lib/netdev-dpdk.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2014 Nicira, Inc.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <config.h>
  18
  19 #include <stdio.h>
  20 #include <string.h>
  21 #include <signal.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <pthread.h>
  24 #include <config.h>
  25 #include <errno.h>
  26 #include <sched.h>
  27 #include <stdlib.h>
  28 #include <unistd.h>
  29 #include <stdio.h>
  30
  31 #include "dpif-netdev.h"
  32 #include "list.h"
  33 #include "netdev-dpdk.h"
  34 #include "netdev-provider.h"
  35 #include "netdev-vport.h"
  36 #include "odp-util.h"
  37 #include "ofp-print.h"
  38 #include "ofpbuf.h"
  39 #include "ovs-thread.h"
  40 #include "ovs-rcu.h"
  41 #include "packet-dpif.h"
  42 #include "packets.h"
  43 #include "shash.h"
  44 #include "sset.h"
  45 #include "unaligned.h"
  46 #include "timeval.h"
  47 #include "unixctl.h"
  48 #include "vlog.h"
  49
  50 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpdk);
  51 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
  52
  53 #define DPDK_PORT_WATCHDOG_INTERVAL 5
  54
  55 #define OVS_CACHE_LINE_SIZE CACHE_LINE_SIZE
  56 #define OVS_VPORT_DPDK "ovs_dpdk"
  57
  58 /*
  59  * need to reserve tons of extra space in the mbufs so we can align the
  60  * DMA addresses to 4KB.
  61  */
  62
  63 #define MTU_TO_MAX_LEN(mtu)  ((mtu) + ETHER_HDR_LEN + ETHER_CRC_LEN)
  64 #define MBUF_SIZE(mtu)       (MTU_TO_MAX_LEN(mtu) + (512) + \
  65                              sizeof(struct rte_mbuf) + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
  66
  67 /* TODO: mempool size should be based on system resources. */
  68 #define NB_MBUF              (4096 * 64)
  69 #define MP_CACHE_SZ          (256 * 2)
  70 #define SOCKET0              0
  71
  72 #define NON_PMD_THREAD_TX_QUEUE 0
  73
  74 /* TODO: Needs per NIC value for these constants. */
  75 #define RX_PTHRESH 32 /* Default values of RX prefetch threshold reg. */
  76 #define RX_HTHRESH 32 /* Default values of RX host threshold reg. */
  77 #define RX_WTHRESH 16 /* Default values of RX write-back threshold reg. */
  78
  79 #define TX_PTHRESH 36 /* Default values of TX prefetch threshold reg. */
  80 #define TX_HTHRESH 0  /* Default values of TX host threshold reg. */
  81 #define TX_WTHRESH 0  /* Default values of TX write-back threshold reg. */
  82
  83 static const struct rte_eth_conf port_conf = {
  84         .rxmode = {
  85                 .mq_mode = ETH_MQ_RX_RSS,
  86                 .split_hdr_size = 0,
  87                 .header_split   = 0, /* Header Split disabled */
  88                 .hw_ip_checksum = 0, /* IP checksum offload disabled */
  89                 .hw_vlan_filter = 0, /* VLAN filtering disabled */
  90                 .jumbo_frame    = 0, /* Jumbo Frame Support disabled */
  91                 .hw_strip_crc   = 0,
  92         },
  93         .rx_adv_conf = {
  94                 .rss_conf = {
  95                         .rss_key = NULL,
  96                         .rss_hf = ETH_RSS_IPV4_TCP | ETH_RSS_IPV4 | ETH_RSS_IPV6,
  97                 },
  98         },
  99         .txmode = {
 100                 .mq_mode = ETH_MQ_TX_NONE,
 101         },
 102 };
 103
 104 static const struct rte_eth_rxconf rx_conf = {
 105         .rx_thresh = {
 106                 .pthresh = RX_PTHRESH,
 107                 .hthresh = RX_HTHRESH,
 108                 .wthresh = RX_WTHRESH,
 109         },
 110 };
 111
 112 static const struct rte_eth_txconf tx_conf = {
 113         .tx_thresh = {
 114                 .pthresh = TX_PTHRESH,
 115                 .hthresh = TX_HTHRESH,
 116                 .wthresh = TX_WTHRESH,
 117         },
 118         .tx_free_thresh = 0,
 119         .tx_rs_thresh = 0,
 120 };
 121
 122 enum { MAX_RX_QUEUE_LEN = 64 };
 123 enum { MAX_TX_QUEUE_LEN = 64 };
 124 enum { DRAIN_TSC = 200000ULL };
 125
 126 static int rte_eal_init_ret = ENODEV;
 127
 128 static struct ovs_mutex dpdk_mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
 129
 130 /* Contains all 'struct dpdk_dev's. */
 131 static struct list dpdk_list OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex)
 132     = LIST_INITIALIZER(&dpdk_list);
 133
 134 static struct list dpdk_mp_list OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex)
 135     = LIST_INITIALIZER(&dpdk_mp_list);
 136
 137 struct dpdk_mp {
 138     struct rte_mempool *mp;
 139     int mtu;
 140     int socket_id;
 141     int refcount;
 142     struct list list_node OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex);
 143 };
 144
 145 struct dpdk_tx_queue {
 146     rte_spinlock_t tx_lock;
 147     int count;
 148     uint64_t tsc;
 149     struct rte_mbuf *burst_pkts[MAX_TX_QUEUE_LEN];
 150 };
 151
 152 struct netdev_dpdk {
 153     struct netdev up;
 154     int port_id;
 155     int max_packet_len;
 156
 157     struct dpdk_tx_queue tx_q[NR_QUEUE];
 158
 159     struct ovs_mutex mutex OVS_ACQ_AFTER(dpdk_mutex);
 160
 161     struct dpdk_mp *dpdk_mp;
 162     int mtu;
 163     int socket_id;
 164     int buf_size;
 165     struct netdev_stats stats_offset;
 166     struct netdev_stats stats;
 167
 168     uint8_t hwaddr[ETH_ADDR_LEN];
 169     enum netdev_flags flags;
 170
 171     struct rte_eth_link link;
 172     int link_reset_cnt;
 173
 174     /* In dpdk_list. */
 175     struct list list_node OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex);
 176 };
 177
 178 struct netdev_rxq_dpdk {
 179     struct netdev_rxq up;
 180     int port_id;
 181 };
 182
 183 static int netdev_dpdk_construct(struct netdev *);
 184
 185 static bool
 186 is_dpdk_class(const struct netdev_class *class)
 187 {
 188     return class->construct == netdev_dpdk_construct;
 189 }
 190
 191 /* TODO: use dpdk malloc for entire OVS. infact huge page shld be used
 192  * for all other sengments data, bss and text. */
 193
 194 static void *
 195 dpdk_rte_mzalloc(size_t sz)
 196 {
 197     void *ptr;
 198
 199     ptr = rte_zmalloc(OVS_VPORT_DPDK, sz, OVS_CACHE_LINE_SIZE);
 200     if (ptr == NULL) {
 201         out_of_memory();
 202     }
 203     return ptr;
 204 }
 205
 206 void
 207 free_dpdk_buf(struct dpif_packet *p)
 208 {
 209     struct ofpbuf *ofp = &p->ofpbuf;
 210     struct rte_mbuf *pkt = (struct rte_mbuf *) ofp->dpdk_buf;
 211
 212     rte_mempool_put(pkt->pool, pkt);
 213 }
 214
 215 static void
 216 __rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp,
 217                    void *opaque_arg OVS_UNUSED,
 218                    void *_m,
 219                    unsigned i OVS_UNUSED)
 220 {
 221     struct rte_mbuf *m = _m;
 222     uint32_t buf_len = mp->elt_size - sizeof(struct dpif_packet);
 223
 224     RTE_MBUF_ASSERT(mp->elt_size >= sizeof(struct dpif_packet));
 225
 226     memset(m, 0, mp->elt_size);
 227
 228     /* start of buffer is just after mbuf structure */
 229     m->buf_addr = (char *)m + sizeof(struct dpif_packet);
 230     m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) +
 231                     sizeof(struct dpif_packet);
 232     m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
 233
 234     /* keep some headroom between start of buffer and data */
 235     m->pkt.data = (char*) m->buf_addr + RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, m->buf_len);
 236
 237     /* init some constant fields */
 238     m->type = RTE_MBUF_PKT;
 239     m->pool = mp;
 240     m->pkt.nb_segs = 1;
 241     m->pkt.in_port = 0xff;
 242 }
 243
 244 static void
 245 ovs_rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp,
 246                      void *opaque_arg OVS_UNUSED,
 247                      void *_m,
 248                      unsigned i OVS_UNUSED)
 249 {
 250     struct rte_mbuf *m = _m;
 251
 252     __rte_pktmbuf_init(mp, opaque_arg, _m, i);
 253
 254     ofpbuf_init_dpdk((struct ofpbuf *) m, m->buf_len);
 255 }
 256
 257 static struct dpdk_mp *
 258 dpdk_mp_get(int socket_id, int mtu) OVS_REQUIRES(dpdk_mutex)
 259 {
 260     struct dpdk_mp *dmp = NULL;
 261     char mp_name[RTE_MEMPOOL_NAMESIZE];
 262
 263     LIST_FOR_EACH (dmp, list_node, &dpdk_mp_list) {
 264         if (dmp->socket_id == socket_id && dmp->mtu == mtu) {
 265             dmp->refcount++;
 266             return dmp;
 267         }
 268     }
 269
 270     dmp = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *dmp);
 271     dmp->socket_id = socket_id;
 272     dmp->mtu = mtu;
 273     dmp->refcount = 1;
 274
 275     snprintf(mp_name, RTE_MEMPOOL_NAMESIZE, "ovs_mp_%d", dmp->mtu);
 276     dmp->mp = rte_mempool_create(mp_name, NB_MBUF, MBUF_SIZE(mtu),
 277                                  MP_CACHE_SZ,
 278                                  sizeof(struct rte_pktmbuf_pool_private),
 279                                  rte_pktmbuf_pool_init, NULL,
 280                                  ovs_rte_pktmbuf_init, NULL,
 281                                  socket_id, 0);
 282
 283     if (dmp->mp == NULL) {
 284         return NULL;
 285     }
 286
 287     list_push_back(&dpdk_mp_list, &dmp->list_node);
 288     return dmp;
 289 }
 290
 291 static void
 292 dpdk_mp_put(struct dpdk_mp *dmp)
 293 {
 294
 295     if (!dmp) {
 296         return;
 297     }
 298
 299     dmp->refcount--;
 300     ovs_assert(dmp->refcount >= 0);
 301
 302 #if 0
 303     /* I could not find any API to destroy mp. */
 304     if (dmp->refcount == 0) {
 305         list_delete(dmp->list_node);
 306         /* destroy mp-pool. */
 307     }
 308 #endif
 309 }
 310
 311 static void
 312 check_link_status(struct netdev_dpdk *dev)
 313 {
 314     struct rte_eth_link link;
 315
 316     rte_eth_link_get_nowait(dev->port_id, &link);
 317
 318     if (dev->link.link_status != link.link_status) {
 319         netdev_change_seq_changed(&dev->up);
 320
 321         dev->link_reset_cnt++;
 322         dev->link = link;
 323         if (dev->link.link_status) {
 324             VLOG_DBG_RL(&rl, "Port %d Link Up - speed %u Mbps - %s",
 325                         dev->port_id, (unsigned)dev->link.link_speed,
 326                         (dev->link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) ?
 327                          ("full-duplex") : ("half-duplex"));
 328         } else {
 329             VLOG_DBG_RL(&rl, "Port %d Link Down", dev->port_id);
 330         }
 331     }
 332 }
 333
 334 static void *
 335 dpdk_watchdog(void *dummy OVS_UNUSED)
 336 {
 337     struct netdev_dpdk *dev;
 338
 339     pthread_detach(pthread_self());
 340
 341     for (;;) {
 342         ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 343         LIST_FOR_EACH (dev, list_node, &dpdk_list) {
 344             ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 345             check_link_status(dev);
 346             ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 347         }
 348         ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 349         xsleep(DPDK_PORT_WATCHDOG_INTERVAL);
 350     }
 351
 352     return NULL;
 353 }
 354
 355 static int
 356 dpdk_eth_dev_init(struct netdev_dpdk *dev) OVS_REQUIRES(dpdk_mutex)
 357 {
 358     struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
 359     struct ether_addr eth_addr;
 360     int diag;
 361     int i;
 362
 363     if (dev->port_id < 0 || dev->port_id >= rte_eth_dev_count()) {
 364         return -ENODEV;
 365     }
 366
 367     diag = rte_eth_dev_configure(dev->port_id, NR_QUEUE, NR_QUEUE,  &port_conf);
 368     if (diag) {
 369         VLOG_ERR("eth dev config error %d",diag);
 370         return diag;
 371     }
 372
 373     for (i = 0; i < NR_QUEUE; i++) {
 374         diag = rte_eth_tx_queue_setup(dev->port_id, i, MAX_TX_QUEUE_LEN,
 375                                       dev->socket_id, &tx_conf);
 376         if (diag) {
 377             VLOG_ERR("eth dev tx queue setup error %d",diag);
 378             return diag;
 379         }
 380     }
 381
 382     for (i = 0; i < NR_QUEUE; i++) {
 383         diag = rte_eth_rx_queue_setup(dev->port_id, i, MAX_RX_QUEUE_LEN,
 384                                       dev->socket_id,
 385                                       &rx_conf, dev->dpdk_mp->mp);
 386         if (diag) {
 387             VLOG_ERR("eth dev rx queue setup error %d",diag);
 388             return diag;
 389         }
 390     }
 391
 392     diag = rte_eth_dev_start(dev->port_id);
 393     if (diag) {
 394         VLOG_ERR("eth dev start error %d",diag);
 395         return diag;
 396     }
 397
 398     rte_eth_promiscuous_enable(dev->port_id);
 399     rte_eth_allmulticast_enable(dev->port_id);
 400
 401     memset(&eth_addr, 0x0, sizeof(eth_addr));
 402     rte_eth_macaddr_get(dev->port_id, &eth_addr);
 403     VLOG_INFO_RL(&rl, "Port %d: "ETH_ADDR_FMT"",
 404                     dev->port_id, ETH_ADDR_ARGS(eth_addr.addr_bytes));
 405
 406     memcpy(dev->hwaddr, eth_addr.addr_bytes, ETH_ADDR_LEN);
 407     rte_eth_link_get_nowait(dev->port_id, &dev->link);
 408
 409     mbp_priv = rte_mempool_get_priv(dev->dpdk_mp->mp);
 410     dev->buf_size = mbp_priv->mbuf_data_room_size - RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
 411
 412     dev->flags = NETDEV_UP | NETDEV_PROMISC;
 413     return 0;
 414 }
 415
 416 static struct netdev_dpdk *
 417 netdev_dpdk_cast(const struct netdev *netdev)
 418 {
 419     return CONTAINER_OF(netdev, struct netdev_dpdk, up);
 420 }
 421
 422 static struct netdev *
 423 netdev_dpdk_alloc(void)
 424 {
 425     struct netdev_dpdk *netdev = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *netdev);
 426     return &netdev->up;
 427 }
 428
 429 static int
 430 netdev_dpdk_construct(struct netdev *netdev_)
 431 {
 432     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 433     unsigned int port_no;
 434     char *cport;
 435     int err;
 436     int i;
 437
 438     if (rte_eal_init_ret) {
 439         return rte_eal_init_ret;
 440     }
 441
 442     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 443     cport = netdev_->name + 4; /* Names always start with "dpdk" */
 444
 445     if (strncmp(netdev_->name, "dpdk", 4)) {
 446         err = ENODEV;
 447         goto unlock_dpdk;
 448     }
 449
 450     port_no = strtol(cport, 0, 0); /* string must be null terminated */
 451
 452     for (i = 0; i < NR_QUEUE; i++) {
 453         rte_spinlock_init(&netdev->tx_q[i].tx_lock);
 454     }
 455
 456     ovs_mutex_init(&netdev->mutex);
 457
 458     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
 459     netdev->flags = 0;
 460
 461     netdev->mtu = ETHER_MTU;
 462     netdev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(netdev->mtu);
 463
 464     /* TODO: need to discover device node at run time. */
 465     netdev->socket_id = SOCKET0;
 466     netdev->port_id = port_no;
 467
 468     netdev->dpdk_mp = dpdk_mp_get(netdev->socket_id, netdev->mtu);
 469     if (!netdev->dpdk_mp) {
 470         err = ENOMEM;
 471         goto unlock_dev;
 472     }
 473
 474     err = dpdk_eth_dev_init(netdev);
 475     if (err) {
 476         goto unlock_dev;
 477     }
 478     netdev_->n_rxq = NR_QUEUE;
 479
 480     list_push_back(&dpdk_list, &netdev->list_node);
 481
 482 unlock_dev:
 483     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
 484 unlock_dpdk:
 485     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 486     return err;
 487 }
 488
 489 static void
 490 netdev_dpdk_destruct(struct netdev *netdev_)
 491 {
 492     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 493
 494     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 495     rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
 496     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 497
 498     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 499     list_remove(&dev->list_node);
 500     dpdk_mp_put(dev->dpdk_mp);
 501     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 502
 503     ovs_mutex_destroy(&dev->mutex);
 504 }
 505
 506 static void
 507 netdev_dpdk_dealloc(struct netdev *netdev_)
 508 {
 509     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 510
 511     rte_free(netdev);
 512 }
 513
 514 static int
 515 netdev_dpdk_get_config(const struct netdev *netdev_, struct smap *args)
 516 {
 517     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 518
 519     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 520
 521     /* TODO: Allow to configure number of queues. */
 522     smap_add_format(args, "configured_rx_queues", "%u", netdev_->n_rxq);
 523     smap_add_format(args, "configured_tx_queues", "%u", netdev_->n_rxq);
 524     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 525
 526     return 0;
 527 }
 528
 529 static struct netdev_rxq *
 530 netdev_dpdk_rxq_alloc(void)
 531 {
 532     struct netdev_rxq_dpdk *rx = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *rx);
 533
 534     return &rx->up;
 535 }
 536
 537 static struct netdev_rxq_dpdk *
 538 netdev_rxq_dpdk_cast(const struct netdev_rxq *rx)
 539 {
 540     return CONTAINER_OF(rx, struct netdev_rxq_dpdk, up);
 541 }
 542
 543 static int
 544 netdev_dpdk_rxq_construct(struct netdev_rxq *rxq_)
 545 {
 546     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 547     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(rx->up.netdev);
 548
 549     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
 550     rx->port_id = netdev->port_id;
 551     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
 552
 553     return 0;
 554 }
 555
 556 static void
 557 netdev_dpdk_rxq_destruct(struct netdev_rxq *rxq_ OVS_UNUSED)
 558 {
 559 }
 560
 561 static void
 562 netdev_dpdk_rxq_dealloc(struct netdev_rxq *rxq_)
 563 {
 564     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 565
 566     rte_free(rx);
 567 }
 568
 569 inline static void
 570 dpdk_queue_flush(struct netdev_dpdk *dev, int qid)
 571 {
 572     struct dpdk_tx_queue *txq = &dev->tx_q[qid];
 573     uint32_t nb_tx;
 574
 575     if (txq->count == 0) {
 576         return;
 577     }
 578     rte_spinlock_lock(&txq->tx_lock);
 579     nb_tx = rte_eth_tx_burst(dev->port_id, qid, txq->burst_pkts, txq->count);
 580     if (nb_tx != txq->count) {
 581         /* free buffers if we couldn't transmit packets */
 582         rte_mempool_put_bulk(dev->dpdk_mp->mp,
 583                              (void **) &txq->burst_pkts[nb_tx],
 584                              (txq->count - nb_tx));
 585     }
 586     txq->count = 0;
 587     rte_spinlock_unlock(&txq->tx_lock);
 588 }
 589
 590 static int
 591 netdev_dpdk_rxq_recv(struct netdev_rxq *rxq_, struct dpif_packet **packets,
 592                      int *c)
 593 {
 594     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 595     struct netdev *netdev = rx->up.netdev;
 596     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 597     int nb_rx;
 598
 599     dpdk_queue_flush(dev, rxq_->queue_id);
 600
 601     nb_rx = rte_eth_rx_burst(rx->port_id, rxq_->queue_id,
 602                              (struct rte_mbuf **) packets,
 603                              MIN((int)NETDEV_MAX_RX_BATCH,
 604                                  (int)MAX_RX_QUEUE_LEN));
 605     if (!nb_rx) {
 606         return EAGAIN;
 607     }
 608
 609     *c = nb_rx;
 610
 611     return 0;
 612 }
 613
 614 inline static void
 615 dpdk_queue_pkts(struct netdev_dpdk *dev, int qid,
 616                struct rte_mbuf **pkts, int cnt)
 617 {
 618     struct dpdk_tx_queue *txq = &dev->tx_q[qid];
 619     uint64_t diff_tsc;
 620     uint64_t cur_tsc;
 621     uint32_t nb_tx;
 622
 623     int i = 0;
 624
 625     rte_spinlock_lock(&txq->tx_lock);
 626     while (i < cnt) {
 627         int freeslots = MAX_TX_QUEUE_LEN - txq->count;
 628         int tocopy = MIN(freeslots, cnt-i);
 629
 630         memcpy(&txq->burst_pkts[txq->count], &pkts[i],
 631                tocopy * sizeof (struct rte_mbuf *));
 632
 633         txq->count += tocopy;
 634         i += tocopy;
 635
 636         if (txq->count == MAX_TX_QUEUE_LEN) {
 637             goto flush;
 638         }
 639         cur_tsc = rte_get_timer_cycles();
 640         if (txq->count == 1) {
 641             txq->tsc = cur_tsc;
 642         }
 643         diff_tsc = cur_tsc - txq->tsc;
 644         if (diff_tsc >= DRAIN_TSC) {
 645             goto flush;
 646         }
 647         continue;
 648
 649     flush:
 650         nb_tx = rte_eth_tx_burst(dev->port_id, qid, txq->burst_pkts,
 651                                  txq->count);
 652         if (nb_tx != txq->count) {
 653             /* free buffers if we couldn't transmit packets */
 654             rte_mempool_put_bulk(dev->dpdk_mp->mp,
 655                                  (void **) &txq->burst_pkts[nb_tx],
 656                                  (txq->count - nb_tx));
 657         }
 658         txq->count = 0;
 659     }
 660     rte_spinlock_unlock(&txq->tx_lock);
 661 }
 662
 663 /* Tx function. Transmit packets indefinitely */
 664 static void
 665 dpdk_do_tx_copy(struct netdev *netdev, struct dpif_packet ** pkts, int cnt)
 666 {
 667     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 668     struct rte_mbuf *mbufs[cnt];
 669     int i, newcnt = 0;
 670
 671     for (i = 0; i < cnt; i++) {
 672         int size = ofpbuf_size(&pkts[i]->ofpbuf);
 673         if (size > dev->max_packet_len) {
 674             VLOG_WARN_RL(&rl, "Too big size %d max_packet_len %d",
 675                          (int)size , dev->max_packet_len);
 676
 677             ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 678             dev->stats.tx_dropped++;
 679             ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 680
 681             continue;
 682         }
 683
 684         mbufs[newcnt] = rte_pktmbuf_alloc(dev->dpdk_mp->mp);
 685
 686         if (!mbufs[newcnt]) {
 687             ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 688             dev->stats.tx_dropped++;
 689             ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 690             return;
 691         }
 692
 693         /* We have to do a copy for now */
 694         memcpy(mbufs[newcnt]->pkt.data, ofpbuf_data(&pkts[i]->ofpbuf), size);
 695
 696         rte_pktmbuf_data_len(mbufs[newcnt]) = size;
 697         rte_pktmbuf_pkt_len(mbufs[newcnt]) = size;
 698
 699         newcnt++;
 700     }
 701
 702     dpdk_queue_pkts(dev, NON_PMD_THREAD_TX_QUEUE, mbufs, newcnt);
 703     dpdk_queue_flush(dev, NON_PMD_THREAD_TX_QUEUE);
 704 }
 705
 706 static int
 707 netdev_dpdk_send(struct netdev *netdev, struct dpif_packet **pkts, int cnt,
 708                  bool may_steal)
 709 {
 710     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 711     int ret;
 712     int i;
 713
 714     if (!may_steal || pkts[0]->ofpbuf.source != OFPBUF_DPDK) {
 715         dpdk_do_tx_copy(netdev, pkts, cnt);
 716
 717         if (may_steal) {
 718             for (i = 0; i < cnt; i++) {
 719                 dpif_packet_delete(pkts[i]);
 720             }
 721         }
 722     } else {
 723         int qid;
 724         int next_tx_idx = 0;
 725         int dropped = 0;
 726
 727         qid = rte_lcore_id() % NR_QUEUE;
 728
 729         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 730             int size = ofpbuf_size(&pkts[i]->ofpbuf);
 731             if (OVS_UNLIKELY(size > dev->max_packet_len)) {
 732                 if (next_tx_idx != i) {
 733                     dpdk_queue_pkts(dev, qid,
 734                                     (struct rte_mbuf **)&pkts[next_tx_idx],
 735                                     i-next_tx_idx);
 736
 737                     VLOG_WARN_RL(&rl, "Too big size %d max_packet_len %d",
 738                                  (int)size , dev->max_packet_len);
 739
 740                     dpif_packet_delete(pkts[i]);
 741                     dropped++;
 742                 }
 743                 next_tx_idx = i + 1;
 744             }
 745         }
 746         if (next_tx_idx != cnt) {
 747            dpdk_queue_pkts(dev, qid,
 748                             (struct rte_mbuf **)&pkts[next_tx_idx],
 749                             cnt-next_tx_idx);
 750         }
 751
 752         if (OVS_UNLIKELY(dropped)) {
 753             ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 754             dev->stats.tx_dropped += dropped;
 755             ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 756         }
 757     }
 758     ret = 0;
 759
 760     return ret;
 761 }
 762
 763 static int
 764 netdev_dpdk_set_etheraddr(struct netdev *netdev,
 765                           const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
 766 {
 767     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 768
 769     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 770     if (!eth_addr_equals(dev->hwaddr, mac)) {
 771         memcpy(dev->hwaddr, mac, ETH_ADDR_LEN);
 772         netdev_change_seq_changed(netdev);
 773     }
 774     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 775
 776     return 0;
 777 }
 778
 779 static int
 780 netdev_dpdk_get_etheraddr(const struct netdev *netdev,
 781                           uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
 782 {
 783     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 784
 785     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 786     memcpy(mac, dev->hwaddr, ETH_ADDR_LEN);
 787     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 788
 789     return 0;
 790 }
 791
 792 static int
 793 netdev_dpdk_get_mtu(const struct netdev *netdev, int *mtup)
 794 {
 795     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 796
 797     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 798     *mtup = dev->mtu;
 799     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 800
 801     return 0;
 802 }
 803
 804 static int
 805 netdev_dpdk_set_mtu(const struct netdev *netdev, int mtu)
 806 {
 807     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 808     int old_mtu, err;
 809     struct dpdk_mp *old_mp;
 810     struct dpdk_mp *mp;
 811
 812     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 813     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 814     if (dev->mtu == mtu) {
 815         err = 0;
 816         goto out;
 817     }
 818
 819     mp = dpdk_mp_get(dev->socket_id, dev->mtu);
 820     if (!mp) {
 821         err = ENOMEM;
 822         goto out;
 823     }
 824
 825     rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
 826
 827     old_mtu = dev->mtu;
 828     old_mp = dev->dpdk_mp;
 829     dev->dpdk_mp = mp;
 830     dev->mtu = mtu;
 831     dev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(dev->mtu);
 832
 833     err = dpdk_eth_dev_init(dev);
 834     if (err) {
 835
 836         dpdk_mp_put(mp);
 837         dev->mtu = old_mtu;
 838         dev->dpdk_mp = old_mp;
 839         dev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(dev->mtu);
 840         dpdk_eth_dev_init(dev);
 841         goto out;
 842     }
 843
 844     dpdk_mp_put(old_mp);
 845     netdev_change_seq_changed(netdev);
 846 out:
 847     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 848     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 849     return err;
 850 }
 851
 852 static int
 853 netdev_dpdk_get_carrier(const struct netdev *netdev_, bool *carrier);
 854
 855 static int
 856 netdev_dpdk_get_stats(const struct netdev *netdev, struct netdev_stats *stats)
 857 {
 858     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 859     struct rte_eth_stats rte_stats;
 860     bool gg;
 861
 862     netdev_dpdk_get_carrier(netdev, &gg);
 863     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 864     rte_eth_stats_get(dev->port_id, &rte_stats);
 865
 866     *stats = dev->stats_offset;
 867
 868     stats->rx_packets += rte_stats.ipackets;
 869     stats->tx_packets += rte_stats.opackets;
 870     stats->rx_bytes += rte_stats.ibytes;
 871     stats->tx_bytes += rte_stats.obytes;
 872     stats->rx_errors += rte_stats.ierrors;
 873     stats->tx_errors += rte_stats.oerrors;
 874     stats->multicast += rte_stats.imcasts;
 875
 876     stats->tx_dropped += dev->stats.tx_dropped;
 877     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 878
 879     return 0;
 880 }
 881
 882 static int
 883 netdev_dpdk_set_stats(struct netdev *netdev, const struct netdev_stats *stats)
 884 {
 885     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 886
 887     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 888     dev->stats_offset = *stats;
 889     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 890
 891     return 0;
 892 }
 893
 894 static int
 895 netdev_dpdk_get_features(const struct netdev *netdev_,
 896                          enum netdev_features *current,
 897                          enum netdev_features *advertised OVS_UNUSED,
 898                          enum netdev_features *supported OVS_UNUSED,
 899                          enum netdev_features *peer OVS_UNUSED)
 900 {
 901     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 902     struct rte_eth_link link;
 903
 904     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 905     link = dev->link;
 906     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 907
 908     if (link.link_duplex == ETH_LINK_AUTONEG_DUPLEX) {
 909         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_AUTONEG) {
 910             *current = NETDEV_F_AUTONEG;
 911         }
 912     } else if (link.link_duplex == ETH_LINK_HALF_DUPLEX) {
 913         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10) {
 914             *current = NETDEV_F_10MB_HD;
 915         }
 916         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_100) {
 917             *current = NETDEV_F_100MB_HD;
 918         }
 919         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_1000) {
 920             *current = NETDEV_F_1GB_HD;
 921         }
 922     } else if (link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) {
 923         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10) {
 924             *current = NETDEV_F_10MB_FD;
 925         }
 926         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_100) {
 927             *current = NETDEV_F_100MB_FD;
 928         }
 929         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_1000) {
 930             *current = NETDEV_F_1GB_FD;
 931         }
 932         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10000) {
 933             *current = NETDEV_F_10GB_FD;
 934         }
 935     }
 936
 937     return 0;
 938 }
 939
 940 static int
 941 netdev_dpdk_get_ifindex(const struct netdev *netdev)
 942 {
 943     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 944     int ifindex;
 945
 946     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 947     ifindex = dev->port_id;
 948     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 949
 950     return ifindex;
 951 }
 952
 953 static int
 954 netdev_dpdk_get_carrier(const struct netdev *netdev_, bool *carrier)
 955 {
 956     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 957
 958     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 959     check_link_status(dev);
 960     *carrier = dev->link.link_status;
 961     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 962
 963     return 0;
 964 }
 965
 966 static long long int
 967 netdev_dpdk_get_carrier_resets(const struct netdev *netdev_)
 968 {
 969     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 970     long long int carrier_resets;
 971
 972     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 973     carrier_resets = dev->link_reset_cnt;
 974     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 975
 976     return carrier_resets;
 977 }
 978
 979 static int
 980 netdev_dpdk_set_miimon(struct netdev *netdev_ OVS_UNUSED,
 981                        long long int interval OVS_UNUSED)
 982 {
 983     return 0;
 984 }
 985
 986 static int
 987 netdev_dpdk_update_flags__(struct netdev_dpdk *dev,
 988                            enum netdev_flags off, enum netdev_flags on,
 989                            enum netdev_flags *old_flagsp)
 990     OVS_REQUIRES(dev->mutex)
 991 {
 992     int err;
 993
 994     if ((off | on) & ~(NETDEV_UP | NETDEV_PROMISC)) {
 995         return EINVAL;
 996     }
 997
 998     *old_flagsp = dev->flags;
 999     dev->flags |= on;
1000     dev->flags &= ~off;
1001
1002     if (dev->flags == *old_flagsp) {
1003         return 0;
1004     }
1005
1006     if (dev->flags & NETDEV_UP) {
1007         err = rte_eth_dev_start(dev->port_id);
1008         if (err)
1009             return err;
1010     }
1011
1012     if (dev->flags & NETDEV_PROMISC) {
1013         rte_eth_promiscuous_enable(dev->port_id);
1014     }
1015
1016     if (!(dev->flags & NETDEV_UP)) {
1017         rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
1018     }
1019
1020     return 0;
1021 }
1022
1023 static int
1024 netdev_dpdk_update_flags(struct netdev *netdev_,
1025                          enum netdev_flags off, enum netdev_flags on,
1026                          enum netdev_flags *old_flagsp)
1027 {
1028     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
1029     int error;
1030
1031     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
1032     error = netdev_dpdk_update_flags__(netdev, off, on, old_flagsp);
1033     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
1034
1035     return error;
1036 }
1037
1038 static int
1039 netdev_dpdk_get_status(const struct netdev *netdev_, struct smap *args)
1040 {
1041     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
1042     struct rte_eth_dev_info dev_info;
1043
1044     if (dev->port_id <= 0)
1045         return ENODEV;
1046
1047     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
1048     rte_eth_dev_info_get(dev->port_id, &dev_info);
1049     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
1050
1051     smap_add_format(args, "driver_name", "%s", dev_info.driver_name);
1052
1053     smap_add_format(args, "numa_id", "%d", rte_eth_dev_socket_id(dev->port_id));
1054     smap_add_format(args, "driver_name", "%s", dev_info.driver_name);
1055     smap_add_format(args, "min_rx_bufsize", "%u", dev_info.min_rx_bufsize);
1056     smap_add_format(args, "max_rx_pktlen", "%u", dev_info.max_rx_pktlen);
1057     smap_add_format(args, "max_rx_queues", "%u", dev_info.max_rx_queues);
1058     smap_add_format(args, "max_tx_queues", "%u", dev_info.max_tx_queues);
1059     smap_add_format(args, "max_mac_addrs", "%u", dev_info.max_mac_addrs);
1060     smap_add_format(args, "max_hash_mac_addrs", "%u", dev_info.max_hash_mac_addrs);
1061     smap_add_format(args, "max_vfs", "%u", dev_info.max_vfs);
1062     smap_add_format(args, "max_vmdq_pools", "%u", dev_info.max_vmdq_pools);
1063
1064     smap_add_format(args, "pci-vendor_id", "0x%u", dev_info.pci_dev->id.vendor_id);
1065     smap_add_format(args, "pci-device_id", "0x%x", dev_info.pci_dev->id.device_id);
1066
1067     return 0;
1068 }
1069
1070 static void
1071 netdev_dpdk_set_admin_state__(struct netdev_dpdk *dev, bool admin_state)
1072     OVS_REQUIRES(dev->mutex)
1073 {
1074     enum netdev_flags old_flags;
1075
1076     if (admin_state) {
1077         netdev_dpdk_update_flags__(dev, 0, NETDEV_UP, &old_flags);
1078     } else {
1079         netdev_dpdk_update_flags__(dev, NETDEV_UP, 0, &old_flags);
1080     }
1081 }
1082
1083 static void
1084 netdev_dpdk_set_admin_state(struct unixctl_conn *conn, int argc,
1085                             const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
1086 {
1087     bool up;
1088
1089     if (!strcasecmp(argv[argc - 1], "up")) {
1090         up = true;
1091     } else if ( !strcasecmp(argv[argc - 1], "down")) {
1092         up = false;
1093     } else {
1094         unixctl_command_reply_error(conn, "Invalid Admin State");
1095         return;
1096     }
1097
1098     if (argc > 2) {
1099         struct netdev *netdev = netdev_from_name(argv[1]);
1100         if (netdev && is_dpdk_class(netdev->netdev_class)) {
1101             struct netdev_dpdk *dpdk_dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
1102
1103             ovs_mutex_lock(&dpdk_dev->mutex);
1104             netdev_dpdk_set_admin_state__(dpdk_dev, up);
1105             ovs_mutex_unlock(&dpdk_dev->mutex);
1106
1107             netdev_close(netdev);
1108         } else {
1109             unixctl_command_reply_error(conn, "Not a DPDK Interface");
1110             netdev_close(netdev);
1111             return;
1112         }
1113     } else {
1114         struct netdev_dpdk *netdev;
1115
1116         ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
1117         LIST_FOR_EACH (netdev, list_node, &dpdk_list) {
1118             ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
1119             netdev_dpdk_set_admin_state__(netdev, up);
1120             ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
1121         }
1122         ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
1123     }
1124     unixctl_command_reply(conn, "OK");
1125 }
1126
1127 static int
1128 dpdk_class_init(void)
1129 {
1130     int result;
1131
1132     if (rte_eal_init_ret) {
1133         return 0;
1134     }
1135
1136     result = rte_pmd_init_all();
1137     if (result) {
1138         VLOG_ERR("Cannot init PMD");
1139         return result;
1140     }
1141
1142     result = rte_eal_pci_probe();
1143     if (result) {
1144         VLOG_ERR("Cannot probe PCI");
1145         return result;
1146     }
1147
1148     if (rte_eth_dev_count() < 1) {
1149         VLOG_ERR("No Ethernet devices found. Try assigning ports to UIO.");
1150     }
1151
1152     VLOG_INFO("Ethernet Device Count: %d", (int)rte_eth_dev_count());
1153
1154     list_init(&dpdk_list);
1155     list_init(&dpdk_mp_list);
1156
1157     unixctl_command_register("netdev-dpdk/set-admin-state",
1158                              "[netdev] up|down", 1, 2,
1159                              netdev_dpdk_set_admin_state, NULL);
1160
1161     ovs_thread_create("dpdk_watchdog", dpdk_watchdog, NULL);
1162     return 0;
1163 }
1164
1165 static struct netdev_class netdev_dpdk_class = {
1166     "dpdk",
1167     dpdk_class_init,            /* init */
1168     NULL,                       /* netdev_dpdk_run */
1169     NULL,                       /* netdev_dpdk_wait */
1170
1171     netdev_dpdk_alloc,
1172     netdev_dpdk_construct,
1173     netdev_dpdk_destruct,
1174     netdev_dpdk_dealloc,
1175     netdev_dpdk_get_config,
1176     NULL,                       /* netdev_dpdk_set_config */
1177     NULL,                       /* get_tunnel_config */
1178
1179     netdev_dpdk_send,           /* send */
1180     NULL,                       /* send_wait */
1181
1182     netdev_dpdk_set_etheraddr,
1183     netdev_dpdk_get_etheraddr,
1184     netdev_dpdk_get_mtu,
1185     netdev_dpdk_set_mtu,
1186     netdev_dpdk_get_ifindex,
1187     netdev_dpdk_get_carrier,
1188     netdev_dpdk_get_carrier_resets,
1189     netdev_dpdk_set_miimon,
1190     netdev_dpdk_get_stats,
1191     netdev_dpdk_set_stats,
1192     netdev_dpdk_get_features,
1193     NULL,                       /* set_advertisements */
1194
1195     NULL,                       /* set_policing */
1196     NULL,                       /* get_qos_types */
1197     NULL,                       /* get_qos_capabilities */
1198     NULL,                       /* get_qos */
1199     NULL,                       /* set_qos */
1200     NULL,                       /* get_queue */
1201     NULL,                       /* set_queue */
1202     NULL,                       /* delete_queue */
1203     NULL,                       /* get_queue_stats */
1204     NULL,                       /* queue_dump_start */
1205     NULL,                       /* queue_dump_next */
1206     NULL,                       /* queue_dump_done */
1207     NULL,                       /* dump_queue_stats */
1208
1209     NULL,                       /* get_in4 */
1210     NULL,                       /* set_in4 */
1211     NULL,                       /* get_in6 */
1212     NULL,                       /* add_router */
1213     NULL,                       /* get_next_hop */
1214     netdev_dpdk_get_status,
1215     NULL,                       /* arp_lookup */
1216
1217     netdev_dpdk_update_flags,
1218
1219     netdev_dpdk_rxq_alloc,
1220     netdev_dpdk_rxq_construct,
1221     netdev_dpdk_rxq_destruct,
1222     netdev_dpdk_rxq_dealloc,
1223     netdev_dpdk_rxq_recv,
1224     NULL,                       /* rxq_wait */
1225     NULL,                       /* rxq_drain */
1226 };
1227
1228 int
1229 dpdk_init(int argc, char **argv)
1230 {
1231     int result;
1232
1233     if (argc < 2 || strcmp(argv[1], "--dpdk"))
1234         return 0;
1235
1236     /* Make sure program name passed to rte_eal_init() is vswitchd. */
1237     argv[1] = argv[0];
1238
1239     argc--;
1240     argv++;
1241
1242     /* Make sure things are initialized ... */
1243     result = rte_eal_init(argc, argv);
1244     if (result < 0)
1245         ovs_abort(result, "Cannot init EAL\n");
1246
1247     rte_memzone_dump();
1248     rte_eal_init_ret = 0;
1249
1250     if (argc > result)
1251         argv[result] = argv[0];
1252
1253     return result + 1;
1254 }
1255
1256 void
1257 netdev_dpdk_register(void)
1258 {
1259     netdev_register_provider(&netdev_dpdk_class);
1260 }
1261
1262 int
1263 pmd_thread_setaffinity_cpu(int cpu)
1264 {
1265     cpu_set_t cpuset;
1266     int err;
1267
1268     CPU_ZERO(&cpuset);
1269     CPU_SET(cpu, &cpuset);
1270     err = pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
1271     if (err) {
1272         VLOG_ERR("Thread affinity error %d",err);
1273         return err;
1274     }
1275     RTE_PER_LCORE(_lcore_id) = cpu;
1276
1277     return 0;
1278 }