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 "packets.h"
  42 #include "shash.h"
  43 #include "sset.h"
  44 #include "unaligned.h"
  45 #include "timeval.h"
  46 #include "unixctl.h"
  47 #include "vlog.h"
  48
  49 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpdk);
  50 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
  51
  52 #define DPDK_PORT_WATCHDOG_INTERVAL 5
  53
  54 #define OVS_CACHE_LINE_SIZE CACHE_LINE_SIZE
  55 #define OVS_VPORT_DPDK "ovs_dpdk"
  56
  57 /*
  58  * need to reserve tons of extra space in the mbufs so we can align the
  59  * DMA addresses to 4KB.
  60  */
  61
  62 #define MTU_TO_MAX_LEN(mtu)  ((mtu) + ETHER_HDR_LEN + ETHER_CRC_LEN)
  63 #define MBUF_SIZE(mtu)       (MTU_TO_MAX_LEN(mtu) + (512) + \
  64                              sizeof(struct rte_mbuf) + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
  65
  66 /* TODO: mempool size should be based on system resources. */
  67 #define NB_MBUF              (4096 * 64)
  68 #define MP_CACHE_SZ          (256 * 2)
  69 #define SOCKET0              0
  70
  71 #define NON_PMD_THREAD_TX_QUEUE 0
  72
  73 /* TODO: Needs per NIC value for these constants. */
  74 #define RX_PTHRESH 32 /* Default values of RX prefetch threshold reg. */
  75 #define RX_HTHRESH 32 /* Default values of RX host threshold reg. */
  76 #define RX_WTHRESH 16 /* Default values of RX write-back threshold reg. */
  77
  78 #define TX_PTHRESH 36 /* Default values of TX prefetch threshold reg. */
  79 #define TX_HTHRESH 0  /* Default values of TX host threshold reg. */
  80 #define TX_WTHRESH 0  /* Default values of TX write-back threshold reg. */
  81
  82 static const struct rte_eth_conf port_conf = {
  83         .rxmode = {
  84                 .mq_mode = ETH_MQ_RX_RSS,
  85                 .split_hdr_size = 0,
  86                 .header_split   = 0, /* Header Split disabled */
  87                 .hw_ip_checksum = 0, /* IP checksum offload disabled */
  88                 .hw_vlan_filter = 0, /* VLAN filtering disabled */
  89                 .jumbo_frame    = 0, /* Jumbo Frame Support disabled */
  90                 .hw_strip_crc   = 0,
  91         },
  92         .rx_adv_conf = {
  93                 .rss_conf = {
  94                         .rss_key = NULL,
  95                         .rss_hf = ETH_RSS_IPV4_TCP | ETH_RSS_IPV4 | ETH_RSS_IPV6,
  96                 },
  97         },
  98         .txmode = {
  99                 .mq_mode = ETH_MQ_TX_NONE,
 100         },
 101 };
 102
 103 static const struct rte_eth_rxconf rx_conf = {
 104         .rx_thresh = {
 105                 .pthresh = RX_PTHRESH,
 106                 .hthresh = RX_HTHRESH,
 107                 .wthresh = RX_WTHRESH,
 108         },
 109 };
 110
 111 static const struct rte_eth_txconf tx_conf = {
 112         .tx_thresh = {
 113                 .pthresh = TX_PTHRESH,
 114                 .hthresh = TX_HTHRESH,
 115                 .wthresh = TX_WTHRESH,
 116         },
 117         .tx_free_thresh = 0,
 118         .tx_rs_thresh = 0,
 119 };
 120
 121 enum { MAX_RX_QUEUE_LEN = 64 };
 122 enum { MAX_TX_QUEUE_LEN = 64 };
 123 enum { DRAIN_TSC = 200000ULL };
 124
 125 static int rte_eal_init_ret = ENODEV;
 126
 127 static struct ovs_mutex dpdk_mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
 128
 129 /* Contains all 'struct dpdk_dev's. */
 130 static struct list dpdk_list OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex)
 131     = LIST_INITIALIZER(&dpdk_list);
 132
 133 static struct list dpdk_mp_list OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex)
 134     = LIST_INITIALIZER(&dpdk_mp_list);
 135
 136 struct dpdk_mp {
 137     struct rte_mempool *mp;
 138     int mtu;
 139     int socket_id;
 140     int refcount;
 141     struct list list_node OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex);
 142 };
 143
 144 struct dpdk_tx_queue {
 145     rte_spinlock_t tx_lock;
 146     int count;
 147     uint64_t tsc;
 148     struct rte_mbuf *burst_pkts[MAX_TX_QUEUE_LEN];
 149 };
 150
 151 struct netdev_dpdk {
 152     struct netdev up;
 153     int port_id;
 154     int max_packet_len;
 155
 156     struct dpdk_tx_queue tx_q[NR_QUEUE];
 157
 158     struct ovs_mutex mutex OVS_ACQ_AFTER(dpdk_mutex);
 159
 160     struct dpdk_mp *dpdk_mp;
 161     int mtu;
 162     int socket_id;
 163     int buf_size;
 164     struct netdev_stats stats_offset;
 165     struct netdev_stats stats;
 166
 167     uint8_t hwaddr[ETH_ADDR_LEN];
 168     enum netdev_flags flags;
 169
 170     struct rte_eth_link link;
 171     int link_reset_cnt;
 172
 173     /* In dpdk_list. */
 174     struct list list_node OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex);
 175 };
 176
 177 struct netdev_rxq_dpdk {
 178     struct netdev_rxq up;
 179     int port_id;
 180 };
 181
 182 static int netdev_dpdk_construct(struct netdev *);
 183
 184 static bool
 185 is_dpdk_class(const struct netdev_class *class)
 186 {
 187     return class->construct == netdev_dpdk_construct;
 188 }
 189
 190 /* TODO: use dpdk malloc for entire OVS. infact huge page shld be used
 191  * for all other sengments data, bss and text. */
 192
 193 static void *
 194 dpdk_rte_mzalloc(size_t sz)
 195 {
 196     void *ptr;
 197
 198     ptr = rte_zmalloc(OVS_VPORT_DPDK, sz, OVS_CACHE_LINE_SIZE);
 199     if (ptr == NULL) {
 200         out_of_memory();
 201     }
 202     return ptr;
 203 }
 204
 205 void
 206 free_dpdk_buf(struct ofpbuf *b)
 207 {
 208     struct rte_mbuf *pkt = (struct rte_mbuf *) b->dpdk_buf;
 209
 210     rte_mempool_put(pkt->pool, pkt);
 211 }
 212
 213 static void
 214 __rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp,
 215                    void *opaque_arg OVS_UNUSED,
 216                    void *_m,
 217                    unsigned i OVS_UNUSED)
 218 {
 219     struct rte_mbuf *m = _m;
 220     uint32_t buf_len = mp->elt_size - sizeof(struct ofpbuf);
 221
 222     RTE_MBUF_ASSERT(mp->elt_size >= sizeof(struct ofpbuf));
 223
 224     memset(m, 0, mp->elt_size);
 225
 226     /* start of buffer is just after mbuf structure */
 227     m->buf_addr = (char *)m + sizeof(struct ofpbuf);
 228     m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) +
 229                     sizeof(struct ofpbuf);
 230     m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
 231
 232     /* keep some headroom between start of buffer and data */
 233     m->pkt.data = (char*) m->buf_addr + RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, m->buf_len);
 234
 235     /* init some constant fields */
 236     m->type = RTE_MBUF_PKT;
 237     m->pool = mp;
 238     m->pkt.nb_segs = 1;
 239     m->pkt.in_port = 0xff;
 240 }
 241
 242 static void
 243 ovs_rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp,
 244                      void *opaque_arg OVS_UNUSED,
 245                      void *_m,
 246                      unsigned i OVS_UNUSED)
 247 {
 248     struct rte_mbuf *m = _m;
 249
 250     __rte_pktmbuf_init(mp, opaque_arg, _m, i);
 251
 252     ofpbuf_init_dpdk((struct ofpbuf *) m, m->buf_len);
 253 }
 254
 255 static struct dpdk_mp *
 256 dpdk_mp_get(int socket_id, int mtu) OVS_REQUIRES(dpdk_mutex)
 257 {
 258     struct dpdk_mp *dmp = NULL;
 259     char mp_name[RTE_MEMPOOL_NAMESIZE];
 260
 261     LIST_FOR_EACH (dmp, list_node, &dpdk_mp_list) {
 262         if (dmp->socket_id == socket_id && dmp->mtu == mtu) {
 263             dmp->refcount++;
 264             return dmp;
 265         }
 266     }
 267
 268     dmp = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *dmp);
 269     dmp->socket_id = socket_id;
 270     dmp->mtu = mtu;
 271     dmp->refcount = 1;
 272
 273     snprintf(mp_name, RTE_MEMPOOL_NAMESIZE, "ovs_mp_%d", dmp->mtu);
 274     dmp->mp = rte_mempool_create(mp_name, NB_MBUF, MBUF_SIZE(mtu),
 275                                  MP_CACHE_SZ,
 276                                  sizeof(struct rte_pktmbuf_pool_private),
 277                                  rte_pktmbuf_pool_init, NULL,
 278                                  ovs_rte_pktmbuf_init, NULL,
 279                                  socket_id, 0);
 280
 281     if (dmp->mp == NULL) {
 282         return NULL;
 283     }
 284
 285     list_push_back(&dpdk_mp_list, &dmp->list_node);
 286     return dmp;
 287 }
 288
 289 static void
 290 dpdk_mp_put(struct dpdk_mp *dmp)
 291 {
 292
 293     if (!dmp) {
 294         return;
 295     }
 296
 297     dmp->refcount--;
 298     ovs_assert(dmp->refcount >= 0);
 299
 300 #if 0
 301     /* I could not find any API to destroy mp. */
 302     if (dmp->refcount == 0) {
 303         list_delete(dmp->list_node);
 304         /* destroy mp-pool. */
 305     }
 306 #endif
 307 }
 308
 309 static void
 310 check_link_status(struct netdev_dpdk *dev)
 311 {
 312     struct rte_eth_link link;
 313
 314     rte_eth_link_get_nowait(dev->port_id, &link);
 315
 316     if (dev->link.link_status != link.link_status) {
 317         netdev_change_seq_changed(&dev->up);
 318
 319         dev->link_reset_cnt++;
 320         dev->link = link;
 321         if (dev->link.link_status) {
 322             VLOG_DBG_RL(&rl, "Port %d Link Up - speed %u Mbps - %s",
 323                         dev->port_id, (unsigned)dev->link.link_speed,
 324                         (dev->link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) ?
 325                          ("full-duplex") : ("half-duplex"));
 326         } else {
 327             VLOG_DBG_RL(&rl, "Port %d Link Down", dev->port_id);
 328         }
 329     }
 330 }
 331
 332 static void *
 333 dpdk_watchdog(void *dummy OVS_UNUSED)
 334 {
 335     struct netdev_dpdk *dev;
 336
 337     pthread_detach(pthread_self());
 338
 339     for (;;) {
 340         ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 341         LIST_FOR_EACH (dev, list_node, &dpdk_list) {
 342             ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 343             check_link_status(dev);
 344             ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 345         }
 346         ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 347         xsleep(DPDK_PORT_WATCHDOG_INTERVAL);
 348     }
 349
 350     return NULL;
 351 }
 352
 353 static int
 354 dpdk_eth_dev_init(struct netdev_dpdk *dev) OVS_REQUIRES(dpdk_mutex)
 355 {
 356     struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
 357     struct ether_addr eth_addr;
 358     int diag;
 359     int i;
 360
 361     if (dev->port_id < 0 || dev->port_id >= rte_eth_dev_count()) {
 362         return -ENODEV;
 363     }
 364
 365     diag = rte_eth_dev_configure(dev->port_id, NR_QUEUE, NR_QUEUE,  &port_conf);
 366     if (diag) {
 367         VLOG_ERR("eth dev config error %d",diag);
 368         return diag;
 369     }
 370
 371     for (i = 0; i < NR_QUEUE; i++) {
 372         diag = rte_eth_tx_queue_setup(dev->port_id, i, MAX_TX_QUEUE_LEN,
 373                                       dev->socket_id, &tx_conf);
 374         if (diag) {
 375             VLOG_ERR("eth dev tx queue setup error %d",diag);
 376             return diag;
 377         }
 378     }
 379
 380     for (i = 0; i < NR_QUEUE; i++) {
 381         diag = rte_eth_rx_queue_setup(dev->port_id, i, MAX_RX_QUEUE_LEN,
 382                                       dev->socket_id,
 383                                       &rx_conf, dev->dpdk_mp->mp);
 384         if (diag) {
 385             VLOG_ERR("eth dev rx queue setup error %d",diag);
 386             return diag;
 387         }
 388     }
 389
 390     diag = rte_eth_dev_start(dev->port_id);
 391     if (diag) {
 392         VLOG_ERR("eth dev start error %d",diag);
 393         return diag;
 394     }
 395
 396     rte_eth_promiscuous_enable(dev->port_id);
 397     rte_eth_allmulticast_enable(dev->port_id);
 398
 399     memset(&eth_addr, 0x0, sizeof(eth_addr));
 400     rte_eth_macaddr_get(dev->port_id, &eth_addr);
 401     VLOG_INFO_RL(&rl, "Port %d: "ETH_ADDR_FMT"",
 402                     dev->port_id, ETH_ADDR_ARGS(eth_addr.addr_bytes));
 403
 404     memcpy(dev->hwaddr, eth_addr.addr_bytes, ETH_ADDR_LEN);
 405     rte_eth_link_get_nowait(dev->port_id, &dev->link);
 406
 407     mbp_priv = rte_mempool_get_priv(dev->dpdk_mp->mp);
 408     dev->buf_size = mbp_priv->mbuf_data_room_size - RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
 409
 410     dev->flags = NETDEV_UP | NETDEV_PROMISC;
 411     return 0;
 412 }
 413
 414 static struct netdev_dpdk *
 415 netdev_dpdk_cast(const struct netdev *netdev)
 416 {
 417     return CONTAINER_OF(netdev, struct netdev_dpdk, up);
 418 }
 419
 420 static struct netdev *
 421 netdev_dpdk_alloc(void)
 422 {
 423     struct netdev_dpdk *netdev = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *netdev);
 424     return &netdev->up;
 425 }
 426
 427 static int
 428 netdev_dpdk_construct(struct netdev *netdev_)
 429 {
 430     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 431     unsigned int port_no;
 432     char *cport;
 433     int err;
 434     int i;
 435
 436     if (rte_eal_init_ret) {
 437         return rte_eal_init_ret;
 438     }
 439
 440     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 441     cport = netdev_->name + 4; /* Names always start with "dpdk" */
 442
 443     if (strncmp(netdev_->name, "dpdk", 4)) {
 444         err = ENODEV;
 445         goto unlock_dpdk;
 446     }
 447
 448     port_no = strtol(cport, 0, 0); /* string must be null terminated */
 449
 450     for (i = 0; i < NR_QUEUE; i++) {
 451         rte_spinlock_init(&netdev->tx_q[i].tx_lock);
 452     }
 453
 454     ovs_mutex_init(&netdev->mutex);
 455
 456     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
 457     netdev->flags = 0;
 458
 459     netdev->mtu = ETHER_MTU;
 460     netdev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(netdev->mtu);
 461
 462     /* TODO: need to discover device node at run time. */
 463     netdev->socket_id = SOCKET0;
 464     netdev->port_id = port_no;
 465
 466     netdev->dpdk_mp = dpdk_mp_get(netdev->socket_id, netdev->mtu);
 467     if (!netdev->dpdk_mp) {
 468         err = ENOMEM;
 469         goto unlock_dev;
 470     }
 471
 472     err = dpdk_eth_dev_init(netdev);
 473     if (err) {
 474         goto unlock_dev;
 475     }
 476     netdev_->n_rxq = NR_QUEUE;
 477
 478     list_push_back(&dpdk_list, &netdev->list_node);
 479
 480 unlock_dev:
 481     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
 482 unlock_dpdk:
 483     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 484     return err;
 485 }
 486
 487 static void
 488 netdev_dpdk_destruct(struct netdev *netdev_)
 489 {
 490     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 491
 492     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 493     rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
 494     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 495
 496     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 497     list_remove(&dev->list_node);
 498     dpdk_mp_put(dev->dpdk_mp);
 499     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 500
 501     ovs_mutex_destroy(&dev->mutex);
 502 }
 503
 504 static void
 505 netdev_dpdk_dealloc(struct netdev *netdev_)
 506 {
 507     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 508
 509     rte_free(netdev);
 510 }
 511
 512 static int
 513 netdev_dpdk_get_config(const struct netdev *netdev_, struct smap *args)
 514 {
 515     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 516
 517     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 518
 519     /* TODO: Allow to configure number of queues. */
 520     smap_add_format(args, "configured_rx_queues", "%u", netdev_->n_rxq);
 521     smap_add_format(args, "configured_tx_queues", "%u", netdev_->n_rxq);
 522     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 523
 524     return 0;
 525 }
 526
 527 static struct netdev_rxq *
 528 netdev_dpdk_rxq_alloc(void)
 529 {
 530     struct netdev_rxq_dpdk *rx = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *rx);
 531
 532     return &rx->up;
 533 }
 534
 535 static struct netdev_rxq_dpdk *
 536 netdev_rxq_dpdk_cast(const struct netdev_rxq *rx)
 537 {
 538     return CONTAINER_OF(rx, struct netdev_rxq_dpdk, up);
 539 }
 540
 541 static int
 542 netdev_dpdk_rxq_construct(struct netdev_rxq *rxq_)
 543 {
 544     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 545     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(rx->up.netdev);
 546
 547     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
 548     rx->port_id = netdev->port_id;
 549     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
 550
 551     return 0;
 552 }
 553
 554 static void
 555 netdev_dpdk_rxq_destruct(struct netdev_rxq *rxq_ OVS_UNUSED)
 556 {
 557 }
 558
 559 static void
 560 netdev_dpdk_rxq_dealloc(struct netdev_rxq *rxq_)
 561 {
 562     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 563
 564     rte_free(rx);
 565 }
 566
 567 inline static void
 568 dpdk_queue_flush(struct netdev_dpdk *dev, int qid)
 569 {
 570     struct dpdk_tx_queue *txq = &dev->tx_q[qid];
 571     uint32_t nb_tx;
 572
 573     if (txq->count == 0) {
 574         return;
 575     }
 576     rte_spinlock_lock(&txq->tx_lock);
 577     nb_tx = rte_eth_tx_burst(dev->port_id, qid, txq->burst_pkts, txq->count);
 578     if (nb_tx != txq->count) {
 579         /* free buffers if we couldn't transmit packets */
 580         rte_mempool_put_bulk(dev->dpdk_mp->mp,
 581                              (void **) &txq->burst_pkts[nb_tx],
 582                              (txq->count - nb_tx));
 583     }
 584     txq->count = 0;
 585     rte_spinlock_unlock(&txq->tx_lock);
 586 }
 587
 588 static int
 589 netdev_dpdk_rxq_recv(struct netdev_rxq *rxq_, struct ofpbuf **packets, int *c)
 590 {
 591     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 592     struct netdev *netdev = rx->up.netdev;
 593     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 594     int nb_rx;
 595
 596     dpdk_queue_flush(dev, rxq_->queue_id);
 597
 598     nb_rx = rte_eth_rx_burst(rx->port_id, rxq_->queue_id,
 599                              (struct rte_mbuf **) packets,
 600                              MIN((int)NETDEV_MAX_RX_BATCH,
 601                                  (int)MAX_RX_QUEUE_LEN));
 602     if (!nb_rx) {
 603         return EAGAIN;
 604     }
 605
 606     *c = nb_rx;
 607
 608     return 0;
 609 }
 610
 611 inline static void
 612 dpdk_queue_pkt(struct netdev_dpdk *dev, int qid,
 613                struct rte_mbuf *pkt)
 614 {
 615     struct dpdk_tx_queue *txq = &dev->tx_q[qid];
 616     uint64_t diff_tsc;
 617     uint64_t cur_tsc;
 618     uint32_t nb_tx;
 619
 620     rte_spinlock_lock(&txq->tx_lock);
 621     txq->burst_pkts[txq->count++] = pkt;
 622     if (txq->count == MAX_TX_QUEUE_LEN) {
 623         goto flush;
 624     }
 625     cur_tsc = rte_get_timer_cycles();
 626     if (txq->count == 1) {
 627         txq->tsc = cur_tsc;
 628     }
 629     diff_tsc = cur_tsc - txq->tsc;
 630     if (diff_tsc >= DRAIN_TSC) {
 631         goto flush;
 632     }
 633     rte_spinlock_unlock(&txq->tx_lock);
 634     return;
 635
 636 flush:
 637     nb_tx = rte_eth_tx_burst(dev->port_id, qid, txq->burst_pkts, txq->count);
 638     if (nb_tx != txq->count) {
 639         /* free buffers if we couldn't transmit packets */
 640         rte_mempool_put_bulk(dev->dpdk_mp->mp,
 641                              (void **) &txq->burst_pkts[nb_tx],
 642                              (txq->count - nb_tx));
 643     }
 644     txq->count = 0;
 645     rte_spinlock_unlock(&txq->tx_lock);
 646 }
 647
 648 /* Tx function. Transmit packets indefinitely */
 649 static void
 650 dpdk_do_tx_copy(struct netdev *netdev, char *buf, int size)
 651 {
 652     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 653     struct rte_mbuf *pkt;
 654
 655     pkt = rte_pktmbuf_alloc(dev->dpdk_mp->mp);
 656     if (!pkt) {
 657         ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 658         dev->stats.tx_dropped++;
 659         ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 660         return;
 661     }
 662
 663     /* We have to do a copy for now */
 664     memcpy(pkt->pkt.data, buf, size);
 665
 666     rte_pktmbuf_data_len(pkt) = size;
 667     rte_pktmbuf_pkt_len(pkt) = size;
 668
 669     dpdk_queue_pkt(dev, NON_PMD_THREAD_TX_QUEUE, pkt);
 670     dpdk_queue_flush(dev, NON_PMD_THREAD_TX_QUEUE);
 671 }
 672
 673 static int
 674 netdev_dpdk_send(struct netdev *netdev,
 675                  struct ofpbuf *ofpbuf, bool may_steal)
 676 {
 677     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 678     int ret;
 679
 680     if (ofpbuf_size(ofpbuf) > dev->max_packet_len) {
 681         VLOG_WARN_RL(&rl, "Too big size %d max_packet_len %d",
 682                      (int)ofpbuf_size(ofpbuf) , dev->max_packet_len);
 683
 684         ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 685         dev->stats.tx_dropped++;
 686         ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 687
 688         ret = E2BIG;
 689         goto out;
 690     }
 691
 692     if (!may_steal || ofpbuf->source != OFPBUF_DPDK) {
 693         dpdk_do_tx_copy(netdev, (char *) ofpbuf_data(ofpbuf), ofpbuf_size(ofpbuf));
 694
 695         if (may_steal) {
 696             ofpbuf_delete(ofpbuf);
 697         }
 698     } else {
 699         int qid;
 700
 701         qid = rte_lcore_id() % NR_QUEUE;
 702
 703         dpdk_queue_pkt(dev, qid, (struct rte_mbuf *)ofpbuf);
 704
 705     }
 706     ret = 0;
 707
 708 out:
 709     return ret;
 710 }
 711
 712 static int
 713 netdev_dpdk_set_etheraddr(struct netdev *netdev,
 714                           const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
 715 {
 716     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 717
 718     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 719     if (!eth_addr_equals(dev->hwaddr, mac)) {
 720         memcpy(dev->hwaddr, mac, ETH_ADDR_LEN);
 721         netdev_change_seq_changed(netdev);
 722     }
 723     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 724
 725     return 0;
 726 }
 727
 728 static int
 729 netdev_dpdk_get_etheraddr(const struct netdev *netdev,
 730                           uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
 731 {
 732     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 733
 734     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 735     memcpy(mac, dev->hwaddr, ETH_ADDR_LEN);
 736     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 737
 738     return 0;
 739 }
 740
 741 static int
 742 netdev_dpdk_get_mtu(const struct netdev *netdev, int *mtup)
 743 {
 744     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 745
 746     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 747     *mtup = dev->mtu;
 748     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 749
 750     return 0;
 751 }
 752
 753 static int
 754 netdev_dpdk_set_mtu(const struct netdev *netdev, int mtu)
 755 {
 756     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 757     int old_mtu, err;
 758     struct dpdk_mp *old_mp;
 759     struct dpdk_mp *mp;
 760
 761     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 762     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 763     if (dev->mtu == mtu) {
 764         err = 0;
 765         goto out;
 766     }
 767
 768     mp = dpdk_mp_get(dev->socket_id, dev->mtu);
 769     if (!mp) {
 770         err = ENOMEM;
 771         goto out;
 772     }
 773
 774     rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
 775
 776     old_mtu = dev->mtu;
 777     old_mp = dev->dpdk_mp;
 778     dev->dpdk_mp = mp;
 779     dev->mtu = mtu;
 780     dev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(dev->mtu);
 781
 782     err = dpdk_eth_dev_init(dev);
 783     if (err) {
 784
 785         dpdk_mp_put(mp);
 786         dev->mtu = old_mtu;
 787         dev->dpdk_mp = old_mp;
 788         dev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(dev->mtu);
 789         dpdk_eth_dev_init(dev);
 790         goto out;
 791     }
 792
 793     dpdk_mp_put(old_mp);
 794     netdev_change_seq_changed(netdev);
 795 out:
 796     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 797     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 798     return err;
 799 }
 800
 801 static int
 802 netdev_dpdk_get_carrier(const struct netdev *netdev_, bool *carrier);
 803
 804 static int
 805 netdev_dpdk_get_stats(const struct netdev *netdev, struct netdev_stats *stats)
 806 {
 807     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 808     struct rte_eth_stats rte_stats;
 809     bool gg;
 810
 811     netdev_dpdk_get_carrier(netdev, &gg);
 812     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 813     rte_eth_stats_get(dev->port_id, &rte_stats);
 814
 815     *stats = dev->stats_offset;
 816
 817     stats->rx_packets += rte_stats.ipackets;
 818     stats->tx_packets += rte_stats.opackets;
 819     stats->rx_bytes += rte_stats.ibytes;
 820     stats->tx_bytes += rte_stats.obytes;
 821     stats->rx_errors += rte_stats.ierrors;
 822     stats->tx_errors += rte_stats.oerrors;
 823     stats->multicast += rte_stats.imcasts;
 824
 825     stats->tx_dropped += dev->stats.tx_dropped;
 826     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 827
 828     return 0;
 829 }
 830
 831 static int
 832 netdev_dpdk_set_stats(struct netdev *netdev, const struct netdev_stats *stats)
 833 {
 834     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 835
 836     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 837     dev->stats_offset = *stats;
 838     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 839
 840     return 0;
 841 }
 842
 843 static int
 844 netdev_dpdk_get_features(const struct netdev *netdev_,
 845                          enum netdev_features *current,
 846                          enum netdev_features *advertised OVS_UNUSED,
 847                          enum netdev_features *supported OVS_UNUSED,
 848                          enum netdev_features *peer OVS_UNUSED)
 849 {
 850     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 851     struct rte_eth_link link;
 852
 853     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 854     link = dev->link;
 855     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 856
 857     if (link.link_duplex == ETH_LINK_AUTONEG_DUPLEX) {
 858         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_AUTONEG) {
 859             *current = NETDEV_F_AUTONEG;
 860         }
 861     } else if (link.link_duplex == ETH_LINK_HALF_DUPLEX) {
 862         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10) {
 863             *current = NETDEV_F_10MB_HD;
 864         }
 865         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_100) {
 866             *current = NETDEV_F_100MB_HD;
 867         }
 868         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_1000) {
 869             *current = NETDEV_F_1GB_HD;
 870         }
 871     } else if (link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) {
 872         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10) {
 873             *current = NETDEV_F_10MB_FD;
 874         }
 875         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_100) {
 876             *current = NETDEV_F_100MB_FD;
 877         }
 878         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_1000) {
 879             *current = NETDEV_F_1GB_FD;
 880         }
 881         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10000) {
 882             *current = NETDEV_F_10GB_FD;
 883         }
 884     }
 885
 886     return 0;
 887 }
 888
 889 static int
 890 netdev_dpdk_get_ifindex(const struct netdev *netdev)
 891 {
 892     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 893     int ifindex;
 894
 895     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 896     ifindex = dev->port_id;
 897     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 898
 899     return ifindex;
 900 }
 901
 902 static int
 903 netdev_dpdk_get_carrier(const struct netdev *netdev_, bool *carrier)
 904 {
 905     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 906
 907     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 908     check_link_status(dev);
 909     *carrier = dev->link.link_status;
 910     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 911
 912     return 0;
 913 }
 914
 915 static long long int
 916 netdev_dpdk_get_carrier_resets(const struct netdev *netdev_)
 917 {
 918     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 919     long long int carrier_resets;
 920
 921     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 922     carrier_resets = dev->link_reset_cnt;
 923     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 924
 925     return carrier_resets;
 926 }
 927
 928 static int
 929 netdev_dpdk_set_miimon(struct netdev *netdev_ OVS_UNUSED,
 930                        long long int interval OVS_UNUSED)
 931 {
 932     return 0;
 933 }
 934
 935 static int
 936 netdev_dpdk_update_flags__(struct netdev_dpdk *dev,
 937                            enum netdev_flags off, enum netdev_flags on,
 938                            enum netdev_flags *old_flagsp)
 939     OVS_REQUIRES(dev->mutex)
 940 {
 941     int err;
 942
 943     if ((off | on) & ~(NETDEV_UP | NETDEV_PROMISC)) {
 944         return EINVAL;
 945     }
 946
 947     *old_flagsp = dev->flags;
 948     dev->flags |= on;
 949     dev->flags &= ~off;
 950
 951     if (dev->flags == *old_flagsp) {
 952         return 0;
 953     }
 954
 955     if (dev->flags & NETDEV_UP) {
 956         err = rte_eth_dev_start(dev->port_id);
 957         if (err)
 958             return err;
 959     }
 960
 961     if (dev->flags & NETDEV_PROMISC) {
 962         rte_eth_promiscuous_enable(dev->port_id);
 963     }
 964
 965     if (!(dev->flags & NETDEV_UP)) {
 966         rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
 967     }
 968
 969     return 0;
 970 }
 971
 972 static int
 973 netdev_dpdk_update_flags(struct netdev *netdev_,
 974                          enum netdev_flags off, enum netdev_flags on,
 975                          enum netdev_flags *old_flagsp)
 976 {
 977     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 978     int error;
 979
 980     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
 981     error = netdev_dpdk_update_flags__(netdev, off, on, old_flagsp);
 982     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
 983
 984     return error;
 985 }
 986
 987 static int
 988 netdev_dpdk_get_status(const struct netdev *netdev_, struct smap *args)
 989 {
 990     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 991     struct rte_eth_dev_info dev_info;
 992
 993     if (dev->port_id <= 0)
 994         return ENODEV;
 995
 996     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 997     rte_eth_dev_info_get(dev->port_id, &dev_info);
 998     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 999
1000     smap_add_format(args, "driver_name", "%s", dev_info.driver_name);
1001
1002     smap_add_format(args, "numa_id", "%d", rte_eth_dev_socket_id(dev->port_id));
1003     smap_add_format(args, "driver_name", "%s", dev_info.driver_name);
1004     smap_add_format(args, "min_rx_bufsize", "%u", dev_info.min_rx_bufsize);
1005     smap_add_format(args, "max_rx_pktlen", "%u", dev_info.max_rx_pktlen);
1006     smap_add_format(args, "max_rx_queues", "%u", dev_info.max_rx_queues);
1007     smap_add_format(args, "max_tx_queues", "%u", dev_info.max_tx_queues);
1008     smap_add_format(args, "max_mac_addrs", "%u", dev_info.max_mac_addrs);
1009     smap_add_format(args, "max_hash_mac_addrs", "%u", dev_info.max_hash_mac_addrs);
1010     smap_add_format(args, "max_vfs", "%u", dev_info.max_vfs);
1011     smap_add_format(args, "max_vmdq_pools", "%u", dev_info.max_vmdq_pools);
1012
1013     smap_add_format(args, "pci-vendor_id", "0x%u", dev_info.pci_dev->id.vendor_id);
1014     smap_add_format(args, "pci-device_id", "0x%x", dev_info.pci_dev->id.device_id);
1015
1016     return 0;
1017 }
1018
1019 static void
1020 netdev_dpdk_set_admin_state__(struct netdev_dpdk *dev, bool admin_state)
1021     OVS_REQUIRES(dev->mutex)
1022 {
1023     enum netdev_flags old_flags;
1024
1025     if (admin_state) {
1026         netdev_dpdk_update_flags__(dev, 0, NETDEV_UP, &old_flags);
1027     } else {
1028         netdev_dpdk_update_flags__(dev, NETDEV_UP, 0, &old_flags);
1029     }
1030 }
1031
1032 static void
1033 netdev_dpdk_set_admin_state(struct unixctl_conn *conn, int argc,
1034                             const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
1035 {
1036     bool up;
1037
1038     if (!strcasecmp(argv[argc - 1], "up")) {
1039         up = true;
1040     } else if ( !strcasecmp(argv[argc - 1], "down")) {
1041         up = false;
1042     } else {
1043         unixctl_command_reply_error(conn, "Invalid Admin State");
1044         return;
1045     }
1046
1047     if (argc > 2) {
1048         struct netdev *netdev = netdev_from_name(argv[1]);
1049         if (netdev && is_dpdk_class(netdev->netdev_class)) {
1050             struct netdev_dpdk *dpdk_dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
1051
1052             ovs_mutex_lock(&dpdk_dev->mutex);
1053             netdev_dpdk_set_admin_state__(dpdk_dev, up);
1054             ovs_mutex_unlock(&dpdk_dev->mutex);
1055
1056             netdev_close(netdev);
1057         } else {
1058             unixctl_command_reply_error(conn, "Not a DPDK Interface");
1059             netdev_close(netdev);
1060             return;
1061         }
1062     } else {
1063         struct netdev_dpdk *netdev;
1064
1065         ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
1066         LIST_FOR_EACH (netdev, list_node, &dpdk_list) {
1067             ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
1068             netdev_dpdk_set_admin_state__(netdev, up);
1069             ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
1070         }
1071         ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
1072     }
1073     unixctl_command_reply(conn, "OK");
1074 }
1075
1076 static int
1077 dpdk_class_init(void)
1078 {
1079     int result;
1080
1081     if (rte_eal_init_ret) {
1082         return 0;
1083     }
1084
1085     result = rte_pmd_init_all();
1086     if (result) {
1087         VLOG_ERR("Cannot init PMD");
1088         return result;
1089     }
1090
1091     result = rte_eal_pci_probe();
1092     if (result) {
1093         VLOG_ERR("Cannot probe PCI");
1094         return result;
1095     }
1096
1097     if (rte_eth_dev_count() < 1) {
1098         VLOG_ERR("No Ethernet devices found. Try assigning ports to UIO.");
1099     }
1100
1101     VLOG_INFO("Ethernet Device Count: %d", (int)rte_eth_dev_count());
1102
1103     list_init(&dpdk_list);
1104     list_init(&dpdk_mp_list);
1105
1106     unixctl_command_register("netdev-dpdk/set-admin-state",
1107                              "[netdev] up|down", 1, 2,
1108                              netdev_dpdk_set_admin_state, NULL);
1109
1110     ovs_thread_create("dpdk_watchdog", dpdk_watchdog, NULL);
1111     return 0;
1112 }
1113
1114 static struct netdev_class netdev_dpdk_class = {
1115     "dpdk",
1116     dpdk_class_init,            /* init */
1117     NULL,                       /* netdev_dpdk_run */
1118     NULL,                       /* netdev_dpdk_wait */
1119
1120     netdev_dpdk_alloc,
1121     netdev_dpdk_construct,
1122     netdev_dpdk_destruct,
1123     netdev_dpdk_dealloc,
1124     netdev_dpdk_get_config,
1125     NULL,                       /* netdev_dpdk_set_config */
1126     NULL,                       /* get_tunnel_config */
1127
1128     netdev_dpdk_send,           /* send */
1129     NULL,                       /* send_wait */
1130
1131     netdev_dpdk_set_etheraddr,
1132     netdev_dpdk_get_etheraddr,
1133     netdev_dpdk_get_mtu,
1134     netdev_dpdk_set_mtu,
1135     netdev_dpdk_get_ifindex,
1136     netdev_dpdk_get_carrier,
1137     netdev_dpdk_get_carrier_resets,
1138     netdev_dpdk_set_miimon,
1139     netdev_dpdk_get_stats,
1140     netdev_dpdk_set_stats,
1141     netdev_dpdk_get_features,
1142     NULL,                       /* set_advertisements */
1143
1144     NULL,                       /* set_policing */
1145     NULL,                       /* get_qos_types */
1146     NULL,                       /* get_qos_capabilities */
1147     NULL,                       /* get_qos */
1148     NULL,                       /* set_qos */
1149     NULL,                       /* get_queue */
1150     NULL,                       /* set_queue */
1151     NULL,                       /* delete_queue */
1152     NULL,                       /* get_queue_stats */
1153     NULL,                       /* queue_dump_start */
1154     NULL,                       /* queue_dump_next */
1155     NULL,                       /* queue_dump_done */
1156     NULL,                       /* dump_queue_stats */
1157
1158     NULL,                       /* get_in4 */
1159     NULL,                       /* set_in4 */
1160     NULL,                       /* get_in6 */
1161     NULL,                       /* add_router */
1162     NULL,                       /* get_next_hop */
1163     netdev_dpdk_get_status,
1164     NULL,                       /* arp_lookup */
1165
1166     netdev_dpdk_update_flags,
1167
1168     netdev_dpdk_rxq_alloc,
1169     netdev_dpdk_rxq_construct,
1170     netdev_dpdk_rxq_destruct,
1171     netdev_dpdk_rxq_dealloc,
1172     netdev_dpdk_rxq_recv,
1173     NULL,                       /* rxq_wait */
1174     NULL,                       /* rxq_drain */
1175 };
1176
1177 int
1178 dpdk_init(int argc, char **argv)
1179 {
1180     int result;
1181
1182     if (strcmp(argv[1], "--dpdk"))
1183         return 0;
1184
1185     argc--;
1186     argv++;
1187
1188     /* Make sure things are initialized ... */
1189     result = rte_eal_init(argc, argv);
1190     if (result < 0)
1191         ovs_abort(result, "Cannot init EAL\n");
1192
1193     rte_memzone_dump();
1194     rte_eal_init_ret = 0;
1195
1196     return result;
1197 }
1198
1199 void
1200 netdev_dpdk_register(void)
1201 {
1202     netdev_register_provider(&netdev_dpdk_class);
1203 }
1204
1205 int
1206 pmd_thread_setaffinity_cpu(int cpu)
1207 {
1208     cpu_set_t cpuset;
1209     int err;
1210
1211     CPU_ZERO(&cpuset);
1212     CPU_SET(cpu, &cpuset);
1213     err = pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
1214     if (err) {
1215         VLOG_ERR("Thread affinity error %d",err);
1216         return err;
1217     }
1218     RTE_PER_LCORE(_lcore_id) = cpu;
1219
1220     return 0;
1221 }