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_ring.h>
  51 #include <rte_mempool.h>
  52 #include <rte_cycles.h>
  53 #include <rte_mbuf.h>
  54 #include <rte_ip.h>
  55 #include <rte_tcp.h>
  56 #include <rte_udp.h>
  57 #include <rte_hash.h>
  58
  59 #include "l3fwd.h"
  60
  61 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
  62 #include <rte_hash_crc.h>
  63 #define DEFAULT_HASH_FUNC       rte_hash_crc
  64 #else
  65 #include <rte_jhash.h>
  66 #define DEFAULT_HASH_FUNC       rte_jhash
  67 #endif /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
  68
  69 #define IPV6_ADDR_LEN 16
  70
  71 struct ipv4_5tuple {
  72         uint32_t ip_dst;
  73         uint32_t ip_src;
  74         uint16_t port_dst;
  75         uint16_t port_src;
  76         uint8_t  proto;
  77 } __attribute__((__packed__));
  78
  79 union ipv4_5tuple_host {
  80         struct {
  81                 uint8_t  pad0;
  82                 uint8_t  proto;
  83                 uint16_t pad1;
  84                 uint32_t ip_src;
  85                 uint32_t ip_dst;
  86                 uint16_t port_src;
  87                 uint16_t port_dst;
  88         };
  89         xmm_t xmm;
  90 };
  91
  92 #define XMM_NUM_IN_IPV6_5TUPLE 3
  93
  94 struct ipv6_5tuple {
  95         uint8_t  ip_dst[IPV6_ADDR_LEN];
  96         uint8_t  ip_src[IPV6_ADDR_LEN];
  97         uint16_t port_dst;
  98         uint16_t port_src;
  99         uint8_t  proto;
 100 } __attribute__((__packed__));
 101
 102 union ipv6_5tuple_host {
 103         struct {
 104                 uint16_t pad0;
 105                 uint8_t  proto;
 106                 uint8_t  pad1;
 107                 uint8_t  ip_src[IPV6_ADDR_LEN];
 108                 uint8_t  ip_dst[IPV6_ADDR_LEN];
 109                 uint16_t port_src;
 110                 uint16_t port_dst;
 111                 uint64_t reserve;
 112         };
 113         xmm_t xmm[XMM_NUM_IN_IPV6_5TUPLE];
 114 };
 115
 116
 117
 118 struct ipv4_l3fwd_em_route {
 119         struct ipv4_5tuple key;
 120         uint8_t if_out;
 121 };
 122
 123 struct ipv6_l3fwd_em_route {
 124         struct ipv6_5tuple key;
 125         uint8_t if_out;
 126 };
 127
 128 static struct ipv4_l3fwd_em_route ipv4_l3fwd_em_route_array[] = {
 129         {{IPv4(101, 0, 0, 0), IPv4(100, 10, 0, 1),  101, 11, IPPROTO_TCP}, 0},
 130         {{IPv4(201, 0, 0, 0), IPv4(200, 20, 0, 1),  102, 12, IPPROTO_TCP}, 1},
 131         {{IPv4(111, 0, 0, 0), IPv4(100, 30, 0, 1),  101, 11, IPPROTO_TCP}, 2},
 132         {{IPv4(211, 0, 0, 0), IPv4(200, 40, 0, 1),  102, 12, IPPROTO_TCP}, 3},
 133 };
 134
 135 static struct ipv6_l3fwd_em_route ipv6_l3fwd_em_route_array[] = {
 136         {{
 137         {0xfe, 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 138         {0xfe, 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 139         101, 11, IPPROTO_TCP}, 0},
 140
 141         {{
 142         {0xfe, 0x90, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 143         {0xfe, 0x90, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 144         102, 12, IPPROTO_TCP}, 1},
 145
 146         {{
 147         {0xfe, 0xa0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 148         {0xfe, 0xa0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 149         101, 11, IPPROTO_TCP}, 2},
 150
 151         {{
 152         {0xfe, 0xb0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1e, 0x67, 0xff, 0xfe, 0, 0, 0},
 153         {0xfe, 0xb0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x02, 0x1b, 0x21, 0xff, 0xfe, 0x91, 0x38, 0x05},
 154         102, 12, IPPROTO_TCP}, 3},
 155 };
 156
 157 struct rte_hash *ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 158 struct rte_hash *ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 159
 160 static inline uint32_t
 161 ipv4_hash_crc(const void *data, __rte_unused uint32_t data_len,
 162                 uint32_t init_val)
 163 {
 164         const union ipv4_5tuple_host *k;
 165         uint32_t t;
 166         const uint32_t *p;
 167
 168         k = data;
 169         t = k->proto;
 170         p = (const uint32_t *)&k->port_src;
 171
 172 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
 173         init_val = rte_hash_crc_4byte(t, init_val);
 174         init_val = rte_hash_crc_4byte(k->ip_src, init_val);
 175         init_val = rte_hash_crc_4byte(k->ip_dst, init_val);
 176         init_val = rte_hash_crc_4byte(*p, init_val);
 177 #else /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
 178         init_val = rte_jhash_1word(t, init_val);
 179         init_val = rte_jhash_1word(k->ip_src, init_val);
 180         init_val = rte_jhash_1word(k->ip_dst, init_val);
 181         init_val = rte_jhash_1word(*p, init_val);
 182 #endif /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
 183
 184         return init_val;
 185 }
 186
 187 static inline uint32_t
 188 ipv6_hash_crc(const void *data, __rte_unused uint32_t data_len,
 189                 uint32_t init_val)
 190 {
 191         const union ipv6_5tuple_host *k;
 192         uint32_t t;
 193         const uint32_t *p;
 194 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
 195         const uint32_t  *ip_src0, *ip_src1, *ip_src2, *ip_src3;
 196         const uint32_t  *ip_dst0, *ip_dst1, *ip_dst2, *ip_dst3;
 197 #endif /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
 198
 199         k = data;
 200         t = k->proto;
 201         p = (const uint32_t *)&k->port_src;
 202
 203 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
 204         ip_src0 = (const uint32_t *) k->ip_src;
 205         ip_src1 = (const uint32_t *)(k->ip_src+4);
 206         ip_src2 = (const uint32_t *)(k->ip_src+8);
 207         ip_src3 = (const uint32_t *)(k->ip_src+12);
 208         ip_dst0 = (const uint32_t *) k->ip_dst;
 209         ip_dst1 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+4);
 210         ip_dst2 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+8);
 211         ip_dst3 = (const uint32_t *)(k->ip_dst+12);
 212         init_val = rte_hash_crc_4byte(t, init_val);
 213         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src0, init_val);
 214         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src1, init_val);
 215         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src2, init_val);
 216         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_src3, init_val);
 217         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst0, init_val);
 218         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst1, init_val);
 219         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst2, init_val);
 220         init_val = rte_hash_crc_4byte(*ip_dst3, init_val);
 221         init_val = rte_hash_crc_4byte(*p, init_val);
 222 #else /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
 223         init_val = rte_jhash_1word(t, init_val);
 224         init_val = rte_jhash(k->ip_src,
 225                         sizeof(uint8_t) * IPV6_ADDR_LEN, init_val);
 226         init_val = rte_jhash(k->ip_dst,
 227                         sizeof(uint8_t) * IPV6_ADDR_LEN, init_val);
 228         init_val = rte_jhash_1word(*p, init_val);
 229 #endif /* RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2 */
 230         return init_val;
 231 }
 232
 233 #define IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES \
 234         (sizeof(ipv4_l3fwd_em_route_array) / sizeof(ipv4_l3fwd_em_route_array[0]))
 235
 236 #define IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES \
 237         (sizeof(ipv6_l3fwd_em_route_array) / sizeof(ipv6_l3fwd_em_route_array[0]))
 238
 239 static uint8_t ipv4_l3fwd_out_if[L3FWD_HASH_ENTRIES] __rte_cache_aligned;
 240 static uint8_t ipv6_l3fwd_out_if[L3FWD_HASH_ENTRIES] __rte_cache_aligned;
 241
 242 static rte_xmm_t mask0;
 243 static rte_xmm_t mask1;
 244 static rte_xmm_t mask2;
 245
 246 #if defined(__SSE2__)
 247 static inline xmm_t
 248 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 249 {
 250         __m128i data = _mm_loadu_si128((__m128i *)(key));
 251
 252         return _mm_and_si128(data, mask);
 253 }
 254 #elif defined(RTE_MACHINE_CPUFLAG_NEON)
 255 static inline xmm_t
 256 em_mask_key(void *key, xmm_t mask)
 257 {
 258         int32x4_t data = vld1q_s32((int32_t *)key);
 259
 260         return vandq_s32(data, mask);
 261 }
 262 #else
 263 #error No vector engine (SSE, NEON) available, check your toolchain
 264 #endif
 265
 266 static inline uint8_t
 267 em_get_ipv4_dst_port(void *ipv4_hdr, uint8_t portid, void *lookup_struct)
 268 {
 269         int ret = 0;
 270         union ipv4_5tuple_host key;
 271         struct rte_hash *ipv4_l3fwd_lookup_struct =
 272                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 273
 274         ipv4_hdr = (uint8_t *)ipv4_hdr + offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live);
 275
 276         /*
 277          * Get 5 tuple: dst port, src port, dst IP address,
 278          * src IP address and protocol.
 279          */
 280         key.xmm = em_mask_key(ipv4_hdr, mask0.x);
 281
 282         /* Find destination port */
 283         ret = rte_hash_lookup(ipv4_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 284         return (uint8_t)((ret < 0) ? portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret]);
 285 }
 286
 287 static inline uint8_t
 288 em_get_ipv6_dst_port(void *ipv6_hdr,  uint8_t portid, void *lookup_struct)
 289 {
 290         int ret = 0;
 291         union ipv6_5tuple_host key;
 292         struct rte_hash *ipv6_l3fwd_lookup_struct =
 293                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 294
 295         ipv6_hdr = (uint8_t *)ipv6_hdr + offsetof(struct ipv6_hdr, payload_len);
 296         void *data0 = ipv6_hdr;
 297         void *data1 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t);
 298         void *data2 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t) + sizeof(xmm_t);
 299
 300         /* Get part of 5 tuple: src IP address lower 96 bits and protocol */
 301         key.xmm[0] = em_mask_key(data0, mask1.x);
 302
 303         /*
 304          * Get part of 5 tuple: dst IP address lower 96 bits
 305          * and src IP address higher 32 bits.
 306          */
 307         key.xmm[1] = *(xmm_t *)data1;
 308
 309         /*
 310          * Get part of 5 tuple: dst port and src port
 311          * and dst IP address higher 32 bits.
 312          */
 313         key.xmm[2] = em_mask_key(data2, mask2.x);
 314
 315         /* Find destination port */
 316         ret = rte_hash_lookup(ipv6_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 317         return (uint8_t)((ret < 0) ? portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret]);
 318 }
 319
 320 #if defined(__SSE4_1__)
 321 #if defined(NO_HASH_MULTI_LOOKUP)
 322 #include "l3fwd_em_sse.h"
 323 #else
 324 #include "l3fwd_em_hlm_sse.h"
 325 #endif
 326 #else
 327 #include "l3fwd_em.h"
 328 #endif
 329
 330 static void
 331 convert_ipv4_5tuple(struct ipv4_5tuple *key1,
 332                 union ipv4_5tuple_host *key2)
 333 {
 334         key2->ip_dst = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_dst);
 335         key2->ip_src = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_src);
 336         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 337         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 338         key2->proto = key1->proto;
 339         key2->pad0 = 0;
 340         key2->pad1 = 0;
 341 }
 342
 343 static void
 344 convert_ipv6_5tuple(struct ipv6_5tuple *key1,
 345                 union ipv6_5tuple_host *key2)
 346 {
 347         uint32_t i;
 348
 349         for (i = 0; i < 16; i++) {
 350                 key2->ip_dst[i] = key1->ip_dst[i];
 351                 key2->ip_src[i] = key1->ip_src[i];
 352         }
 353         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 354         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 355         key2->proto = key1->proto;
 356         key2->pad0 = 0;
 357         key2->pad1 = 0;
 358         key2->reserve = 0;
 359 }
 360
 361 #define BYTE_VALUE_MAX 256
 362 #define ALL_32_BITS 0xffffffff
 363 #define BIT_8_TO_15 0x0000ff00
 364
 365 static inline void
 366 populate_ipv4_few_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 367 {
 368         uint32_t i;
 369         int32_t ret;
 370
 371         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 372                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 373
 374         for (i = 0; i < IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES; i++) {
 375                 struct ipv4_l3fwd_em_route  entry;
 376                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 377
 378                 entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[i];
 379                 convert_ipv4_5tuple(&entry.key, &newkey);
 380                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 381                 if (ret < 0) {
 382                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 383                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 384                 }
 385                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = entry.if_out;
 386         }
 387         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 " keys\n",
 388                 (uint64_t)IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES);
 389 }
 390
 391 #define BIT_16_TO_23 0x00ff0000
 392 static inline void
 393 populate_ipv6_few_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 394 {
 395         uint32_t i;
 396         int32_t ret;
 397
 398         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 399                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 400
 401         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 402
 403         for (i = 0; i < IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES; i++) {
 404                 struct ipv6_l3fwd_em_route entry;
 405                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 406
 407                 entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[i];
 408                 convert_ipv6_5tuple(&entry.key, &newkey);
 409                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 410                 if (ret < 0) {
 411                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 412                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 413                 }
 414                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = entry.if_out;
 415         }
 416         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 "keys\n",
 417                 (uint64_t)IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES);
 418 }
 419
 420 #define NUMBER_PORT_USED 4
 421 static inline void
 422 populate_ipv4_many_flow_into_table(const struct rte_hash *h,
 423                 unsigned int nr_flow)
 424 {
 425         unsigned i;
 426
 427         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 428                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 429
 430         for (i = 0; i < nr_flow; i++) {
 431                 struct ipv4_l3fwd_em_route entry;
 432                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 433
 434                 uint8_t a = (uint8_t)
 435                         ((i/NUMBER_PORT_USED)%BYTE_VALUE_MAX);
 436                 uint8_t b = (uint8_t)
 437                         (((i/NUMBER_PORT_USED)/BYTE_VALUE_MAX)%BYTE_VALUE_MAX);
 438                 uint8_t c = (uint8_t)
 439                         ((i/NUMBER_PORT_USED)/(BYTE_VALUE_MAX*BYTE_VALUE_MAX));
 440
 441                 /* Create the ipv4 exact match flow */
 442                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
 443                 switch (i & (NUMBER_PORT_USED - 1)) {
 444                 case 0:
 445                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[0];
 446                         entry.key.ip_dst = IPv4(101, c, b, a);
 447                         break;
 448                 case 1:
 449                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[1];
 450                         entry.key.ip_dst = IPv4(201, c, b, a);
 451                         break;
 452                 case 2:
 453                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[2];
 454                         entry.key.ip_dst = IPv4(111, c, b, a);
 455                         break;
 456                 case 3:
 457                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[3];
 458                         entry.key.ip_dst = IPv4(211, c, b, a);
 459                         break;
 460                 };
 461                 convert_ipv4_5tuple(&entry.key, &newkey);
 462                 int32_t ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 463
 464                 if (ret < 0)
 465                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u\n", i);
 466
 467                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = (uint8_t) entry.if_out;
 468
 469         }
 470         printf("Hash: Adding 0x%x keys\n", nr_flow);
 471 }
 472
 473 static inline void
 474 populate_ipv6_many_flow_into_table(const struct rte_hash *h,
 475                 unsigned int nr_flow)
 476 {
 477         unsigned i;
 478
 479         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 480                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 481         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 482
 483         for (i = 0; i < nr_flow; i++) {
 484                 struct ipv6_l3fwd_em_route entry;
 485                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 486
 487                 uint8_t a = (uint8_t)
 488                         ((i/NUMBER_PORT_USED)%BYTE_VALUE_MAX);
 489                 uint8_t b = (uint8_t)
 490                         (((i/NUMBER_PORT_USED)/BYTE_VALUE_MAX)%BYTE_VALUE_MAX);
 491                 uint8_t c = (uint8_t)
 492                         ((i/NUMBER_PORT_USED)/(BYTE_VALUE_MAX*BYTE_VALUE_MAX));
 493
 494                 /* Create the ipv6 exact match flow */
 495                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
 496                 switch (i & (NUMBER_PORT_USED - 1)) {
 497                 case 0:
 498                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[0];
 499                         break;
 500                 case 1:
 501                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[1];
 502                         break;
 503                 case 2:
 504                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[2];
 505                         break;
 506                 case 3:
 507                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[3];
 508                         break;
 509                 };
 510                 entry.key.ip_dst[13] = c;
 511                 entry.key.ip_dst[14] = b;
 512                 entry.key.ip_dst[15] = a;
 513                 convert_ipv6_5tuple(&entry.key, &newkey);
 514                 int32_t ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 515
 516                 if (ret < 0)
 517                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u\n", i);
 518
 519                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = (uint8_t) entry.if_out;
 520
 521         }
 522         printf("Hash: Adding 0x%x keys\n", nr_flow);
 523 }
 524
 525 /* Requirements:
 526  * 1. IP packets without extension;
 527  * 2. L4 payload should be either TCP or UDP.
 528  */
 529 int
 530 em_check_ptype(int portid)
 531 {
 532         int i, ret;
 533         int ptype_l3_ipv4_ext = 0;
 534         int ptype_l3_ipv6_ext = 0;
 535         int ptype_l4_tcp = 0;
 536         int ptype_l4_udp = 0;
 537         uint32_t ptype_mask = RTE_PTYPE_L3_MASK | RTE_PTYPE_L4_MASK;
 538
 539         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, NULL, 0);
 540         if (ret <= 0)
 541                 return 0;
 542
 543         uint32_t ptypes[ret];
 544
 545         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, ptypes, ret);
 546         for (i = 0; i < ret; ++i) {
 547                 switch (ptypes[i]) {
 548                 case RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT:
 549                         ptype_l3_ipv4_ext = 1;
 550                         break;
 551                 case RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT:
 552                         ptype_l3_ipv6_ext = 1;
 553                         break;
 554                 case RTE_PTYPE_L4_TCP:
 555                         ptype_l4_tcp = 1;
 556                         break;
 557                 case RTE_PTYPE_L4_UDP:
 558                         ptype_l4_udp = 1;
 559                         break;
 560                 }
 561         }
 562
 563         if (ptype_l3_ipv4_ext == 0)
 564                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT\n", portid);
 565         if (ptype_l3_ipv6_ext == 0)
 566                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT\n", portid);
 567         if (!ptype_l3_ipv4_ext || !ptype_l3_ipv6_ext)
 568                 return 0;
 569
 570         if (ptype_l4_tcp == 0)
 571                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_TCP\n", portid);
 572         if (ptype_l4_udp == 0)
 573                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_UDP\n", portid);
 574         if (ptype_l4_tcp && ptype_l4_udp)
 575                 return 1;
 576
 577         return 0;
 578 }
 579
 580 static inline void
 581 em_parse_ptype(struct rte_mbuf *m)
 582 {
 583         struct ether_hdr *eth_hdr;
 584         uint32_t packet_type = RTE_PTYPE_UNKNOWN;
 585         uint16_t ether_type;
 586         void *l3;
 587         int hdr_len;
 588         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 589         struct ipv6_hdr *ipv6_hdr;
 590
 591         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 592         ether_type = eth_hdr->ether_type;
 593         l3 = (uint8_t *)eth_hdr + sizeof(struct ether_hdr);
 594         if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4)) {
 595                 ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)l3;
 596                 hdr_len = (ipv4_hdr->version_ihl & IPV4_HDR_IHL_MASK) *
 597                           IPV4_IHL_MULTIPLIER;
 598                 if (hdr_len == sizeof(struct ipv4_hdr)) {
 599                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4;
 600                         if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_TCP)
 601                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_TCP;
 602                         else if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_UDP)
 603                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_UDP;
 604                 } else
 605                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT;
 606         } else if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4)) {
 607                 ipv6_hdr = (struct ipv6_hdr *)l3;
 608                 if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_TCP)
 609                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_TCP;
 610                 else if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_UDP)
 611                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_UDP;
 612                 else
 613                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN;
 614         }
 615
 616         m->packet_type = packet_type;
 617 }
 618
 619 uint16_t
 620 em_cb_parse_ptype(uint8_t port __rte_unused, uint16_t queue __rte_unused,
 621                   struct rte_mbuf *pkts[], uint16_t nb_pkts,
 622                   uint16_t max_pkts __rte_unused,
 623                   void *user_param __rte_unused)
 624 {
 625         unsigned i;
 626
 627         for (i = 0; i < nb_pkts; ++i)
 628                 em_parse_ptype(pkts[i]);
 629
 630         return nb_pkts;
 631 }
 632
 633 /* main processing loop */
 634 int
 635 em_main_loop(__attribute__((unused)) void *dummy)
 636 {
 637         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 638         unsigned lcore_id;
 639         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
 640         int i, nb_rx;
 641         uint8_t portid, queueid;
 642         struct lcore_conf *qconf;
 643         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) /
 644                 US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US;
 645
 646         prev_tsc = 0;
 647
 648         lcore_id = rte_lcore_id();
 649         qconf = &lcore_conf[lcore_id];
 650
 651         if (qconf->n_rx_queue == 0) {
 652                 RTE_LOG(INFO, L3FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
 653                 return 0;
 654         }
 655
 656         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
 657
 658         for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; i++) {
 659
 660                 portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 661                 queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 662                 RTE_LOG(INFO, L3FWD,
 663                         " -- lcoreid=%u portid=%hhu rxqueueid=%hhu\n",
 664                         lcore_id, portid, queueid);
 665         }
 666
 667         while (!force_quit) {
 668
 669                 cur_tsc = rte_rdtsc();
 670
 671                 /*
 672                  * TX burst queue drain
 673                  */
 674                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
 675                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
 676
 677                         for (i = 0; i < qconf->n_tx_port; ++i) {
 678                                 portid = qconf->tx_port_id[i];
 679                                 if (qconf->tx_mbufs[portid].len == 0)
 680                                         continue;
 681                                 send_burst(qconf,
 682                                         qconf->tx_mbufs[portid].len,
 683                                         portid);
 684                                 qconf->tx_mbufs[portid].len = 0;
 685                         }
 686
 687                         prev_tsc = cur_tsc;
 688                 }
 689
 690                 /*
 691                  * Read packet from RX queues
 692                  */
 693                 for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; ++i) {
 694                         portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 695                         queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 696                         nb_rx = rte_eth_rx_burst(portid, queueid, pkts_burst,
 697                                 MAX_PKT_BURST);
 698                         if (nb_rx == 0)
 699                                 continue;
 700
 701 #if defined(__SSE4_1__)
 702                         l3fwd_em_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 703                                                         portid, qconf);
 704 #else
 705                         l3fwd_em_no_opt_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 706                                                         portid, qconf);
 707 #endif /* __SSE_4_1__ */
 708                 }
 709         }
 710
 711         return 0;
 712 }
 713
 714 /*
 715  * Initialize exact match (hash) parameters.
 716  */
 717 void
 718 setup_hash(const int socketid)
 719 {
 720         struct rte_hash_parameters ipv4_l3fwd_hash_params = {
 721                 .name = NULL,
 722                 .entries = L3FWD_HASH_ENTRIES,
 723                 .key_len = sizeof(union ipv4_5tuple_host),
 724                 .hash_func = ipv4_hash_crc,
 725                 .hash_func_init_val = 0,
 726         };
 727
 728         struct rte_hash_parameters ipv6_l3fwd_hash_params = {
 729                 .name = NULL,
 730                 .entries = L3FWD_HASH_ENTRIES,
 731                 .key_len = sizeof(union ipv6_5tuple_host),
 732                 .hash_func = ipv6_hash_crc,
 733                 .hash_func_init_val = 0,
 734         };
 735
 736         char s[64];
 737
 738         /* create ipv4 hash */
 739         snprintf(s, sizeof(s), "ipv4_l3fwd_hash_%d", socketid);
 740         ipv4_l3fwd_hash_params.name = s;
 741         ipv4_l3fwd_hash_params.socket_id = socketid;
 742         ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] =
 743                 rte_hash_create(&ipv4_l3fwd_hash_params);
 744         if (ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] == NULL)
 745                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 746                         "Unable to create the l3fwd hash on socket %d\n",
 747                         socketid);
 748
 749         /* create ipv6 hash */
 750         snprintf(s, sizeof(s), "ipv6_l3fwd_hash_%d", socketid);
 751         ipv6_l3fwd_hash_params.name = s;
 752         ipv6_l3fwd_hash_params.socket_id = socketid;
 753         ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] =
 754                 rte_hash_create(&ipv6_l3fwd_hash_params);
 755         if (ipv6_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         if (hash_entry_number != HASH_ENTRY_NUMBER_DEFAULT) {
 761                 /* For testing hash matching with a large number of flows we
 762                  * generate millions of IP 5-tuples with an incremented dst
 763                  * address to initialize the hash table. */
 764                 if (ipv6 == 0) {
 765                         /* populate the ipv4 hash */
 766                         populate_ipv4_many_flow_into_table(
 767                                 ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid],
 768                                 hash_entry_number);
 769                 } else {
 770                         /* populate the ipv6 hash */
 771                         populate_ipv6_many_flow_into_table(
 772                                 ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid],
 773                                 hash_entry_number);
 774                 }
 775         } else {
 776                 /*
 777                  * Use data in ipv4/ipv6 l3fwd lookup table
 778                  * directly to initialize the hash table.
 779                  */
 780                 if (ipv6 == 0) {
 781                         /* populate the ipv4 hash */
 782                         populate_ipv4_few_flow_into_table(
 783                                 ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid]);
 784                 } else {
 785                         /* populate the ipv6 hash */
 786                         populate_ipv6_few_flow_into_table(
 787                                 ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid]);
 788                 }
 789         }
 790 }
 791
 792 /* Return ipv4/ipv6 em fwd lookup struct. */
 793 void *
 794 em_get_ipv4_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 795 {
 796         return ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid];
 797 }
 798
 799 void *
 800 em_get_ipv6_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 801 {
 802         return ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid];
 803 }