENTRIES] __rte_cache_aligned;
 244
 245 static rte_xmm_t mask0;
 246 static rte_xmm_t mask1;
 247 static rte_xmm_t mask2;
 248
 249 #if defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE2)
 250 static inline xmm_t
 251 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 252 {
 253         __m128i data = _mm_loadu_si128((__m128i *)(key));
 254
 255         return _mm_and_si128(data, mask);
 256 }
 257 #elif defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_NEON)
 258 static inline xmm_t
 259 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 260 {
 261         int32x4_t data = vld1q_s32((int32_t *)key);
 262
 263         return vandq_s32(data, mask);
 264 }
 265 #elif defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_ALTIVEC)
 266 static inline xmm_t
 267 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 268 {
 269         xmm_t data = vec_ld(0, (xmm_t *)(key));
 270
 271         return vec_and(data, mask);
 272 }
 273 #else
 274 #error No vector engine (SSE, NEON, ALTIVEC) available, check your toolchain
 275 #endif
 276
 277 static inline uint8_t
 278 em_get_ipv4_dst_port(void *ipv4_hdr, uint8_t portid, void *lookup_struct)
 279 {
 280         int ret = 0;
 281         union ipv4_5tuple_host key;
 282         struct rte_hash *ipv4_l3fwd_lookup_struct =
 283                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 284
 285         ipv4_hdr = (uint8_t *)ipv4_hdr + offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live);
 286
 287         /*
 288          * Get 5 tuple: dst port, src port, dst IP address,
 289          * src IP address and protocol.
 290          */
 291         key.xmm = em_mask_key(ipv4_hdr, mask0.x);
 292
 293         /* Find destination port */
 294         ret = rte_hash_lookup(ipv4_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 295         return (uint8_t)((ret < 0) ? portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret]);
 296 }
 297
 298 static inline uint8_t
 299 em_get_ipv6_dst_port(void *ipv6_hdr,  uint8_t portid, void *lookup_struct)
 300 {
 301         int ret = 0;
 302         union ipv6_5tuple_host key;
 303         struct rte_hash *ipv6_l3fwd_lookup_struct =
 304                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 305
 306         ipv6_hdr = (uint8_t *)ipv6_hdr + offsetof(struct ipv6_hdr, payload_len);
 307         void *data0 = ipv6_hdr;
 308         void *data1 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t);
 309         void *data2 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t) + sizeof(xmm_t);
 310
 311         /* Get part of 5 tuple: src IP address lower 96 bits and protocol */
 312         key.xmm[0] = em_mask_key(data0, mask1.x);
 313
 314         /*
 315          * Get part of 5 tuple: dst IP address lower 96 bits
 316          * and src IP address higher 32 bits.
 317          */
 318         key.xmm[1] = *(xmm_t *)data1;
 319
 320         /*
 321          * Get part of 5 tuple: dst port and src port
 322          * and dst IP address higher 32 bits.
 323          */
 324         key.xmm[2] = em_mask_key(data2, mask2.x);
 325
 326         /* Find destination port */
 327         ret = rte_hash_lookup(ipv6_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 328         return (uint8_t)((ret < 0) ? portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret]);
 329 }
 330
 331 #if defined RTE_ARCH_X86 || defined RTE_MACHINE_CPUFLAG_NEON
 332 #if defined(NO_HASH_MULTI_LOOKUP)
 333 #include "l3fwd_em_sequential.h"
 334 #else
 335 #include "l3fwd_em_hlm.h"
 336 #endif
 337 #else
 338 #include "l3fwd_em.h"
 339 #endif
 340
 341 static void
 342 convert_ipv4_5tuple(struct ipv4_5tuple *key1,
 343                 union ipv4_5tuple_host *key2)
 344 {
 345         key2->ip_dst = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_dst);
 346         key2->ip_src = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_src);
 347         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 348         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 349         key2->proto = key1->proto;
 350         key2->pad0 = 0;
 351         key2->pad1 = 0;
 352 }
 353
 354 static void
 355 convert_ipv6_5tuple(struct ipv6_5tuple *key1,
 356                 union ipv6_5tuple_host *key2)
 357 {
 358         uint32_t i;
 359
 360         for (i = 0; i < 16; i++) {
 361                 key2->ip_dst[i] = key1->ip_dst[i];
 362                 key2->ip_src[i] = key1->ip_src[i];
 363         }
 364         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 365         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 366         key2->proto = key1->proto;
 367         key2->pad0 = 0;
 368         key2->pad1 = 0;
 369         key2->reserve = 0;
 370 }
 371
 372 #define BYTE_VALUE_MAX 256
 373 #define ALL_32_BITS 0xffffffff
 374 #define BIT_8_TO_15 0x0000ff00
 375
 376 static inline void
 377 populate_ipv4_few_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 378 {
 379         uint32_t i;
 380         int32_t ret;
 381
 382         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 383                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 384
 385         for (i = 0; i < IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES; i++) {
 386                 struct ipv4_l3fwd_em_route  entry;
 387                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 388
 389                 entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[i];
 390                 convert_ipv4_5tuple(&entry.key, &newkey);
 391                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 392                 if (ret < 0) {
 393                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 394                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 395                 }
 396                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = entry.if_out;
 397         }
 398         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 " keys\n",
 399                 (uint64_t)IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES);
 400 }
 401
 402 #define BIT_16_TO_23 0x00ff0000
 403 static inline void
 404 populate_ipv6_few_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 405 {
 406         uint32_t i;
 407         int32_t ret;
 408
 409         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 410                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 411
 412         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 413
 414         for (i = 0; i < IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES; i++) {
 415                 struct ipv6_l3fwd_em_route entry;
 416                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 417
 418                 entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[i];
 419                 convert_ipv6_5tuple(&entry.key, &newkey);
 420                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 421                 if (ret < 0) {
 422                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 423                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 424                 }
 425                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = entry.if_out;
 426         }
 427         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 "keys\n",
 428                 (uint64_t)IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES);
 429 }
 430
 431 #define NUMBER_PORT_USED 4
 432 static inline void
 433 populate_ipv4_many_flow_into_table(const struct rte_hash *h,
 434                 unsigned int nr_flow)
 435 {
 436         unsigned i;
 437
 438         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 439                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 440
 441         for (i = 0; i < nr_flow; i++) {
 442                 struct ipv4_l3fwd_em_route entry;
 443                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 444
 445                 uint8_t a = (uint8_t)
 446                         ((i/NUMBER_PORT_USED)%BYTE_VALUE_MAX);
 447                 uint8_t b = (uint8_t)
 448                         (((i/NUMBER_PORT_USED)/BYTE_VALUE_MAX)%BYTE_VALUE_MAX);
 449                 uint8_t c = (uint8_t)
 450                         ((i/NUMBER_PORT_USED)/(BYTE_VALUE_MAX*BYTE_VALUE_MAX));
 451
 452                 /* Create the ipv4 exact match flow */
 453                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
 454                 switch (i & (NUMBER_PORT_USED - 1)) {
 455                 case 0:
 456                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[0];
 457                         entry.key.ip_dst = IPv4(101, c, b, a);
 458                         break;
 459                 case 1:
 460                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[1];
 461                         entry.key.ip_dst = IPv4(201, c, b, a);
 462                         break;
 463                 case 2:
 464                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[2];
 465                         entry.key.ip_dst = IPv4(111, c, b, a);
 466                         break;
 467                 case 3:
 468                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[3];
 469                         entry.key.ip_dst = IPv4(211, c, b, a);
 470                         break;
 471                 };
 472                 convert_ipv4_5tuple(&entry.key, &newkey);
 473                 int32_t ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 474
 475                 if (ret < 0)
 476                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u\n", i);
 477
 478                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = (uint8_t) entry.if_out;
 479
 480         }
 481         printf("Hash: Adding 0x%x keys\n", nr_flow);
 482 }
 483
 484 static inline void
 485 populate_ipv6_many_flow_into_table(const struct rte_hash *h,
 486                 unsigned int nr_flow)
 487 {
 488         unsigned i;
 489
 490         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 491                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 492         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 493
 494         for (i = 0; i < nr_flow; i++) {
 495                 struct ipv6_l3fwd_em_route entry;
 496                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 497
 498                 uint8_t a = (uint8_t)
 499                         ((i/NUMBER_PORT_USED)%BYTE_VALUE_MAX);
 500                 uint8_t b = (uint8_t)
 501                         (((i/NUMBER_PORT_USED)/BYTE_VALUE_MAX)%BYTE_VALUE_MAX);
 502                 uint8_t c = (uint8_t)
 503                         ((i/NUMBER_PORT_USED)/(BYTE_VALUE_MAX*BYTE_VALUE_MAX));
 504
 505                 /* Create the ipv6 exact match flow */
 506                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
 507                 switch (i & (NUMBER_PORT_USED - 1)) {
 508                 case 0:
 509                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[0];
 510                         break;
 511                 case 1:
 512                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[1];
 513                         break;
 514                 case 2:
 515                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[2];
 516                         break;
 517                 case 3:
 518                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[3];
 519                         break;
 520                 };
 521                 entry.key.ip_dst[13] = c;
 522                 entry.key.ip_dst[14] = b;
 523                 entry.key.ip_dst[15] = a;
 524                 convert_ipv6_5tuple(&entry.key, &newkey);
 525                 int32_t ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 526
 527                 if (ret < 0)
 528                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u\n", i);
 529
 530                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = (uint8_t) entry.if_out;
 531
 532         }
 533         printf("Hash: Adding 0x%x keys\n", nr_flow);
 534 }
 535
 536 /* Requirements:
 537  * 1. IP packets without extension;
 538  * 2. L4 payload should be either TCP or UDP.
 539  */
 540 int
 541 em_check_ptype(int portid)
 542 {
 543         int i, ret;
 544         int ptype_l3_ipv4_ext = 0;
 545         int ptype_l3_ipv6_ext = 0;
 546         int ptype_l4_tcp = 0;
 547         int ptype_l4_udp = 0;
 548         uint32_t ptype_mask = RTE_PTYPE_L3_MASK | RTE_PTYPE_L4_MASK;
 549
 550         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, NULL, 0);
 551         if (ret <= 0)
 552                 return 0;
 553
 554         uint32_t ptypes[ret];
 555
 556         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, ptypes, ret);
 557         for (i = 0; i < ret; ++i) {
 558                 switch (ptypes[i]) {
 559                 case RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT:
 560                         ptype_l3_ipv4_ext = 1;
 561                         break;
 562                 case RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT:
 563                         ptype_l3_ipv6_ext = 1;
 564                         break;
 565                 case RTE_PTYPE_L4_TCP:
 566                         ptype_l4_tcp = 1;
 567                         break;
 568                 case RTE_PTYPE_L4_UDP:
 569                         ptype_l4_udp = 1;
 570                         break;
 571                 }
 572         }
 573
 574         if (ptype_l3_ipv4_ext == 0)
 575                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT\n", portid);
 576         if (ptype_l3_ipv6_ext == 0)
 577                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT\n", portid);
 578         if (!ptype_l3_ipv4_ext || !ptype_l3_ipv6_ext)
 579                 return 0;
 580
 581         if (ptype_l4_tcp == 0)
 582                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_TCP\n", portid);
 583         if (ptype_l4_udp == 0)
 584                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_UDP\n", portid);
 585         if (ptype_l4_tcp && ptype_l4_udp)
 586                 return 1;
 587
 588         return 0;
 589 }
 590
 591 static inline void
 592 em_parse_ptype(struct rte_mbuf *m)
 593 {
 594         struct ether_hdr *eth_hdr;
 595         uint32_t packet_type = RTE_PTYPE_UNKNOWN;
 596         uint16_t ether_type;
 597         void *l3;
 598         int hdr_len;
 599         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 600         struct ipv6_hdr *ipv6_hdr;
 601
 602         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 603         ether_type = eth_hdr->ether_type;
 604         l3 = (uint8_t *)eth_hdr + sizeof(struct ether_hdr);
 605         if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4)) {
 606                 ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)l3;
 607                 hdr_len = (ipv4_hdr->version_ihl & IPV4_HDR_IHL_MASK) *
 608                           IPV4_IHL_MULTIPLIER;
 609                 if (hdr_len == sizeof(struct ipv4_hdr)) {
 610                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4;
 611                         if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_TCP)
 612                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_TCP;
 613                         else if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_UDP)
 614                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_UDP;
 615                 } else
 616                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT;
 617         } else if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv6)) {
 618                 ipv6_hdr = (struct ipv6_hdr *)l3;
 619                 if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_TCP)
 620                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_TCP;
 621                 else if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_UDP)
 622                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_UDP;
 623                 else
 624                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN;
 625         }
 626
 627         m->packet_type = packet_type;
 628 }
 629
 630 uint16_t
 631 em_cb_parse_ptype(uint8_t port __rte_unused, uint16_t queue __rte_unused,
 632                   struct rte_mbuf *pkts[], uint16_t nb_pkts,
 633                   uint16_t max_pkts __rte_unused,
 634                   void *user_param __rte_unused)
 635 {
 636         unsigned i;
 637
 638         for (i = 0; i < nb_pkts; ++i)
 639                 em_parse_ptype(pkts[i]);
 640
 641         return nb_pkts;
 642 }
 643
 644 /* main processing loop */
 645 int
 646 em_main_loop(__attribute__((unused)) void *dummy)
 647 {
 648         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 649         unsigned lcore_id;
 650         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
 651         int i, nb_rx;
 652         uint8_t portid, queueid;
 653         struct lcore_conf *qconf;
 654         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) /
 655                 US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US;
 656
 657         prev_tsc = 0;
 658
 659         lcore_id = rte_lcore_id();
 660         qconf = &lcore_conf[lcore_id];
 661
 662         if (qconf->n_rx_queue == 0) {
 663                 RTE_LOG(INFO, L3FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
 664                 return 0;
 665         }
 666
 667         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
 668
 669         for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; i++) {
 670
 671                 portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 672                 queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 673                 RTE_LOG(INFO, L3FWD,
 674                         " -- lcoreid=%u portid=%hhu rxqueueid=%hhu\n",
 675                         lcore_id, portid, queueid);
 676         }
 677
 678         while (!force_quit) {
 679
 680                 cur_tsc = rte_rdtsc();
 681
 682                 /*
 683                  * TX burst queue drain
 684                  */
 685                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
 686                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
 687
 688                         for (i = 0; i < qconf->n_tx_port; ++i) {
 689                                 portid = qconf->tx_port_id[i];
 690                                 if (qconf->tx_mbufs[portid].len == 0)
 691                                         continue;
 692                                 send_burst(qconf,
 693                                         qconf->tx_mbufs[portid].len,
 694                                         portid);
 695                                 qconf->tx_mbufs[portid].len = 0;
 696                         }
 697
 698                         prev_tsc = cur_tsc;
 699                 }
 700
 701                 /*
 702                  * Read packet from RX queues
 703                  */
 704                 for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; ++i) {
 705                         portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 706                         queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 707                         nb_rx = rte_eth_rx_burst(portid, queueid, pkts_burst,
 708                                 MAX_PKT_BURST);
 709                         if (nb_rx == 0)
 710                                 continue;
 711
 712 #if defined RTE_ARCH_X86 || defined RTE_MACHINE_CPUFLAG_NEON
 713                         l3fwd_em_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 714                                                         portid, qconf);
 715 #else
 716                         l3fwd_em_no_opt_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 717                                                         portid, qconf);
 718 #endif
 719                 }
 720         }
 721
 722         return 0;
 723 }
 724
 725 /*
 726  * Initialize exact match (hash) parameters.
 727  */
 728 void
 729 setup_hash(const int socketid)
 730 {
 731         struct rte_hash_parameters ipv4_l3fwd_hash_params = {
 732                 .name = NULL,
 733                 .entries = L3FWD_HASH_ENTRIES,
 734                 .key_len = sizeof(union ipv4_5tuple_host),
 735                 .hash_func = ipv4_hash_crc,
 736                 .hash_func_init_val = 0,
 737         };
 738
 739         struct rte_hash_parameters ipv6_l3fwd_hash_params = {
 740                 .name = NULL,
 741                 .entries = L3FWD_HASH_ENTRIES,
 742                 .key_len = sizeof(union ipv6_5tuple_host),
 743                 .hash_func = ipv6_hash_crc,
 744                 .hash_func_init_val = 0,
 745         };
 746
 747         char s[64];
 748
 749         /* create ipv4 hash */
 750         snprintf(s, sizeof(s), "ipv4_l3fwd_hash_%d", socketid);
 751         ipv4_l3fwd_hash_params.name = s;
 752         ipv4_l3fwd_hash_params.socket_id = socketid;
 753         ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] =
 754                 rte_hash_create(&ipv4_l3fwd_hash_params);
 755         if (ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] == NULL)
 756                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 757                         "Unable to create the l3fwd hash on socket %d\n",
 758                         socketid);
 759
 760         /* create ipv6 hash */
 761         snprintf(s, sizeof(s), "ipv6_l3fwd_hash_%d", socketid);
 762         ipv6_l3fwd_hash_params.name = s;
 763         ipv6_l3fwd_hash_params.socket_id = socketid;
 764         ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] =
 765                 rte_hash_create(&ipv6_l3fwd_hash_params);
 766         if (ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] == NULL)
 767                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 768                         "Unable to create the l3fwd hash on socket %d\n",
 769                         socketid);
 770
 771         if (hash_entry_number != HASH_ENTRY_NUMBER_DEFAULT) {
 772                 /* For testing hash matching with a large number of flows we
 773                  * generate millions of IP 5-tuples with an incremented dst
 774                  * address to initialize the hash table. */
 775                 if (ipv6 == 0) {
 776                         /* populate the ipv4 hash */
 777                         populate_ipv4_many_flow_into_table(
 778                                 ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid],
 779                                 hash_entry_number);
 780                 } else {
 781                         /* populate the ipv6 hash */
 782                         populate_ipv6_many_flow_into_table(
 783                                 ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid],
 784                                 hash_entry_number);
 785                 }
 786         } else {
 787                 /*
 788                  * Use data in ipv4/ipv6 l3fwd lookup table
 789                  * directly to initialize the hash table.
 790                  */
 791                 if (ipv6 == 0) {
 792                         /* populate the ipv4 hash */
 793                         populate_ipv4_few_flow_into_table(
 794                                 ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid]);
 795                 } else {
 796                         /* populate the ipv6 hash */
 797                         populate_ipv6_few_flow_into_table(
 798                                 ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid]);
 799                 }
 800         }
 801 }
 802
 803 /* Return ipv4/ipv6 em fwd lookup struct. */
 804 void *
 805 em_get_ipv4_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 806 {
 807         return ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid];
 808 }
 809
 810 void *
 811 em_get_ipv6_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 812 {
 813         return ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid];
 814 }