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