examples/l3fwd/l3fwd_lpm.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
  46 #include <rte_debug.h>
  47 #include <rte_ether.h>
  48 #include <rte_ethdev.h>
  49 #include <rte_cycles.h>
  50 #include <rte_mbuf.h>
  51 #include <rte_ip.h>
  52 #include <rte_tcp.h>
  53 #include <rte_udp.h>
  54 #include <rte_lpm.h>
  55 #include <rte_lpm6.h>
  56
  57 #include "l3fwd.h"
  58
  59 struct ipv4_l3fwd_lpm_route {
  60         uint32_t ip;
  61         uint8_t  depth;
  62         uint8_t  if_out;
  63 };
  64
  65 struct ipv6_l3fwd_lpm_route {
  66         uint8_t ip[16];
  67         uint8_t  depth;
  68         uint8_t  if_out;
  69 };
  70
  71 static struct ipv4_l3fwd_lpm_route ipv4_l3fwd_lpm_route_array[] = {
  72         {IPv4(1, 1, 1, 0), 24, 0},
  73         {IPv4(2, 1, 1, 0), 24, 1},
  74         {IPv4(3, 1, 1, 0), 24, 2},
  75         {IPv4(4, 1, 1, 0), 24, 3},
  76         {IPv4(5, 1, 1, 0), 24, 4},
  77         {IPv4(6, 1, 1, 0), 24, 5},
  78         {IPv4(7, 1, 1, 0), 24, 6},
  79         {IPv4(8, 1, 1, 0), 24, 7},
  80 };
  81
  82 static struct ipv6_l3fwd_lpm_route ipv6_l3fwd_lpm_route_array[] = {
  83         {{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 0},
  84         {{2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 1},
  85         {{3, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 2},
  86         {{4, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 3},
  87         {{5, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 4},
  88         {{6, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 5},
  89         {{7, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 6},
  90         {{8, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 7},
  91 };
  92
  93 #define IPV4_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES \
  94         (sizeof(ipv4_l3fwd_lpm_route_array) / sizeof(ipv4_l3fwd_lpm_route_array[0]))
  95 #define IPV6_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES \
  96         (sizeof(ipv6_l3fwd_lpm_route_array) / sizeof(ipv6_l3fwd_lpm_route_array[0]))
  97
  98 #define IPV4_L3FWD_LPM_MAX_RULES         1024
  99 #define IPV4_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S (1 << 8)
 100 #define IPV6_L3FWD_LPM_MAX_RULES         1024
 101 #define IPV6_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S (1 << 16)
 102
 103 struct rte_lpm *ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 104 struct rte_lpm6 *ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 105
 106 #if defined(__SSE4_1__)
 107 #include "l3fwd_lpm_sse.h"
 108 #else
 109 #include "l3fwd_lpm.h"
 110 #endif
 111
 112 /* main processing loop */
 113 int
 114 lpm_main_loop(__attribute__((unused)) void *dummy)
 115 {
 116         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 117         unsigned lcore_id;
 118         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
 119         int i, nb_rx;
 120         uint8_t portid, queueid;
 121         struct lcore_conf *qconf;
 122         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) /
 123                 US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US;
 124
 125         prev_tsc = 0;
 126
 127         lcore_id = rte_lcore_id();
 128         qconf = &lcore_conf[lcore_id];
 129
 130         if (qconf->n_rx_queue == 0) {
 131                 RTE_LOG(INFO, L3FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
 132                 return 0;
 133         }
 134
 135         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
 136
 137         for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; i++) {
 138
 139                 portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 140                 queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 141                 RTE_LOG(INFO, L3FWD,
 142                         " -- lcoreid=%u portid=%hhu rxqueueid=%hhu\n",
 143                         lcore_id, portid, queueid);
 144         }
 145
 146         while (!force_quit) {
 147
 148                 cur_tsc = rte_rdtsc();
 149
 150                 /*
 151                  * TX burst queue drain
 152                  */
 153                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
 154                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
 155
 156                         for (i = 0; i < qconf->n_tx_port; ++i) {
 157                                 portid = qconf->tx_port_id[i];
 158                                 if (qconf->tx_mbufs[portid].len == 0)
 159                                         continue;
 160                                 send_burst(qconf,
 161                                         qconf->tx_mbufs[portid].len,
 162                                         portid);
 163                                 qconf->tx_mbufs[portid].len = 0;
 164                         }
 165
 166                         prev_tsc = cur_tsc;
 167                 }
 168
 169                 /*
 170                  * Read packet from RX queues
 171                  */
 172                 for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; ++i) {
 173                         portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 174                         queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 175                         nb_rx = rte_eth_rx_burst(portid, queueid, pkts_burst,
 176                                 MAX_PKT_BURST);
 177                         if (nb_rx == 0)
 178                                 continue;
 179
 180 #if defined(__SSE4_1__)
 181                         l3fwd_lpm_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 182                                                 portid, qconf);
 183 #else
 184                         l3fwd_lpm_no_opt_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 185                                                         portid, qconf);
 186 #endif /* __SSE_4_1__ */
 187                 }
 188         }
 189
 190         return 0;
 191 }
 192
 193 void
 194 setup_lpm(const int socketid)
 195 {
 196         struct rte_lpm6_config config;
 197         struct rte_lpm_config config_ipv4;
 198         unsigned i;
 199         int ret;
 200         char s[64];
 201
 202         /* create the LPM table */
 203         config_ipv4.max_rules = IPV4_L3FWD_LPM_MAX_RULES;
 204         config_ipv4.number_tbl8s = IPV4_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S;
 205         config_ipv4.flags = 0;
 206         snprintf(s, sizeof(s), "IPV4_L3FWD_LPM_%d", socketid);
 207         ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] =
 208                         rte_lpm_create(s, socketid, &config_ipv4);
 209         if (ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] == NULL)
 210                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 211                         "Unable to create the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 212                         socketid);
 213
 214         /* populate the LPM table */
 215         for (i = 0; i < IPV4_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES; i++) {
 216
 217                 /* skip unused ports */
 218                 if ((1 << ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out &
 219                                 enabled_port_mask) == 0)
 220                         continue;
 221
 222                 ret = rte_lpm_add(ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid],
 223                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 224                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 225                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 226
 227                 if (ret < 0) {
 228                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 229                                 "Unable to add entry %u to the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 230                                 i, socketid);
 231                 }
 232
 233                 printf("LPM: Adding route 0x%08x / %d (%d)\n",
 234                         (unsigned)ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 235                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 236                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 237         }
 238
 239         /* create the LPM6 table */
 240         snprintf(s, sizeof(s), "IPV6_L3FWD_LPM_%d", socketid);
 241
 242         config.max_rules = IPV6_L3FWD_LPM_MAX_RULES;
 243         config.number_tbl8s = IPV6_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S;
 244         config.flags = 0;
 245         ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] = rte_lpm6_create(s, socketid,
 246                                 &config);
 247         if (ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] == NULL)
 248                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 249                         "Unable to create the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 250                         socketid);
 251
 252         /* populate the LPM table */
 253         for (i = 0; i < IPV6_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES; i++) {
 254
 255                 /* skip unused ports */
 256                 if ((1 << ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out &
 257                                 enabled_port_mask) == 0)
 258                         continue;
 259
 260                 ret = rte_lpm6_add(ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid],
 261                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 262                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 263                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 264
 265                 if (ret < 0) {
 266                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 267                                 "Unable to add entry %u to the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 268                                 i, socketid);
 269                 }
 270
 271                 printf("LPM: Adding route %s / %d (%d)\n",
 272                         "IPV6",
 273                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 274                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 275         }
 276 }
 277
 278 int
 279 lpm_check_ptype(int portid)
 280 {
 281         int i, ret;
 282         int ptype_l3_ipv4 = 0, ptype_l3_ipv6 = 0;
 283         uint32_t ptype_mask = RTE_PTYPE_L3_MASK;
 284
 285         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, NULL, 0);
 286         if (ret <= 0)
 287                 return 0;
 288
 289         uint32_t ptypes[ret];
 290
 291         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, ptypes, ret);
 292         for (i = 0; i < ret; ++i) {
 293                 if (ptypes[i] & RTE_PTYPE_L3_IPV4)
 294                         ptype_l3_ipv4 = 1;
 295                 if (ptypes[i] & RTE_PTYPE_L3_IPV6)
 296                         ptype_l3_ipv6 = 1;
 297         }
 298
 299         if (ptype_l3_ipv4 == 0)
 300                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV4\n", portid);
 301
 302         if (ptype_l3_ipv6 == 0)
 303                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV6\n", portid);
 304
 305         if (ptype_l3_ipv4 && ptype_l3_ipv6)
 306                 return 1;
 307
 308         return 0;
 309
 310 }
 311
 312 static inline void
 313 lpm_parse_ptype(struct rte_mbuf *m)
 314 {
 315         struct ether_hdr *eth_hdr;
 316         uint32_t packet_type = RTE_PTYPE_UNKNOWN;
 317         uint16_t ether_type;
 318
 319         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 320         ether_type = eth_hdr->ether_type;
 321         if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4))
 322                 packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT_UNKNOWN;
 323         else if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv6))
 324                 packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN;
 325
 326         m->packet_type = packet_type;
 327 }
 328
 329 uint16_t
 330 lpm_cb_parse_ptype(uint8_t port __rte_unused, uint16_t queue __rte_unused,
 331                    struct rte_mbuf *pkts[], uint16_t nb_pkts,
 332                    uint16_t max_pkts __rte_unused,
 333                    void *user_param __rte_unused)
 334 {
 335         unsigned i;
 336
 337         for (i = 0; i < nb_pkts; ++i)
 338                 lpm_parse_ptype(pkts[i]);
 339
 340         return nb_pkts;
 341 }
 342
 343 /* Return ipv4/ipv6 lpm fwd lookup struct. */
 344 void *
 345 lpm_get_ipv4_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 346 {
 347         return ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid];
 348 }
 349
 350 void *
 351 lpm_get_ipv6_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 352 {
 353         return ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid];
 354 }