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_cycles.h>
  51 #include <rte_mbuf.h>
  52 #include <rte_ip.h>
  53 #include <rte_tcp.h>
  54 #include <rte_udp.h>
  55 #include <rte_hash.h>
  56
  57 #include "l3fwd.h"
  58
  59 #if defined(RTE_ARCH_X86) || defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_CRC32)
  60 #define EM_HASH_CRC 1
  61 #endif
  62
  63 #ifdef EM_HASH_CRC
  64 #include <rte_hash_crc.h>
  65 #define DEFAULT_HASH_FUNC       rte_hash_crc
  66 #else
  67 #include <rte_jhash.h>
  68 #define DEFAULT_HASH_FUNC       rte_jhash
  69 #endif
  70
  71 #define IPV6_ADDR_LEN 16
  72
  73 struct ipv4_5tuple {
  74         uint32_t ip_dst;
  75         uint32_t ip_src;
  76         uint16_t port_dst;
  77         uint16_t port_src;
  78         uint8_t  proto;
  79 } __attribute__((__packed__));
  80
  81 union ipv4_5tuple_host {
  82         struct {
  83                 uint8_t  pad0;
  84                 uint8_t  proto;
  85                 uint16_t pad1;
  86                 uint32_t ip_src;
  87                 uint32_t ip_dst;
  88                 uint16_t port_src;
  89                 uint16_t port_dst;
  90         };
  91         xmm_t xmm;
  92 };
  93
  94 #define XMM_NUM_IN_IPV6_5TUPLE 3
  95
  96 struct ipv6_5tuple {
  97         uint8_t  ip_dst[IPV6_ADDR_LEN];
  98         uint8_t  ip_src[IPV6_ADDR_LEN];
  99         uint16_t port_dst;
 100         uint16_t port_src;
 101         uint8_t  proto;
 102 } __attribute__((__packed__));
 103
 104 union ipv6_5tuple_host {
 105         struct {
 106                 uint16_t pad0;
 107                 uint8_t  proto;
 108                 uint8_t  pad1;
 109                 uint8_t  ip_src[IPV6_ADDR_LEN];
 110                 uint8_t  ip_dst[IPV6_ADDR_LEN];
 111                 uint16_t port_src;
 112                 uint16_t port_dst;
 113                 uint64_t reserve;
 114         };
 115         xmm_t xmm[XMM_NUM_IN_IPV6_5TUPLE];
 116 };
 117
 118
 119
 120 struct ipv4_l3fwd_em_route {
 121         struct ipv4_5tuple key;
 122         uint8_t if_out;
 123 };
 124
 125 struct ipv6_l3fwd_em_route {
 126         struct ipv6_5tuple key;
 127         uint8_t if_out;
 128 };
 129
 130 static struct ipv4_l3fwd_em_route ipv4_l3fwd_em_route_array[] = {
 131         {{IPv4(101, 0, 0, 0), IPv4(100, 10, 0, 1),  101, 11, IPPROTO_TCP}, 0},
 132         {{IPv4(201, 0, 0, 0), IPv4(200, 20, 0, 1),  102, 12, IPPROTO_TCP}, 1},
 133         {{IPv4(111, 0, 0, 0), IPv4(100, 30, 0, 1),  101, 11, IPPROTO_TCP}, 2},
 134         {{IPv4(211, 0, 0, 0), IPv4(200, 40, 0, 1),  102, 12, IPPROTO_TCP}, 3},
 135 };
 136
 137 static struct ipv6_l3fwd_em_route ipv6_l3fwd_em_route_array[] = {
 138         {{
 139         {0xfe, 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 140         {0xfe, 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 141         101, 11, IPPROTO_TCP}, 0},
 142
 143         {{
 144         {0xfe, 0x90, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 145         {0xfe, 0x90, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 146         102, 12, IPPROTO_TCP}, 1},
 147
 148         {{
 149         {0xfe, 0xa0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 150         {0xfe, 0xa0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 151         101, 11, IPPROTO_TCP}, 2},
 152
 153         {{
 154         {0xfe, 0xb0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 155         {0xfe, 0xb0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 156         102, 12, IPPROTO_TCP}, 3},
 157 };
 158
 159 struct rte_hash *ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 160 struct rte_hash *ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 161
 162 static inline uint32_t
 163 ipv4_hash_crc(const void *data, __rte_unused uint32_t data_len,
 164                 uint32_t init_val)
 165 {
 166         const union ipv4_5tuple_host *k;
 167         uint32_t t;
 168         const uint32_t *p;
 169
 170         k = data;
 171         t = k->proto;
 172         p = (const uint32_t *)&k->port_src;
 173
 174 #ifdef EM_HASH_CRC
 175         init_val = rte_hash_crc_4byte(t, init_val);
 176         init_val = rte_hash_crc_4byte(k->ip_src, init_val);
 177         init_val = rte_hash_crc_4byte(k->ip_dst, init_val);
 178         init_val = rte_hash_crc_4byte(*p, init_val);
 179 #else
 180         init_val = rte_jhash_1word(t, init_val);
 181         init_val = rte_jhash_1word(k->ip_src, init_val);
 182         init_val = rte_jhash_1word(k->ip_dst, init_val);
 183         init_val = rte_jhash_1word(*p, init_val);
 184 #endif
 185
 186         return init_val;
 187 }
 188
 189 static inline uint32_t
 190 ipv6_hash_crc(const void *data, __rte_unused uint32_t data_len,
 191                 uint32_t init_val)
 192 {
 193         const union ipv6_5tuple_host *k;
 194         uint32_t t;
 195         const uint32_t *p;
 196 #ifdef EM_HASH_CRC
 197         const uint32_t  *ip_src0, *ip_src1, *ip_src2, *ip_src3;
 198         const uint32_t  *ip_dst0, *ip_dst1, *ip_dst2, *ip_dst3;
 199 #endif
 200
 201         k = data;
 202         t = k->proto;
 203         p = (const uint32_t *)&k->port_src;
 204
 205 #ifdef EM_HASH_CRC
 206         ip_src0 = (const uint32_t *) k->ip_src;
 207         ip_src1 = (const uint32_t *)(k->ip_src+4);
 208         ip_src2 = (const uint32_t *)(k->ip_src+8);
 209         ip_src3 = (const uint32_t *)(k->ip_src+12);
 210         ip_dst0 = (const uint32_t *) k->ip_dst;
 211         ip_dst1 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+4);
 212         ip_dst2 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+8);
 213         ip_dst3 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+12);
 214         init_val = rte_hash_crc_4byte(t, init_val);
 215         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src0, init_val);
 216         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src1, init_val);
 217         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src2, init_val);
 218         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src3, init_val);
 219         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst0, init_val);
 220         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst1, init_val);
 221         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst2, init_val);
 222         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst3, init_val);
 223         init_val = rte_hash_crc_4byte(*p, init_val);
 224 #else
 225         init_val = rte_jhash_1word(t, init_val);
 226         init_val = rte_jhash(k->ip_src,
 227                         sizeof(uint8_t) * IPV6_ADDR_LEN, init_val);
 228         init_val = rte_jhash(k->ip_dst,
 229                         sizeof(uint8_t) * IPV6_ADDR_LEN, init_val);
 230         init_val = rte_jhash_1word(*p, init_val);
 231 #endif
 232         return init_val;
 233 }
 234
 235 #define IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES \
 236         (sizeof(ipv4_l3fwd_em_route_array) / sizeof(ipv4_l3fwd_em_route_array[0]))
 237
 238 #define IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES \
 239         (sizeof(ipv6_l3fwd_em_route_array) / sizeof(ipv6_l3fwd_em_route_array[0]))
 240
 241 static uint8_t ipv4_l3fwd_out_if[L3FWD_HASH_ENTRIES] __rte_cache_aligned;
 242 static uint8_t ipv6_l3fwd_out_if[L3FWD_HASH_ENTRIES] __rte_cache_aligned;
 243
 244 static rte_xmm_t mask0;
 245 static rte_xmm_t mask1;
 246 static rte_xmm_t mask2;
 247
 248 #if defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE2)
 249 static inline xmm_t
 250 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 251 {
 252         __m128i data = _mm_loadu_si128((__m128i *)(key));
 253
 254         return _mm_and_si128(data, mask);
 255 }
 256 #elif defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_NEON)
 257 static inline xmm_t
 258 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 259 {
 260         int32x4_t data = vld1q_s32((int32_t *)key);
 261
 262         return vandq_s32(data, mask);
 263 }
 264 #elif defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_ALTIVEC)
 265 static inline xmm_t
 266 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 267 {
 268         xmm_t data = vec_ld(0, (xmm_t *)(key));
 269
 270         return vec_and(data, mask);
 271 }
 272 #else
 273 #error No vector engine (SSE, NEON, ALTIVEC) available, check your toolchain
 274 #endif
 275
 276 static inline uint16_t
 277 em_get_ipv4_dst_port(void *ipv4_hdr, uint16_t portid, void *lookup_struct)
 278 {
 279         int ret = 0;
 280         union ipv4_5tuple_host key;
 281         struct rte_hash *ipv4_l3fwd_lookup_struct =
 282                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 283
 284         ipv4_hdr = (uint8_t *)ipv4_hdr + offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live);
 285
 286         /*
 287          * Get 5 tuple: dst port, src port, dst IP address,
 288          * src IP address and protocol.
 289          */
 290         key.xmm = em_mask_key(ipv4_hdr, mask0.x);
 291
 292         /* Find destination port */
 293         ret = rte_hash_lookup(ipv4_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 294         return (ret < 0) ? portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret];
 295 }
 296
 297 static inline uint16_t
 298 em_get_ipv6_dst_port(void *ipv6_hdr, uint16_t portid, void *lookup_struct)
 299 {
 300         int ret = 0;
 301         union ipv6_5tuple_host key;
 302         struct rte_hash *ipv6_l3fwd_lookup_struct =
 303                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 304
 305         ipv6_hdr = (uint8_t *)ipv6_hdr + offsetof(struct ipv6_hdr, payload_len);
 306         void *data0 = ipv6_hdr;
 307         void *data1 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t);
 308         void *data2 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t) + sizeof(xmm_t);
 309
 310         /* Get part of 5 tuple: src IP address lower 96 bits and protocol */
 311         key.xmm[0] = em_mask_key(data0, mask1.x);
 312
 313         /*
 314          * Get part of 5 tuple: dst IP address lower 96 bits
 315          * and src IP address higher 32 bits.
 316          */
 317         key.xmm[1] = *(xmm_t *)data1;
 318
 319         /*
 320          * Get part of 5 tuple: dst port and src port
 321          * and dst IP address higher 32 bits.
 322          */
 323         key.xmm[2] = em_mask_key(data2, mask2.x);
 324
 325         /* Find destination port */
 326         ret = rte_hash_lookup(ipv6_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 327         return (ret < 0) ? portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret];
 328 }
 329
 330 #if defined RTE_ARCH_X86 || defined RTE_MACHINE_CPUFLAG_NEON
 331 #if defined(NO_HASH_MULTI_LOOKUP)
 332 #include "l3fwd_em_sequential.h"
 333 #else
 334 #include "l3fwd_em_hlm.h"
 335 #endif
 336 #else
 337 #include "l3fwd_em.h"
 338 #endif
 339
 340 static void
 341 convert_ipv4_5tuple(struct ipv4_5tuple *key1,
 342                 union ipv4_5tuple_host *key2)
 343 {
 344         key2->ip_dst = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_dst);
 345         key2->ip_src = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_src);
 346         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 347         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 348         key2->proto = key1->proto;
 349         key2->pad0 = 0;
 350         key2->pad1 = 0;
 351 }
 352
 353 static void
 354 convert_ipv6_5tuple(struct ipv6_5tuple *key1,
 355                 union ipv6_5tuple_host *key2)
 356 {
 357         uint32_t i;
 358
 359         for (i = 0; i < 16; i++) {
 360                 key2->ip_dst[i] = key1->ip_dst[i];
 361                 key2->ip_src[i] = key1->ip_src[i];
 362         }
 363         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 364         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 365         key2->proto = key1->proto;
 366         key2->pad0 = 0;
 367         key2->pad1 = 0;
 368         key2->reserve = 0;
 369 }
 370
 371 #define BYTE_VALUE_MAX 256
 372 #define ALL_32_BITS 0xffffffff
 373 #define BIT_8_TO_15 0x0000ff00
 374
 375 static inline void
 376 populate_ipv4_few_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 377 {
 378         uint32_t i;
 379         int32_t ret;
 380
 381         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 382                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 383
 384         for (i = 0; i < IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES; i++) {
 385                 struct ipv4_l3fwd_em_route  entry;
 386                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 387
 388                 entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[i];
 389                 convert_ipv4_5tuple(&entry.key, &newkey);
 390                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 391                 if (ret < 0) {
 392                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 393                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 394                 }
 395                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = entry.if_out;
 396         }
 397         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 " keys\n",
 398                 (uint64_t)IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES);
 399 }
 400
 401 #define BIT_16_TO_23 0x00ff0000
 402 static inline void
 403 populate_ipv6_few_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 404 {
 405         uint32_t i;
 406         int32_t ret;
 407
 408         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 409                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 410
 411         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 412
 413         for (i = 0; i < IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES; i++) {
 414                 struct ipv6_l3fwd_em_route entry;
 415                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 416
 417                 entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[i];
 418                 convert_ipv6_5tuple(&entry.key, &newkey);
 419                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 420                 if (ret < 0) {
 421                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 422                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 423                 }
 424                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = entry.if_out;
 425         }
 426         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 "keys\n",
 427                 (uint64_t)IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES);
 428 }
 429
 430 #define NUMBER_PORT_USED 4
 431 static inline void
 432 populate_ipv4_many_flow_into_table(const struct rte_hash *h,
 433                 unsigned int nr_flow)
 434 {
 435         unsigned i;
 436
 437         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 438                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 439
 440         for (i = 0; i < nr_flow; i++) {
 441                 struct ipv4_l3fwd_em_route entry;
 442                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 443
 444                 uint8_t a = (uint8_t)
 445                         ((i/NUMBER_PORT_USED)%BYTE_VALUE_MAX);
 446                 uint8_t b = (uint8_t)
 447                         (((i/NUMBER_PORT_USED)/BYTE_VALUE_MAX)%BYTE_VALUE_MAX);
 448                 uint8_t c = (uint8_t)
 449                         ((i/NUMBER_PORT_USED)/(BYTE_VALUE_MAX*BYTE_VALUE_MAX));
 450
 451                 /* Create the ipv4 exact match flow */
 452                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
 453                 switch (i & (NUMBER_PORT_USED - 1)) {
 454                 case 0:
 455                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[0];
 456                         entry.key.ip_dst = IPv4(101, c, b, a);
 457                         break;
 458                 case 1:
 459                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[1];
 460                         entry.key.ip_dst = IPv4(201, c, b, a);
 461                         break;
 462                 case 2:
 463                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[2];
 464                         entry.key.ip_dst = IPv4(111, c, b, a);
 465                         break;
 466                 case 3:
 467                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[3];
 468                         entry.key.ip_dst = IPv4(211, c, b, a);
 469                         break;
 470                 };
 471                 convert_ipv4_5tuple(&entry.key, &newkey);
 472                 int32_t ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 473
 474                 if (ret < 0)
 475                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u\n", i);
 476
 477                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = (uint8_t) entry.if_out;
 478
 479         }
 480         printf("Hash: Adding 0x%x keys\n", nr_flow);
 481 }
 482
 483 static inline void
 484 populate_ipv6_many_flow_into_table(const struct rte_hash *h,
 485                 unsigned int nr_flow)
 486 {
 487         unsigned i;
 488
 489         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 490                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 491         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 492
 493         for (i = 0; i < nr_flow; i++) {
 494                 struct ipv6_l3fwd_em_route entry;
 495                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 496
 497                 uint8_t a = (uint8_t)
 498                         ((i/NUMBER_PORT_USED)%BYTE_VALUE_MAX);
 499                 uint8_t b = (uint8_t)
 500                         (((i/NUMBER_PORT_USED)/BYTE_VALUE_MAX)%BYTE_VALUE_MAX);
 501                 uint8_t c = (uint8_t)
 502                         ((i/NUMBER_PORT_USED)/(BYTE_VALUE_MAX*BYTE_VALUE_MAX));
 503
 504                 /* Create the ipv6 exact match flow */
 505                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
 506                 switch (i & (NUMBER_PORT_USED - 1)) {
 507                 case 0:
 508                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[0];
 509                         break;
 510                 case 1:
 511                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[1];
 512                         break;
 513                 case 2:
 514                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[2];
 515                         break;
 516                 case 3:
 517                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[3];
 518                         break;
 519                 };
 520                 entry.key.ip_dst[13] = c;
 521                 entry.key.ip_dst[14] = b;
 522                 entry.key.ip_dst[15] = a;
 523                 convert_ipv6_5tuple(&entry.key, &newkey);
 524                 int32_t ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 525
 526                 if (ret < 0)
 527                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u\n", i);
 528
 529                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = (uint8_t) entry.if_out;
 530
 531         }
 532         printf("Hash: Adding 0x%x keys\n", nr_flow);
 533 }
 534
 535 /* Requirements:
 536  * 1. IP packets without extension;
 537  * 2. L4 payload should be either TCP or UDP.
 538  */
 539 int
 540 em_check_ptype(int portid)
 541 {
 542         int i, ret;
 543         int ptype_l3_ipv4_ext = 0;
 544         int ptype_l3_ipv6_ext = 0;
 545         int ptype_l4_tcp = 0;
 546         int ptype_l4_udp = 0;
 547         uint32_t ptype_mask = RTE_PTYPE_L3_MASK | RTE_PTYPE_L4_MASK;
 548
 549         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, NULL, 0);
 550         if (ret <= 0)
 551                 return 0;
 552
 553         uint32_t ptypes[ret];
 554
 555         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, ptypes, ret);
 556         for (i = 0; i < ret; ++i) {
 557                 switch (ptypes[i]) {
 558                 case RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT:
 559                         ptype_l3_ipv4_ext = 1;
 560                         break;
 561                 case RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT:
 562                         ptype_l3_ipv6_ext = 1;
 563                         break;
 564                 case RTE_PTYPE_L4_TCP:
 565                         ptype_l4_tcp = 1;
 566                         break;
 567                 case RTE_PTYPE_L4_UDP:
 568                         ptype_l4_udp = 1;
 569                         break;
 570                 }
 571         }
 572
 573         if (ptype_l3_ipv4_ext == 0)
 574                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT\n", portid);
 575         if (ptype_l3_ipv6_ext == 0)
 576                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT\n", portid);
 577         if (!ptype_l3_ipv4_ext || !ptype_l3_ipv6_ext)
 578                 return 0;
 579
 580         if (ptype_l4_tcp == 0)
 581                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_TCP\n", portid);
 582         if (ptype_l4_udp == 0)
 583                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_UDP\n", portid);
 584         if (ptype_l4_tcp && ptype_l4_udp)
 585                 return 1;
 586
 587         return 0;
 588 }
 589
 590 static inline void
 591 em_parse_ptype(struct rte_mbuf *m)
 592 {
 593         struct ether_hdr *eth_hdr;
 594         uint32_t packet_type = RTE_PTYPE_UNKNOWN;
 595         uint16_t ether_type;
 596         void *l3;
 597         int hdr_len;
 598         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 599         struct ipv6_hdr *ipv6_hdr;
 600
 601         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 602         ether_type = eth_hdr->ether_type;
 603         l3 = (uint8_t *)eth_hdr + sizeof(struct ether_hdr);
 604         if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4)) {
 605                 ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)l3;
 606                 hdr_len = (ipv4_hdr->version_ihl & IPV4_HDR_IHL_MASK) *
 607                           IPV4_IHL_MULTIPLIER;
 608                 if (hdr_len == sizeof(struct ipv4_hdr)) {
 609                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4;
 610                         if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_TCP)
 611                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_TCP;
 612                         else if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_UDP)
 613                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_UDP;
 614                 } else
 615                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT;
 616         } else if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv6)) {
 617                 ipv6_hdr = (struct ipv6_hdr *)l3;
 618                 if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_TCP)
 619                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_TCP;
 620                 else if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_UDP)
 621                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_UDP;
 622                 else
 623                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN;
 624         }
 625
 626         m->packet_type = packet_type;
 627 }
 628
 629 uint16_t
 630 em_cb_parse_ptype(uint16_t port __rte_unused, uint16_t queue __rte_unused,
 631                   struct rte_mbuf *pkts[], uint16_t nb_pkts,
 632                   uint16_t max_pkts __rte_unused,
 633                   void *user_param __rte_unused)
 634 {
 635         unsigned i;
 636
 637         for (i = 0; i < nb_pkts; ++i)
 638                 em_parse_ptype(pkts[i]);
 639
 640         return nb_pkts;
 641 }
 642
 643 /* main processing loop */
 644 int
 645 em_main_loop(__attribute__((unused)) void *dummy)
 646 {
 647         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 648         unsigned lcore_id;
 649         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
 650         int i, nb_rx;
 651         uint8_t queueid;
 652         uint16_t portid;
 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=%u 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 }