Imported Upstream version 16.04
[deb_dpdk.git] / lib / librte_sched / rte_sched.h
diff --git a/lib/librte_sched/rte_sched.h b/lib/librte_sched/rte_sched.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e9c2817
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,455 @@
+/*-
+ *   BSD LICENSE
+ *
+ *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
+ *   All rights reserved.
+ *
+ *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+ *   modification, are permitted provided that the following conditions
+ *   are met:
+ *
+ *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
+ *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
+ *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+ *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
+ *       the documentation and/or other materials provided with the
+ *       distribution.
+ *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
+ *       contributors may be used to endorse or promote products derived
+ *       from this software without specific prior written permission.
+ *
+ *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
+ *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
+ *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
+ *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
+ *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
+ *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
+ *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
+ *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
+ *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
+ *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#ifndef __INCLUDE_RTE_SCHED_H__
+#define __INCLUDE_RTE_SCHED_H__
+
+#ifdef __cplusplus
+extern "C" {
+#endif
+
+/**
+ * @file
+ * RTE Hierarchical Scheduler
+ *
+ * The hierarchical scheduler prioritizes the transmission of packets
+ * from different users and traffic classes according to the Service
+ * Level Agreements (SLAs) defined for the current network node.
+ *
+ * The scheduler supports thousands of packet queues grouped under a
+ * 5-level hierarchy:
+ *     1. Port:
+ *           - Typical usage: output Ethernet port;
+ *           - Multiple ports are scheduled in round robin order with
+ *         equal priority;
+ *     2. Subport:
+ *           - Typical usage: group of users;
+ *           - Traffic shaping using the token bucket algorithm
+ *         (one bucket per subport);
+ *           - Upper limit enforced per traffic class at subport level;
+ *           - Lower priority traffic classes able to reuse subport
+ *         bandwidth currently unused by higher priority traffic
+ *         classes of the same subport;
+ *           - When any subport traffic class is oversubscribed
+ *         (configuration time event), the usage of subport member
+ *         pipes with high demand for thattraffic class pipes is
+ *         truncated to a dynamically adjusted value with no
+ *             impact to low demand pipes;
+ *     3. Pipe:
+ *           - Typical usage: individual user/subscriber;
+ *           - Traffic shaping using the token bucket algorithm
+ *         (one bucket per pipe);
+ *     4. Traffic class:
+ *           - Traffic classes of the same pipe handled in strict
+ *         priority order;
+ *           - Upper limit enforced per traffic class at the pipe level;
+ *           - Lower priority traffic classes able to reuse pipe
+ *         bandwidth currently unused by higher priority traffic
+ *         classes of the same pipe;
+ *     5. Queue:
+ *           - Typical usage: queue hosting packets from one or
+ *         multiple connections of same traffic class belonging to
+ *         the same user;
+ *           - Weighted Round Robin (WRR) is used to service the
+ *         queues within same pipe traffic class.
+ *
+ */
+
+#include <sys/types.h>
+#include <rte_mbuf.h>
+#include <rte_meter.h>
+
+/** Random Early Detection (RED) */
+#ifdef RTE_SCHED_RED
+#include "rte_red.h"
+#endif
+
+/** Number of traffic classes per pipe (as well as subport).
+ * Cannot be changed.
+ */
+#define RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE    4
+
+/** Number of queues per pipe traffic class. Cannot be changed. */
+#define RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS    4
+
+/** Number of queues per pipe. */
+#define RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE             \
+       (RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE *     \
+       RTE_SCHED_QUEUES_PER_TRAFFIC_CLASS)
+
+/** Maximum number of pipe profiles that can be defined per port.
+ * Compile-time configurable.
+ */
+#ifndef RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT
+#define RTE_SCHED_PIPE_PROFILES_PER_PORT      256
+#endif
+
+/*
+ * Ethernet framing overhead. Overhead fields per Ethernet frame:
+ * 1. Preamble:                             7 bytes;
+ * 2. Start of Frame Delimiter (SFD):       1 byte;
+ * 3. Frame Check Sequence (FCS):           4 bytes;
+ * 4. Inter Frame Gap (IFG):               12 bytes.
+ *
+ * The FCS is considered overhead only if not included in the packet
+ * length (field pkt_len of struct rte_mbuf).
+ */
+#ifndef RTE_SCHED_FRAME_OVERHEAD_DEFAULT
+#define RTE_SCHED_FRAME_OVERHEAD_DEFAULT      24
+#endif
+
+/*
+ * Subport configuration parameters. The period and credits_per_period
+ * parameters are measured in bytes, with one byte meaning the time
+ * duration associated with the transmission of one byte on the
+ * physical medium of the output port, with pipe or pipe traffic class
+ * rate (measured as percentage of output port rate) determined as
+ * credits_per_period divided by period. One credit represents one
+ * byte.
+ */
+struct rte_sched_subport_params {
+       /* Subport token bucket */
+       uint32_t tb_rate;                /**< Rate (measured in bytes per second) */
+       uint32_t tb_size;                /**< Size (measured in credits) */
+
+       /* Subport traffic classes */
+       uint32_t tc_rate[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
+       /**< Traffic class rates (measured in bytes per second) */
+       uint32_t tc_period;
+       /**< Enforcement period for rates (measured in milliseconds) */
+};
+
+/** Subport statistics */
+struct rte_sched_subport_stats {
+       /* Packets */
+       uint32_t n_pkts_tc[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
+       /**< Number of packets successfully written */
+       uint32_t n_pkts_tc_dropped[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
+       /**< Number of packets dropped */
+
+       /* Bytes */
+       uint32_t n_bytes_tc[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
+       /**< Number of bytes successfully written for each traffic class */
+       uint32_t n_bytes_tc_dropped[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
+       /**< Number of bytes dropped for each traffic class */
+
+#ifdef RTE_SCHED_RED
+       uint32_t n_pkts_red_dropped[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
+       /**< Number of packets dropped by red */
+#endif
+};
+
+/*
+ * Pipe configuration parameters. The period and credits_per_period
+ * parameters are measured in bytes, with one byte meaning the time
+ * duration associated with the transmission of one byte on the
+ * physical medium of the output port, with pipe or pipe traffic class
+ * rate (measured as percentage of output port rate) determined as
+ * credits_per_period divided by period. One credit represents one
+ * byte.
+ */
+struct rte_sched_pipe_params {
+       /* Pipe token bucket */
+       uint32_t tb_rate;                /**< Rate (measured in bytes per second) */
+       uint32_t tb_size;                /**< Size (measured in credits) */
+
+       /* Pipe traffic classes */
+       uint32_t tc_rate[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
+       /**< Traffic class rates (measured in bytes per second) */
+       uint32_t tc_period;
+       /**< Enforcement period (measured in milliseconds) */
+#ifdef RTE_SCHED_SUBPORT_TC_OV
+       uint8_t tc_ov_weight;            /**< Weight Traffic class 3 oversubscription */
+#endif
+
+       /* Pipe queues */
+       uint8_t  wrr_weights[RTE_SCHED_QUEUES_PER_PIPE]; /**< WRR weights */
+};
+
+/** Queue statistics */
+struct rte_sched_queue_stats {
+       /* Packets */
+       uint32_t n_pkts;                 /**< Packets successfully written */
+       uint32_t n_pkts_dropped;         /**< Packets dropped */
+#ifdef RTE_SCHED_RED
+       uint32_t n_pkts_red_dropped;     /**< Packets dropped by RED */
+#endif
+
+       /* Bytes */
+       uint32_t n_bytes;                /**< Bytes successfully written */
+       uint32_t n_bytes_dropped;        /**< Bytes dropped */
+};
+
+/** Port configuration parameters. */
+struct rte_sched_port_params {
+       const char *name;                /**< String to be associated */
+       int socket;                      /**< CPU socket ID */
+       uint32_t rate;                   /**< Output port rate
+                                         * (measured in bytes per second) */
+       uint32_t mtu;                    /**< Maximum Ethernet frame size
+                                         * (measured in bytes).
+                                         * Should not include the framing overhead. */
+       uint32_t frame_overhead;         /**< Framing overhead per packet
+                                         * (measured in bytes) */
+       uint32_t n_subports_per_port;    /**< Number of subports */
+       uint32_t n_pipes_per_subport;    /**< Number of pipes per subport */
+       uint16_t qsize[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE];
+       /**< Packet queue size for each traffic class.
+        * All queues within the same pipe traffic class have the same
+        * size. Queues from different pipes serving the same traffic
+        * class have the same size. */
+       struct rte_sched_pipe_params *pipe_profiles;
+       /**< Pipe profile table.
+        * Every pipe is configured using one of the profiles from this table. */
+       uint32_t n_pipe_profiles;        /**< Profiles in the pipe profile table */
+#ifdef RTE_SCHED_RED
+       struct rte_red_params red_params[RTE_SCHED_TRAFFIC_CLASSES_PER_PIPE][e_RTE_METER_COLORS]; /**< RED parameters */
+#endif
+};
+
+/*
+ * Configuration
+ *
+ ***/
+
+/**
+ * Hierarchical scheduler port configuration
+ *
+ * @param params
+ *   Port scheduler configuration parameter structure
+ * @return
+ *   Handle to port scheduler instance upon success or NULL otherwise.
+ */
+struct rte_sched_port *
+rte_sched_port_config(struct rte_sched_port_params *params);
+
+/**
+ * Hierarchical scheduler port free
+ *
+ * @param port
+ *   Handle to port scheduler instance
+ */
+void
+rte_sched_port_free(struct rte_sched_port *port);
+
+/**
+ * Hierarchical scheduler subport configuration
+ *
+ * @param port
+ *   Handle to port scheduler instance
+ * @param subport_id
+ *   Subport ID
+ * @param params
+ *   Subport configuration parameters
+ * @return
+ *   0 upon success, error code otherwise
+ */
+int
+rte_sched_subport_config(struct rte_sched_port *port,
+       uint32_t subport_id,
+       struct rte_sched_subport_params *params);
+
+/**
+ * Hierarchical scheduler pipe configuration
+ *
+ * @param port
+ *   Handle to port scheduler instance
+ * @param subport_id
+ *   Subport ID
+ * @param pipe_id
+ *   Pipe ID within subport
+ * @param pipe_profile
+ *   ID of port-level pre-configured pipe profile
+ * @return
+ *   0 upon success, error code otherwise
+ */
+int
+rte_sched_pipe_config(struct rte_sched_port *port,
+       uint32_t subport_id,
+       uint32_t pipe_id,
+       int32_t pipe_profile);
+
+/**
+ * Hierarchical scheduler memory footprint size per port
+ *
+ * @param params
+ *   Port scheduler configuration parameter structure
+ * @return
+ *   Memory footprint size in bytes upon success, 0 otherwise
+ */
+uint32_t
+rte_sched_port_get_memory_footprint(struct rte_sched_port_params *params);
+
+/*
+ * Statistics
+ *
+ ***/
+
+/**
+ * Hierarchical scheduler subport statistics read
+ *
+ * @param port
+ *   Handle to port scheduler instance
+ * @param subport_id
+ *   Subport ID
+ * @param stats
+ *   Pointer to pre-allocated subport statistics structure where the statistics
+ *   counters should be stored
+ * @param tc_ov
+ *   Pointer to pre-allocated 4-entry array where the oversubscription status for
+ *   each of the 4 subport traffic classes should be stored.
+ * @return
+ *   0 upon success, error code otherwise
+ */
+int
+rte_sched_subport_read_stats(struct rte_sched_port *port,
+       uint32_t subport_id,
+       struct rte_sched_subport_stats *stats,
+       uint32_t *tc_ov);
+
+/**
+ * Hierarchical scheduler queue statistics read
+ *
+ * @param port
+ *   Handle to port scheduler instance
+ * @param queue_id
+ *   Queue ID within port scheduler
+ * @param stats
+ *   Pointer to pre-allocated subport statistics structure where the statistics
+ *   counters should be stored
+ * @param qlen
+ *   Pointer to pre-allocated variable where the current queue length
+ *   should be stored.
+ * @return
+ *   0 upon success, error code otherwise
+ */
+int
+rte_sched_queue_read_stats(struct rte_sched_port *port,
+       uint32_t queue_id,
+       struct rte_sched_queue_stats *stats,
+       uint16_t *qlen);
+
+/**
+ * Scheduler hierarchy path write to packet descriptor. Typically
+ * called by the packet classification stage.
+ *
+ * @param pkt
+ *   Packet descriptor handle
+ * @param subport
+ *   Subport ID
+ * @param pipe
+ *   Pipe ID within subport
+ * @param traffic_class
+ *   Traffic class ID within pipe (0 .. 3)
+ * @param queue
+ *   Queue ID within pipe traffic class (0 .. 3)
+ * @param color
+ *   Packet color set
+ */
+void
+rte_sched_port_pkt_write(struct rte_mbuf *pkt,
+                        uint32_t subport, uint32_t pipe, uint32_t traffic_class,
+                        uint32_t queue, enum rte_meter_color color);
+
+/**
+ * Scheduler hierarchy path read from packet descriptor (struct
+ * rte_mbuf). Typically called as part of the hierarchical scheduler
+ * enqueue operation. The subport, pipe, traffic class and queue
+ * parameters need to be pre-allocated by the caller.
+ *
+ * @param pkt
+ *   Packet descriptor handle
+ * @param subport
+ *   Subport ID
+ * @param pipe
+ *   Pipe ID within subport
+ * @param traffic_class
+ *   Traffic class ID within pipe (0 .. 3)
+ * @param queue
+ *   Queue ID within pipe traffic class (0 .. 3)
+ *
+ */
+void
+rte_sched_port_pkt_read_tree_path(const struct rte_mbuf *pkt,
+                                 uint32_t *subport, uint32_t *pipe,
+                                 uint32_t *traffic_class, uint32_t *queue);
+
+enum rte_meter_color
+rte_sched_port_pkt_read_color(const struct rte_mbuf *pkt);
+
+/**
+ * Hierarchical scheduler port enqueue. Writes up to n_pkts to port
+ * scheduler and returns the number of packets actually written. For
+ * each packet, the port scheduler queue to write the packet to is
+ * identified by reading the hierarchy path from the packet
+ * descriptor; if the queue is full or congested and the packet is not
+ * written to the queue, then the packet is automatically dropped
+ * without any action required from the caller.
+ *
+ * @param port
+ *   Handle to port scheduler instance
+ * @param pkts
+ *   Array storing the packet descriptor handles
+ * @param n_pkts
+ *   Number of packets to enqueue from the pkts array into the port scheduler
+ * @return
+ *   Number of packets successfully enqueued
+ */
+int
+rte_sched_port_enqueue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts);
+
+/**
+ * Hierarchical scheduler port dequeue. Reads up to n_pkts from the
+ * port scheduler and stores them in the pkts array and returns the
+ * number of packets actually read.  The pkts array needs to be
+ * pre-allocated by the caller with at least n_pkts entries.
+ *
+ * @param port
+ *   Handle to port scheduler instance
+ * @param pkts
+ *   Pre-allocated packet descriptor array where the packets dequeued
+ *   from the port
+ *   scheduler should be stored
+ * @param n_pkts
+ *   Number of packets to dequeue from the port scheduler
+ * @return
+ *   Number of packets successfully dequeued and placed in the pkts array
+ */
+int
+rte_sched_port_dequeue(struct rte_sched_port *port, struct rte_mbuf **pkts, uint32_t n_pkts);
+
+#ifdef __cplusplus
+}
+#endif
+
+#endif /* __INCLUDE_RTE_SCHED_H__ */