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 #endif
 263
 264 static inline uint8_t
 265 em_get_ipv4_dst_port(void *ipv4_hdr, uint8_t portid, void *lookup_struct)
 266 {
 267         int ret = 0;
 268         union ipv4_5tuple_host key;
 269         struct rte_hash *ipv4_l3fwd_lookup_struct =
 270                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 271
 272         ipv4_hdr = (uint8_t *)ipv4_hdr + offsetof(struct ipv4_hdr, time_to_live);
 273
 274         /*
 275          * Get 5 tuple: dst port, src port, dst IP address,
 276          * src IP address and protocol.
 277          */
 278         key.xmm = em_mask_key(ipv4_hdr, mask0.x);
 279
 280         /* Find destination port */
 281         ret = rte_hash_lookup(ipv4_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 282         return (uint8_t)((ret < 0) ? portid : ipv4_l3fwd_out_if[ret]);
 283 }
 284
 285 static inline uint8_t
 286 em_get_ipv6_dst_port(void *ipv6_hdr,  uint8_t portid, void *lookup_struct)
 287 {
 288         int ret = 0;
 289         union ipv6_5tuple_host key;
 290         struct rte_hash *ipv6_l3fwd_lookup_struct =
 291                 (struct rte_hash *)lookup_struct;
 292
 293         ipv6_hdr = (uint8_t *)ipv6_hdr + offsetof(struct ipv6_hdr, payload_len);
 294         void *data0 = ipv6_hdr;
 295         void *data1 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t);
 296         void *data2 = ((uint8_t *)ipv6_hdr) + sizeof(xmm_t) + sizeof(xmm_t);
 297
 298         /* Get part of 5 tuple: src IP address lower 96 bits and protocol */
 299         key.xmm[0] = em_mask_key(data0, mask1.x);
 300
 301         /*
 302          * Get part of 5 tuple: dst IP address lower 96 bits
 303          * and src IP address higher 32 bits.
 304          */
 305         key.xmm[1] = *(xmm_t *)data1;
 306
 307         /*
 308          * Get part of 5 tuple: dst port and src port
 309          * and dst IP address higher 32 bits.
 310          */
 311         key.xmm[2] = em_mask_key(data2, mask2.x);
 312
 313         /* Find destination port */
 314         ret = rte_hash_lookup(ipv6_l3fwd_lookup_struct, (const void *)&key);
 315         return (uint8_t)((ret < 0) ? portid : ipv6_l3fwd_out_if[ret]);
 316 }
 317
 318 #if defined(__SSE4_1__)
 319 #if defined(NO_HASH_MULTI_LOOKUP)
 320 #include "l3fwd_em_sse.h"
 321 #else
 322 #include "l3fwd_em_hlm_sse.h"
 323 #endif
 324 #else
 325 #include "l3fwd_em.h"
 326 #endif
 327
 328 static void
 329 convert_ipv4_5tuple(struct ipv4_5tuple *key1,
 330                 union ipv4_5tuple_host *key2)
 331 {
 332         key2->ip_dst = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_dst);
 333         key2->ip_src = rte_cpu_to_be_32(key1->ip_src);
 334         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 335         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 336         key2->proto = key1->proto;
 337         key2->pad0 = 0;
 338         key2->pad1 = 0;
 339 }
 340
 341 static void
 342 convert_ipv6_5tuple(struct ipv6_5tuple *key1,
 343                 union ipv6_5tuple_host *key2)
 344 {
 345         uint32_t i;
 346
 347         for (i = 0; i < 16; i++) {
 348                 key2->ip_dst[i] = key1->ip_dst[i];
 349                 key2->ip_src[i] = key1->ip_src[i];
 350         }
 351         key2->port_dst = rte_cpu_to_be_16(key1->port_dst);
 352         key2->port_src = rte_cpu_to_be_16(key1->port_src);
 353         key2->proto = key1->proto;
 354         key2->pad0 = 0;
 355         key2->pad1 = 0;
 356         key2->reserve = 0;
 357 }
 358
 359 #define BYTE_VALUE_MAX 256
 360 #define ALL_32_BITS 0xffffffff
 361 #define BIT_8_TO_15 0x0000ff00
 362
 363 static inline void
 364 populate_ipv4_few_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 365 {
 366         uint32_t i;
 367         int32_t ret;
 368
 369         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 370                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 371
 372         for (i = 0; i < IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES; i++) {
 373                 struct ipv4_l3fwd_em_route  entry;
 374                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 375
 376                 entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[i];
 377                 convert_ipv4_5tuple(&entry.key, &newkey);
 378                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 379                 if (ret < 0) {
 380                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 381                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 382                 }
 383                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = entry.if_out;
 384         }
 385         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 " keys\n",
 386                 (uint64_t)IPV4_L3FWD_EM_NUM_ROUTES);
 387 }
 388
 389 #define BIT_16_TO_23 0x00ff0000
 390 static inline void
 391 populate_ipv6_few_flow_into_table(const struct rte_hash *h)
 392 {
 393         uint32_t i;
 394         int32_t ret;
 395
 396         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 397                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 398
 399         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 400
 401         for (i = 0; i < IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES; i++) {
 402                 struct ipv6_l3fwd_em_route entry;
 403                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 404
 405                 entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[i];
 406                 convert_ipv6_5tuple(&entry.key, &newkey);
 407                 ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 408                 if (ret < 0) {
 409                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %" PRIu32
 410                                 " to the l3fwd hash.\n", i);
 411                 }
 412                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = entry.if_out;
 413         }
 414         printf("Hash: Adding 0x%" PRIx64 "keys\n",
 415                 (uint64_t)IPV6_L3FWD_EM_NUM_ROUTES);
 416 }
 417
 418 #define NUMBER_PORT_USED 4
 419 static inline void
 420 populate_ipv4_many_flow_into_table(const struct rte_hash *h,
 421                 unsigned int nr_flow)
 422 {
 423         unsigned i;
 424
 425         mask0 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_8_TO_15, ALL_32_BITS,
 426                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 427
 428         for (i = 0; i < nr_flow; i++) {
 429                 struct ipv4_l3fwd_em_route entry;
 430                 union ipv4_5tuple_host newkey;
 431
 432                 uint8_t a = (uint8_t)
 433                         ((i/NUMBER_PORT_USED)%BYTE_VALUE_MAX);
 434                 uint8_t b = (uint8_t)
 435                         (((i/NUMBER_PORT_USED)/BYTE_VALUE_MAX)%BYTE_VALUE_MAX);
 436                 uint8_t c = (uint8_t)
 437                         ((i/NUMBER_PORT_USED)/(BYTE_VALUE_MAX*BYTE_VALUE_MAX));
 438
 439                 /* Create the ipv4 exact match flow */
 440                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
 441                 switch (i & (NUMBER_PORT_USED - 1)) {
 442                 case 0:
 443                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[0];
 444                         entry.key.ip_dst = IPv4(101, c, b, a);
 445                         break;
 446                 case 1:
 447                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[1];
 448                         entry.key.ip_dst = IPv4(201, c, b, a);
 449                         break;
 450                 case 2:
 451                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[2];
 452                         entry.key.ip_dst = IPv4(111, c, b, a);
 453                         break;
 454                 case 3:
 455                         entry = ipv4_l3fwd_em_route_array[3];
 456                         entry.key.ip_dst = IPv4(211, c, b, a);
 457                         break;
 458                 };
 459                 convert_ipv4_5tuple(&entry.key, &newkey);
 460                 int32_t ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 461
 462                 if (ret < 0)
 463                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u\n", i);
 464
 465                 ipv4_l3fwd_out_if[ret] = (uint8_t) entry.if_out;
 466
 467         }
 468         printf("Hash: Adding 0x%x keys\n", nr_flow);
 469 }
 470
 471 static inline void
 472 populate_ipv6_many_flow_into_table(const struct rte_hash *h,
 473                 unsigned int nr_flow)
 474 {
 475         unsigned i;
 476
 477         mask1 = (rte_xmm_t){.u32 = {BIT_16_TO_23, ALL_32_BITS,
 478                                 ALL_32_BITS, ALL_32_BITS} };
 479         mask2 = (rte_xmm_t){.u32 = {ALL_32_BITS, ALL_32_BITS, 0, 0} };
 480
 481         for (i = 0; i < nr_flow; i++) {
 482                 struct ipv6_l3fwd_em_route entry;
 483                 union ipv6_5tuple_host newkey;
 484
 485                 uint8_t a = (uint8_t)
 486                         ((i/NUMBER_PORT_USED)%BYTE_VALUE_MAX);
 487                 uint8_t b = (uint8_t)
 488                         (((i/NUMBER_PORT_USED)/BYTE_VALUE_MAX)%BYTE_VALUE_MAX);
 489                 uint8_t c = (uint8_t)
 490                         ((i/NUMBER_PORT_USED)/(BYTE_VALUE_MAX*BYTE_VALUE_MAX));
 491
 492                 /* Create the ipv6 exact match flow */
 493                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
 494                 switch (i & (NUMBER_PORT_USED - 1)) {
 495                 case 0:
 496                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[0];
 497                         break;
 498                 case 1:
 499                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[1];
 500                         break;
 501                 case 2:
 502                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[2];
 503                         break;
 504                 case 3:
 505                         entry = ipv6_l3fwd_em_route_array[3];
 506                         break;
 507                 };
 508                 entry.key.ip_dst[13] = c;
 509                 entry.key.ip_dst[14] = b;
 510                 entry.key.ip_dst[15] = a;
 511                 convert_ipv6_5tuple(&entry.key, &newkey);
 512                 int32_t ret = rte_hash_add_key(h, (void *) &newkey);
 513
 514                 if (ret < 0)
 515                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u\n", i);
 516
 517                 ipv6_l3fwd_out_if[ret] = (uint8_t) entry.if_out;
 518
 519         }
 520         printf("Hash: Adding 0x%x keys\n", nr_flow);
 521 }
 522
 523 /* Requirements:
 524  * 1. IP packets without extension;
 525  * 2. L4 payload should be either TCP or UDP.
 526  */
 527 int
 528 em_check_ptype(int portid)
 529 {
 530         int i, ret;
 531         int ptype_l3_ipv4_ext = 0;
 532         int ptype_l3_ipv6_ext = 0;
 533         int ptype_l4_tcp = 0;
 534         int ptype_l4_udp = 0;
 535         uint32_t ptype_mask = RTE_PTYPE_L3_MASK | RTE_PTYPE_L4_MASK;
 536
 537         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, NULL, 0);
 538         if (ret <= 0)
 539                 return 0;
 540
 541         uint32_t ptypes[ret];
 542
 543         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, ptypes, ret);
 544         for (i = 0; i < ret; ++i) {
 545                 switch (ptypes[i]) {
 546                 case RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT:
 547                         ptype_l3_ipv4_ext = 1;
 548                         break;
 549                 case RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT:
 550                         ptype_l3_ipv6_ext = 1;
 551                         break;
 552                 case RTE_PTYPE_L4_TCP:
 553                         ptype_l4_tcp = 1;
 554                         break;
 555                 case RTE_PTYPE_L4_UDP:
 556                         ptype_l4_udp = 1;
 557                         break;
 558                 }
 559         }
 560
 561         if (ptype_l3_ipv4_ext == 0)
 562                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT\n", portid);
 563         if (ptype_l3_ipv6_ext == 0)
 564                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT\n", portid);
 565         if (!ptype_l3_ipv4_ext || !ptype_l3_ipv6_ext)
 566                 return 0;
 567
 568         if (ptype_l4_tcp == 0)
 569                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_TCP\n", portid);
 570         if (ptype_l4_udp == 0)
 571                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L4_UDP\n", portid);
 572         if (ptype_l4_tcp && ptype_l4_udp)
 573                 return 1;
 574
 575         return 0;
 576 }
 577
 578 static inline void
 579 em_parse_ptype(struct rte_mbuf *m)
 580 {
 581         struct ether_hdr *eth_hdr;
 582         uint32_t packet_type = RTE_PTYPE_UNKNOWN;
 583         uint16_t ether_type;
 584         void *l3;
 585         int hdr_len;
 586         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 587         struct ipv6_hdr *ipv6_hdr;
 588
 589         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 590         ether_type = eth_hdr->ether_type;
 591         l3 = (uint8_t *)eth_hdr + sizeof(struct ether_hdr);
 592         if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4)) {
 593                 ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)l3;
 594                 hdr_len = (ipv4_hdr->version_ihl & IPV4_HDR_IHL_MASK) *
 595                           IPV4_IHL_MULTIPLIER;
 596                 if (hdr_len == sizeof(struct ipv4_hdr)) {
 597                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4;
 598                         if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_TCP)
 599                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_TCP;
 600                         else if (ipv4_hdr->next_proto_id == IPPROTO_UDP)
 601                                 packet_type |= RTE_PTYPE_L4_UDP;
 602                 } else
 603                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT;
 604         } else if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4)) {
 605                 ipv6_hdr = (struct ipv6_hdr *)l3;
 606                 if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_TCP)
 607                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_TCP;
 608                 else if (ipv6_hdr->proto == IPPROTO_UDP)
 609                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6 | RTE_PTYPE_L4_UDP;
 610                 else
 611                         packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN;
 612         }
 613
 614         m->packet_type = packet_type;
 615 }
 616
 617 uint16_t
 618 em_cb_parse_ptype(uint8_t port __rte_unused, uint16_t queue __rte_unused,
 619                   struct rte_mbuf *pkts[], uint16_t nb_pkts,
 620                   uint16_t max_pkts __rte_unused,
 621                   void *user_param __rte_unused)
 622 {
 623         unsigned i;
 624
 625         for (i = 0; i < nb_pkts; ++i)
 626                 em_parse_ptype(pkts[i]);
 627
 628         return nb_pkts;
 629 }
 630
 631 /* main processing loop */
 632 int
 633 em_main_loop(__attribute__((unused)) void *dummy)
 634 {
 635         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 636         unsigned lcore_id;
 637         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
 638         int i, nb_rx;
 639         uint8_t portid, queueid;
 640         struct lcore_conf *qconf;
 641         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) /
 642                 US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US;
 643
 644         prev_tsc = 0;
 645
 646         lcore_id = rte_lcore_id();
 647         qconf = &lcore_conf[lcore_id];
 648
 649         if (qconf->n_rx_queue == 0) {
 650                 RTE_LOG(INFO, L3FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
 651                 return 0;
 652         }
 653
 654         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
 655
 656         for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; i++) {
 657
 658                 portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 659                 queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 660                 RTE_LOG(INFO, L3FWD,
 661                         " -- lcoreid=%u portid=%hhu rxqueueid=%hhu\n",
 662                         lcore_id, portid, queueid);
 663         }
 664
 665         while (!force_quit) {
 666
 667                 cur_tsc = rte_rdtsc();
 668
 669                 /*
 670                  * TX burst queue drain
 671                  */
 672                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
 673                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
 674
 675                         for (i = 0; i < qconf->n_tx_port; ++i) {
 676                                 portid = qconf->tx_port_id[i];
 677                                 if (qconf->tx_mbufs[portid].len == 0)
 678                                         continue;
 679                                 send_burst(qconf,
 680                                         qconf->tx_mbufs[portid].len,
 681                                         portid);
 682                                 qconf->tx_mbufs[portid].len = 0;
 683                         }
 684
 685                         prev_tsc = cur_tsc;
 686                 }
 687
 688                 /*
 689                  * Read packet from RX queues
 690                  */
 691                 for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; ++i) {
 692                         portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 693                         queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 694                         nb_rx = rte_eth_rx_burst(portid, queueid, pkts_burst,
 695                                 MAX_PKT_BURST);
 696                         if (nb_rx == 0)
 697                                 continue;
 698
 699 #if defined(__SSE4_1__)
 700                         l3fwd_em_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 701                                                         portid, qconf);
 702 #else
 703                         l3fwd_em_no_opt_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 704                                                         portid, qconf);
 705 #endif /* __SSE_4_1__ */
 706                 }
 707         }
 708
 709         return 0;
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Initialize exact match (hash) parameters.
 714  */
 715 void
 716 setup_hash(const int socketid)
 717 {
 718         struct rte_hash_parameters ipv4_l3fwd_hash_params = {
 719                 .name = NULL,
 720                 .entries = L3FWD_HASH_ENTRIES,
 721                 .key_len = sizeof(union ipv4_5tuple_host),
 722                 .hash_func = ipv4_hash_crc,
 723                 .hash_func_init_val = 0,
 724         };
 725
 726         struct rte_hash_parameters ipv6_l3fwd_hash_params = {
 727                 .name = NULL,
 728                 .entries = L3FWD_HASH_ENTRIES,
 729                 .key_len = sizeof(union ipv6_5tuple_host),
 730                 .hash_func = ipv6_hash_crc,
 731                 .hash_func_init_val = 0,
 732         };
 733
 734         char s[64];
 735
 736         /* create ipv4 hash */
 737         snprintf(s, sizeof(s), "ipv4_l3fwd_hash_%d", socketid);
 738         ipv4_l3fwd_hash_params.name = s;
 739         ipv4_l3fwd_hash_params.socket_id = socketid;
 740         ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] =
 741                 rte_hash_create(&ipv4_l3fwd_hash_params);
 742         if (ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] == NULL)
 743                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 744                         "Unable to create the l3fwd hash on socket %d\n",
 745                         socketid);
 746
 747         /* create ipv6 hash */
 748         snprintf(s, sizeof(s), "ipv6_l3fwd_hash_%d", socketid);
 749         ipv6_l3fwd_hash_params.name = s;
 750         ipv6_l3fwd_hash_params.socket_id = socketid;
 751         ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] =
 752                 rte_hash_create(&ipv6_l3fwd_hash_params);
 753         if (ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid] == NULL)
 754                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 755                         "Unable to create the l3fwd hash on socket %d\n",
 756                         socketid);
 757
 758         if (hash_entry_number != HASH_ENTRY_NUMBER_DEFAULT) {
 759                 /* For testing hash matching with a large number of flows we
 760                  * generate millions of IP 5-tuples with an incremented dst
 761                  * address to initialize the hash table. */
 762                 if (ipv6 == 0) {
 763                         /* populate the ipv4 hash */
 764                         populate_ipv4_many_flow_into_table(
 765                                 ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid],
 766                                 hash_entry_number);
 767                 } else {
 768                         /* populate the ipv6 hash */
 769                         populate_ipv6_many_flow_into_table(
 770                                 ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid],
 771                                 hash_entry_number);
 772                 }
 773         } else {
 774                 /*
 775                  * Use data in ipv4/ipv6 l3fwd lookup table
 776                  * directly to initialize the hash table.
 777                  */
 778                 if (ipv6 == 0) {
 779                         /* populate the ipv4 hash */
 780                         populate_ipv4_few_flow_into_table(
 781                                 ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid]);
 782                 } else {
 783                         /* populate the ipv6 hash */
 784                         populate_ipv6_few_flow_into_table(
 785                                 ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid]);
 786                 }
 787         }
 788 }
 789
 790 /* Return ipv4/ipv6 em fwd lookup struct. */
 791 void *
 792 em_get_ipv4_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 793 {
 794         return ipv4_l3fwd_em_lookup_struct[socketid];
 795 }
 796
 797 void *
 798 em_get_ipv6_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 799 {
 800         return ipv6_l3fwd_em_lookup_struct[socketid];
 801 }