src/plugins/dpdk/device/dpdk.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15 #ifndef __included_dpdk_h__
  16 #define __included_dpdk_h__
  17
  18 /* $$$$ We should rename always_inline -> clib_always_inline */
  19 #undef always_inline
  20
  21 #define ALLOW_EXPERIMENTAL_API
  22
  23 #include <rte_config.h>
  24
  25 #include <rte_common.h>
  26 #include <rte_dev.h>
  27 #include <rte_memory.h>
  28 #include <rte_eal.h>
  29 #include <rte_per_lcore.h>
  30 #include <rte_cycles.h>
  31 #include <rte_lcore.h>
  32 #include <rte_per_lcore.h>
  33 #include <rte_interrupts.h>
  34 #include <rte_pci.h>
  35 #include <rte_ether.h>
  36 #include <rte_ethdev.h>
  37 #include <rte_ring.h>
  38 #include <rte_mempool.h>
  39 #include <rte_mbuf.h>
  40 #include <rte_version.h>
  41 #include <rte_eth_bond.h>
  42 #include <rte_sched.h>
  43 #include <rte_net.h>
  44 #include <rte_bus_pci.h>
  45 #include <rte_flow.h>
  46
  47 #include <vppinfra/pcap.h>
  48 #include <vnet/devices/devices.h>
  49
  50 #if CLIB_DEBUG > 0
  51 #define always_inline static inline
  52 #else
  53 #define always_inline static inline __attribute__ ((__always_inline__))
  54 #endif
  55
  56 #include <vlib/pci/pci.h>
  57 #include <vnet/flow/flow.h>
  58
  59 #define NB_MBUF   (16<<10)
  60
  61 extern vnet_device_class_t dpdk_device_class;
  62 extern vlib_node_registration_t dpdk_input_node;
  63 extern vlib_node_registration_t admin_up_down_process_node;
  64
  65 #define foreach_dpdk_pmd          \
  66   _ ("net_thunderx", THUNDERX)    \
  67   _ ("net_e1000_em", E1000EM)     \
  68   _ ("net_e1000_igb", IGB)        \
  69   _ ("net_e1000_igb_vf", IGBVF)   \
  70   _ ("net_ixgbe", IXGBE)          \
  71   _ ("net_ixgbe_vf", IXGBEVF)     \
  72   _ ("net_i40e", I40E)            \
  73   _ ("net_i40e_vf", I40EVF)       \
  74   _ ("net_virtio", VIRTIO)        \
  75   _ ("net_enic", ENIC)            \
  76   _ ("net_vmxnet3", VMXNET3)      \
  77   _ ("AF_PACKET PMD", AF_PACKET)  \
  78   _ ("net_bonding", BOND)         \
  79   _ ("net_fm10k", FM10K)          \
  80   _ ("net_cxgbe", CXGBE)          \
  81   _ ("net_mlx4", MLX4)            \
  82   _ ("net_mlx5", MLX5)            \
  83   _ ("net_dpaa2", DPAA2)          \
  84   _ ("net_virtio_user", VIRTIO_USER) \
  85   _ ("net_vhost", VHOST_ETHER)    \
  86   _ ("net_ena", ENA)              \
  87   _ ("net_failsafe", FAILSAFE)    \
  88   _ ("net_liovf", LIOVF_ETHER)    \
  89   _ ("net_qede", QEDE)            \
  90   _ ("net_netvsc", NETVSC)
  91
  92 typedef enum
  93 {
  94   VNET_DPDK_PMD_NONE,
  95 #define _(s,f) VNET_DPDK_PMD_##f,
  96   foreach_dpdk_pmd
  97 #undef _
  98     VNET_DPDK_PMD_UNKNOWN,      /* must be last */
  99 } dpdk_pmd_t;
 100
 101 typedef enum
 102 {
 103   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_1G,
 104   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_2_5G,
 105   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_5G,
 106   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_10G,
 107   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_20G,
 108   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_25G,
 109   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_40G,
 110   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_50G,
 111   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_56G,
 112   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_100G,
 113   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_BOND,
 114   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_SWITCH,
 115   VNET_DPDK_PORT_TYPE_AF_PACKET,
 116   VNET_DPDK_PORT_TYPE_ETH_VF,
 117   VNET_DPDK_PORT_TYPE_VIRTIO_USER,
 118   VNET_DPDK_PORT_TYPE_VHOST_ETHER,
 119   VNET_DPDK_PORT_TYPE_FAILSAFE,
 120   VNET_DPDK_PORT_TYPE_NETVSC,
 121   VNET_DPDK_PORT_TYPE_UNKNOWN,
 122 } dpdk_port_type_t;
 123
 124 typedef uint16_t dpdk_portid_t;
 125
 126 typedef struct
 127 {
 128   /* Required for vec_validate_aligned */
 129   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 130
 131   struct rte_ring *swq;
 132
 133   u64 hqos_field0_slabmask;
 134   u32 hqos_field0_slabpos;
 135   u32 hqos_field0_slabshr;
 136   u64 hqos_field1_slabmask;
 137   u32 hqos_field1_slabpos;
 138   u32 hqos_field1_slabshr;
 139   u64 hqos_field2_slabmask;
 140   u32 hqos_field2_slabpos;
 141   u32 hqos_field2_slabshr;
 142   u32 hqos_tc_table[64];
 143 } dpdk_device_hqos_per_worker_thread_t;
 144
 145 typedef struct
 146 {
 147   /* Required for vec_validate_aligned */
 148   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 149   struct rte_ring **swq;
 150   struct rte_mbuf **pkts_enq;
 151   struct rte_mbuf **pkts_deq;
 152   struct rte_sched_port *hqos;
 153   u32 hqos_burst_enq;
 154   u32 hqos_burst_deq;
 155   u32 pkts_enq_len;
 156   u32 swq_pos;
 157   u32 flush_count;
 158 } dpdk_device_hqos_per_hqos_thread_t;
 159
 160 #define foreach_dpdk_device_flags \
 161   _( 0, ADMIN_UP, "admin-up") \
 162   _( 1, PROMISC, "promisc") \
 163   _( 2, PMD, "pmd") \
 164   _( 3, PMD_INIT_FAIL, "pmd-init-fail") \
 165   _( 4, MAYBE_MULTISEG, "maybe-multiseg") \
 166   _( 5, HAVE_SUBIF, "subif") \
 167   _( 6, HQOS, "hqos") \
 168   _( 7, BOND_SLAVE, "bond-slave") \
 169   _( 8, BOND_SLAVE_UP, "bond-slave-up") \
 170   _( 9, TX_OFFLOAD, "tx-offload") \
 171   _(10, INTEL_PHDR_CKSUM, "intel-phdr-cksum") \
 172   _(11, RX_FLOW_OFFLOAD, "rx-flow-offload") \
 173   _(12, RX_IP4_CKSUM, "rx-ip4-cksum")
 174
 175 enum
 176 {
 177 #define _(a, b, c) DPDK_DEVICE_FLAG_##b = (1 << a),
 178   foreach_dpdk_device_flags
 179 #undef _
 180 };
 181
 182 typedef struct
 183 {
 184   u32 flow_index;
 185   u32 mark;
 186   struct rte_flow *handle;
 187 } dpdk_flow_entry_t;
 188
 189 typedef struct
 190 {
 191   u32 flow_id;
 192   u16 next_index;
 193   i16 buffer_advance;
 194 } dpdk_flow_lookup_entry_t;
 195
 196 typedef struct
 197 {
 198   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 199   volatile u32 **lockp;
 200
 201   /* Instance ID to access internal device array. */
 202   dpdk_portid_t device_index;
 203
 204   /* DPDK device port number */
 205   dpdk_portid_t port_id;
 206
 207   u32 hw_if_index;
 208   u32 sw_if_index;
 209
 210   /* next node index if we decide to steal the rx graph arc */
 211   u32 per_interface_next_index;
 212
 213   dpdk_pmd_t pmd:8;
 214   i8 cpu_socket;
 215
 216   u16 flags;
 217
 218   u16 nb_tx_desc;
 219     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline1);
 220
 221   u8 *name;
 222   u8 *interface_name_suffix;
 223
 224   /* number of sub-interfaces */
 225   u16 num_subifs;
 226
 227   /* PMD related */
 228   u16 tx_q_used;
 229   u16 rx_q_used;
 230   u16 nb_rx_desc;
 231   u16 *cpu_socket_id_by_queue;
 232   u8 *buffer_pool_for_queue;
 233   struct rte_eth_conf port_conf;
 234   struct rte_eth_txconf tx_conf;
 235
 236   /* flow related */
 237   u32 supported_flow_actions;
 238   dpdk_flow_entry_t *flow_entries;      /* pool */
 239   dpdk_flow_lookup_entry_t *flow_lookup_entries;        /* pool */
 240   u32 *parked_lookup_indexes;   /* vector */
 241   u32 parked_loop_count;
 242   struct rte_flow_error last_flow_error;
 243
 244   /* HQoS related */
 245   dpdk_device_hqos_per_worker_thread_t *hqos_wt;
 246   dpdk_device_hqos_per_hqos_thread_t *hqos_ht;
 247
 248   /* af_packet or BondEthernet instance number */
 249   u16 af_packet_instance_num;
 250   u16 bond_instance_num;
 251
 252   /* Bonded interface port# of a slave -
 253      only valid if DPDK_DEVICE_FLAG_BOND_SLAVE bit is set */
 254   dpdk_portid_t bond_port;
 255
 256   struct rte_eth_link link;
 257   f64 time_last_link_update;
 258
 259   struct rte_eth_stats stats;
 260   struct rte_eth_stats last_stats;
 261   struct rte_eth_stats last_cleared_stats;
 262   struct rte_eth_xstat *xstats;
 263   struct rte_eth_xstat *last_cleared_xstats;
 264   f64 time_last_stats_update;
 265   dpdk_port_type_t port_type;
 266
 267   /* mac address */
 268   u8 *default_mac_address;
 269
 270   /* error string */
 271   clib_error_t *errors;
 272 } dpdk_device_t;
 273
 274 #define DPDK_STATS_POLL_INTERVAL      (10.0)
 275 #define DPDK_MIN_STATS_POLL_INTERVAL  (0.001)   /* 1msec */
 276
 277 #define DPDK_LINK_POLL_INTERVAL       (3.0)
 278 #define DPDK_MIN_LINK_POLL_INTERVAL   (0.001)   /* 1msec */
 279
 280 typedef struct
 281 {
 282   u32 device;
 283   u16 queue_id;
 284 } dpdk_device_and_queue_t;
 285
 286 #ifndef DPDK_HQOS_DBG_BYPASS
 287 #define DPDK_HQOS_DBG_BYPASS 0
 288 #endif
 289
 290 #ifndef HQOS_FLUSH_COUNT_THRESHOLD
 291 #define HQOS_FLUSH_COUNT_THRESHOLD              100000
 292 #endif
 293
 294 typedef struct dpdk_device_config_hqos_t
 295 {
 296   u32 hqos_thread;
 297   u32 hqos_thread_valid;
 298
 299   u32 swq_size;
 300   u32 burst_enq;
 301   u32 burst_deq;
 302
 303   u32 pktfield0_slabpos;
 304   u32 pktfield1_slabpos;
 305   u32 pktfield2_slabpos;
 306   u64 pktfield0_slabmask;
 307   u64 pktfield1_slabmask;
 308   u64 pktfield2_slabmask;
 309   u32 tc_table[64];
 310
 311   struct rte_sched_port_params port;
 312   struct rte_sched_subport_params *subport;
 313   struct rte_sched_pipe_params *pipe;
 314   uint32_t *pipe_map;
 315 } dpdk_device_config_hqos_t;
 316
 317 int dpdk_hqos_validate_mask (u64 mask, u32 n);
 318 void dpdk_device_config_hqos_pipe_profile_default (dpdk_device_config_hqos_t *
 319                                                    hqos, u32 pipe_profile_id);
 320 void dpdk_device_config_hqos_default (dpdk_device_config_hqos_t * hqos);
 321 clib_error_t *dpdk_port_setup_hqos (dpdk_device_t * xd,
 322                                     dpdk_device_config_hqos_t * hqos);
 323 void dpdk_hqos_metadata_set (dpdk_device_hqos_per_worker_thread_t * hqos,
 324                              struct rte_mbuf **pkts, u32 n_pkts);
 325
 326 #define foreach_dpdk_device_config_item \
 327   _ (num_rx_queues) \
 328   _ (num_tx_queues) \
 329   _ (num_rx_desc) \
 330   _ (num_tx_desc) \
 331   _ (rss_fn)
 332
 333 typedef struct
 334 {
 335   vlib_pci_addr_t pci_addr;
 336   u8 *name;
 337   u8 is_blacklisted;
 338   u8 vlan_strip_offload;
 339 #define DPDK_DEVICE_VLAN_STRIP_DEFAULT 0
 340 #define DPDK_DEVICE_VLAN_STRIP_OFF 1
 341 #define DPDK_DEVICE_VLAN_STRIP_ON  2
 342
 343 #define _(x) uword x;
 344     foreach_dpdk_device_config_item
 345 #undef _
 346     clib_bitmap_t * workers;
 347   u32 hqos_enabled;
 348   dpdk_device_config_hqos_t hqos;
 349 } dpdk_device_config_t;
 350
 351 typedef struct
 352 {
 353
 354   /* Config stuff */
 355   u8 **eal_init_args;
 356   u8 *eal_init_args_str;
 357   u8 *uio_driver_name;
 358   u8 no_multi_seg;
 359   u8 enable_tcp_udp_checksum;
 360   u8 no_tx_checksum_offload;
 361
 362   /* Required config parameters */
 363   u8 coremask_set_manually;
 364   u8 nchannels_set_manually;
 365   u32 coremask;
 366   u32 nchannels;
 367   u32 num_mbufs;
 368
 369   /*
 370    * format interface names ala xxxEthernet%d/%d/%d instead of
 371    * xxxEthernet%x/%x/%x.
 372    */
 373   u8 interface_name_format_decimal;
 374
 375   /* per-device config */
 376   dpdk_device_config_t default_devconf;
 377   dpdk_device_config_t *dev_confs;
 378   uword *device_config_index_by_pci_addr;
 379
 380 } dpdk_config_main_t;
 381
 382 extern dpdk_config_main_t dpdk_config_main;
 383
 384 #define DPDK_RX_BURST_SZ VLIB_FRAME_SIZE
 385
 386 typedef struct
 387 {
 388   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 389   struct rte_mbuf *mbufs[DPDK_RX_BURST_SZ];
 390   u32 buffers[DPDK_RX_BURST_SZ];
 391   u16 next[DPDK_RX_BURST_SZ];
 392   u16 etype[DPDK_RX_BURST_SZ];
 393   u8 flags[DPDK_RX_BURST_SZ];
 394   vlib_buffer_t buffer_template;
 395 } dpdk_per_thread_data_t;
 396
 397 typedef struct
 398 {
 399   int pcap_enable;
 400   u32 pcap_sw_if_index;
 401   pcap_main_t pcap_main;
 402 } dpdk_pcap_t;
 403
 404 typedef struct
 405 {
 406
 407   /* Devices */
 408   dpdk_device_t *devices;
 409   dpdk_device_and_queue_t **devices_by_hqos_cpu;
 410   dpdk_per_thread_data_t *per_thread_data;
 411
 412   /* buffer flags template, configurable to enable/disable tcp / udp cksum */
 413   u32 buffer_flags_template;
 414
 415   /* pcap tracing */
 416   dpdk_pcap_t pcap[VLIB_N_RX_TX];
 417
 418   int pcap_enable;
 419   pcap_main_t pcap_main;
 420   u8 *pcap_filename;
 421   u32 pcap_sw_if_index;
 422   u32 pcap_pkts_to_capture;
 423
 424   /*
 425    * flag indicating that a posted admin up/down
 426    * (via post_sw_interface_set_flags) is in progress
 427    */
 428   u8 admin_up_down_in_progress;
 429
 430   /* which cpus are running I/O TX */
 431   int hqos_cpu_first_index;
 432   int hqos_cpu_count;
 433
 434   /* control interval of dpdk link state and stat polling */
 435   f64 link_state_poll_interval;
 436   f64 stat_poll_interval;
 437
 438   /* convenience */
 439   vlib_main_t *vlib_main;
 440   vnet_main_t *vnet_main;
 441   dpdk_config_main_t *conf;
 442
 443   /* mempool */
 444   struct rte_mempool **pktmbuf_pools;
 445
 446   /* API message ID base */
 447   u16 msg_id_base;
 448
 449   /* logging */
 450   vlib_log_class_t log_default;
 451 } dpdk_main_t;
 452
 453 extern dpdk_main_t dpdk_main;
 454
 455 typedef struct
 456 {
 457   u32 buffer_index;
 458   u16 device_index;
 459   u8 queue_index;
 460   struct rte_mbuf mb;
 461   /* Copy of VLIB buffer; packet data stored in pre_data. */
 462   vlib_buffer_t buffer;
 463   u8 data[256];                 /* First 256 data bytes, used for hexdump */
 464 } dpdk_tx_trace_t;
 465
 466 typedef struct
 467 {
 468   u32 buffer_index;
 469   u16 device_index;
 470   u16 queue_index;
 471   struct rte_mbuf mb;
 472   vlib_buffer_t buffer;         /* Copy of VLIB buffer; pkt data stored in pre_data. */
 473   u8 data[256];                 /* First 256 data bytes, used for hexdump */
 474 } dpdk_rx_trace_t;
 475
 476 void dpdk_device_setup (dpdk_device_t * xd);
 477 void dpdk_device_start (dpdk_device_t * xd);
 478 void dpdk_device_stop (dpdk_device_t * xd);
 479
 480 int dpdk_port_state_callback (dpdk_portid_t port_id,
 481                               enum rte_eth_event_type type,
 482                               void *param, void *ret_param);
 483
 484 #define foreach_dpdk_error                                              \
 485   _(NONE, "no error")                                                   \
 486   _(RX_PACKET_ERROR, "Rx packet errors")                                \
 487   _(RX_BAD_FCS, "Rx bad fcs")                                           \
 488   _(IP_CHECKSUM_ERROR, "Rx ip checksum errors")                         \
 489   _(RX_ALLOC_FAIL, "rx buf alloc from free list failed")                \
 490   _(RX_ALLOC_NO_PHYSMEM, "rx buf alloc failed no physmem")              \
 491   _(RX_ALLOC_DROP_PKTS, "rx packets dropped due to alloc error")
 492
 493 typedef enum
 494 {
 495 #define _(f,s) DPDK_ERROR_##f,
 496   foreach_dpdk_error
 497 #undef _
 498     DPDK_N_ERROR,
 499 } dpdk_error_t;
 500
 501 #define dpdk_log_err(...) \
 502   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_ERR, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 503 #define dpdk_log_warn(...) \
 504   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_WARNING, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 505 #define dpdk_log_notice(...) \
 506   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_NOTICE, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 507 #define dpdk_log_info(...) \
 508   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_INFO, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 509
 510 void dpdk_update_link_state (dpdk_device_t * xd, f64 now);
 511
 512 format_function_t format_dpdk_device_name;
 513 format_function_t format_dpdk_device;
 514 format_function_t format_dpdk_device_errors;
 515 format_function_t format_dpdk_tx_trace;
 516 format_function_t format_dpdk_rx_trace;
 517 format_function_t format_dpdk_rte_mbuf;
 518 format_function_t format_dpdk_rx_rte_mbuf;
 519 format_function_t format_dpdk_flow;
 520 format_function_t format_dpdk_rss_hf_name;
 521 format_function_t format_dpdk_rx_offload_caps;
 522 format_function_t format_dpdk_tx_offload_caps;
 523 unformat_function_t unformat_dpdk_log_level;
 524 vnet_flow_dev_ops_function_t dpdk_flow_ops_fn;
 525
 526 clib_error_t *unformat_rss_fn (unformat_input_t * input, uword * rss_fn);
 527 clib_error_t *unformat_hqos (unformat_input_t * input,
 528                              dpdk_device_config_hqos_t * hqos);
 529
 530 clib_error_t *dpdk_pool_create (vlib_main_t * vm, u8 * pool_name,
 531                                 u32 elt_size, u32 num_elts,
 532                                 u32 pool_priv_size, u16 cache_size, u8 numa,
 533                                 struct rte_mempool **_mp, u32 * map_index);
 534
 535 clib_error_t *dpdk_buffer_pool_create (vlib_main_t * vm, unsigned num_mbufs,
 536                                        unsigned socket_id);
 537
 538 struct rte_pci_device *dpdk_get_pci_device (const struct rte_eth_dev_info
 539                                             *info);
 540
 541 #if CLI_DEBUG
 542 int dpdk_buffer_validate_trajectory_all (u32 * uninitialized);
 543 void dpdk_buffer_poison_trajectory_all (void);
 544 #endif
 545
 546 #endif /* __included_dpdk_h__ */
 547
 548 /*
 549  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 550  *
 551  * Local Variables:
 552  * eval: (c-set-style "gnu")
 553  * End:
 554  */