examples/server_node_efd/server/main.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 <stdio.h>
  35 #include <stdlib.h>
  36 #include <string.h>
  37 #include <unistd.h>
  38 #include <stdint.h>
  39 #include <stdarg.h>
  40 #include <inttypes.h>
  41 #include <sys/queue.h>
  42 #include <errno.h>
  43 #include <netinet/ip.h>
  44
  45 #include <rte_common.h>
  46 #include <rte_memory.h>
  47 #include <rte_eal.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_atomic.h>
  53 #include <rte_ring.h>
  54 #include <rte_log.h>
  55 #include <rte_debug.h>
  56 #include <rte_mempool.h>
  57 #include <rte_memcpy.h>
  58 #include <rte_mbuf.h>
  59 #include <rte_ether.h>
  60 #include <rte_interrupts.h>
  61 #include <rte_ethdev.h>
  62 #include <rte_byteorder.h>
  63 #include <rte_malloc.h>
  64 #include <rte_string_fns.h>
  65 #include <rte_efd.h>
  66 #include <rte_ip.h>
  67
  68 #include "common.h"
  69 #include "args.h"
  70 #include "init.h"
  71
  72 /*
  73  * When doing reads from the NIC or the node queues,
  74  * use this batch size
  75  */
  76 #define PACKET_READ_SIZE 32
  77
  78 /*
  79  * Local buffers to put packets in, used to send packets in bursts to the
  80  * nodes
  81  */
  82 struct node_rx_buf {
  83         struct rte_mbuf *buffer[PACKET_READ_SIZE];
  84         uint16_t count;
  85 };
  86
  87 struct efd_stats {
  88         uint64_t distributed;
  89         uint64_t drop;
  90 } flow_dist_stats;
  91
  92 /* One buffer per node rx queue - dynamically allocate array */
  93 static struct node_rx_buf *cl_rx_buf;
  94
  95 static const char *
  96 get_printable_mac_addr(uint16_t port)
  97 {
  98         static const char err_address[] = "00:00:00:00:00:00";
  99         static char addresses[RTE_MAX_ETHPORTS][sizeof(err_address)];
 100         struct ether_addr mac;
 101
 102         if (unlikely(port >= RTE_MAX_ETHPORTS))
 103                 return err_address;
 104         if (unlikely(addresses[port][0] == '\0')) {
 105                 rte_eth_macaddr_get(port, &mac);
 106                 snprintf(addresses[port], sizeof(addresses[port]),
 107                                 "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
 108                                 mac.addr_bytes[0], mac.addr_bytes[1],
 109                                 mac.addr_bytes[2], mac.addr_bytes[3],
 110                                 mac.addr_bytes[4], mac.addr_bytes[5]);
 111         }
 112         return addresses[port];
 113 }
 114
 115 /*
 116  * This function displays the recorded statistics for each port
 117  * and for each node. It uses ANSI terminal codes to clear
 118  * screen when called. It is called from a single non-master
 119  * thread in the server process, when the process is run with more
 120  * than one lcore enabled.
 121  */
 122 static void
 123 do_stats_display(void)
 124 {
 125         unsigned int i, j;
 126         const char clr[] = {27, '[', '2', 'J', '\0'};
 127         const char topLeft[] = {27, '[', '1', ';', '1', 'H', '\0'};
 128         uint64_t port_tx[RTE_MAX_ETHPORTS], port_tx_drop[RTE_MAX_ETHPORTS];
 129         uint64_t node_tx[MAX_NODES], node_tx_drop[MAX_NODES];
 130
 131         /* to get TX stats, we need to do some summing calculations */
 132         memset(port_tx, 0, sizeof(port_tx));
 133         memset(port_tx_drop, 0, sizeof(port_tx_drop));
 134         memset(node_tx, 0, sizeof(node_tx));
 135         memset(node_tx_drop, 0, sizeof(node_tx_drop));
 136
 137         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
 138                 const struct tx_stats *tx = &info->tx_stats[i];
 139
 140                 for (j = 0; j < info->num_ports; j++) {
 141                         const uint64_t tx_val = tx->tx[info->id[j]];
 142                         const uint64_t drop_val = tx->tx_drop[info->id[j]];
 143
 144                         port_tx[j] += tx_val;
 145                         port_tx_drop[j] += drop_val;
 146                         node_tx[i] += tx_val;
 147                         node_tx_drop[i] += drop_val;
 148                 }
 149         }
 150
 151         /* Clear screen and move to top left */
 152         printf("%s%s", clr, topLeft);
 153
 154         printf("PORTS\n");
 155         printf("-----\n");
 156         for (i = 0; i < info->num_ports; i++)
 157                 printf("Port %u: '%s'\t", (unsigned int)info->id[i],
 158                                 get_printable_mac_addr(info->id[i]));
 159         printf("\n\n");
 160         for (i = 0; i < info->num_ports; i++) {
 161                 printf("Port %u - rx: %9"PRIu64"\t"
 162                                 "tx: %9"PRIu64"\n",
 163                                 (unsigned int)info->id[i], info->rx_stats.rx[i],
 164                                 port_tx[i]);
 165         }
 166
 167         printf("\nSERVER\n");
 168         printf("-----\n");
 169         printf("distributed: %9"PRIu64", drop: %9"PRIu64"\n",
 170                         flow_dist_stats.distributed, flow_dist_stats.drop);
 171
 172         printf("\nNODES\n");
 173         printf("-------\n");
 174         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
 175                 const unsigned long long rx = nodes[i].stats.rx;
 176                 const unsigned long long rx_drop = nodes[i].stats.rx_drop;
 177                 const struct filter_stats *filter = &info->filter_stats[i];
 178
 179                 printf("Node %2u - rx: %9llu, rx_drop: %9llu\n"
 180                                 "            tx: %9"PRIu64", tx_drop: %9"PRIu64"\n"
 181                                 "            filter_passed: %9"PRIu64", "
 182                                 "filter_drop: %9"PRIu64"\n",
 183                                 i, rx, rx_drop, node_tx[i], node_tx_drop[i],
 184                                 filter->passed, filter->drop);
 185         }
 186
 187         printf("\n");
 188 }
 189
 190 /*
 191  * The function called from each non-master lcore used by the process.
 192  * The test_and_set function is used to randomly pick a single lcore on which
 193  * the code to display the statistics will run. Otherwise, the code just
 194  * repeatedly sleeps.
 195  */
 196 static int
 197 sleep_lcore(__attribute__((unused)) void *dummy)
 198 {
 199         /* Used to pick a display thread - static, so zero-initialised */
 200         static rte_atomic32_t display_stats;
 201
 202         /* Only one core should display stats */
 203         if (rte_atomic32_test_and_set(&display_stats)) {
 204                 const unsigned int sleeptime = 1;
 205
 206                 printf("Core %u displaying statistics\n", rte_lcore_id());
 207
 208                 /* Longer initial pause so above printf is seen */
 209                 sleep(sleeptime * 3);
 210
 211                 /* Loop forever: sleep always returns 0 or <= param */
 212                 while (sleep(sleeptime) <= sleeptime)
 213                         do_stats_display();
 214         }
 215         return 0;
 216 }
 217
 218 /*
 219  * Function to set all the node statistic values to zero.
 220  * Called at program startup.
 221  */
 222 static void
 223 clear_stats(void)
 224 {
 225         unsigned int i;
 226
 227         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
 228                 nodes[i].stats.rx = nodes[i].stats.rx_drop = 0;
 229 }
 230
 231 /*
 232  * send a burst of traffic to a node, assuming there are packets
 233  * available to be sent to this node
 234  */
 235 static void
 236 flush_rx_queue(uint16_t node)
 237 {
 238         uint16_t j;
 239         struct node *cl;
 240
 241         if (cl_rx_buf[node].count == 0)
 242                 return;
 243
 244         cl = &nodes[node];
 245         if (rte_ring_enqueue_bulk(cl->rx_q, (void **)cl_rx_buf[node].buffer,
 246                         cl_rx_buf[node].count, NULL) != cl_rx_buf[node].count){
 247                 for (j = 0; j < cl_rx_buf[node].count; j++)
 248                         rte_pktmbuf_free(cl_rx_buf[node].buffer[j]);
 249                 cl->stats.rx_drop += cl_rx_buf[node].count;
 250         } else
 251                 cl->stats.rx += cl_rx_buf[node].count;
 252
 253         cl_rx_buf[node].count = 0;
 254 }
 255
 256 /*
 257  * marks a packet down to be sent to a particular node process
 258  */
 259 static inline void
 260 enqueue_rx_packet(uint8_t node, struct rte_mbuf *buf)
 261 {
 262         cl_rx_buf[node].buffer[cl_rx_buf[node].count++] = buf;
 263 }
 264
 265 /*
 266  * This function takes a group of packets and routes them
 267  * individually to the node process. Very simply round-robins the packets
 268  * without checking any of the packet contents.
 269  */
 270 static void
 271 process_packets(uint32_t port_num __rte_unused, struct rte_mbuf *pkts[],
 272                 uint16_t rx_count, unsigned int socket_id)
 273 {
 274         uint16_t i;
 275         uint8_t node;
 276         efd_value_t data[RTE_EFD_BURST_MAX];
 277         const void *key_ptrs[RTE_EFD_BURST_MAX];
 278
 279         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr;
 280         uint32_t ipv4_dst_ip[RTE_EFD_BURST_MAX];
 281
 282         for (i = 0; i < rx_count; i++) {
 283                 /* Handle IPv4 header.*/
 284                 ipv4_hdr = rte_pktmbuf_mtod_offset(pkts[i], struct ipv4_hdr *,
 285                                 sizeof(struct ether_hdr));
 286                 ipv4_dst_ip[i] = ipv4_hdr->dst_addr;
 287                 key_ptrs[i] = (void *)&ipv4_dst_ip[i];
 288         }
 289
 290         rte_efd_lookup_bulk(efd_table, socket_id, rx_count,
 291                                 (const void **) key_ptrs, data);
 292         for (i = 0; i < rx_count; i++) {
 293                 node = (uint8_t) ((uintptr_t)data[i]);
 294
 295                 if (node >= num_nodes) {
 296                         /*
 297                          * Node is out of range, which means that
 298                          * flow has not been inserted
 299                          */
 300                         flow_dist_stats.drop++;
 301                         rte_pktmbuf_free(pkts[i]);
 302                 } else {
 303                         flow_dist_stats.distributed++;
 304                         enqueue_rx_packet(node, pkts[i]);
 305                 }
 306         }
 307
 308         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
 309                 flush_rx_queue(i);
 310 }
 311
 312 /*
 313  * Function called by the master lcore of the DPDK process.
 314  */
 315 static void
 316 do_packet_forwarding(void)
 317 {
 318         unsigned int port_num = 0; /* indexes the port[] array */
 319         unsigned int socket_id = rte_socket_id();
 320
 321         for (;;) {
 322                 struct rte_mbuf *buf[PACKET_READ_SIZE];
 323                 uint16_t rx_count;
 324
 325                 /* read a port */
 326                 rx_count = rte_eth_rx_burst(info->id[port_num], 0,
 327                                 buf, PACKET_READ_SIZE);
 328                 info->rx_stats.rx[port_num] += rx_count;
 329
 330                 /* Now process the NIC packets read */
 331                 if (likely(rx_count > 0))
 332                         process_packets(port_num, buf, rx_count, socket_id);
 333
 334                 /* move to next port */
 335                 if (++port_num == info->num_ports)
 336                         port_num = 0;
 337         }
 338 }
 339
 340 int
 341 main(int argc, char *argv[])
 342 {
 343         /* initialise the system */
 344         if (init(argc, argv) < 0)
 345                 return -1;
 346         RTE_LOG(INFO, APP, "Finished Process Init.\n");
 347
 348         cl_rx_buf = calloc(num_nodes, sizeof(cl_rx_buf[0]));
 349
 350         /* clear statistics */
 351         clear_stats();
 352
 353         /* put all other cores to sleep bar master */
 354         rte_eal_mp_remote_launch(sleep_lcore, NULL, SKIP_MASTER);
 355
 356         do_packet_forwarding();
 357         return 0;
 358 }