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_mempool.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_lpm.h>
  56 #include <rte_lpm6.h>
  57
  58 #include "l3fwd.h"
  59
  60 struct ipv4_l3fwd_lpm_route {
  61         uint32_t ip;
  62         uint8_t  depth;
  63         uint8_t  if_out;
  64 };
  65
  66 struct ipv6_l3fwd_lpm_route {
  67         uint8_t ip[16];
  68         uint8_t  depth;
  69         uint8_t  if_out;
  70 };
  71
  72 static struct ipv4_l3fwd_lpm_route ipv4_l3fwd_lpm_route_array[] = {
  73         {IPv4(1, 1, 1, 0), 24, 0},
  74         {IPv4(2, 1, 1, 0), 24, 1},
  75         {IPv4(3, 1, 1, 0), 24, 2},
  76         {IPv4(4, 1, 1, 0), 24, 3},
  77         {IPv4(5, 1, 1, 0), 24, 4},
  78         {IPv4(6, 1, 1, 0), 24, 5},
  79         {IPv4(7, 1, 1, 0), 24, 6},
  80         {IPv4(8, 1, 1, 0), 24, 7},
  81 };
  82
  83 static struct ipv6_l3fwd_lpm_route ipv6_l3fwd_lpm_route_array[] = {
  84         {{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 0},
  85         {{2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 1},
  86         {{3, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 2},
  87         {{4, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 3},
  88         {{5, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 4},
  89         {{6, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 5},
  90         {{7, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 6},
  91         {{8, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, 48, 7},
  92 };
  93
  94 #define IPV4_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES \
  95         (sizeof(ipv4_l3fwd_lpm_route_array) / sizeof(ipv4_l3fwd_lpm_route_array[0]))
  96 #define IPV6_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES \
  97         (sizeof(ipv6_l3fwd_lpm_route_array) / sizeof(ipv6_l3fwd_lpm_route_array[0]))
  98
  99 #define IPV4_L3FWD_LPM_MAX_RULES         1024
 100 #define IPV4_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S (1 << 8)
 101 #define IPV6_L3FWD_LPM_MAX_RULES         1024
 102 #define IPV6_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S (1 << 16)
 103
 104 struct rte_lpm *ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 105 struct rte_lpm6 *ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[NB_SOCKETS];
 106
 107 #if defined(__SSE4_1__)
 108 #include "l3fwd_lpm_sse.h"
 109 #else
 110 #include "l3fwd_lpm.h"
 111 #endif
 112
 113 /* main processing loop */
 114 int
 115 lpm_main_loop(__attribute__((unused)) void *dummy)
 116 {
 117         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 118         unsigned lcore_id;
 119         uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc;
 120         int i, nb_rx;
 121         uint8_t portid, queueid;
 122         struct lcore_conf *qconf;
 123         const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) /
 124                 US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US;
 125
 126         prev_tsc = 0;
 127
 128         lcore_id = rte_lcore_id();
 129         qconf = &lcore_conf[lcore_id];
 130
 131         if (qconf->n_rx_queue == 0) {
 132                 RTE_LOG(INFO, L3FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
 133                 return 0;
 134         }
 135
 136         RTE_LOG(INFO, L3FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
 137
 138         for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; i++) {
 139
 140                 portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 141                 queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 142                 RTE_LOG(INFO, L3FWD,
 143                         " -- lcoreid=%u portid=%hhu rxqueueid=%hhu\n",
 144                         lcore_id, portid, queueid);
 145         }
 146
 147         while (!force_quit) {
 148
 149                 cur_tsc = rte_rdtsc();
 150
 151                 /*
 152                  * TX burst queue drain
 153                  */
 154                 diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
 155                 if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) {
 156
 157                         for (i = 0; i < qconf->n_tx_port; ++i) {
 158                                 portid = qconf->tx_port_id[i];
 159                                 if (qconf->tx_mbufs[portid].len == 0)
 160                                         continue;
 161                                 send_burst(qconf,
 162                                         qconf->tx_mbufs[portid].len,
 163                                         portid);
 164                                 qconf->tx_mbufs[portid].len = 0;
 165                         }
 166
 167                         prev_tsc = cur_tsc;
 168                 }
 169
 170                 /*
 171                  * Read packet from RX queues
 172                  */
 173                 for (i = 0; i < qconf->n_rx_queue; ++i) {
 174                         portid = qconf->rx_queue_list[i].port_id;
 175                         queueid = qconf->rx_queue_list[i].queue_id;
 176                         nb_rx = rte_eth_rx_burst(portid, queueid, pkts_burst,
 177                                 MAX_PKT_BURST);
 178                         if (nb_rx == 0)
 179                                 continue;
 180
 181 #if defined(__SSE4_1__)
 182                         l3fwd_lpm_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 183                                                 portid, qconf);
 184 #else
 185                         l3fwd_lpm_no_opt_send_packets(nb_rx, pkts_burst,
 186                                                         portid, qconf);
 187 #endif /* __SSE_4_1__ */
 188                 }
 189         }
 190
 191         return 0;
 192 }
 193
 194 void
 195 setup_lpm(const int socketid)
 196 {
 197         struct rte_lpm6_config config;
 198         struct rte_lpm_config config_ipv4;
 199         unsigned i;
 200         int ret;
 201         char s[64];
 202
 203         /* create the LPM table */
 204         config_ipv4.max_rules = IPV4_L3FWD_LPM_MAX_RULES;
 205         config_ipv4.number_tbl8s = IPV4_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S;
 206         config_ipv4.flags = 0;
 207         snprintf(s, sizeof(s), "IPV4_L3FWD_LPM_%d", socketid);
 208         ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] =
 209                         rte_lpm_create(s, socketid, &config_ipv4);
 210         if (ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] == NULL)
 211                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 212                         "Unable to create the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 213                         socketid);
 214
 215         /* populate the LPM table */
 216         for (i = 0; i < IPV4_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES; i++) {
 217
 218                 /* skip unused ports */
 219                 if ((1 << ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out &
 220                                 enabled_port_mask) == 0)
 221                         continue;
 222
 223                 ret = rte_lpm_add(ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid],
 224                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 225                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 226                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 227
 228                 if (ret < 0) {
 229                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 230                                 "Unable to add entry %u to the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 231                                 i, socketid);
 232                 }
 233
 234                 printf("LPM: Adding route 0x%08x / %d (%d)\n",
 235                         (unsigned)ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 236                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 237                         ipv4_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 238         }
 239
 240         /* create the LPM6 table */
 241         snprintf(s, sizeof(s), "IPV6_L3FWD_LPM_%d", socketid);
 242
 243         config.max_rules = IPV6_L3FWD_LPM_MAX_RULES;
 244         config.number_tbl8s = IPV6_L3FWD_LPM_NUMBER_TBL8S;
 245         config.flags = 0;
 246         ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] = rte_lpm6_create(s, socketid,
 247                                 &config);
 248         if (ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid] == NULL)
 249                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 250                         "Unable to create the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 251                         socketid);
 252
 253         /* populate the LPM table */
 254         for (i = 0; i < IPV6_L3FWD_LPM_NUM_ROUTES; i++) {
 255
 256                 /* skip unused ports */
 257                 if ((1 << ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out &
 258                                 enabled_port_mask) == 0)
 259                         continue;
 260
 261                 ret = rte_lpm6_add(ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid],
 262                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].ip,
 263                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 264                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 265
 266                 if (ret < 0) {
 267                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
 268                                 "Unable to add entry %u to the l3fwd LPM table on socket %d\n",
 269                                 i, socketid);
 270                 }
 271
 272                 printf("LPM: Adding route %s / %d (%d)\n",
 273                         "IPV6",
 274                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].depth,
 275                         ipv6_l3fwd_lpm_route_array[i].if_out);
 276         }
 277 }
 278
 279 int
 280 lpm_check_ptype(int portid)
 281 {
 282         int i, ret;
 283         int ptype_l3_ipv4 = 0, ptype_l3_ipv6 = 0;
 284         uint32_t ptype_mask = RTE_PTYPE_L3_MASK;
 285
 286         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, NULL, 0);
 287         if (ret <= 0)
 288                 return 0;
 289
 290         uint32_t ptypes[ret];
 291
 292         ret = rte_eth_dev_get_supported_ptypes(portid, ptype_mask, ptypes, ret);
 293         for (i = 0; i < ret; ++i) {
 294                 if (ptypes[i] & RTE_PTYPE_L3_IPV4)
 295                         ptype_l3_ipv4 = 1;
 296                 if (ptypes[i] & RTE_PTYPE_L3_IPV6)
 297                         ptype_l3_ipv6 = 1;
 298         }
 299
 300         if (ptype_l3_ipv4 == 0)
 301                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV4\n", portid);
 302
 303         if (ptype_l3_ipv6 == 0)
 304                 printf("port %d cannot parse RTE_PTYPE_L3_IPV6\n", portid);
 305
 306         if (ptype_l3_ipv4 && ptype_l3_ipv6)
 307                 return 1;
 308
 309         return 0;
 310
 311 }
 312
 313 static inline void
 314 lpm_parse_ptype(struct rte_mbuf *m)
 315 {
 316         struct ether_hdr *eth_hdr;
 317         uint32_t packet_type = RTE_PTYPE_UNKNOWN;
 318         uint16_t ether_type;
 319
 320         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 321         ether_type = eth_hdr->ether_type;
 322         if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv4))
 323                 packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT_UNKNOWN;
 324         else if (ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_IPv6))
 325                 packet_type |= RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN;
 326
 327         m->packet_type = packet_type;
 328 }
 329
 330 uint16_t
 331 lpm_cb_parse_ptype(uint8_t port __rte_unused, uint16_t queue __rte_unused,
 332                    struct rte_mbuf *pkts[], uint16_t nb_pkts,
 333                    uint16_t max_pkts __rte_unused,
 334                    void *user_param __rte_unused)
 335 {
 336         unsigned i;
 337
 338         for (i = 0; i < nb_pkts; ++i)
 339                 lpm_parse_ptype(pkts[i]);
 340
 341         return nb_pkts;
 342 }
 343
 344 /* Return ipv4/ipv6 lpm fwd lookup struct. */
 345 void *
 346 lpm_get_ipv4_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 347 {
 348         return ipv4_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid];
 349 }
 350
 351 void *
 352 lpm_get_ipv6_l3fwd_lookup_struct(const int socketid)
 353 {
 354         return ipv6_l3fwd_lpm_lookup_struct[socketid];
 355 }