test/test/test_kni.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <stdio.h>
   6 #include <stdint.h>
   7 #include <unistd.h>
   8 #include <string.h>
   9 #include <sys/wait.h>
  10
  11 #include "test.h"
  12
  13 #ifndef RTE_LIBRTE_KNI
  14
  15 static int
  16 test_kni(void)
  17 {
  18         printf("KNI not supported, skipping test\n");
  19         return TEST_SKIPPED;
  20 }
  21
  22 #else
  23
  24 #include <rte_string_fns.h>
  25 #include <rte_mempool.h>
  26 #include <rte_ethdev.h>
  27 #include <rte_bus_pci.h>
  28 #include <rte_cycles.h>
  29 #include <rte_kni.h>
  30
  31 #define NB_MBUF          8192
  32 #define MAX_PACKET_SZ    2048
  33 #define MBUF_DATA_SZ     (MAX_PACKET_SZ + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
  34 #define PKT_BURST_SZ     32
  35 #define MEMPOOL_CACHE_SZ PKT_BURST_SZ
  36 #define SOCKET           0
  37 #define NB_RXD           1024
  38 #define NB_TXD           1024
  39 #define KNI_TIMEOUT_MS   5000 /* ms */
  40
  41 #define IFCONFIG      "/sbin/ifconfig "
  42 #define TEST_KNI_PORT "test_kni_port"
  43 #define KNI_TEST_MAX_PORTS 4
  44 /* The threshold number of mbufs to be transmitted or received. */
  45 #define KNI_NUM_MBUF_THRESHOLD 100
  46 static int kni_pkt_mtu = 0;
  47
  48 struct test_kni_stats {
  49         volatile uint64_t ingress;
  50         volatile uint64_t egress;
  51 };
  52
  53 static const struct rte_eth_rxconf rx_conf = {
  54         .rx_thresh = {
  55                 .pthresh = 8,
  56                 .hthresh = 8,
  57                 .wthresh = 4,
  58         },
  59         .rx_free_thresh = 0,
  60 };
  61
  62 static const struct rte_eth_txconf tx_conf = {
  63         .tx_thresh = {
  64                 .pthresh = 36,
  65                 .hthresh = 0,
  66                 .wthresh = 0,
  67         },
  68         .tx_free_thresh = 0,
  69         .tx_rs_thresh = 0,
  70 };
  71
  72 static const struct rte_eth_conf port_conf = {
  73         .rxmode = {
  74                 .header_split = 0,
  75                 .hw_ip_checksum = 0,
  76                 .hw_vlan_filter = 0,
  77                 .jumbo_frame = 0,
  78                 .hw_strip_crc = 1,
  79         },
  80         .txmode = {
  81                 .mq_mode = ETH_DCB_NONE,
  82         },
  83 };
  84
  85 static struct rte_kni_ops kni_ops = {
  86         .change_mtu = NULL,
  87         .config_network_if = NULL,
  88         .config_mac_address = NULL,
  89         .config_promiscusity = NULL,
  90 };
  91
  92 static unsigned lcore_master, lcore_ingress, lcore_egress;
  93 static struct rte_kni *test_kni_ctx;
  94 static struct test_kni_stats stats;
  95
  96 static volatile uint32_t test_kni_processing_flag;
  97
  98 static struct rte_mempool *
  99 test_kni_create_mempool(void)
 100 {
 101         struct rte_mempool * mp;
 102
 103         mp = rte_mempool_lookup("kni_mempool");
 104         if (!mp)
 105                 mp = rte_pktmbuf_pool_create("kni_mempool",
 106                                 NB_MBUF,
 107                                 MEMPOOL_CACHE_SZ, 0, MBUF_DATA_SZ,
 108                                 SOCKET);
 109
 110         return mp;
 111 }
 112
 113 static struct rte_mempool *
 114 test_kni_lookup_mempool(void)
 115 {
 116         return rte_mempool_lookup("kni_mempool");
 117 }
 118 /* Callback for request of changing MTU */
 119 static int
 120 kni_change_mtu(uint16_t port_id, unsigned int new_mtu)
 121 {
 122         printf("Change MTU of port %d to %u\n", port_id, new_mtu);
 123         kni_pkt_mtu = new_mtu;
 124         printf("Change MTU of port %d to %i successfully.\n",
 125                                          port_id, kni_pkt_mtu);
 126         return 0;
 127 }
 128 /**
 129  * This loop fully tests the basic functions of KNI. e.g. transmitting,
 130  * receiving to, from kernel space, and kernel requests.
 131  *
 132  * This is the loop to transmit/receive mbufs to/from kernel interface with
 133  * supported by KNI kernel module. The ingress lcore will allocate mbufs and
 134  * transmit them to kernel space; while the egress lcore will receive the mbufs
 135  * from kernel space and free them.
 136  * On the master lcore, several commands will be run to check handling the
 137  * kernel requests. And it will finally set the flag to exit the KNI
 138  * transmitting/receiving to/from the kernel space.
 139  *
 140  * Note: To support this testing, the KNI kernel module needs to be insmodded
 141  * in one of its loopback modes.
 142  */
 143 static int
 144 test_kni_loop(__rte_unused void *arg)
 145 {
 146         int ret = 0;
 147         unsigned nb_rx, nb_tx, num, i;
 148         const unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
 149         struct rte_mbuf *pkts_burst[PKT_BURST_SZ];
 150
 151         if (lcore_id == lcore_master) {
 152                 rte_delay_ms(KNI_TIMEOUT_MS);
 153                 /* tests of handling kernel request */
 154                 if (system(IFCONFIG TEST_KNI_PORT" up") == -1)
 155                         ret = -1;
 156                 if (system(IFCONFIG TEST_KNI_PORT" mtu 1400") == -1)
 157                         ret = -1;
 158                 if (system(IFCONFIG TEST_KNI_PORT" down") == -1)
 159                         ret = -1;
 160                 rte_delay_ms(KNI_TIMEOUT_MS);
 161                 test_kni_processing_flag = 1;
 162         } else if (lcore_id == lcore_ingress) {
 163                 struct rte_mempool *mp = test_kni_lookup_mempool();
 164
 165                 if (mp == NULL)
 166                         return -1;
 167
 168                 while (1) {
 169                         if (test_kni_processing_flag)
 170                                 break;
 171
 172                         for (nb_rx = 0; nb_rx < PKT_BURST_SZ; nb_rx++) {
 173                                 pkts_burst[nb_rx] = rte_pktmbuf_alloc(mp);
 174                                 if (!pkts_burst[nb_rx])
 175                                         break;
 176                         }
 177
 178                         num = rte_kni_tx_burst(test_kni_ctx, pkts_burst,
 179                                                                 nb_rx);
 180                         stats.ingress += num;
 181                         rte_kni_handle_request(test_kni_ctx);
 182                         if (num < nb_rx) {
 183                                 for (i = num; i < nb_rx; i++) {
 184                                         rte_pktmbuf_free(pkts_burst[i]);
 185                                 }
 186                         }
 187                         rte_delay_ms(10);
 188                 }
 189         } else if (lcore_id == lcore_egress) {
 190                 while (1) {
 191                         if (test_kni_processing_flag)
 192                                 break;
 193                         num = rte_kni_rx_burst(test_kni_ctx, pkts_burst,
 194                                                         PKT_BURST_SZ);
 195                         stats.egress += num;
 196                         for (nb_tx = 0; nb_tx < num; nb_tx++)
 197                                 rte_pktmbuf_free(pkts_burst[nb_tx]);
 198                         rte_delay_ms(10);
 199                 }
 200         }
 201
 202         return ret;
 203 }
 204
 205 static int
 206 test_kni_allocate_lcores(void)
 207 {
 208         unsigned i, count = 0;
 209
 210         lcore_master = rte_get_master_lcore();
 211         printf("master lcore: %u\n", lcore_master);
 212         for (i = 0; i < RTE_MAX_LCORE; i++) {
 213                 if (count >=2 )
 214                         break;
 215                 if (rte_lcore_is_enabled(i) && i != lcore_master) {
 216                         count ++;
 217                         if (count == 1)
 218                                 lcore_ingress = i;
 219                         else if (count == 2)
 220                                 lcore_egress = i;
 221                 }
 222         }
 223         printf("count: %u\n", count);
 224
 225         return count == 2 ? 0 : -1;
 226 }
 227
 228 static int
 229 test_kni_register_handler_mp(void)
 230 {
 231 #define TEST_KNI_HANDLE_REQ_COUNT    10  /* 5s */
 232 #define TEST_KNI_HANDLE_REQ_INTERVAL 500 /* ms */
 233 #define TEST_KNI_MTU                 1450
 234 #define TEST_KNI_MTU_STR             " 1450"
 235         int pid;
 236
 237         pid = fork();
 238         if (pid < 0) {
 239                 printf("Failed to fork a process\n");
 240                 return -1;
 241         } else if (pid == 0) {
 242                 int i;
 243                 struct rte_kni *kni = rte_kni_get(TEST_KNI_PORT);
 244                 struct rte_kni_ops ops = {
 245                         .change_mtu = kni_change_mtu,
 246                         .config_network_if = NULL,
 247                         .config_mac_address = NULL,
 248                         .config_promiscusity = NULL,
 249                 };
 250
 251                 if (!kni) {
 252                         printf("Failed to get KNI named %s\n", TEST_KNI_PORT);
 253                         exit(-1);
 254                 }
 255
 256                 kni_pkt_mtu = 0;
 257
 258                 /* Check with the invalid parameters */
 259                 if (rte_kni_register_handlers(kni, NULL) == 0) {
 260                         printf("Unexpectedly register successuflly "
 261                                         "with NULL ops pointer\n");
 262                         exit(-1);
 263                 }
 264                 if (rte_kni_register_handlers(NULL, &ops) == 0) {
 265                         printf("Unexpectedly register successfully "
 266                                         "to NULL KNI device pointer\n");
 267                         exit(-1);
 268                 }
 269
 270                 if (rte_kni_register_handlers(kni, &ops)) {
 271                         printf("Fail to register ops\n");
 272                         exit(-1);
 273                 }
 274
 275                 /* Check registering again after it has been registered */
 276                 if (rte_kni_register_handlers(kni, &ops) == 0) {
 277                         printf("Unexpectedly register successfully after "
 278                                         "it has already been registered\n");
 279                         exit(-1);
 280                 }
 281
 282                 /**
 283                  * Handle the request of setting MTU,
 284                  * with registered handlers.
 285                  */
 286                 for (i = 0; i < TEST_KNI_HANDLE_REQ_COUNT; i++) {
 287                         rte_kni_handle_request(kni);
 288                         if (kni_pkt_mtu == TEST_KNI_MTU)
 289                                 break;
 290                         rte_delay_ms(TEST_KNI_HANDLE_REQ_INTERVAL);
 291                 }
 292                 if (i >= TEST_KNI_HANDLE_REQ_COUNT) {
 293                         printf("MTU has not been set\n");
 294                         exit(-1);
 295                 }
 296
 297                 kni_pkt_mtu = 0;
 298                 if (rte_kni_unregister_handlers(kni) < 0) {
 299                         printf("Fail to unregister ops\n");
 300                         exit(-1);
 301                 }
 302
 303                 /* Check with invalid parameter */
 304                 if (rte_kni_unregister_handlers(NULL) == 0) {
 305                         exit(-1);
 306                 }
 307
 308                 /**
 309                  * Handle the request of setting MTU,
 310                  * without registered handlers.
 311                  */
 312                 for (i = 0; i < TEST_KNI_HANDLE_REQ_COUNT; i++) {
 313                         rte_kni_handle_request(kni);
 314                         if (kni_pkt_mtu != 0)
 315                                 break;
 316                         rte_delay_ms(TEST_KNI_HANDLE_REQ_INTERVAL);
 317                 }
 318                 if (kni_pkt_mtu != 0) {
 319                         printf("MTU shouldn't be set\n");
 320                         exit(-1);
 321                 }
 322
 323                 exit(0);
 324         } else {
 325                 int p_ret, status;
 326
 327                 rte_delay_ms(1000);
 328                 if (system(IFCONFIG TEST_KNI_PORT " mtu" TEST_KNI_MTU_STR)
 329                                                                 == -1)
 330                         return -1;
 331
 332                 rte_delay_ms(1000);
 333                 if (system(IFCONFIG TEST_KNI_PORT " mtu" TEST_KNI_MTU_STR)
 334                                                                 == -1)
 335                         return -1;
 336
 337                 p_ret = wait(&status);
 338                 if (!WIFEXITED(status)) {
 339                         printf("Child process (%d) exit abnormally\n", p_ret);
 340                         return -1;
 341                 }
 342                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
 343                         printf("Child process exit with failure\n");
 344                         return -1;
 345                 }
 346         }
 347
 348         return 0;
 349 }
 350
 351 static int
 352 test_kni_processing(uint16_t port_id, struct rte_mempool *mp)
 353 {
 354         int ret = 0;
 355         unsigned i;
 356         struct rte_kni *kni;
 357         struct rte_kni_conf conf;
 358         struct rte_eth_dev_info info;
 359         struct rte_kni_ops ops;
 360
 361         if (!mp)
 362                 return -1;
 363
 364         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 365         memset(&info, 0, sizeof(info));
 366         memset(&ops, 0, sizeof(ops));
 367
 368         rte_eth_dev_info_get(port_id, &info);
 369         conf.addr = info.pci_dev->addr;
 370         conf.id = info.pci_dev->id;
 371         snprintf(conf.name, sizeof(conf.name), TEST_KNI_PORT);
 372
 373         /* core id 1 configured for kernel thread */
 374         conf.core_id = 1;
 375         conf.force_bind = 1;
 376         conf.mbuf_size = MAX_PACKET_SZ;
 377         conf.group_id = port_id;
 378
 379         ops = kni_ops;
 380         ops.port_id = port_id;
 381
 382         /* basic test of kni processing */
 383         kni = rte_kni_alloc(mp, &conf, &ops);
 384         if (!kni) {
 385                 printf("fail to create kni\n");
 386                 return -1;
 387         }
 388
 389         test_kni_ctx = kni;
 390         test_kni_processing_flag = 0;
 391         stats.ingress = 0;
 392         stats.egress = 0;
 393
 394         /**
 395          * Check multiple processes support on
 396          * registerring/unregisterring handlers.
 397          */
 398         if (test_kni_register_handler_mp() < 0) {
 399                 printf("fail to check multiple process support\n");
 400                 ret = -1;
 401                 goto fail_kni;
 402         }
 403
 404         rte_eal_mp_remote_launch(test_kni_loop, NULL, CALL_MASTER);
 405         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(i) {
 406                 if (rte_eal_wait_lcore(i) < 0) {
 407                         ret = -1;
 408                         goto fail_kni;
 409                 }
 410         }
 411         /**
 412          * Check if the number of mbufs received from kernel space is equal
 413          * to that of transmitted to kernel space
 414          */
 415         if (stats.ingress < KNI_NUM_MBUF_THRESHOLD ||
 416                 stats.egress < KNI_NUM_MBUF_THRESHOLD) {
 417                 printf("The ingress/egress number should not be "
 418                         "less than %u\n", (unsigned)KNI_NUM_MBUF_THRESHOLD);
 419                 ret = -1;
 420                 goto fail_kni;
 421         }
 422
 423         if (rte_kni_release(kni) < 0) {
 424                 printf("fail to release kni\n");
 425                 return -1;
 426         }
 427         test_kni_ctx = NULL;
 428
 429         /* test of releasing a released kni device */
 430         if (rte_kni_release(kni) == 0) {
 431                 printf("should not release a released kni device\n");
 432                 return -1;
 433         }
 434
 435         /* test of reusing memzone */
 436         kni = rte_kni_alloc(mp, &conf, &ops);
 437         if (!kni) {
 438                 printf("fail to create kni\n");
 439                 return -1;
 440         }
 441
 442         /* Release the kni for following testing */
 443         if (rte_kni_release(kni) < 0) {
 444                 printf("fail to release kni\n");
 445                 return -1;
 446         }
 447
 448         return ret;
 449 fail_kni:
 450         if (rte_kni_release(kni) < 0) {
 451                 printf("fail to release kni\n");
 452                 ret = -1;
 453         }
 454
 455         return ret;
 456 }
 457
 458 static int
 459 test_kni(void)
 460 {
 461         int ret = -1;
 462         uint16_t nb_ports, port_id;
 463         struct rte_kni *kni;
 464         struct rte_mempool *mp;
 465         struct rte_kni_conf conf;
 466         struct rte_eth_dev_info info;
 467         struct rte_kni_ops ops;
 468
 469         /* Initialize KNI subsytem */
 470         rte_kni_init(KNI_TEST_MAX_PORTS);
 471
 472         if (test_kni_allocate_lcores() < 0) {
 473                 printf("No enough lcores for kni processing\n");
 474                 return -1;
 475         }
 476
 477         mp = test_kni_create_mempool();
 478         if (!mp) {
 479                 printf("fail to create mempool for kni\n");
 480                 return -1;
 481         }
 482
 483         nb_ports = rte_eth_dev_count();
 484         if (nb_ports == 0) {
 485                 printf("no supported nic port found\n");
 486                 return -1;
 487         }
 488
 489         /* configuring port 0 for the test is enough */
 490         port_id = 0;
 491         ret = rte_eth_dev_configure(port_id, 1, 1, &port_conf);
 492         if (ret < 0) {
 493                 printf("fail to configure port %d\n", port_id);
 494                 return -1;
 495         }
 496
 497         ret = rte_eth_rx_queue_setup(port_id, 0, NB_RXD, SOCKET, &rx_conf, mp);
 498         if (ret < 0) {
 499                 printf("fail to setup rx queue for port %d\n", port_id);
 500                 return -1;
 501         }
 502
 503         ret = rte_eth_tx_queue_setup(port_id, 0, NB_TXD, SOCKET, &tx_conf);
 504         if (ret < 0) {
 505                 printf("fail to setup tx queue for port %d\n", port_id);
 506                 return -1;
 507         }
 508
 509         ret = rte_eth_dev_start(port_id);
 510         if (ret < 0) {
 511                 printf("fail to start port %d\n", port_id);
 512                 return -1;
 513         }
 514         rte_eth_promiscuous_enable(port_id);
 515
 516         /* basic test of kni processing */
 517         ret = test_kni_processing(port_id, mp);
 518         if (ret < 0)
 519                 goto fail;
 520
 521         /* test of allocating KNI with NULL mempool pointer */
 522         memset(&info, 0, sizeof(info));
 523         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 524         memset(&ops, 0, sizeof(ops));
 525         rte_eth_dev_info_get(port_id, &info);
 526         conf.addr = info.pci_dev->addr;
 527         conf.id = info.pci_dev->id;
 528         conf.group_id = port_id;
 529         conf.mbuf_size = MAX_PACKET_SZ;
 530
 531         ops = kni_ops;
 532         ops.port_id = port_id;
 533         kni = rte_kni_alloc(NULL, &conf, &ops);
 534         if (kni) {
 535                 ret = -1;
 536                 printf("unexpectedly creates kni successfully with NULL "
 537                                                         "mempool pointer\n");
 538                 goto fail;
 539         }
 540
 541         /* test of allocating KNI without configurations */
 542         kni = rte_kni_alloc(mp, NULL, NULL);
 543         if (kni) {
 544                 ret = -1;
 545                 printf("Unexpectedly allocate KNI device successfully "
 546                                         "without configurations\n");
 547                 goto fail;
 548         }
 549
 550         /* test of allocating KNI without a name */
 551         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 552         memset(&info, 0, sizeof(info));
 553         memset(&ops, 0, sizeof(ops));
 554         rte_eth_dev_info_get(port_id, &info);
 555         conf.addr = info.pci_dev->addr;
 556         conf.id = info.pci_dev->id;
 557         conf.group_id = port_id;
 558         conf.mbuf_size = MAX_PACKET_SZ;
 559
 560         ops = kni_ops;
 561         ops.port_id = port_id;
 562         kni = rte_kni_alloc(mp, &conf, &ops);
 563         if (kni) {
 564                 ret = -1;
 565                 printf("Unexpectedly allocate a KNI device successfully "
 566                                                 "without a name\n");
 567                 goto fail;
 568         }
 569
 570         /* test of releasing NULL kni context */
 571         ret = rte_kni_release(NULL);
 572         if (ret == 0) {
 573                 ret = -1;
 574                 printf("unexpectedly release kni successfully\n");
 575                 goto fail;
 576         }
 577
 578         /* test of handling request on NULL device pointer */
 579         ret = rte_kni_handle_request(NULL);
 580         if (ret == 0) {
 581                 ret = -1;
 582                 printf("Unexpectedly handle request on NULL device pointer\n");
 583                 goto fail;
 584         }
 585
 586         /* test of getting KNI device with pointer to NULL */
 587         kni = rte_kni_get(NULL);
 588         if (kni) {
 589                 ret = -1;
 590                 printf("Unexpectedly get a KNI device with "
 591                                         "NULL name pointer\n");
 592                 goto fail;
 593         }
 594
 595         /* test of getting KNI device with an zero length name string */
 596         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 597         kni = rte_kni_get(conf.name);
 598         if (kni) {
 599                 ret = -1;
 600                 printf("Unexpectedly get a KNI device with "
 601                                 "zero length name string\n");
 602                 goto fail;
 603         }
 604
 605         /* test of getting KNI device with an invalid string name */
 606         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 607         snprintf(conf.name, sizeof(conf.name), "testing");
 608         kni = rte_kni_get(conf.name);
 609         if (kni) {
 610                 ret = -1;
 611                 printf("Unexpectedly get a KNI device with "
 612                                 "a never used name string\n");
 613                 goto fail;
 614         }
 615         ret = 0;
 616
 617 fail:
 618         rte_eth_dev_stop(port_id);
 619
 620         return ret;
 621 }
 622
 623 #endif
 624
 625 REGISTER_TEST_COMMAND(kni_autotest, test_kni);