examples/vhost/main.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 <arpa/inet.h>
  35 #include <getopt.h>
  36 #include <linux/if_ether.h>
  37 #include <linux/if_vlan.h>
  38 #include <linux/virtio_net.h>
  39 #include <linux/virtio_ring.h>
  40 #include <signal.h>
  41 #include <stdint.h>
  42 #include <sys/eventfd.h>
  43 #include <sys/param.h>
  44 #include <unistd.h>
  45
  46 #include <rte_atomic.h>
  47 #include <rte_cycles.h>
  48 #include <rte_ethdev.h>
  49 #include <rte_log.h>
  50 #include <rte_string_fns.h>
  51 #include <rte_malloc.h>
  52 #include <rte_virtio_net.h>
  53 #include <rte_ip.h>
  54 #include <rte_tcp.h>
  55
  56 #include "main.h"
  57
  58 #ifndef MAX_QUEUES
  59 #define MAX_QUEUES 128
  60 #endif
  61
  62 /* the maximum number of external ports supported */
  63 #define MAX_SUP_PORTS 1
  64
  65 #define MBUF_CACHE_SIZE 128
  66 #define MBUF_DATA_SIZE  RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE
  67
  68 #define MAX_PKT_BURST 32                /* Max burst size for RX/TX */
  69 #define BURST_TX_DRAIN_US 100   /* TX drain every ~100us */
  70
  71 #define BURST_RX_WAIT_US 15     /* Defines how long we wait between retries on RX */
  72 #define BURST_RX_RETRIES 4              /* Number of retries on RX. */
  73
  74 #define JUMBO_FRAME_MAX_SIZE    0x2600
  75
  76 /* State of virtio device. */
  77 #define DEVICE_MAC_LEARNING 0
  78 #define DEVICE_RX                       1
  79 #define DEVICE_SAFE_REMOVE      2
  80
  81 /* Configurable number of RX/TX ring descriptors */
  82 #define RTE_TEST_RX_DESC_DEFAULT 1024
  83 #define RTE_TEST_TX_DESC_DEFAULT 512
  84
  85 #define INVALID_PORT_ID 0xFF
  86
  87 /* Max number of devices. Limited by vmdq. */
  88 #define MAX_DEVICES 64
  89
  90 /* Size of buffers used for snprintfs. */
  91 #define MAX_PRINT_BUFF 6072
  92
  93 /* Maximum character device basename size. */
  94 #define MAX_BASENAME_SZ 10
  95
  96 /* Maximum long option length for option parsing. */
  97 #define MAX_LONG_OPT_SZ 64
  98
  99 /* mask of enabled ports */
 100 static uint32_t enabled_port_mask = 0;
 101
 102 /* Promiscuous mode */
 103 static uint32_t promiscuous;
 104
 105 /* number of devices/queues to support*/
 106 static uint32_t num_queues = 0;
 107 static uint32_t num_devices;
 108
 109 static struct rte_mempool *mbuf_pool;
 110 static int mergeable;
 111
 112 /* Do vlan strip on host, enabled on default */
 113 static uint32_t vlan_strip = 1;
 114
 115 /* Enable VM2VM communications. If this is disabled then the MAC address compare is skipped. */
 116 typedef enum {
 117         VM2VM_DISABLED = 0,
 118         VM2VM_SOFTWARE = 1,
 119         VM2VM_HARDWARE = 2,
 120         VM2VM_LAST
 121 } vm2vm_type;
 122 static vm2vm_type vm2vm_mode = VM2VM_SOFTWARE;
 123
 124 /* Enable stats. */
 125 static uint32_t enable_stats = 0;
 126 /* Enable retries on RX. */
 127 static uint32_t enable_retry = 1;
 128
 129 /* Disable TX checksum offload */
 130 static uint32_t enable_tx_csum;
 131
 132 /* Disable TSO offload */
 133 static uint32_t enable_tso;
 134
 135 static int client_mode;
 136
 137 /* Specify timeout (in useconds) between retries on RX. */
 138 static uint32_t burst_rx_delay_time = BURST_RX_WAIT_US;
 139 /* Specify the number of retries on RX. */
 140 static uint32_t burst_rx_retry_num = BURST_RX_RETRIES;
 141
 142 /* Character device basename. Can be set by user. */
 143 static char dev_basename[MAX_BASENAME_SZ] = "vhost-net";
 144
 145 /* empty vmdq configuration structure. Filled in programatically */
 146 static struct rte_eth_conf vmdq_conf_default = {
 147         .rxmode = {
 148                 .mq_mode        = ETH_MQ_RX_VMDQ_ONLY,
 149                 .split_hdr_size = 0,
 150                 .header_split   = 0, /**< Header Split disabled */
 151                 .hw_ip_checksum = 0, /**< IP checksum offload disabled */
 152                 .hw_vlan_filter = 0, /**< VLAN filtering disabled */
 153                 /*
 154                  * It is necessary for 1G NIC such as I350,
 155                  * this fixes bug of ipv4 forwarding in guest can't
 156                  * forward pakets from one virtio dev to another virtio dev.
 157                  */
 158                 .hw_vlan_strip  = 1, /**< VLAN strip enabled. */
 159                 .jumbo_frame    = 0, /**< Jumbo Frame Support disabled */
 160                 .hw_strip_crc   = 0, /**< CRC stripped by hardware */
 161         },
 162
 163         .txmode = {
 164                 .mq_mode = ETH_MQ_TX_NONE,
 165         },
 166         .rx_adv_conf = {
 167                 /*
 168                  * should be overridden separately in code with
 169                  * appropriate values
 170                  */
 171                 .vmdq_rx_conf = {
 172                         .nb_queue_pools = ETH_8_POOLS,
 173                         .enable_default_pool = 0,
 174                         .default_pool = 0,
 175                         .nb_pool_maps = 0,
 176                         .pool_map = {{0, 0},},
 177                 },
 178         },
 179 };
 180
 181 static unsigned lcore_ids[RTE_MAX_LCORE];
 182 static uint8_t ports[RTE_MAX_ETHPORTS];
 183 static unsigned num_ports = 0; /**< The number of ports specified in command line */
 184 static uint16_t num_pf_queues, num_vmdq_queues;
 185 static uint16_t vmdq_pool_base, vmdq_queue_base;
 186 static uint16_t queues_per_pool;
 187
 188 const uint16_t vlan_tags[] = {
 189         1000, 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006, 1007,
 190         1008, 1009, 1010, 1011, 1012, 1013, 1014, 1015,
 191         1016, 1017, 1018, 1019, 1020, 1021, 1022, 1023,
 192         1024, 1025, 1026, 1027, 1028, 1029, 1030, 1031,
 193         1032, 1033, 1034, 1035, 1036, 1037, 1038, 1039,
 194         1040, 1041, 1042, 1043, 1044, 1045, 1046, 1047,
 195         1048, 1049, 1050, 1051, 1052, 1053, 1054, 1055,
 196         1056, 1057, 1058, 1059, 1060, 1061, 1062, 1063,
 197 };
 198
 199 /* ethernet addresses of ports */
 200 static struct ether_addr vmdq_ports_eth_addr[RTE_MAX_ETHPORTS];
 201
 202 static struct vhost_dev_tailq_list vhost_dev_list =
 203         TAILQ_HEAD_INITIALIZER(vhost_dev_list);
 204
 205 static struct lcore_info lcore_info[RTE_MAX_LCORE];
 206
 207 /* Used for queueing bursts of TX packets. */
 208 struct mbuf_table {
 209         unsigned len;
 210         unsigned txq_id;
 211         struct rte_mbuf *m_table[MAX_PKT_BURST];
 212 };
 213
 214 /* TX queue for each data core. */
 215 struct mbuf_table lcore_tx_queue[RTE_MAX_LCORE];
 216
 217 #define MBUF_TABLE_DRAIN_TSC    ((rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) \
 218                                  / US_PER_S * BURST_TX_DRAIN_US)
 219 #define VLAN_HLEN       4
 220
 221 /*
 222  * Builds up the correct configuration for VMDQ VLAN pool map
 223  * according to the pool & queue limits.
 224  */
 225 static inline int
 226 get_eth_conf(struct rte_eth_conf *eth_conf, uint32_t num_devices)
 227 {
 228         struct rte_eth_vmdq_rx_conf conf;
 229         struct rte_eth_vmdq_rx_conf *def_conf =
 230                 &vmdq_conf_default.rx_adv_conf.vmdq_rx_conf;
 231         unsigned i;
 232
 233         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 234         conf.nb_queue_pools = (enum rte_eth_nb_pools)num_devices;
 235         conf.nb_pool_maps = num_devices;
 236         conf.enable_loop_back = def_conf->enable_loop_back;
 237         conf.rx_mode = def_conf->rx_mode;
 238
 239         for (i = 0; i < conf.nb_pool_maps; i++) {
 240                 conf.pool_map[i].vlan_id = vlan_tags[ i ];
 241                 conf.pool_map[i].pools = (1UL << i);
 242         }
 243
 244         (void)(rte_memcpy(eth_conf, &vmdq_conf_default, sizeof(*eth_conf)));
 245         (void)(rte_memcpy(&eth_conf->rx_adv_conf.vmdq_rx_conf, &conf,
 246                    sizeof(eth_conf->rx_adv_conf.vmdq_rx_conf)));
 247         return 0;
 248 }
 249
 250 /*
 251  * Validate the device number according to the max pool number gotten form
 252  * dev_info. If the device number is invalid, give the error message and
 253  * return -1. Each device must have its own pool.
 254  */
 255 static inline int
 256 validate_num_devices(uint32_t max_nb_devices)
 257 {
 258         if (num_devices > max_nb_devices) {
 259                 RTE_LOG(ERR, VHOST_PORT, "invalid number of devices\n");
 260                 return -1;
 261         }
 262         return 0;
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Initialises a given port using global settings and with the rx buffers
 267  * coming from the mbuf_pool passed as parameter
 268  */
 269 static inline int
 270 port_init(uint8_t port)
 271 {
 272         struct rte_eth_dev_info dev_info;
 273         struct rte_eth_conf port_conf;
 274         struct rte_eth_rxconf *rxconf;
 275         struct rte_eth_txconf *txconf;
 276         int16_t rx_rings, tx_rings;
 277         uint16_t rx_ring_size, tx_ring_size;
 278         int retval;
 279         uint16_t q;
 280
 281         /* The max pool number from dev_info will be used to validate the pool number specified in cmd line */
 282         rte_eth_dev_info_get (port, &dev_info);
 283
 284         if (dev_info.max_rx_queues > MAX_QUEUES) {
 285                 rte_exit(EXIT_FAILURE,
 286                         "please define MAX_QUEUES no less than %u in %s\n",
 287                         dev_info.max_rx_queues, __FILE__);
 288         }
 289
 290         rxconf = &dev_info.default_rxconf;
 291         txconf = &dev_info.default_txconf;
 292         rxconf->rx_drop_en = 1;
 293
 294         /* Enable vlan offload */
 295         txconf->txq_flags &= ~ETH_TXQ_FLAGS_NOVLANOFFL;
 296
 297         /*configure the number of supported virtio devices based on VMDQ limits */
 298         num_devices = dev_info.max_vmdq_pools;
 299
 300         rx_ring_size = RTE_TEST_RX_DESC_DEFAULT;
 301         tx_ring_size = RTE_TEST_TX_DESC_DEFAULT;
 302         tx_rings = (uint16_t)rte_lcore_count();
 303
 304         retval = validate_num_devices(MAX_DEVICES);
 305         if (retval < 0)
 306                 return retval;
 307
 308         /* Get port configuration. */
 309         retval = get_eth_conf(&port_conf, num_devices);
 310         if (retval < 0)
 311                 return retval;
 312         /* NIC queues are divided into pf queues and vmdq queues.  */
 313         num_pf_queues = dev_info.max_rx_queues - dev_info.vmdq_queue_num;
 314         queues_per_pool = dev_info.vmdq_queue_num / dev_info.max_vmdq_pools;
 315         num_vmdq_queues = num_devices * queues_per_pool;
 316         num_queues = num_pf_queues + num_vmdq_queues;
 317         vmdq_queue_base = dev_info.vmdq_queue_base;
 318         vmdq_pool_base  = dev_info.vmdq_pool_base;
 319         printf("pf queue num: %u, configured vmdq pool num: %u, each vmdq pool has %u queues\n",
 320                 num_pf_queues, num_devices, queues_per_pool);
 321
 322         if (port >= rte_eth_dev_count()) return -1;
 323
 324         if (enable_tx_csum == 0)
 325                 rte_vhost_feature_disable(1ULL << VIRTIO_NET_F_CSUM);
 326
 327         if (enable_tso == 0) {
 328                 rte_vhost_feature_disable(1ULL << VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4);
 329                 rte_vhost_feature_disable(1ULL << VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6);
 330                 rte_vhost_feature_disable(1ULL << VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4);
 331                 rte_vhost_feature_disable(1ULL << VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6);
 332         }
 333
 334         rx_rings = (uint16_t)dev_info.max_rx_queues;
 335         /* Configure ethernet device. */
 336         retval = rte_eth_dev_configure(port, rx_rings, tx_rings, &port_conf);
 337         if (retval != 0) {
 338                 RTE_LOG(ERR, VHOST_PORT, "Failed to configure port %u: %s.\n",
 339                         port, strerror(-retval));
 340                 return retval;
 341         }
 342
 343         /* Setup the queues. */
 344         for (q = 0; q < rx_rings; q ++) {
 345                 retval = rte_eth_rx_queue_setup(port, q, rx_ring_size,
 346                                                 rte_eth_dev_socket_id(port),
 347                                                 rxconf,
 348                                                 mbuf_pool);
 349                 if (retval < 0) {
 350                         RTE_LOG(ERR, VHOST_PORT,
 351                                 "Failed to setup rx queue %u of port %u: %s.\n",
 352                                 q, port, strerror(-retval));
 353                         return retval;
 354                 }
 355         }
 356         for (q = 0; q < tx_rings; q ++) {
 357                 retval = rte_eth_tx_queue_setup(port, q, tx_ring_size,
 358                                                 rte_eth_dev_socket_id(port),
 359                                                 txconf);
 360                 if (retval < 0) {
 361                         RTE_LOG(ERR, VHOST_PORT,
 362                                 "Failed to setup tx queue %u of port %u: %s.\n",
 363                                 q, port, strerror(-retval));
 364                         return retval;
 365                 }
 366         }
 367
 368         /* Start the device. */
 369         retval  = rte_eth_dev_start(port);
 370         if (retval < 0) {
 371                 RTE_LOG(ERR, VHOST_PORT, "Failed to start port %u: %s\n",
 372                         port, strerror(-retval));
 373                 return retval;
 374         }
 375
 376         if (promiscuous)
 377                 rte_eth_promiscuous_enable(port);
 378
 379         rte_eth_macaddr_get(port, &vmdq_ports_eth_addr[port]);
 380         RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT, "Max virtio devices supported: %u\n", num_devices);
 381         RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT, "Port %u MAC: %02"PRIx8" %02"PRIx8" %02"PRIx8
 382                         " %02"PRIx8" %02"PRIx8" %02"PRIx8"\n",
 383                         (unsigned)port,
 384                         vmdq_ports_eth_addr[port].addr_bytes[0],
 385                         vmdq_ports_eth_addr[port].addr_bytes[1],
 386                         vmdq_ports_eth_addr[port].addr_bytes[2],
 387                         vmdq_ports_eth_addr[port].addr_bytes[3],
 388                         vmdq_ports_eth_addr[port].addr_bytes[4],
 389                         vmdq_ports_eth_addr[port].addr_bytes[5]);
 390
 391         return 0;
 392 }
 393
 394 /*
 395  * Set character device basename.
 396  */
 397 static int
 398 us_vhost_parse_basename(const char *q_arg)
 399 {
 400         /* parse number string */
 401
 402         if (strnlen(q_arg, MAX_BASENAME_SZ) > MAX_BASENAME_SZ)
 403                 return -1;
 404         else
 405                 snprintf((char*)&dev_basename, MAX_BASENAME_SZ, "%s", q_arg);
 406
 407         return 0;
 408 }
 409
 410 /*
 411  * Parse the portmask provided at run time.
 412  */
 413 static int
 414 parse_portmask(const char *portmask)
 415 {
 416         char *end = NULL;
 417         unsigned long pm;
 418
 419         errno = 0;
 420
 421         /* parse hexadecimal string */
 422         pm = strtoul(portmask, &end, 16);
 423         if ((portmask[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0') || (errno != 0))
 424                 return -1;
 425
 426         if (pm == 0)
 427                 return -1;
 428
 429         return pm;
 430
 431 }
 432
 433 /*
 434  * Parse num options at run time.
 435  */
 436 static int
 437 parse_num_opt(const char *q_arg, uint32_t max_valid_value)
 438 {
 439         char *end = NULL;
 440         unsigned long num;
 441
 442         errno = 0;
 443
 444         /* parse unsigned int string */
 445         num = strtoul(q_arg, &end, 10);
 446         if ((q_arg[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0') || (errno != 0))
 447                 return -1;
 448
 449         if (num > max_valid_value)
 450                 return -1;
 451
 452         return num;
 453
 454 }
 455
 456 /*
 457  * Display usage
 458  */
 459 static void
 460 us_vhost_usage(const char *prgname)
 461 {
 462         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "%s [EAL options] -- -p PORTMASK\n"
 463         "               --vm2vm [0|1|2]\n"
 464         "               --rx_retry [0|1] --mergeable [0|1] --stats [0-N]\n"
 465         "               --dev-basename <name>\n"
 466         "               --nb-devices ND\n"
 467         "               -p PORTMASK: Set mask for ports to be used by application\n"
 468         "               --vm2vm [0|1|2]: disable/software(default)/hardware vm2vm comms\n"
 469         "               --rx-retry [0|1]: disable/enable(default) retries on rx. Enable retry if destintation queue is full\n"
 470         "               --rx-retry-delay [0-N]: timeout(in usecond) between retries on RX. This makes effect only if retries on rx enabled\n"
 471         "               --rx-retry-num [0-N]: the number of retries on rx. This makes effect only if retries on rx enabled\n"
 472         "               --mergeable [0|1]: disable(default)/enable RX mergeable buffers\n"
 473         "               --vlan-strip [0|1]: disable/enable(default) RX VLAN strip on host\n"
 474         "               --stats [0-N]: 0: Disable stats, N: Time in seconds to print stats\n"
 475         "               --dev-basename: The basename to be used for the character device.\n"
 476         "               --tx-csum [0|1] disable/enable TX checksum offload.\n"
 477         "               --tso [0|1] disable/enable TCP segment offload.\n"
 478         "               --client register a vhost-user socket as client mode.\n",
 479                prgname);
 480 }
 481
 482 /*
 483  * Parse the arguments given in the command line of the application.
 484  */
 485 static int
 486 us_vhost_parse_args(int argc, char **argv)
 487 {
 488         int opt, ret;
 489         int option_index;
 490         unsigned i;
 491         const char *prgname = argv[0];
 492         static struct option long_option[] = {
 493                 {"vm2vm", required_argument, NULL, 0},
 494                 {"rx-retry", required_argument, NULL, 0},
 495                 {"rx-retry-delay", required_argument, NULL, 0},
 496                 {"rx-retry-num", required_argument, NULL, 0},
 497                 {"mergeable", required_argument, NULL, 0},
 498                 {"vlan-strip", required_argument, NULL, 0},
 499                 {"stats", required_argument, NULL, 0},
 500                 {"dev-basename", required_argument, NULL, 0},
 501                 {"tx-csum", required_argument, NULL, 0},
 502                 {"tso", required_argument, NULL, 0},
 503                 {"client", no_argument, &client_mode, 1},
 504                 {NULL, 0, 0, 0},
 505         };
 506
 507         /* Parse command line */
 508         while ((opt = getopt_long(argc, argv, "p:P",
 509                         long_option, &option_index)) != EOF) {
 510                 switch (opt) {
 511                 /* Portmask */
 512                 case 'p':
 513                         enabled_port_mask = parse_portmask(optarg);
 514                         if (enabled_port_mask == 0) {
 515                                 RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "Invalid portmask\n");
 516                                 us_vhost_usage(prgname);
 517                                 return -1;
 518                         }
 519                         break;
 520
 521                 case 'P':
 522                         promiscuous = 1;
 523                         vmdq_conf_default.rx_adv_conf.vmdq_rx_conf.rx_mode =
 524                                 ETH_VMDQ_ACCEPT_BROADCAST |
 525                                 ETH_VMDQ_ACCEPT_MULTICAST;
 526                         rte_vhost_feature_enable(1ULL << VIRTIO_NET_F_CTRL_RX);
 527
 528                         break;
 529
 530                 case 0:
 531                         /* Enable/disable vm2vm comms. */
 532                         if (!strncmp(long_option[option_index].name, "vm2vm",
 533                                 MAX_LONG_OPT_SZ)) {
 534                                 ret = parse_num_opt(optarg, (VM2VM_LAST - 1));
 535                                 if (ret == -1) {
 536                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 537                                                 "Invalid argument for "
 538                                                 "vm2vm [0|1|2]\n");
 539                                         us_vhost_usage(prgname);
 540                                         return -1;
 541                                 } else {
 542                                         vm2vm_mode = (vm2vm_type)ret;
 543                                 }
 544                         }
 545
 546                         /* Enable/disable retries on RX. */
 547                         if (!strncmp(long_option[option_index].name, "rx-retry", MAX_LONG_OPT_SZ)) {
 548                                 ret = parse_num_opt(optarg, 1);
 549                                 if (ret == -1) {
 550                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "Invalid argument for rx-retry [0|1]\n");
 551                                         us_vhost_usage(prgname);
 552                                         return -1;
 553                                 } else {
 554                                         enable_retry = ret;
 555                                 }
 556                         }
 557
 558                         /* Enable/disable TX checksum offload. */
 559                         if (!strncmp(long_option[option_index].name, "tx-csum", MAX_LONG_OPT_SZ)) {
 560                                 ret = parse_num_opt(optarg, 1);
 561                                 if (ret == -1) {
 562                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "Invalid argument for tx-csum [0|1]\n");
 563                                         us_vhost_usage(prgname);
 564                                         return -1;
 565                                 } else
 566                                         enable_tx_csum = ret;
 567                         }
 568
 569                         /* Enable/disable TSO offload. */
 570                         if (!strncmp(long_option[option_index].name, "tso", MAX_LONG_OPT_SZ)) {
 571                                 ret = parse_num_opt(optarg, 1);
 572                                 if (ret == -1) {
 573                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "Invalid argument for tso [0|1]\n");
 574                                         us_vhost_usage(prgname);
 575                                         return -1;
 576                                 } else
 577                                         enable_tso = ret;
 578                         }
 579
 580                         /* Specify the retries delay time (in useconds) on RX. */
 581                         if (!strncmp(long_option[option_index].name, "rx-retry-delay", MAX_LONG_OPT_SZ)) {
 582                                 ret = parse_num_opt(optarg, INT32_MAX);
 583                                 if (ret == -1) {
 584                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "Invalid argument for rx-retry-delay [0-N]\n");
 585                                         us_vhost_usage(prgname);
 586                                         return -1;
 587                                 } else {
 588                                         burst_rx_delay_time = ret;
 589                                 }
 590                         }
 591
 592                         /* Specify the retries number on RX. */
 593                         if (!strncmp(long_option[option_index].name, "rx-retry-num", MAX_LONG_OPT_SZ)) {
 594                                 ret = parse_num_opt(optarg, INT32_MAX);
 595                                 if (ret == -1) {
 596                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "Invalid argument for rx-retry-num [0-N]\n");
 597                                         us_vhost_usage(prgname);
 598                                         return -1;
 599                                 } else {
 600                                         burst_rx_retry_num = ret;
 601                                 }
 602                         }
 603
 604                         /* Enable/disable RX mergeable buffers. */
 605                         if (!strncmp(long_option[option_index].name, "mergeable", MAX_LONG_OPT_SZ)) {
 606                                 ret = parse_num_opt(optarg, 1);
 607                                 if (ret == -1) {
 608                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "Invalid argument for mergeable [0|1]\n");
 609                                         us_vhost_usage(prgname);
 610                                         return -1;
 611                                 } else {
 612                                         mergeable = !!ret;
 613                                         if (ret) {
 614                                                 vmdq_conf_default.rxmode.jumbo_frame = 1;
 615                                                 vmdq_conf_default.rxmode.max_rx_pkt_len
 616                                                         = JUMBO_FRAME_MAX_SIZE;
 617                                         }
 618                                 }
 619                         }
 620
 621                         /* Enable/disable RX VLAN strip on host. */
 622                         if (!strncmp(long_option[option_index].name,
 623                                 "vlan-strip", MAX_LONG_OPT_SZ)) {
 624                                 ret = parse_num_opt(optarg, 1);
 625                                 if (ret == -1) {
 626                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 627                                                 "Invalid argument for VLAN strip [0|1]\n");
 628                                         us_vhost_usage(prgname);
 629                                         return -1;
 630                                 } else {
 631                                         vlan_strip = !!ret;
 632                                         vmdq_conf_default.rxmode.hw_vlan_strip =
 633                                                 vlan_strip;
 634                                 }
 635                         }
 636
 637                         /* Enable/disable stats. */
 638                         if (!strncmp(long_option[option_index].name, "stats", MAX_LONG_OPT_SZ)) {
 639                                 ret = parse_num_opt(optarg, INT32_MAX);
 640                                 if (ret == -1) {
 641                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "Invalid argument for stats [0..N]\n");
 642                                         us_vhost_usage(prgname);
 643                                         return -1;
 644                                 } else {
 645                                         enable_stats = ret;
 646                                 }
 647                         }
 648
 649                         /* Set character device basename. */
 650                         if (!strncmp(long_option[option_index].name, "dev-basename", MAX_LONG_OPT_SZ)) {
 651                                 if (us_vhost_parse_basename(optarg) == -1) {
 652                                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG, "Invalid argument for character device basename (Max %d characters)\n", MAX_BASENAME_SZ);
 653                                         us_vhost_usage(prgname);
 654                                         return -1;
 655                                 }
 656                         }
 657
 658                         break;
 659
 660                         /* Invalid option - print options. */
 661                 default:
 662                         us_vhost_usage(prgname);
 663                         return -1;
 664                 }
 665         }
 666
 667         for (i = 0; i < RTE_MAX_ETHPORTS; i++) {
 668                 if (enabled_port_mask & (1 << i))
 669                         ports[num_ports++] = (uint8_t)i;
 670         }
 671
 672         if ((num_ports ==  0) || (num_ports > MAX_SUP_PORTS)) {
 673                 RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT, "Current enabled port number is %u,"
 674                         "but only %u port can be enabled\n",num_ports, MAX_SUP_PORTS);
 675                 return -1;
 676         }
 677
 678         return 0;
 679 }
 680
 681 /*
 682  * Update the global var NUM_PORTS and array PORTS according to system ports number
 683  * and return valid ports number
 684  */
 685 static unsigned check_ports_num(unsigned nb_ports)
 686 {
 687         unsigned valid_num_ports = num_ports;
 688         unsigned portid;
 689
 690         if (num_ports > nb_ports) {
 691                 RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT, "\nSpecified port number(%u) exceeds total system port number(%u)\n",
 692                         num_ports, nb_ports);
 693                 num_ports = nb_ports;
 694         }
 695
 696         for (portid = 0; portid < num_ports; portid ++) {
 697                 if (ports[portid] >= nb_ports) {
 698                         RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT, "\nSpecified port ID(%u) exceeds max system port ID(%u)\n",
 699                                 ports[portid], (nb_ports - 1));
 700                         ports[portid] = INVALID_PORT_ID;
 701                         valid_num_ports--;
 702                 }
 703         }
 704         return valid_num_ports;
 705 }
 706
 707 static inline struct vhost_dev *__attribute__((always_inline))
 708 find_vhost_dev(struct ether_addr *mac)
 709 {
 710         struct vhost_dev *vdev;
 711
 712         TAILQ_FOREACH(vdev, &vhost_dev_list, global_vdev_entry) {
 713                 if (vdev->ready == DEVICE_RX &&
 714                     is_same_ether_addr(mac, &vdev->mac_address))
 715                         return vdev;
 716         }
 717
 718         return NULL;
 719 }
 720
 721 /*
 722  * This function learns the MAC address of the device and registers this along with a
 723  * vlan tag to a VMDQ.
 724  */
 725 static int
 726 link_vmdq(struct vhost_dev *vdev, struct rte_mbuf *m)
 727 {
 728         struct ether_hdr *pkt_hdr;
 729         int i, ret;
 730
 731         /* Learn MAC address of guest device from packet */
 732         pkt_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 733
 734         if (find_vhost_dev(&pkt_hdr->s_addr)) {
 735                 RTE_LOG(ERR, VHOST_DATA,
 736                         "(%d) device is using a registered MAC!\n",
 737                         vdev->vid);
 738                 return -1;
 739         }
 740
 741         for (i = 0; i < ETHER_ADDR_LEN; i++)
 742                 vdev->mac_address.addr_bytes[i] = pkt_hdr->s_addr.addr_bytes[i];
 743
 744         /* vlan_tag currently uses the device_id. */
 745         vdev->vlan_tag = vlan_tags[vdev->vid];
 746
 747         /* Print out VMDQ registration info. */
 748         RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA,
 749                 "(%d) mac %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x and vlan %d registered\n",
 750                 vdev->vid,
 751                 vdev->mac_address.addr_bytes[0], vdev->mac_address.addr_bytes[1],
 752                 vdev->mac_address.addr_bytes[2], vdev->mac_address.addr_bytes[3],
 753                 vdev->mac_address.addr_bytes[4], vdev->mac_address.addr_bytes[5],
 754                 vdev->vlan_tag);
 755
 756         /* Register the MAC address. */
 757         ret = rte_eth_dev_mac_addr_add(ports[0], &vdev->mac_address,
 758                                 (uint32_t)vdev->vid + vmdq_pool_base);
 759         if (ret)
 760                 RTE_LOG(ERR, VHOST_DATA,
 761                         "(%d) failed to add device MAC address to VMDQ\n",
 762                         vdev->vid);
 763
 764         /* Enable stripping of the vlan tag as we handle routing. */
 765         if (vlan_strip)
 766                 rte_eth_dev_set_vlan_strip_on_queue(ports[0],
 767                         (uint16_t)vdev->vmdq_rx_q, 1);
 768
 769         /* Set device as ready for RX. */
 770         vdev->ready = DEVICE_RX;
 771
 772         return 0;
 773 }
 774
 775 /*
 776  * Removes MAC address and vlan tag from VMDQ. Ensures that nothing is adding buffers to the RX
 777  * queue before disabling RX on the device.
 778  */
 779 static inline void
 780 unlink_vmdq(struct vhost_dev *vdev)
 781 {
 782         unsigned i = 0;
 783         unsigned rx_count;
 784         struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
 785
 786         if (vdev->ready == DEVICE_RX) {
 787                 /*clear MAC and VLAN settings*/
 788                 rte_eth_dev_mac_addr_remove(ports[0], &vdev->mac_address);
 789                 for (i = 0; i < 6; i++)
 790                         vdev->mac_address.addr_bytes[i] = 0;
 791
 792                 vdev->vlan_tag = 0;
 793
 794                 /*Clear out the receive buffers*/
 795                 rx_count = rte_eth_rx_burst(ports[0],
 796                                         (uint16_t)vdev->vmdq_rx_q, pkts_burst, MAX_PKT_BURST);
 797
 798                 while (rx_count) {
 799                         for (i = 0; i < rx_count; i++)
 800                                 rte_pktmbuf_free(pkts_burst[i]);
 801
 802                         rx_count = rte_eth_rx_burst(ports[0],
 803                                         (uint16_t)vdev->vmdq_rx_q, pkts_burst, MAX_PKT_BURST);
 804                 }
 805
 806                 vdev->ready = DEVICE_MAC_LEARNING;
 807         }
 808 }
 809
 810 static inline void __attribute__((always_inline))
 811 virtio_xmit(struct vhost_dev *dst_vdev, struct vhost_dev *src_vdev,
 812             struct rte_mbuf *m)
 813 {
 814         uint16_t ret;
 815
 816         ret = rte_vhost_enqueue_burst(dst_vdev->vid, VIRTIO_RXQ, &m, 1);
 817         if (enable_stats) {
 818                 rte_atomic64_inc(&dst_vdev->stats.rx_total_atomic);
 819                 rte_atomic64_add(&dst_vdev->stats.rx_atomic, ret);
 820                 src_vdev->stats.tx_total++;
 821                 src_vdev->stats.tx += ret;
 822         }
 823 }
 824
 825 /*
 826  * Check if the packet destination MAC address is for a local device. If so then put
 827  * the packet on that devices RX queue. If not then return.
 828  */
 829 static inline int __attribute__((always_inline))
 830 virtio_tx_local(struct vhost_dev *vdev, struct rte_mbuf *m)
 831 {
 832         struct ether_hdr *pkt_hdr;
 833         struct vhost_dev *dst_vdev;
 834
 835         pkt_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 836
 837         dst_vdev = find_vhost_dev(&pkt_hdr->d_addr);
 838         if (!dst_vdev)
 839                 return -1;
 840
 841         if (vdev->vid == dst_vdev->vid) {
 842                 RTE_LOG(DEBUG, VHOST_DATA,
 843                         "(%d) TX: src and dst MAC is same. Dropping packet.\n",
 844                         vdev->vid);
 845                 return 0;
 846         }
 847
 848         RTE_LOG(DEBUG, VHOST_DATA,
 849                 "(%d) TX: MAC address is local\n", dst_vdev->vid);
 850
 851         if (unlikely(dst_vdev->remove)) {
 852                 RTE_LOG(DEBUG, VHOST_DATA,
 853                         "(%d) device is marked for removal\n", dst_vdev->vid);
 854                 return 0;
 855         }
 856
 857         virtio_xmit(dst_vdev, vdev, m);
 858         return 0;
 859 }
 860
 861 /*
 862  * Check if the destination MAC of a packet is one local VM,
 863  * and get its vlan tag, and offset if it is.
 864  */
 865 static inline int __attribute__((always_inline))
 866 find_local_dest(struct vhost_dev *vdev, struct rte_mbuf *m,
 867         uint32_t *offset, uint16_t *vlan_tag)
 868 {
 869         struct vhost_dev *dst_vdev;
 870         struct ether_hdr *pkt_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 871
 872         dst_vdev = find_vhost_dev(&pkt_hdr->d_addr);
 873         if (!dst_vdev)
 874                 return 0;
 875
 876         if (vdev->vid == dst_vdev->vid) {
 877                 RTE_LOG(DEBUG, VHOST_DATA,
 878                         "(%d) TX: src and dst MAC is same. Dropping packet.\n",
 879                         vdev->vid);
 880                 return -1;
 881         }
 882
 883         /*
 884          * HW vlan strip will reduce the packet length
 885          * by minus length of vlan tag, so need restore
 886          * the packet length by plus it.
 887          */
 888         *offset  = VLAN_HLEN;
 889         *vlan_tag = vlan_tags[vdev->vid];
 890
 891         RTE_LOG(DEBUG, VHOST_DATA,
 892                 "(%d) TX: pkt to local VM device id: (%d), vlan tag: %u.\n",
 893                 vdev->vid, dst_vdev->vid, *vlan_tag);
 894
 895         return 0;
 896 }
 897
 898 static uint16_t
 899 get_psd_sum(void *l3_hdr, uint64_t ol_flags)
 900 {
 901         if (ol_flags & PKT_TX_IPV4)
 902                 return rte_ipv4_phdr_cksum(l3_hdr, ol_flags);
 903         else /* assume ethertype == ETHER_TYPE_IPv6 */
 904                 return rte_ipv6_phdr_cksum(l3_hdr, ol_flags);
 905 }
 906
 907 static void virtio_tx_offload(struct rte_mbuf *m)
 908 {
 909         void *l3_hdr;
 910         struct ipv4_hdr *ipv4_hdr = NULL;
 911         struct tcp_hdr *tcp_hdr = NULL;
 912         struct ether_hdr *eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 913
 914         l3_hdr = (char *)eth_hdr + m->l2_len;
 915
 916         if (m->ol_flags & PKT_TX_IPV4) {
 917                 ipv4_hdr = l3_hdr;
 918                 ipv4_hdr->hdr_checksum = 0;
 919                 m->ol_flags |= PKT_TX_IP_CKSUM;
 920         }
 921
 922         tcp_hdr = (struct tcp_hdr *)((char *)l3_hdr + m->l3_len);
 923         tcp_hdr->cksum = get_psd_sum(l3_hdr, m->ol_flags);
 924 }
 925
 926 static inline void
 927 free_pkts(struct rte_mbuf **pkts, uint16_t n)
 928 {
 929         while (n--)
 930                 rte_pktmbuf_free(pkts[n]);
 931 }
 932
 933 static inline void __attribute__((always_inline))
 934 do_drain_mbuf_table(struct mbuf_table *tx_q)
 935 {
 936         uint16_t count;
 937
 938         count = rte_eth_tx_burst(ports[0], tx_q->txq_id,
 939                                  tx_q->m_table, tx_q->len);
 940         if (unlikely(count < tx_q->len))
 941                 free_pkts(&tx_q->m_table[count], tx_q->len - count);
 942
 943         tx_q->len = 0;
 944 }
 945
 946 /*
 947  * This function routes the TX packet to the correct interface. This
 948  * may be a local device or the physical port.
 949  */
 950 static inline void __attribute__((always_inline))
 951 virtio_tx_route(struct vhost_dev *vdev, struct rte_mbuf *m, uint16_t vlan_tag)
 952 {
 953         struct mbuf_table *tx_q;
 954         unsigned offset = 0;
 955         const uint16_t lcore_id = rte_lcore_id();
 956         struct ether_hdr *nh;
 957
 958
 959         nh = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 960         if (unlikely(is_broadcast_ether_addr(&nh->d_addr))) {
 961                 struct vhost_dev *vdev2;
 962
 963                 TAILQ_FOREACH(vdev2, &vhost_dev_list, global_vdev_entry) {
 964                         virtio_xmit(vdev2, vdev, m);
 965                 }
 966                 goto queue2nic;
 967         }
 968
 969         /*check if destination is local VM*/
 970         if ((vm2vm_mode == VM2VM_SOFTWARE) && (virtio_tx_local(vdev, m) == 0)) {
 971                 rte_pktmbuf_free(m);
 972                 return;
 973         }
 974
 975         if (unlikely(vm2vm_mode == VM2VM_HARDWARE)) {
 976                 if (unlikely(find_local_dest(vdev, m, &offset,
 977                                              &vlan_tag) != 0)) {
 978                         rte_pktmbuf_free(m);
 979                         return;
 980                 }
 981         }
 982
 983         RTE_LOG(DEBUG, VHOST_DATA,
 984                 "(%d) TX: MAC address is external\n", vdev->vid);
 985
 986 queue2nic:
 987
 988         /*Add packet to the port tx queue*/
 989         tx_q = &lcore_tx_queue[lcore_id];
 990
 991         nh = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
 992         if (unlikely(nh->ether_type == rte_cpu_to_be_16(ETHER_TYPE_VLAN))) {
 993                 /* Guest has inserted the vlan tag. */
 994                 struct vlan_hdr *vh = (struct vlan_hdr *) (nh + 1);
 995                 uint16_t vlan_tag_be = rte_cpu_to_be_16(vlan_tag);
 996                 if ((vm2vm_mode == VM2VM_HARDWARE) &&
 997                         (vh->vlan_tci != vlan_tag_be))
 998                         vh->vlan_tci = vlan_tag_be;
 999         } else {
1000                 m->ol_flags |= PKT_TX_VLAN_PKT;
1001
1002                 /*
1003                  * Find the right seg to adjust the data len when offset is
1004                  * bigger than tail room size.
1005                  */
1006                 if (unlikely(vm2vm_mode == VM2VM_HARDWARE)) {
1007                         if (likely(offset <= rte_pktmbuf_tailroom(m)))
1008                                 m->data_len += offset;
1009                         else {
1010                                 struct rte_mbuf *seg = m;
1011
1012                                 while ((seg->next != NULL) &&
1013                                         (offset > rte_pktmbuf_tailroom(seg)))
1014                                         seg = seg->next;
1015
1016                                 seg->data_len += offset;
1017                         }
1018                         m->pkt_len += offset;
1019                 }
1020
1021                 m->vlan_tci = vlan_tag;
1022         }
1023
1024         if (m->ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
1025                 virtio_tx_offload(m);
1026
1027         tx_q->m_table[tx_q->len++] = m;
1028         if (enable_stats) {
1029                 vdev->stats.tx_total++;
1030                 vdev->stats.tx++;
1031         }
1032
1033         if (unlikely(tx_q->len == MAX_PKT_BURST))
1034                 do_drain_mbuf_table(tx_q);
1035 }
1036
1037
1038 static inline void __attribute__((always_inline))
1039 drain_mbuf_table(struct mbuf_table *tx_q)
1040 {
1041         static uint64_t prev_tsc;
1042         uint64_t cur_tsc;
1043
1044         if (tx_q->len == 0)
1045                 return;
1046
1047         cur_tsc = rte_rdtsc();
1048         if (unlikely(cur_tsc - prev_tsc > MBUF_TABLE_DRAIN_TSC)) {
1049                 prev_tsc = cur_tsc;
1050
1051                 RTE_LOG(DEBUG, VHOST_DATA,
1052                         "TX queue drained after timeout with burst size %u\n",
1053                         tx_q->len);
1054                 do_drain_mbuf_table(tx_q);
1055         }
1056 }
1057
1058 static inline void __attribute__((always_inline))
1059 drain_eth_rx(struct vhost_dev *vdev)
1060 {
1061         uint16_t rx_count, enqueue_count;
1062         struct rte_mbuf *pkts[MAX_PKT_BURST];
1063
1064         rx_count = rte_eth_rx_burst(ports[0], vdev->vmdq_rx_q,
1065                                     pkts, MAX_PKT_BURST);
1066         if (!rx_count)
1067                 return;
1068
1069         /*
1070          * When "enable_retry" is set, here we wait and retry when there
1071          * is no enough free slots in the queue to hold @rx_count packets,
1072          * to diminish packet loss.
1073          */
1074         if (enable_retry &&
1075             unlikely(rx_count > rte_vhost_avail_entries(vdev->vid,
1076                         VIRTIO_RXQ))) {
1077                 uint32_t retry;
1078
1079                 for (retry = 0; retry < burst_rx_retry_num; retry++) {
1080                         rte_delay_us(burst_rx_delay_time);
1081                         if (rx_count <= rte_vhost_avail_entries(vdev->vid,
1082                                         VIRTIO_RXQ))
1083                                 break;
1084                 }
1085         }
1086
1087         enqueue_count = rte_vhost_enqueue_burst(vdev->vid, VIRTIO_RXQ,
1088                                                 pkts, rx_count);
1089         if (enable_stats) {
1090                 rte_atomic64_add(&vdev->stats.rx_total_atomic, rx_count);
1091                 rte_atomic64_add(&vdev->stats.rx_atomic, enqueue_count);
1092         }
1093
1094         free_pkts(pkts, rx_count);
1095 }
1096
1097 static inline void __attribute__((always_inline))
1098 drain_virtio_tx(struct vhost_dev *vdev)
1099 {
1100         struct rte_mbuf *pkts[MAX_PKT_BURST];
1101         uint16_t count;
1102         uint16_t i;
1103
1104         count = rte_vhost_dequeue_burst(vdev->vid, VIRTIO_TXQ, mbuf_pool,
1105                                         pkts, MAX_PKT_BURST);
1106
1107         /* setup VMDq for the first packet */
1108         if (unlikely(vdev->ready == DEVICE_MAC_LEARNING) && count) {
1109                 if (vdev->remove || link_vmdq(vdev, pkts[0]) == -1)
1110                         free_pkts(pkts, count);
1111         }
1112
1113         for (i = 0; i < count; ++i)
1114                 virtio_tx_route(vdev, pkts[i], vlan_tags[vdev->vid]);
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Main function of vhost-switch. It basically does:
1119  *
1120  * for each vhost device {
1121  *    - drain_eth_rx()
1122  *
1123  *      Which drains the host eth Rx queue linked to the vhost device,
1124  *      and deliver all of them to guest virito Rx ring associated with
1125  *      this vhost device.
1126  *
1127  *    - drain_virtio_tx()
1128  *
1129  *      Which drains the guest virtio Tx queue and deliver all of them
1130  *      to the target, which could be another vhost device, or the
1131  *      physical eth dev. The route is done in function "virtio_tx_route".
1132  * }
1133  */
1134 static int
1135 switch_worker(void *arg __rte_unused)
1136 {
1137         unsigned i;
1138         unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
1139         struct vhost_dev *vdev;
1140         struct mbuf_table *tx_q;
1141
1142         RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA, "Procesing on Core %u started\n", lcore_id);
1143
1144         tx_q = &lcore_tx_queue[lcore_id];
1145         for (i = 0; i < rte_lcore_count(); i++) {
1146                 if (lcore_ids[i] == lcore_id) {
1147                         tx_q->txq_id = i;
1148                         break;
1149                 }
1150         }
1151
1152         while(1) {
1153                 drain_mbuf_table(tx_q);
1154
1155                 /*
1156                  * Inform the configuration core that we have exited the
1157                  * linked list and that no devices are in use if requested.
1158                  */
1159                 if (lcore_info[lcore_id].dev_removal_flag == REQUEST_DEV_REMOVAL)
1160                         lcore_info[lcore_id].dev_removal_flag = ACK_DEV_REMOVAL;
1161
1162                 /*
1163                  * Process vhost devices
1164                  */
1165                 TAILQ_FOREACH(vdev, &lcore_info[lcore_id].vdev_list,
1166                               lcore_vdev_entry) {
1167                         if (unlikely(vdev->remove)) {
1168                                 unlink_vmdq(vdev);
1169                                 vdev->ready = DEVICE_SAFE_REMOVE;
1170                                 continue;
1171                         }
1172
1173                         if (likely(vdev->ready == DEVICE_RX))
1174                                 drain_eth_rx(vdev);
1175
1176                         if (likely(!vdev->remove))
1177                                 drain_virtio_tx(vdev);
1178                 }
1179         }
1180
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Remove a device from the specific data core linked list and from the
1186  * main linked list. Synchonization  occurs through the use of the
1187  * lcore dev_removal_flag. Device is made volatile here to avoid re-ordering
1188  * of dev->remove=1 which can cause an infinite loop in the rte_pause loop.
1189  */
1190 static void
1191 destroy_device(int vid)
1192 {
1193         struct vhost_dev *vdev = NULL;
1194         int lcore;
1195
1196         TAILQ_FOREACH(vdev, &vhost_dev_list, global_vdev_entry) {
1197                 if (vdev->vid == vid)
1198                         break;
1199         }
1200         if (!vdev)
1201                 return;
1202         /*set the remove flag. */
1203         vdev->remove = 1;
1204         while(vdev->ready != DEVICE_SAFE_REMOVE) {
1205                 rte_pause();
1206         }
1207
1208         TAILQ_REMOVE(&lcore_info[vdev->coreid].vdev_list, vdev,
1209                      lcore_vdev_entry);
1210         TAILQ_REMOVE(&vhost_dev_list, vdev, global_vdev_entry);
1211
1212
1213         /* Set the dev_removal_flag on each lcore. */
1214         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore)
1215                 lcore_info[lcore].dev_removal_flag = REQUEST_DEV_REMOVAL;
1216
1217         /*
1218          * Once each core has set the dev_removal_flag to ACK_DEV_REMOVAL
1219          * we can be sure that they can no longer access the device removed
1220          * from the linked lists and that the devices are no longer in use.
1221          */
1222         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore) {
1223                 while (lcore_info[lcore].dev_removal_flag != ACK_DEV_REMOVAL)
1224                         rte_pause();
1225         }
1226
1227         lcore_info[vdev->coreid].device_num--;
1228
1229         RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA,
1230                 "(%d) device has been removed from data core\n",
1231                 vdev->vid);
1232
1233         rte_free(vdev);
1234 }
1235
1236 /*
1237  * A new device is added to a data core. First the device is added to the main linked list
1238  * and the allocated to a specific data core.
1239  */
1240 static int
1241 new_device(int vid)
1242 {
1243         int lcore, core_add = 0;
1244         uint32_t device_num_min = num_devices;
1245         struct vhost_dev *vdev;
1246
1247         vdev = rte_zmalloc("vhost device", sizeof(*vdev), RTE_CACHE_LINE_SIZE);
1248         if (vdev == NULL) {
1249                 RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA,
1250                         "(%d) couldn't allocate memory for vhost dev\n",
1251                         vid);
1252                 return -1;
1253         }
1254         vdev->vid = vid;
1255
1256         TAILQ_INSERT_TAIL(&vhost_dev_list, vdev, global_vdev_entry);
1257         vdev->vmdq_rx_q = vid * queues_per_pool + vmdq_queue_base;
1258
1259         /*reset ready flag*/
1260         vdev->ready = DEVICE_MAC_LEARNING;
1261         vdev->remove = 0;
1262
1263         /* Find a suitable lcore to add the device. */
1264         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore) {
1265                 if (lcore_info[lcore].device_num < device_num_min) {
1266                         device_num_min = lcore_info[lcore].device_num;
1267                         core_add = lcore;
1268                 }
1269         }
1270         vdev->coreid = core_add;
1271
1272         TAILQ_INSERT_TAIL(&lcore_info[vdev->coreid].vdev_list, vdev,
1273                           lcore_vdev_entry);
1274         lcore_info[vdev->coreid].device_num++;
1275
1276         /* Disable notifications. */
1277         rte_vhost_enable_guest_notification(vid, VIRTIO_RXQ, 0);
1278         rte_vhost_enable_guest_notification(vid, VIRTIO_TXQ, 0);
1279
1280         RTE_LOG(INFO, VHOST_DATA,
1281                 "(%d) device has been added to data core %d\n",
1282                 vid, vdev->coreid);
1283
1284         return 0;
1285 }
1286
1287 /*
1288  * These callback allow devices to be added to the data core when configuration
1289  * has been fully complete.
1290  */
1291 static const struct virtio_net_device_ops virtio_net_device_ops =
1292 {
1293         .new_device =  new_device,
1294         .destroy_device = destroy_device,
1295 };
1296
1297 /*
1298  * This is a thread will wake up after a period to print stats if the user has
1299  * enabled them.
1300  */
1301 static void
1302 print_stats(void)
1303 {
1304         struct vhost_dev *vdev;
1305         uint64_t tx_dropped, rx_dropped;
1306         uint64_t tx, tx_total, rx, rx_total;
1307         const char clr[] = { 27, '[', '2', 'J', '\0' };
1308         const char top_left[] = { 27, '[', '1', ';', '1', 'H','\0' };
1309
1310         while(1) {
1311                 sleep(enable_stats);
1312
1313                 /* Clear screen and move to top left */
1314                 printf("%s%s\n", clr, top_left);
1315                 printf("Device statistics =================================\n");
1316
1317                 TAILQ_FOREACH(vdev, &vhost_dev_list, global_vdev_entry) {
1318                         tx_total   = vdev->stats.tx_total;
1319                         tx         = vdev->stats.tx;
1320                         tx_dropped = tx_total - tx;
1321
1322                         rx_total   = rte_atomic64_read(&vdev->stats.rx_total_atomic);
1323                         rx         = rte_atomic64_read(&vdev->stats.rx_atomic);
1324                         rx_dropped = rx_total - rx;
1325
1326                         printf("Statistics for device %d\n"
1327                                 "-----------------------\n"
1328                                 "TX total:              %" PRIu64 "\n"
1329                                 "TX dropped:            %" PRIu64 "\n"
1330                                 "TX successful:         %" PRIu64 "\n"
1331                                 "RX total:              %" PRIu64 "\n"
1332                                 "RX dropped:            %" PRIu64 "\n"
1333                                 "RX successful:         %" PRIu64 "\n",
1334                                 vdev->vid,
1335                                 tx_total, tx_dropped, tx,
1336                                 rx_total, rx_dropped, rx);
1337                 }
1338
1339                 printf("===================================================\n");
1340         }
1341 }
1342
1343 /* When we receive a INT signal, unregister vhost driver */
1344 static void
1345 sigint_handler(__rte_unused int signum)
1346 {
1347         /* Unregister vhost driver. */
1348         int ret = rte_vhost_driver_unregister((char *)&dev_basename);
1349         if (ret != 0)
1350                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "vhost driver unregister failure.\n");
1351         exit(0);
1352 }
1353
1354 /*
1355  * While creating an mbuf pool, one key thing is to figure out how
1356  * many mbuf entries is enough for our use. FYI, here are some
1357  * guidelines:
1358  *
1359  * - Each rx queue would reserve @nr_rx_desc mbufs at queue setup stage
1360  *
1361  * - For each switch core (A CPU core does the packet switch), we need
1362  *   also make some reservation for receiving the packets from virtio
1363  *   Tx queue. How many is enough depends on the usage. It's normally
1364  *   a simple calculation like following:
1365  *
1366  *       MAX_PKT_BURST * max packet size / mbuf size
1367  *
1368  *   So, we definitely need allocate more mbufs when TSO is enabled.
1369  *
1370  * - Similarly, for each switching core, we should serve @nr_rx_desc
1371  *   mbufs for receiving the packets from physical NIC device.
1372  *
1373  * - We also need make sure, for each switch core, we have allocated
1374  *   enough mbufs to fill up the mbuf cache.
1375  */
1376 static void
1377 create_mbuf_pool(uint16_t nr_port, uint32_t nr_switch_core, uint32_t mbuf_size,
1378         uint32_t nr_queues, uint32_t nr_rx_desc, uint32_t nr_mbuf_cache)
1379 {
1380         uint32_t nr_mbufs;
1381         uint32_t nr_mbufs_per_core;
1382         uint32_t mtu = 1500;
1383
1384         if (mergeable)
1385                 mtu = 9000;
1386         if (enable_tso)
1387                 mtu = 64 * 1024;
1388
1389         nr_mbufs_per_core  = (mtu + mbuf_size) * MAX_PKT_BURST /
1390                         (mbuf_size - RTE_PKTMBUF_HEADROOM) * MAX_PKT_BURST;
1391         nr_mbufs_per_core += nr_rx_desc;
1392         nr_mbufs_per_core  = RTE_MAX(nr_mbufs_per_core, nr_mbuf_cache);
1393
1394         nr_mbufs  = nr_queues * nr_rx_desc;
1395         nr_mbufs += nr_mbufs_per_core * nr_switch_core;
1396         nr_mbufs *= nr_port;
1397
1398         mbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create("MBUF_POOL", nr_mbufs,
1399                                             nr_mbuf_cache, 0, mbuf_size,
1400                                             rte_socket_id());
1401         if (mbuf_pool == NULL)
1402                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot create mbuf pool\n");
1403 }
1404
1405 /*
1406  * Main function, does initialisation and calls the per-lcore functions. The CUSE
1407  * device is also registered here to handle the IOCTLs.
1408  */
1409 int
1410 main(int argc, char *argv[])
1411 {
1412         unsigned lcore_id, core_id = 0;
1413         unsigned nb_ports, valid_num_ports;
1414         int ret;
1415         uint8_t portid;
1416         static pthread_t tid;
1417         char thread_name[RTE_MAX_THREAD_NAME_LEN];
1418         uint64_t flags = 0;
1419
1420         signal(SIGINT, sigint_handler);
1421
1422         /* init EAL */
1423         ret = rte_eal_init(argc, argv);
1424         if (ret < 0)
1425                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Error with EAL initialization\n");
1426         argc -= ret;
1427         argv += ret;
1428
1429         /* parse app arguments */
1430         ret = us_vhost_parse_args(argc, argv);
1431         if (ret < 0)
1432                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid argument\n");
1433
1434         for (lcore_id = 0; lcore_id < RTE_MAX_LCORE; lcore_id ++)
1435                 TAILQ_INIT(&lcore_info[lcore_id].vdev_list);
1436
1437                 if (rte_lcore_is_enabled(lcore_id))
1438                         lcore_ids[core_id ++] = lcore_id;
1439
1440         if (rte_lcore_count() > RTE_MAX_LCORE)
1441                 rte_exit(EXIT_FAILURE,"Not enough cores\n");
1442
1443         /* Get the number of physical ports. */
1444         nb_ports = rte_eth_dev_count();
1445
1446         /*
1447          * Update the global var NUM_PORTS and global array PORTS
1448          * and get value of var VALID_NUM_PORTS according to system ports number
1449          */
1450         valid_num_ports = check_ports_num(nb_ports);
1451
1452         if ((valid_num_ports ==  0) || (valid_num_ports > MAX_SUP_PORTS)) {
1453                 RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT, "Current enabled port number is %u,"
1454                         "but only %u port can be enabled\n",num_ports, MAX_SUP_PORTS);
1455                 return -1;
1456         }
1457
1458         /*
1459          * FIXME: here we are trying to allocate mbufs big enough for
1460          * @MAX_QUEUES, but the truth is we're never going to use that
1461          * many queues here. We probably should only do allocation for
1462          * those queues we are going to use.
1463          */
1464         create_mbuf_pool(valid_num_ports, rte_lcore_count() - 1, MBUF_DATA_SIZE,
1465                          MAX_QUEUES, RTE_TEST_RX_DESC_DEFAULT, MBUF_CACHE_SIZE);
1466
1467         if (vm2vm_mode == VM2VM_HARDWARE) {
1468                 /* Enable VT loop back to let L2 switch to do it. */
1469                 vmdq_conf_default.rx_adv_conf.vmdq_rx_conf.enable_loop_back = 1;
1470                 RTE_LOG(DEBUG, VHOST_CONFIG,
1471                         "Enable loop back for L2 switch in vmdq.\n");
1472         }
1473
1474         /* initialize all ports */
1475         for (portid = 0; portid < nb_ports; portid++) {
1476                 /* skip ports that are not enabled */
1477                 if ((enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0) {
1478                         RTE_LOG(INFO, VHOST_PORT,
1479                                 "Skipping disabled port %d\n", portid);
1480                         continue;
1481                 }
1482                 if (port_init(portid) != 0)
1483                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
1484                                 "Cannot initialize network ports\n");
1485         }
1486
1487         /* Enable stats if the user option is set. */
1488         if (enable_stats) {
1489                 ret = pthread_create(&tid, NULL, (void *)print_stats, NULL);
1490                 if (ret != 0)
1491                         rte_exit(EXIT_FAILURE,
1492                                 "Cannot create print-stats thread\n");
1493
1494                 /* Set thread_name for aid in debugging.  */
1495                 snprintf(thread_name, RTE_MAX_THREAD_NAME_LEN, "print-stats");
1496                 ret = rte_thread_setname(tid, thread_name);
1497                 if (ret != 0)
1498                         RTE_LOG(DEBUG, VHOST_CONFIG,
1499                                 "Cannot set print-stats name\n");
1500         }
1501
1502         /* Launch all data cores. */
1503         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore_id)
1504                 rte_eal_remote_launch(switch_worker, NULL, lcore_id);
1505
1506         if (mergeable == 0)
1507                 rte_vhost_feature_disable(1ULL << VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF);
1508
1509         if (client_mode)
1510                 flags |= RTE_VHOST_USER_CLIENT;
1511
1512         /* Register vhost(cuse or user) driver to handle vhost messages. */
1513         ret = rte_vhost_driver_register(dev_basename, flags);
1514         if (ret != 0)
1515                 rte_exit(EXIT_FAILURE, "vhost driver register failure.\n");
1516
1517         rte_vhost_driver_callback_register(&virtio_net_device_ops);
1518
1519         /* Start CUSE session. */
1520         rte_vhost_driver_session_start();
1521         return 0;
1522
1523 }