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/devices/devices.h>
  48
  49 #if CLIB_DEBUG > 0
  50 #define always_inline static inline
  51 #else
  52 #define always_inline static inline __attribute__ ((__always_inline__))
  53 #endif
  54
  55 #include <vlib/pci/pci.h>
  56 #include <vnet/flow/flow.h>
  57
  58 extern vnet_device_class_t dpdk_device_class;
  59 extern vlib_node_registration_t dpdk_input_node;
  60 extern vlib_node_registration_t admin_up_down_process_node;
  61
  62 #define foreach_dpdk_pmd          \
  63   _ ("net_thunderx", THUNDERX)    \
  64   _ ("net_e1000_em", E1000EM)     \
  65   _ ("net_e1000_igb", IGB)        \
  66   _ ("net_e1000_igb_vf", IGBVF)   \
  67   _ ("net_ixgbe", IXGBE)          \
  68   _ ("net_ixgbe_vf", IXGBEVF)     \
  69   _ ("net_i40e", I40E)            \
  70   _ ("net_i40e_vf", I40EVF)       \
  71   _ ("net_ice", ICE)              \
  72   _ ("net_virtio", VIRTIO)        \
  73   _ ("net_enic", ENIC)            \
  74   _ ("net_vmxnet3", VMXNET3)      \
  75   _ ("AF_PACKET PMD", AF_PACKET)  \
  76   _ ("net_bonding", BOND)         \
  77   _ ("net_fm10k", FM10K)          \
  78   _ ("net_cxgbe", CXGBE)          \
  79   _ ("net_mlx4", MLX4)            \
  80   _ ("net_mlx5", MLX5)            \
  81   _ ("net_dpaa2", DPAA2)          \
  82   _ ("net_virtio_user", VIRTIO_USER) \
  83   _ ("net_vhost", VHOST_ETHER)    \
  84   _ ("net_ena", ENA)              \
  85   _ ("net_failsafe", FAILSAFE)    \
  86   _ ("net_liovf", LIOVF_ETHER)    \
  87   _ ("net_qede", QEDE)            \
  88   _ ("net_netvsc", NETVSC)
  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_NETVSC,
 119   VNET_DPDK_PORT_TYPE_UNKNOWN,
 120 } dpdk_port_type_t;
 121
 122 typedef uint16_t dpdk_portid_t;
 123
 124 typedef struct
 125 {
 126   /* Required for vec_validate_aligned */
 127   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 128
 129   struct rte_ring *swq;
 130
 131   u64 hqos_field0_slabmask;
 132   u32 hqos_field0_slabpos;
 133   u32 hqos_field0_slabshr;
 134   u64 hqos_field1_slabmask;
 135   u32 hqos_field1_slabpos;
 136   u32 hqos_field1_slabshr;
 137   u64 hqos_field2_slabmask;
 138   u32 hqos_field2_slabpos;
 139   u32 hqos_field2_slabshr;
 140   u32 hqos_tc_table[64];
 141 } dpdk_device_hqos_per_worker_thread_t;
 142
 143 typedef struct
 144 {
 145   /* Required for vec_validate_aligned */
 146   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 147   struct rte_ring **swq;
 148   struct rte_mbuf **pkts_enq;
 149   struct rte_mbuf **pkts_deq;
 150   struct rte_sched_port *hqos;
 151   u32 hqos_burst_enq;
 152   u32 hqos_burst_deq;
 153   u32 pkts_enq_len;
 154   u32 swq_pos;
 155   u32 flush_count;
 156 } dpdk_device_hqos_per_hqos_thread_t;
 157
 158 #define foreach_dpdk_device_flags \
 159   _( 0, ADMIN_UP, "admin-up") \
 160   _( 1, PROMISC, "promisc") \
 161   _( 2, PMD, "pmd") \
 162   _( 3, PMD_INIT_FAIL, "pmd-init-fail") \
 163   _( 4, MAYBE_MULTISEG, "maybe-multiseg") \
 164   _( 5, HAVE_SUBIF, "subif") \
 165   _( 6, HQOS, "hqos") \
 166   _( 7, BOND_SLAVE, "bond-slave") \
 167   _( 8, BOND_SLAVE_UP, "bond-slave-up") \
 168   _( 9, TX_OFFLOAD, "tx-offload") \
 169   _(10, INTEL_PHDR_CKSUM, "intel-phdr-cksum") \
 170   _(11, RX_FLOW_OFFLOAD, "rx-flow-offload") \
 171   _(12, RX_IP4_CKSUM, "rx-ip4-cksum")
 172
 173 enum
 174 {
 175 #define _(a, b, c) DPDK_DEVICE_FLAG_##b = (1 << a),
 176   foreach_dpdk_device_flags
 177 #undef _
 178 };
 179
 180 typedef struct
 181 {
 182   u32 flow_index;
 183   u32 mark;
 184   struct rte_flow *handle;
 185 } dpdk_flow_entry_t;
 186
 187 typedef struct
 188 {
 189   u32 flow_id;
 190   u16 next_index;
 191   i16 buffer_advance;
 192 } dpdk_flow_lookup_entry_t;
 193
 194 typedef struct
 195 {
 196   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 197   volatile u32 **lockp;
 198
 199   /* Instance ID to access internal device array. */
 200   dpdk_portid_t device_index;
 201
 202   /* DPDK device port number */
 203   dpdk_portid_t port_id;
 204
 205   u32 hw_if_index;
 206   u32 sw_if_index;
 207
 208   /* next node index if we decide to steal the rx graph arc */
 209   u32 per_interface_next_index;
 210
 211   dpdk_pmd_t pmd:8;
 212   i8 cpu_socket;
 213
 214   u16 flags;
 215
 216   u16 nb_tx_desc;
 217     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline1);
 218
 219   u8 *name;
 220   u8 *interface_name_suffix;
 221
 222   /* number of sub-interfaces */
 223   u16 num_subifs;
 224
 225   /* PMD related */
 226   u16 tx_q_used;
 227   u16 rx_q_used;
 228   u16 nb_rx_desc;
 229   u16 *cpu_socket_id_by_queue;
 230   u8 *buffer_pool_for_queue;
 231   struct rte_eth_conf port_conf;
 232   struct rte_eth_txconf tx_conf;
 233
 234   /* flow related */
 235   u32 supported_flow_actions;
 236   dpdk_flow_entry_t *flow_entries;      /* pool */
 237   dpdk_flow_lookup_entry_t *flow_lookup_entries;        /* pool */
 238   u32 *parked_lookup_indexes;   /* vector */
 239   u32 parked_loop_count;
 240   struct rte_flow_error last_flow_error;
 241
 242   /* HQoS related */
 243   dpdk_device_hqos_per_worker_thread_t *hqos_wt;
 244   dpdk_device_hqos_per_hqos_thread_t *hqos_ht;
 245
 246   /* af_packet or BondEthernet instance number */
 247   u16 af_packet_instance_num;
 248   u16 bond_instance_num;
 249
 250   /* Bonded interface port# of a slave -
 251      only valid if DPDK_DEVICE_FLAG_BOND_SLAVE bit is set */
 252   dpdk_portid_t bond_port;
 253
 254   struct rte_eth_link link;
 255   f64 time_last_link_update;
 256
 257   struct rte_eth_stats stats;
 258   struct rte_eth_stats last_stats;
 259   struct rte_eth_stats last_cleared_stats;
 260   struct rte_eth_xstat *xstats;
 261   struct rte_eth_xstat *last_cleared_xstats;
 262   f64 time_last_stats_update;
 263   dpdk_port_type_t port_type;
 264
 265   /* mac address */
 266   u8 *default_mac_address;
 267
 268   /* error string */
 269   clib_error_t *errors;
 270 } dpdk_device_t;
 271
 272 #define DPDK_STATS_POLL_INTERVAL      (10.0)
 273 #define DPDK_MIN_STATS_POLL_INTERVAL  (0.001)   /* 1msec */
 274
 275 #define DPDK_LINK_POLL_INTERVAL       (3.0)
 276 #define DPDK_MIN_LINK_POLL_INTERVAL   (0.001)   /* 1msec */
 277
 278 typedef struct
 279 {
 280   u32 device;
 281   u16 queue_id;
 282 } dpdk_device_and_queue_t;
 283
 284 #ifndef DPDK_HQOS_DBG_BYPASS
 285 #define DPDK_HQOS_DBG_BYPASS 0
 286 #endif
 287
 288 #ifndef HQOS_FLUSH_COUNT_THRESHOLD
 289 #define HQOS_FLUSH_COUNT_THRESHOLD              100000
 290 #endif
 291
 292 typedef struct dpdk_device_config_hqos_t
 293 {
 294   u32 hqos_thread;
 295   u32 hqos_thread_valid;
 296
 297   u32 swq_size;
 298   u32 burst_enq;
 299   u32 burst_deq;
 300
 301   u32 pktfield0_slabpos;
 302   u32 pktfield1_slabpos;
 303   u32 pktfield2_slabpos;
 304   u64 pktfield0_slabmask;
 305   u64 pktfield1_slabmask;
 306   u64 pktfield2_slabmask;
 307   u32 tc_table[64];
 308
 309   struct rte_sched_port_params port;
 310   struct rte_sched_subport_params *subport;
 311   struct rte_sched_pipe_params *pipe;
 312   uint32_t *pipe_map;
 313 } dpdk_device_config_hqos_t;
 314
 315 int dpdk_hqos_validate_mask (u64 mask, u32 n);
 316 void dpdk_device_config_hqos_pipe_profile_default (dpdk_device_config_hqos_t *
 317                                                    hqos, u32 pipe_profile_id);
 318 #if 0
 319 void dpdk_device_config_hqos_default (dpdk_device_config_hqos_t * hqos);
 320 #endif
 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_crypto_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   /* devices blacklist by pci vendor_id, device_id */
 381   u32 *blacklist_by_pci_vendor_and_device;
 382
 383 } dpdk_config_main_t;
 384
 385 extern dpdk_config_main_t dpdk_config_main;
 386
 387 #define DPDK_RX_BURST_SZ VLIB_FRAME_SIZE
 388
 389 typedef struct
 390 {
 391   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 392   struct rte_mbuf *mbufs[DPDK_RX_BURST_SZ];
 393   u32 buffers[DPDK_RX_BURST_SZ];
 394   u16 next[DPDK_RX_BURST_SZ];
 395   u16 etype[DPDK_RX_BURST_SZ];
 396   u16 flags[DPDK_RX_BURST_SZ];
 397   vlib_buffer_t buffer_template;
 398 } dpdk_per_thread_data_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   /* buffer flags template, configurable to enable/disable tcp / udp cksum */
 409   u32 buffer_flags_template;
 410
 411   /*
 412    * flag indicating that a posted admin up/down
 413    * (via post_sw_interface_set_flags) is in progress
 414    */
 415   u8 admin_up_down_in_progress;
 416
 417   /* which cpus are running I/O TX */
 418   int hqos_cpu_first_index;
 419   int hqos_cpu_count;
 420
 421   /* control interval of dpdk link state and stat polling */
 422   f64 link_state_poll_interval;
 423   f64 stat_poll_interval;
 424
 425   /* convenience */
 426   vlib_main_t *vlib_main;
 427   vnet_main_t *vnet_main;
 428   dpdk_config_main_t *conf;
 429
 430   /* API message ID base */
 431   u16 msg_id_base;
 432
 433   /* logging */
 434   vlib_log_class_t log_default;
 435 } dpdk_main_t;
 436
 437 extern dpdk_main_t dpdk_main;
 438
 439 typedef struct
 440 {
 441   u32 buffer_index;
 442   u16 device_index;
 443   u8 queue_index;
 444   struct rte_mbuf mb;
 445   /* Copy of VLIB buffer; packet data stored in pre_data. */
 446   vlib_buffer_t buffer;
 447   u8 data[256];                 /* First 256 data bytes, used for hexdump */
 448 } dpdk_tx_trace_t;
 449
 450 typedef struct
 451 {
 452   u32 buffer_index;
 453   u16 device_index;
 454   u16 queue_index;
 455   struct rte_mbuf mb;
 456   vlib_buffer_t buffer;         /* Copy of VLIB buffer; pkt data stored in pre_data. */
 457   u8 data[256];                 /* First 256 data bytes, used for hexdump */
 458 } dpdk_rx_trace_t;
 459
 460 void dpdk_device_setup (dpdk_device_t * xd);
 461 void dpdk_device_start (dpdk_device_t * xd);
 462 void dpdk_device_stop (dpdk_device_t * xd);
 463
 464 int dpdk_port_state_callback (dpdk_portid_t port_id,
 465                               enum rte_eth_event_type type,
 466                               void *param, void *ret_param);
 467
 468 #define foreach_dpdk_error                                              \
 469   _(NONE, "no error")                                                   \
 470   _(RX_PACKET_ERROR, "Rx packet errors")                                \
 471   _(RX_BAD_FCS, "Rx bad fcs")                                           \
 472   _(IP_CHECKSUM_ERROR, "Rx ip checksum errors")                         \
 473   _(RX_ALLOC_FAIL, "rx buf alloc from free list failed")                \
 474   _(RX_ALLOC_NO_PHYSMEM, "rx buf alloc failed no physmem")              \
 475   _(RX_ALLOC_DROP_PKTS, "rx packets dropped due to alloc error")
 476
 477 typedef enum
 478 {
 479 #define _(f,s) DPDK_ERROR_##f,
 480   foreach_dpdk_error
 481 #undef _
 482     DPDK_N_ERROR,
 483 } dpdk_error_t;
 484
 485 #define dpdk_log_err(...) \
 486   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_ERR, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 487 #define dpdk_log_warn(...) \
 488   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_WARNING, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 489 #define dpdk_log_notice(...) \
 490   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_NOTICE, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 491 #define dpdk_log_info(...) \
 492   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_INFO, dpdk_main.log_default, __VA_ARGS__)
 493
 494 void dpdk_update_link_state (dpdk_device_t * xd, f64 now);
 495
 496 format_function_t format_dpdk_device_name;
 497 format_function_t format_dpdk_device;
 498 format_function_t format_dpdk_device_errors;
 499 format_function_t format_dpdk_tx_trace;
 500 format_function_t format_dpdk_rx_trace;
 501 format_function_t format_dpdk_rte_mbuf;
 502 format_function_t format_dpdk_rx_rte_mbuf;
 503 format_function_t format_dpdk_flow;
 504 format_function_t format_dpdk_rss_hf_name;
 505 format_function_t format_dpdk_rx_offload_caps;
 506 format_function_t format_dpdk_tx_offload_caps;
 507 vnet_flow_dev_ops_function_t dpdk_flow_ops_fn;
 508
 509 clib_error_t *unformat_rss_fn (unformat_input_t * input, uword * rss_fn);
 510 clib_error_t *unformat_hqos (unformat_input_t * input,
 511                              dpdk_device_config_hqos_t * hqos);
 512
 513 struct rte_pci_device *dpdk_get_pci_device (const struct rte_eth_dev_info
 514                                             *info);
 515 void dpdk_cli_reference (void);
 516
 517 #if CLI_DEBUG
 518 int dpdk_buffer_validate_trajectory_all (u32 * uninitialized);
 519 void dpdk_buffer_poison_trajectory_all (void);
 520 #endif
 521
 522 #endif /* __included_dpdk_h__ */
 523
 524 /*
 525  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 526  *
 527  * Local Variables:
 528  * eval: (c-set-style "gnu")
 529  * End:
 530  */