nsim: add packet loss simulation, docs
[vpp.git] / src / plugins / nsim / nsim_input.c
1 /*
2  * nsim.c - skeleton vpp engine plug-in
3  *
4  * Copyright (c) <current-year> <your-organization>
5  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
6  * you may not use this file except in compliance with the License.
7  * You may obtain a copy of the License at:
8  *
9  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
10  *
11  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
12  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
13  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
14  * See the License for the specific language governing permissions and
15  * limitations under the License.
16  */
17
18 #include <vlib/vlib.h>
19 #include <vnet/vnet.h>
20 #include <vnet/pg/pg.h>
21 #include <vppinfra/error.h>
22 #include <nsim/nsim.h>
23
24 typedef struct
25 {
26   f64 expired;
27   u32 tx_sw_if_index;
28 } nsim_tx_trace_t;
29
30 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
31 /* packet trace format function */
32 static u8 *
33 format_nsim_tx_trace (u8 * s, va_list * args)
34 {
35   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
36   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
37   nsim_tx_trace_t *t = va_arg (*args, nsim_tx_trace_t *);
38
39   s = format (s, "NSIM: tx at %.6f sw_if_index %d",
40               t->expired, t->tx_sw_if_index);
41   return s;
42 }
43 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
44
45 #define foreach_nsim_tx_error                      \
46 _(TX, "Packets transmitted")                    \
47 _(DROPPED, "No buffer drops")
48
49 typedef enum
50 {
51 #define _(sym,str) NSIM_TX_ERROR_##sym,
52   foreach_nsim_tx_error
53 #undef _
54     NSIM_N_ERROR,
55 } nsim_tx_error_t;
56
57 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
58 static char *nsim_tx_error_strings[] = {
59 #define _(sym,string) string,
60   foreach_nsim_tx_error
61 #undef _
62 };
63 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
64
65 typedef enum
66 {
67   NSIM_NEXT_DROP,
68   NSIM_N_NEXT,
69 } nsim_next_t;
70
71 always_inline uword
72 nsim_input_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
73                    vlib_frame_t * f, int is_trace)
74 {
75   nsim_main_t *nsm = &nsim_main;
76   u32 my_thread_index = vm->thread_index;
77   u32 *my_buffer_cache = nsm->buffer_indices_by_thread[my_thread_index];
78   nsim_wheel_t *wp = nsm->wheel_by_thread[my_thread_index];
79   u32 n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
80   f64 now = vlib_time_now (vm);
81   uword n_rx_packets = 0;
82   vlib_buffer_t *b0;
83   u32 bi0, next0;
84   vlib_buffer_free_list_t *fl;
85   u32 *to_next;
86   u32 next_index;
87   u32 n_left_to_next;
88   nsim_wheel_entry_t *ep;
89
90   /* Nothing on the scheduler wheel? */
91   if (wp->cursize == 0)
92     return 0;
93
94   /* First entry on the wheel isn't expired? */
95   ep = wp->entries + wp->head;
96   if (ep->tx_time > now)
97     return n_rx_packets;
98
99   /*
100    * We use per-thread buffer caches, so we need the freelist to
101    * initialize them...
102    */
103   fl = vlib_buffer_get_free_list (vm, VLIB_BUFFER_DEFAULT_FREE_LIST_INDEX);
104   next_index = node->cached_next_index;
105
106   while (wp->cursize)
107     {
108       /* Be aware: this is not the usual coding pattern */
109       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
110
111       while (n_left_to_next > 0 && ep->tx_time <= now)
112         {
113           /* Out of local buffer cache? */
114           if (PREDICT_FALSE (_vec_len (my_buffer_cache) == 0))
115             {
116               u32 n =
117                 vlib_buffer_alloc (vm, my_buffer_cache, VLIB_FRAME_SIZE);
118               _vec_len (my_buffer_cache) = n;
119
120               /* Ugh, drop the rest of the expired entries */
121               if (n == 0)
122                 {
123                   u32 drops = 0;
124                   while (ep->tx_time <= now && wp->cursize)
125                     {
126                       wp->head++;
127                       if (wp->head == wp->wheel_size)
128                         wp->head = 0;
129                       ep = wp->entries + wp->head;
130                       wp->cursize--;
131                       drops++;
132                     }
133                   /* Count the drops */
134                   vlib_node_increment_counter (vm, node->node_index,
135                                                NSIM_TX_ERROR_DROPPED, drops);
136                   /* Ship any pkts we already processed */
137                   vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
138                   return n_rx_packets + drops;
139                 }
140             }
141
142           /* Allocate a buffer */
143           bi0 = my_buffer_cache[_vec_len (my_buffer_cache) - 1];
144           _vec_len (my_buffer_cache) -= 1;
145
146           to_next[0] = bi0;
147           to_next += 1;
148           n_left_to_next -= 1;
149
150           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
151           /* Initialize the buffer */
152           vlib_buffer_init_for_free_list (b0, fl);
153
154           b0->current_data = 0;
155           b0->current_length = ep->current_length;
156
157           VLIB_BUFFER_TRACE_TRAJECTORY_INIT (b0);
158
159           if (PREDICT_FALSE (n_trace))
160             {
161               nsim_tx_trace_t *t0;
162               vlib_trace_buffer (vm, node, next_index, b0,
163                                  0 /* follow_chain */ );
164               t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
165               t0->expired = ep->tx_time;
166               t0->tx_sw_if_index = ep->tx_sw_if_index;
167             }
168
169           /* Copy data from the ring */
170           clib_memcpy_fast (b0->data, ep->data, ep->current_length);
171           b0->flags |= VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
172           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ep->tx_sw_if_index;
173           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] =
174             (ep->tx_sw_if_index == nsm->sw_if_index0) ? nsm->sw_if_index1 :
175             nsm->sw_if_index0;
176           next0 = (ep->tx_sw_if_index == nsm->sw_if_index0) ?
177             nsm->output_next_index0 : nsm->output_next_index1;
178
179           /* verify speculative enqueue, maybe switch current next frame */
180           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
181                                            to_next, n_left_to_next,
182                                            bi0, next0);
183           /* Advance to the next ring entry */
184           wp->head++;
185           if (wp->head == wp->wheel_size)
186             wp->head = 0;
187           wp->cursize--;
188           ep = wp->entries + wp->head;
189           n_rx_packets++;
190
191           /* Out of ring entries? */
192           if (PREDICT_FALSE (wp->cursize == 0))
193             break;
194         }
195
196       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
197
198       /* If the current entry hasn't expired, we're done */
199       if (ep->tx_time > now)
200         break;
201     }
202   return n_rx_packets;
203 }
204
205 VLIB_NODE_FN (nsim_input_node) (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
206                                 vlib_frame_t * frame)
207 {
208   if (PREDICT_FALSE (node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE))
209     return nsim_input_inline (vm, node, frame, 1 /* is_trace */ );
210   else
211     return nsim_input_inline (vm, node, frame, 0 /* is_trace */ );
212
213 }
214
215 /* *INDENT-OFF* */
216 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
217 VLIB_REGISTER_NODE (nsim_input_node) =
218 {
219   .type = VLIB_NODE_TYPE_INPUT,
220   .name = "nsim-wheel",
221
222   /* Will be enabled if/when the feature is configured */
223   .state = VLIB_NODE_STATE_DISABLED,
224
225   .format_trace = format_nsim_tx_trace,
226
227   .n_errors = NSIM_N_ERROR,
228   .error_strings = nsim_tx_error_strings,
229 };
230 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
231 /* *INDENT-ON* */
232
233 /*
234  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
235  *
236  * Local Variables:
237  * eval: (c-set-style "gnu")
238  * End:
239  */