examples/l3fwd/l3fwd_lpm_sse.h

   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 #ifndef __L3FWD_LPM_SSE_H__
  35 #define __L3FWD_LPM_SSE_H__
  36
  37 #include "l3fwd_sse.h"
  38
  39 static inline __attribute__((always_inline)) uint16_t
  40 lpm_get_dst_port(const struct lcore_conf *qconf, struct rte_mbuf *pkt,
  41                 uint8_t portid)
  42 {
  43         uint32_t next_hop_ipv4;
  44         uint8_t next_hop_ipv6;
  45         struct ipv6_hdr *ipv6_hdr;
  46         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
  47         struct ether_hdr *eth_hdr;
  48
  49         if (RTE_ETH_IS_IPV4_HDR(pkt->packet_type)) {
  50
  51                 eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt, struct ether_hdr *);
  52                 ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1);
  53
  54                 return (uint16_t) ((rte_lpm_lookup(qconf->ipv4_lookup_struct,
  55                                 rte_be_to_cpu_32(ipv4_hdr->dst_addr), &next_hop_ipv4) == 0) ?
  56                                                 next_hop_ipv4 : portid);
  57
  58         } else if (RTE_ETH_IS_IPV6_HDR(pkt->packet_type)) {
  59
  60                 eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt, struct ether_hdr *);
  61                 ipv6_hdr = (struct ipv6_hdr *)(eth_hdr + 1);
  62
  63                 return (uint16_t) ((rte_lpm6_lookup(qconf->ipv6_lookup_struct,
  64                                 ipv6_hdr->dst_addr, &next_hop_ipv6) == 0)
  65                                 ? next_hop_ipv6 : portid);
  66
  67         }
  68
  69         return portid;
  70 }
  71
  72 /*
  73  * lpm_get_dst_port optimized routine for packets where dst_ipv4 is already
  74  * precalculated. If packet is ipv6 dst_addr is taken directly from packet
  75  * header and dst_ipv4 value is not used.
  76  */
  77 static inline __attribute__((always_inline)) uint16_t
  78 lpm_get_dst_port_with_ipv4(const struct lcore_conf *qconf, struct rte_mbuf *pkt,
  79         uint32_t dst_ipv4, uint8_t portid)
  80 {
  81         uint32_t next_hop_ipv4;
  82         uint8_t next_hop_ipv6;
  83         struct ipv6_hdr *ipv6_hdr;
  84         struct ether_hdr *eth_hdr;
  85
  86         if (RTE_ETH_IS_IPV4_HDR(pkt->packet_type)) {
  87                 return (uint16_t) ((rte_lpm_lookup(qconf->ipv4_lookup_struct, dst_ipv4,
  88                         &next_hop_ipv4) == 0) ? next_hop_ipv4 : portid);
  89
  90         } else if (RTE_ETH_IS_IPV6_HDR(pkt->packet_type)) {
  91
  92                 eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt, struct ether_hdr *);
  93                 ipv6_hdr = (struct ipv6_hdr *)(eth_hdr + 1);
  94
  95                 return (uint16_t) ((rte_lpm6_lookup(qconf->ipv6_lookup_struct,
  96                                 ipv6_hdr->dst_addr, &next_hop_ipv6) == 0)
  97                                 ? next_hop_ipv6 : portid);
  98
  99         }
 100
 101         return portid;
 102
 103 }
 104
 105 /*
 106  * Read packet_type and destination IPV4 addresses from 4 mbufs.
 107  */
 108 static inline void
 109 processx4_step1(struct rte_mbuf *pkt[FWDSTEP],
 110                 __m128i *dip,
 111                 uint32_t *ipv4_flag)
 112 {
 113         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 114         struct ether_hdr *eth_hdr;
 115         uint32_t x0, x1, x2, x3;
 116
 117         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt[0], struct ether_hdr *);
 118         ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1);
 119         x0 = ipv4_hdr->dst_addr;
 120         ipv4_flag[0] = pkt[0]->packet_type & RTE_PTYPE_L3_IPV4;
 121
 122         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt[1], struct ether_hdr *);
 123         ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1);
 124         x1 = ipv4_hdr->dst_addr;
 125         ipv4_flag[0] &= pkt[1]->packet_type;
 126
 127         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt[2], struct ether_hdr *);
 128         ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1);
 129         x2 = ipv4_hdr->dst_addr;
 130         ipv4_flag[0] &= pkt[2]->packet_type;
 131
 132         eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt[3], struct ether_hdr *);
 133         ipv4_hdr = (struct ipv4_hdr *)(eth_hdr + 1);
 134         x3 = ipv4_hdr->dst_addr;
 135         ipv4_flag[0] &= pkt[3]->packet_type;
 136
 137         dip[0] = _mm_set_epi32(x3, x2, x1, x0);
 138 }
 139
 140 /*
 141  * Lookup into LPM for destination port.
 142  * If lookup fails, use incoming port (portid) as destination port.
 143  */
 144 static inline void
 145 processx4_step2(const struct lcore_conf *qconf,
 146                 __m128i dip,
 147                 uint32_t ipv4_flag,
 148                 uint8_t portid,
 149                 struct rte_mbuf *pkt[FWDSTEP],
 150                 uint16_t dprt[FWDSTEP])
 151 {
 152         rte_xmm_t dst;
 153         const  __m128i bswap_mask = _mm_set_epi8(12, 13, 14, 15, 8, 9, 10, 11,
 154                                                 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3);
 155
 156         /* Byte swap 4 IPV4 addresses. */
 157         dip = _mm_shuffle_epi8(dip, bswap_mask);
 158
 159         /* if all 4 packets are IPV4. */
 160         if (likely(ipv4_flag)) {
 161                 rte_lpm_lookupx4(qconf->ipv4_lookup_struct, dip, dst.u32,
 162                         portid);
 163                 /* get rid of unused upper 16 bit for each dport. */
 164                 dst.x = _mm_packs_epi32(dst.x, dst.x);
 165                 *(uint64_t *)dprt = dst.u64[0];
 166         } else {
 167                 dst.x = dip;
 168                 dprt[0] = lpm_get_dst_port_with_ipv4(qconf, pkt[0], dst.u32[0], portid);
 169                 dprt[1] = lpm_get_dst_port_with_ipv4(qconf, pkt[1], dst.u32[1], portid);
 170                 dprt[2] = lpm_get_dst_port_with_ipv4(qconf, pkt[2], dst.u32[2], portid);
 171                 dprt[3] = lpm_get_dst_port_with_ipv4(qconf, pkt[3], dst.u32[3], portid);
 172         }
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Buffer optimized handling of packets, invoked
 177  * from main_loop.
 178  */
 179 static inline void
 180 l3fwd_lpm_send_packets(int nb_rx, struct rte_mbuf **pkts_burst,
 181                         uint8_t portid, struct lcore_conf *qconf)
 182 {
 183         int32_t j;
 184         uint16_t dst_port[MAX_PKT_BURST];
 185         __m128i dip[MAX_PKT_BURST / FWDSTEP];
 186         uint32_t ipv4_flag[MAX_PKT_BURST / FWDSTEP];
 187         const int32_t k = RTE_ALIGN_FLOOR(nb_rx, FWDSTEP);
 188
 189         for (j = 0; j != k; j += FWDSTEP)
 190                 processx4_step1(&pkts_burst[j], &dip[j / FWDSTEP],
 191                                 &ipv4_flag[j / FWDSTEP]);
 192
 193         for (j = 0; j != k; j += FWDSTEP)
 194                 processx4_step2(qconf, dip[j / FWDSTEP],
 195                                 ipv4_flag[j / FWDSTEP], portid, &pkts_burst[j], &dst_port[j]);
 196
 197         /* Classify last up to 3 packets one by one */
 198         switch (nb_rx % FWDSTEP) {
 199         case 3:
 200                 dst_port[j] = lpm_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 201                 j++;
 202         case 2:
 203                 dst_port[j] = lpm_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 204                 j++;
 205         case 1:
 206                 dst_port[j] = lpm_get_dst_port(qconf, pkts_burst[j], portid);
 207                 j++;
 208         }
 209
 210         send_packets_multi(qconf, pkts_burst, dst_port, nb_rx);
 211 }
 212
 213 #endif /* __L3FWD_LPM_SSE_H__ */