examples/server_node_efd/server/init.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2016-2017 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 <stdint.h>
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <string.h>
  37 #include <sys/queue.h>
  38 #include <errno.h>
  39 #include <stdarg.h>
  40 #include <inttypes.h>
  41
  42 #include <rte_common.h>
  43 #include <rte_memory.h>
  44 #include <rte_memzone.h>
  45 #include <rte_eal.h>
  46 #include <rte_byteorder.h>
  47 #include <rte_atomic.h>
  48 #include <rte_launch.h>
  49 #include <rte_per_lcore.h>
  50 #include <rte_lcore.h>
  51 #include <rte_branch_prediction.h>
  52 #include <rte_debug.h>
  53 #include <rte_ring.h>
  54 #include <rte_log.h>
  55 #include <rte_mempool.h>
  56 #include <rte_memcpy.h>
  57 #include <rte_mbuf.h>
  58 #include <rte_interrupts.h>
  59 #include <rte_ether.h>
  60 #include <rte_ethdev.h>
  61 #include <rte_malloc.h>
  62 #include <rte_string_fns.h>
  63 #include <rte_cycles.h>
  64 #include <rte_efd.h>
  65 #include <rte_hash.h>
  66
  67 #include "common.h"
  68 #include "args.h"
  69 #include "init.h"
  70
  71 #define MBUFS_PER_NODE 1536
  72 #define MBUFS_PER_PORT 1536
  73 #define MBUF_CACHE_SIZE 512
  74
  75 #define RTE_MP_RX_DESC_DEFAULT 512
  76 #define RTE_MP_TX_DESC_DEFAULT 512
  77 #define NODE_QUEUE_RINGSIZE 128
  78
  79 #define NO_FLAGS 0
  80
  81 /* The mbuf pool for packet rx */
  82 struct rte_mempool *pktmbuf_pool;
  83
  84 /* array of info/queues for nodes */
  85 struct node *nodes;
  86
  87 /* EFD table */
  88 struct rte_efd_table *efd_table;
  89
  90 /* Shared info between server and nodes */
  91 struct shared_info *info;
  92
  93 /**
  94  * Initialise the mbuf pool for packet reception for the NIC, and any other
  95  * buffer pools needed by the app - currently none.
  96  */
  97 static int
  98 init_mbuf_pools(void)
  99 {
 100         const unsigned int num_mbufs = (num_nodes * MBUFS_PER_NODE) +
 101                         (info->num_ports * MBUFS_PER_PORT);
 102
 103         /*
 104          * Don't pass single-producer/single-consumer flags to mbuf create as it
 105          * seems faster to use a cache instead
 106          */
 107         printf("Creating mbuf pool '%s' [%u mbufs] ...\n",
 108                         PKTMBUF_POOL_NAME, num_mbufs);
 109         pktmbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create(PKTMBUF_POOL_NAME, num_mbufs,
 110                 MBUF_CACHE_SIZE, 0, RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE, rte_socket_id());
 111
 112         return pktmbuf_pool == NULL; /* 0  on success */
 113 }
 114
 115 /**
 116  * Initialise an individual port:
 117  * - configure number of rx and tx rings
 118  * - set up each rx ring, to pull from the main mbuf pool
 119  * - set up each tx ring
 120  * - start the port and report its status to stdout
 121  */
 122 static int
 123 init_port(uint16_t port_num)
 124 {
 125         /* for port configuration all features are off by default */
 126         const struct rte_eth_conf port_conf = {
 127                 .rxmode = {
 128                         .mq_mode = ETH_MQ_RX_RSS
 129                 }
 130         };
 131         const uint16_t rx_rings = 1, tx_rings = num_nodes;
 132         uint16_t rx_ring_size = RTE_MP_RX_DESC_DEFAULT;
 133         uint16_t tx_ring_size = RTE_MP_TX_DESC_DEFAULT;
 134
 135         uint16_t q;
 136         int retval;
 137
 138         printf("Port %u init ... ", port_num);
 139         fflush(stdout);
 140
 141         /*
 142          * Standard DPDK port initialisation - config port, then set up
 143          * rx and tx rings.
 144          */
 145         retval = rte_eth_dev_configure(port_num, rx_rings, tx_rings, &port_conf);
 146         if (retval != 0)
 147                 return retval;
 148
 149         retval = rte_eth_dev_adjust_nb_rx_tx_desc(port_num, &rx_ring_size,
 150                         &tx_ring_size);
 151         if (retval != 0)
 152                 return retval;
 153
 154         for (q = 0; q < rx_rings; q++) {
 155                 retval = rte_eth_rx_queue_setup(port_num, q, rx_ring_size,
 156                                 rte_eth_dev_socket_id(port_num),
 157                                 NULL, pktmbuf_pool);
 158                 if (retval < 0)
 159                         return retval;
 160         }
 161
 162         for (q = 0; q < tx_rings; q++) {
 163                 retval = rte_eth_tx_queue_setup(port_num, q, tx_ring_size,
 164                                 rte_eth_dev_socket_id(port_num),
 165                                 NULL);
 166                 if (retval < 0)
 167                         return retval;
 168         }
 169
 170         rte_eth_promiscuous_enable(port_num);
 171
 172         retval = rte_eth_dev_start(port_num);
 173         if (retval < 0)
 174                 return retval;
 175
 176         printf("done:\n");
 177
 178         return 0;
 179 }
 180
 181 /**
 182  * Set up the DPDK rings which will be used to pass packets, via
 183  * pointers, between the multi-process server and node processes.
 184  * Each node needs one RX queue.
 185  */
 186 static int
 187 init_shm_rings(void)
 188 {
 189         unsigned int i;
 190         unsigned int socket_id;
 191         const char *q_name;
 192         const unsigned int ringsize = NODE_QUEUE_RINGSIZE;
 193
 194         nodes = rte_malloc("node details",
 195                 sizeof(*nodes) * num_nodes, 0);
 196         if (nodes == NULL)
 197                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot allocate memory for "
 198                                 "node program details\n");
 199
 200         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
 201                 /* Create an RX queue for each node */
 202                 socket_id = rte_socket_id();
 203                 q_name = get_rx_queue_name(i);
 204                 nodes[i].rx_q = rte_ring_create(q_name,
 205                                 ringsize, socket_id,
 206                                 RING_F_SP_ENQ | RING_F_SC_DEQ);
 207                 if (nodes[i].rx_q == NULL)
 208                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot create rx ring queue "
 209                                         "for node %u\n", i);
 210         }
 211         return 0;
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Create EFD table which will contain all the flows
 216  * that will be distributed among the nodes
 217  */
 218 static void
 219 create_efd_table(void)
 220 {
 221         uint8_t socket_id = rte_socket_id();
 222
 223         /* create table */
 224         efd_table = rte_efd_create("flow table", num_flows * 2, sizeof(uint32_t),
 225                         1 << socket_id, socket_id);
 226
 227         if (efd_table == NULL)
 228                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Problem creating the flow table\n");
 229 }
 230
 231 static void
 232 populate_efd_table(void)
 233 {
 234         unsigned int i;
 235         int32_t ret;
 236         uint32_t ip_dst;
 237         uint8_t socket_id = rte_socket_id();
 238         uint64_t node_id;
 239
 240         /* Add flows in table */
 241         for (i = 0; i < num_flows; i++) {
 242                 node_id = i % num_nodes;
 243
 244                 ip_dst = rte_cpu_to_be_32(i);
 245                 ret = rte_efd_update(efd_table, socket_id,
 246                                 (void *)&ip_dst, (efd_value_t)node_id);
 247                 if (ret < 0)
 248                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u in "
 249                                         "EFD table\n", i);
 250         }
 251
 252         printf("EFD table: Adding 0x%x keys\n", num_flows);
 253 }
 254
 255 /* Check the link status of all ports in up to 9s, and print them finally */
 256 static void
 257 check_all_ports_link_status(uint16_t port_num, uint32_t port_mask)
 258 {
 259 #define CHECK_INTERVAL 100 /* 100ms */
 260 #define MAX_CHECK_TIME 90 /* 9s (90 * 100ms) in total */
 261         uint8_t count, all_ports_up, print_flag = 0;
 262         uint16_t portid;
 263         struct rte_eth_link link;
 264
 265         printf("\nChecking link status");
 266         fflush(stdout);
 267         for (count = 0; count <= MAX_CHECK_TIME; count++) {
 268                 all_ports_up = 1;
 269                 for (portid = 0; portid < port_num; portid++) {
 270                         if ((port_mask & (1 << info->id[portid])) == 0)
 271                                 continue;
 272                         memset(&link, 0, sizeof(link));
 273                         rte_eth_link_get_nowait(info->id[portid], &link);
 274                         /* print link status if flag set */
 275                         if (print_flag == 1) {
 276                                 if (link.link_status)
 277                                         printf(
 278                                         "Port%d Link Up. Speed %u Mbps - %s\n",
 279                                                 info->id[portid],
 280                                                 link.link_speed,
 281                                 (link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) ?
 282                                         ("full-duplex") : ("half-duplex\n"));
 283                                 else
 284                                         printf("Port %d Link Down\n",
 285                                                 info->id[portid]);
 286                                 continue;
 287                         }
 288                         /* clear all_ports_up flag if any link down */
 289                         if (link.link_status == ETH_LINK_DOWN) {
 290                                 all_ports_up = 0;
 291                                 break;
 292                         }
 293                 }
 294                 /* after finally printing all link status, get out */
 295                 if (print_flag == 1)
 296                         break;
 297
 298                 if (all_ports_up == 0) {
 299                         printf(".");
 300                         fflush(stdout);
 301                         rte_delay_ms(CHECK_INTERVAL);
 302                 }
 303
 304                 /* set the print_flag if all ports up or timeout */
 305                 if (all_ports_up == 1 || count == (MAX_CHECK_TIME - 1)) {
 306                         print_flag = 1;
 307                         printf("done\n");
 308                 }
 309         }
 310 }
 311
 312 /**
 313  * Main init function for the multi-process server app,
 314  * calls subfunctions to do each stage of the initialisation.
 315  */
 316 int
 317 init(int argc, char *argv[])
 318 {
 319         int retval;
 320         const struct rte_memzone *mz;
 321         uint8_t i, total_ports;
 322
 323         /* init EAL, parsing EAL args */
 324         retval = rte_eal_init(argc, argv);
 325         if (retval < 0)
 326                 return -1;
 327         argc -= retval;
 328         argv += retval;
 329
 330         /* get total number of ports */
 331         total_ports = rte_eth_dev_count();
 332
 333         /* set up array for port data */
 334         mz = rte_memzone_reserve(MZ_SHARED_INFO, sizeof(*info),
 335                                 rte_socket_id(), NO_FLAGS);
 336         if (mz == NULL)
 337                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot reserve memory zone "
 338                                 "for port information\n");
 339         memset(mz->addr, 0, sizeof(*info));
 340         info = mz->addr;
 341
 342         /* parse additional, application arguments */
 343         retval = parse_app_args(total_ports, argc, argv);
 344         if (retval != 0)
 345                 return -1;
 346
 347         /* initialise mbuf pools */
 348         retval = init_mbuf_pools();
 349         if (retval != 0)
 350                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot create needed mbuf pools\n");
 351
 352         /* now initialise the ports we will use */
 353         for (i = 0; i < info->num_ports; i++) {
 354                 retval = init_port(info->id[i]);
 355                 if (retval != 0)
 356                         rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot initialise port %u\n",
 357                                         (unsigned int) i);
 358         }
 359
 360         check_all_ports_link_status(info->num_ports, (~0x0));
 361
 362         /* initialise the node queues/rings for inter-eu comms */
 363         init_shm_rings();
 364
 365         /* Create the EFD table */
 366         create_efd_table();
 367
 368         /* Populate the EFD table */
 369         populate_efd_table();
 370
 371         /* Share the total number of nodes */
 372         info->num_nodes = num_nodes;
 373
 374         /* Share the total number of flows */
 375         info->num_flows = num_flows;
 376         return 0;
 377 }