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;
 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, 0,
 373                                       &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, 0,
 382                                       &rx_conf, dev->dpdk_mp->mp);
 383         if (diag) {
 384             VLOG_ERR("eth dev rx queue setup error %d",diag);
 385             return diag;
 386         }
 387     }
 388
 389     diag = rte_eth_dev_start(dev->port_id);
 390     if (diag) {
 391         VLOG_ERR("eth dev start error %d",diag);
 392         return diag;
 393     }
 394
 395     rte_eth_promiscuous_enable(dev->port_id);
 396     rte_eth_allmulticast_enable(dev->port_id);
 397
 398     memset(&eth_addr, 0x0, sizeof(eth_addr));
 399     rte_eth_macaddr_get(dev->port_id, &eth_addr);
 400     VLOG_INFO_RL(&rl, "Port %d: "ETH_ADDR_FMT"",
 401                     dev->port_id, ETH_ADDR_ARGS(eth_addr.addr_bytes));
 402
 403     memcpy(dev->hwaddr, eth_addr.addr_bytes, ETH_ADDR_LEN);
 404     rte_eth_link_get_nowait(dev->port_id, &dev->link);
 405
 406     mbp_priv = rte_mempool_get_priv(dev->dpdk_mp->mp);
 407     dev->buf_size = mbp_priv->mbuf_data_room_size - RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
 408
 409     dev->flags = NETDEV_UP | NETDEV_PROMISC;
 410     return 0;
 411 }
 412
 413 static struct netdev_dpdk *
 414 netdev_dpdk_cast(const struct netdev *netdev)
 415 {
 416     return CONTAINER_OF(netdev, struct netdev_dpdk, up);
 417 }
 418
 419 static struct netdev *
 420 netdev_dpdk_alloc(void)
 421 {
 422     struct netdev_dpdk *netdev = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *netdev);
 423     return &netdev->up;
 424 }
 425
 426 static int
 427 netdev_dpdk_construct(struct netdev *netdev_)
 428 {
 429     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 430     unsigned int port_no;
 431     char *cport;
 432     int err;
 433     int i;
 434
 435     if (rte_eal_init_ret) {
 436         return rte_eal_init_ret;
 437     }
 438
 439     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 440     cport = netdev_->name + 4; /* Names always start with "dpdk" */
 441
 442     if (strncmp(netdev_->name, "dpdk", 4)) {
 443         err = ENODEV;
 444         goto unlock_dpdk;
 445     }
 446
 447     port_no = strtol(cport, 0, 0); /* string must be null terminated */
 448
 449     for (i = 0; i < NR_QUEUE; i++) {
 450         rte_spinlock_init(&netdev->tx_q[i].tx_lock);
 451     }
 452
 453     ovs_mutex_init(&netdev->mutex);
 454
 455     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
 456     netdev->flags = 0;
 457
 458     netdev->mtu = ETHER_MTU;
 459     netdev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(netdev->mtu);
 460
 461     /* TODO: need to discover device node at run time. */
 462     netdev->socket_id = SOCKET0;
 463     netdev->port_id = port_no;
 464
 465     netdev->dpdk_mp = dpdk_mp_get(netdev->socket_id, netdev->mtu);
 466     if (!netdev->dpdk_mp) {
 467         err = ENOMEM;
 468         goto unlock_dev;
 469     }
 470
 471     err = dpdk_eth_dev_init(netdev);
 472     if (err) {
 473         goto unlock_dev;
 474     }
 475     netdev_->n_rxq = NR_QUEUE;
 476
 477     list_push_back(&dpdk_list, &netdev->list_node);
 478
 479 unlock_dev:
 480     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
 481 unlock_dpdk:
 482     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 483     return err;
 484 }
 485
 486 static void
 487 netdev_dpdk_destruct(struct netdev *netdev_)
 488 {
 489     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 490
 491     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 492     rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
 493     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 494
 495     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 496     list_remove(&dev->list_node);
 497     dpdk_mp_put(dev->dpdk_mp);
 498     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 499
 500     ovs_mutex_destroy(&dev->mutex);
 501 }
 502
 503 static void
 504 netdev_dpdk_dealloc(struct netdev *netdev_)
 505 {
 506     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 507
 508     rte_free(netdev);
 509 }
 510
 511 static int
 512 netdev_dpdk_get_config(const struct netdev *netdev_, struct smap *args)
 513 {
 514     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 515
 516     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 517
 518     /* TODO: Allow to configure number of queues. */
 519     smap_add_format(args, "configured_rx_queues", "%u", netdev_->n_rxq);
 520     smap_add_format(args, "configured_tx_queues", "%u", netdev_->n_rxq);
 521     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 522
 523     return 0;
 524 }
 525
 526 static struct netdev_rxq *
 527 netdev_dpdk_rxq_alloc(void)
 528 {
 529     struct netdev_rxq_dpdk *rx = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *rx);
 530
 531     return &rx->up;
 532 }
 533
 534 static struct netdev_rxq_dpdk *
 535 netdev_rxq_dpdk_cast(const struct netdev_rxq *rx)
 536 {
 537     return CONTAINER_OF(rx, struct netdev_rxq_dpdk, up);
 538 }
 539
 540 static int
 541 netdev_dpdk_rxq_construct(struct netdev_rxq *rxq_)
 542 {
 543     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 544     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(rx->up.netdev);
 545
 546     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
 547     rx->port_id = netdev->port_id;
 548     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
 549
 550     return 0;
 551 }
 552
 553 static void
 554 netdev_dpdk_rxq_destruct(struct netdev_rxq *rxq_ OVS_UNUSED)
 555 {
 556 }
 557
 558 static void
 559 netdev_dpdk_rxq_dealloc(struct netdev_rxq *rxq_)
 560 {
 561     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 562
 563     rte_free(rx);
 564 }
 565
 566 inline static void
 567 dpdk_queue_flush(struct netdev_dpdk *dev, int qid)
 568 {
 569     struct dpdk_tx_queue *txq = &dev->tx_q[qid];
 570     uint32_t nb_tx;
 571
 572     if (txq->count == 0) {
 573         return;
 574     }
 575     rte_spinlock_lock(&txq->tx_lock);
 576     nb_tx = rte_eth_tx_burst(dev->port_id, qid, txq->burst_pkts, txq->count);
 577     if (nb_tx != txq->count) {
 578         /* free buffers if we couldn't transmit packets */
 579         rte_mempool_put_bulk(dev->dpdk_mp->mp,
 580                              (void **) &txq->burst_pkts[nb_tx],
 581                              (txq->count - nb_tx));
 582     }
 583     txq->count = 0;
 584     rte_spinlock_unlock(&txq->tx_lock);
 585 }
 586
 587 static int
 588 netdev_dpdk_rxq_recv(struct netdev_rxq *rxq_, struct ofpbuf **packets, int *c)
 589 {
 590     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 591     struct netdev *netdev = rx->up.netdev;
 592     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 593     int nb_rx;
 594
 595     dpdk_queue_flush(dev, rxq_->queue_id);
 596
 597     nb_rx = rte_eth_rx_burst(rx->port_id, rxq_->queue_id,
 598                              (struct rte_mbuf **) packets, MAX_RX_QUEUE_LEN);
 599     if (!nb_rx) {
 600         return EAGAIN;
 601     }
 602
 603     *c = nb_rx;
 604
 605     return 0;
 606 }
 607
 608 inline static void
 609 dpdk_queue_pkt(struct netdev_dpdk *dev, int qid,
 610                struct rte_mbuf *pkt)
 611 {
 612     struct dpdk_tx_queue *txq = &dev->tx_q[qid];
 613     uint64_t diff_tsc;
 614     uint64_t cur_tsc;
 615     uint32_t nb_tx;
 616
 617     rte_spinlock_lock(&txq->tx_lock);
 618     txq->burst_pkts[txq->count++] = pkt;
 619     if (txq->count == MAX_TX_QUEUE_LEN) {
 620         goto flush;
 621     }
 622     cur_tsc = rte_get_timer_cycles();
 623     if (txq->count == 1) {
 624         txq->tsc = cur_tsc;
 625     }
 626     diff_tsc = cur_tsc - txq->tsc;
 627     if (diff_tsc >= DRAIN_TSC) {
 628         goto flush;
 629     }
 630     rte_spinlock_unlock(&txq->tx_lock);
 631     return;
 632
 633 flush:
 634     nb_tx = rte_eth_tx_burst(dev->port_id, qid, txq->burst_pkts, txq->count);
 635     if (nb_tx != txq->count) {
 636         /* free buffers if we couldn't transmit packets */
 637         rte_mempool_put_bulk(dev->dpdk_mp->mp,
 638                              (void **) &txq->burst_pkts[nb_tx],
 639                              (txq->count - nb_tx));
 640     }
 641     txq->count = 0;
 642     rte_spinlock_unlock(&txq->tx_lock);
 643 }
 644
 645 /* Tx function. Transmit packets indefinitely */
 646 static void
 647 dpdk_do_tx_copy(struct netdev *netdev, char *buf, int size)
 648 {
 649     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 650     struct rte_mbuf *pkt;
 651
 652     pkt = rte_pktmbuf_alloc(dev->dpdk_mp->mp);
 653     if (!pkt) {
 654         ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 655         dev->stats.tx_dropped++;
 656         ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 657         return;
 658     }
 659
 660     /* We have to do a copy for now */
 661     memcpy(pkt->pkt.data, buf, size);
 662
 663     rte_pktmbuf_data_len(pkt) = size;
 664     rte_pktmbuf_pkt_len(pkt) = size;
 665
 666     dpdk_queue_pkt(dev, NON_PMD_THREAD_TX_QUEUE, pkt);
 667     dpdk_queue_flush(dev, NON_PMD_THREAD_TX_QUEUE);
 668 }
 669
 670 static int
 671 netdev_dpdk_send(struct netdev *netdev,
 672                  struct ofpbuf *ofpbuf, bool may_steal)
 673 {
 674     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 675     int ret;
 676
 677     if (ofpbuf_size(ofpbuf) > dev->max_packet_len) {
 678         VLOG_WARN_RL(&rl, "Too big size %d max_packet_len %d",
 679                      (int)ofpbuf_size(ofpbuf) , dev->max_packet_len);
 680
 681         ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 682         dev->stats.tx_dropped++;
 683         ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 684
 685         ret = E2BIG;
 686         goto out;
 687     }
 688
 689     if (!may_steal || ofpbuf->source != OFPBUF_DPDK) {
 690         dpdk_do_tx_copy(netdev, (char *) ofpbuf_data(ofpbuf), ofpbuf_size(ofpbuf));
 691
 692         if (may_steal) {
 693             ofpbuf_delete(ofpbuf);
 694         }
 695     } else {
 696         int qid;
 697
 698         qid = rte_lcore_id() % NR_QUEUE;
 699
 700         dpdk_queue_pkt(dev, qid, (struct rte_mbuf *)ofpbuf);
 701
 702     }
 703     ret = 0;
 704
 705 out:
 706     return ret;
 707 }
 708
 709 static int
 710 netdev_dpdk_set_etheraddr(struct netdev *netdev,
 711                           const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
 712 {
 713     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 714
 715     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 716     if (!eth_addr_equals(dev->hwaddr, mac)) {
 717         memcpy(dev->hwaddr, mac, ETH_ADDR_LEN);
 718         netdev_change_seq_changed(netdev);
 719     }
 720     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 721
 722     return 0;
 723 }
 724
 725 static int
 726 netdev_dpdk_get_etheraddr(const struct netdev *netdev,
 727                           uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
 728 {
 729     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 730
 731     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 732     memcpy(mac, dev->hwaddr, ETH_ADDR_LEN);
 733     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 734
 735     return 0;
 736 }
 737
 738 static int
 739 netdev_dpdk_get_mtu(const struct netdev *netdev, int *mtup)
 740 {
 741     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 742
 743     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 744     *mtup = dev->mtu;
 745     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 746
 747     return 0;
 748 }
 749
 750 static int
 751 netdev_dpdk_set_mtu(const struct netdev *netdev, int mtu)
 752 {
 753     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 754     int old_mtu, err;
 755     struct dpdk_mp *old_mp;
 756     struct dpdk_mp *mp;
 757
 758     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 759     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 760     if (dev->mtu == mtu) {
 761         err = 0;
 762         goto out;
 763     }
 764
 765     mp = dpdk_mp_get(dev->socket_id, dev->mtu);
 766     if (!mp) {
 767         err = ENOMEM;
 768         goto out;
 769     }
 770
 771     rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
 772
 773     old_mtu = dev->mtu;
 774     old_mp = dev->dpdk_mp;
 775     dev->dpdk_mp = mp;
 776     dev->mtu = mtu;
 777     dev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(dev->mtu);
 778
 779     err = dpdk_eth_dev_init(dev);
 780     if (err) {
 781
 782         dpdk_mp_put(mp);
 783         dev->mtu = old_mtu;
 784         dev->dpdk_mp = old_mp;
 785         dev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(dev->mtu);
 786         dpdk_eth_dev_init(dev);
 787         goto out;
 788     }
 789
 790     dpdk_mp_put(old_mp);
 791     netdev_change_seq_changed(netdev);
 792 out:
 793     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 794     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 795     return err;
 796 }
 797
 798 static int
 799 netdev_dpdk_get_carrier(const struct netdev *netdev_, bool *carrier);
 800
 801 static int
 802 netdev_dpdk_get_stats(const struct netdev *netdev, struct netdev_stats *stats)
 803 {
 804     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 805     struct rte_eth_stats rte_stats;
 806     bool gg;
 807
 808     netdev_dpdk_get_carrier(netdev, &gg);
 809     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 810     rte_eth_stats_get(dev->port_id, &rte_stats);
 811
 812     *stats = dev->stats_offset;
 813
 814     stats->rx_packets += rte_stats.ipackets;
 815     stats->tx_packets += rte_stats.opackets;
 816     stats->rx_bytes += rte_stats.ibytes;
 817     stats->tx_bytes += rte_stats.obytes;
 818     stats->rx_errors += rte_stats.ierrors;
 819     stats->tx_errors += rte_stats.oerrors;
 820     stats->multicast += rte_stats.imcasts;
 821
 822     stats->tx_dropped += dev->stats.tx_dropped;
 823     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 824
 825     return 0;
 826 }
 827
 828 static int
 829 netdev_dpdk_set_stats(struct netdev *netdev, const struct netdev_stats *stats)
 830 {
 831     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 832
 833     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 834     dev->stats_offset = *stats;
 835     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 836
 837     return 0;
 838 }
 839
 840 static int
 841 netdev_dpdk_get_features(const struct netdev *netdev_,
 842                          enum netdev_features *current,
 843                          enum netdev_features *advertised OVS_UNUSED,
 844                          enum netdev_features *supported OVS_UNUSED,
 845                          enum netdev_features *peer OVS_UNUSED)
 846 {
 847     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 848     struct rte_eth_link link;
 849
 850     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 851     link = dev->link;
 852     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 853
 854     if (link.link_duplex == ETH_LINK_AUTONEG_DUPLEX) {
 855         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_AUTONEG) {
 856             *current = NETDEV_F_AUTONEG;
 857         }
 858     } else if (link.link_duplex == ETH_LINK_HALF_DUPLEX) {
 859         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10) {
 860             *current = NETDEV_F_10MB_HD;
 861         }
 862         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_100) {
 863             *current = NETDEV_F_100MB_HD;
 864         }
 865         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_1000) {
 866             *current = NETDEV_F_1GB_HD;
 867         }
 868     } else if (link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) {
 869         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10) {
 870             *current = NETDEV_F_10MB_FD;
 871         }
 872         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_100) {
 873             *current = NETDEV_F_100MB_FD;
 874         }
 875         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_1000) {
 876             *current = NETDEV_F_1GB_FD;
 877         }
 878         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10000) {
 879             *current = NETDEV_F_10GB_FD;
 880         }
 881     }
 882
 883     return 0;
 884 }
 885
 886 static int
 887 netdev_dpdk_get_ifindex(const struct netdev *netdev)
 888 {
 889     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 890     int ifindex;
 891
 892     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 893     ifindex = dev->port_id;
 894     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 895
 896     return ifindex;
 897 }
 898
 899 static int
 900 netdev_dpdk_get_carrier(const struct netdev *netdev_, bool *carrier)
 901 {
 902     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 903
 904     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 905     check_link_status(dev);
 906     *carrier = dev->link.link_status;
 907     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 908
 909     return 0;
 910 }
 911
 912 static long long int
 913 netdev_dpdk_get_carrier_resets(const struct netdev *netdev_)
 914 {
 915     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 916     long long int carrier_resets;
 917
 918     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 919     carrier_resets = dev->link_reset_cnt;
 920     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 921
 922     return carrier_resets;
 923 }
 924
 925 static int
 926 netdev_dpdk_set_miimon(struct netdev *netdev_ OVS_UNUSED,
 927                        long long int interval OVS_UNUSED)
 928 {
 929     return 0;
 930 }
 931
 932 static int
 933 netdev_dpdk_update_flags__(struct netdev_dpdk *dev,
 934                            enum netdev_flags off, enum netdev_flags on,
 935                            enum netdev_flags *old_flagsp)
 936     OVS_REQUIRES(dev->mutex)
 937 {
 938     int err;
 939
 940     if ((off | on) & ~(NETDEV_UP | NETDEV_PROMISC)) {
 941         return EINVAL;
 942     }
 943
 944     *old_flagsp = dev->flags;
 945     dev->flags |= on;
 946     dev->flags &= ~off;
 947
 948     if (dev->flags == *old_flagsp) {
 949         return 0;
 950     }
 951
 952     if (dev->flags & NETDEV_UP) {
 953         err = rte_eth_dev_start(dev->port_id);
 954         if (err)
 955             return err;
 956     }
 957
 958     if (dev->flags & NETDEV_PROMISC) {
 959         rte_eth_promiscuous_enable(dev->port_id);
 960     }
 961
 962     if (!(dev->flags & NETDEV_UP)) {
 963         rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
 964     }
 965
 966     return 0;
 967 }
 968
 969 static int
 970 netdev_dpdk_update_flags(struct netdev *netdev_,
 971                          enum netdev_flags off, enum netdev_flags on,
 972                          enum netdev_flags *old_flagsp)
 973 {
 974     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 975     int error;
 976
 977     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
 978     error = netdev_dpdk_update_flags__(netdev, off, on, old_flagsp);
 979     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
 980
 981     return error;
 982 }
 983
 984 static int
 985 netdev_dpdk_get_status(const struct netdev *netdev_, struct smap *args)
 986 {
 987     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 988     struct rte_eth_dev_info dev_info;
 989
 990     if (dev->port_id <= 0)
 991         return ENODEV;
 992
 993     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 994     rte_eth_dev_info_get(dev->port_id, &dev_info);
 995     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 996
 997     smap_add_format(args, "driver_name", "%s", dev_info.driver_name);
 998
 999     smap_add_format(args, "numa_id", "%d", rte_eth_dev_socket_id(dev->port_id));
1000     smap_add_format(args, "driver_name", "%s", dev_info.driver_name);
1001     smap_add_format(args, "min_rx_bufsize", "%u", dev_info.min_rx_bufsize);
1002     smap_add_format(args, "max_rx_pktlen", "%u", dev_info.max_rx_pktlen);
1003     smap_add_format(args, "max_rx_queues", "%u", dev_info.max_rx_queues);
1004     smap_add_format(args, "max_tx_queues", "%u", dev_info.max_tx_queues);
1005     smap_add_format(args, "max_mac_addrs", "%u", dev_info.max_mac_addrs);
1006     smap_add_format(args, "max_hash_mac_addrs", "%u", dev_info.max_hash_mac_addrs);
1007     smap_add_format(args, "max_vfs", "%u", dev_info.max_vfs);
1008     smap_add_format(args, "max_vmdq_pools", "%u", dev_info.max_vmdq_pools);
1009
1010     smap_add_format(args, "pci-vendor_id", "0x%u", dev_info.pci_dev->id.vendor_id);
1011     smap_add_format(args, "pci-device_id", "0x%x", dev_info.pci_dev->id.device_id);
1012
1013     return 0;
1014 }
1015
1016 static void
1017 netdev_dpdk_set_admin_state__(struct netdev_dpdk *dev, bool admin_state)
1018     OVS_REQUIRES(dev->mutex)
1019 {
1020     enum netdev_flags old_flags;
1021
1022     if (admin_state) {
1023         netdev_dpdk_update_flags__(dev, 0, NETDEV_UP, &old_flags);
1024     } else {
1025         netdev_dpdk_update_flags__(dev, NETDEV_UP, 0, &old_flags);
1026     }
1027 }
1028
1029 static void
1030 netdev_dpdk_set_admin_state(struct unixctl_conn *conn, int argc,
1031                             const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
1032 {
1033     bool up;
1034
1035     if (!strcasecmp(argv[argc - 1], "up")) {
1036         up = true;
1037     } else if ( !strcasecmp(argv[argc - 1], "down")) {
1038         up = false;
1039     } else {
1040         unixctl_command_reply_error(conn, "Invalid Admin State");
1041         return;
1042     }
1043
1044     if (argc > 2) {
1045         struct netdev *netdev = netdev_from_name(argv[1]);
1046         if (netdev && is_dpdk_class(netdev->netdev_class)) {
1047             struct netdev_dpdk *dpdk_dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
1048
1049             ovs_mutex_lock(&dpdk_dev->mutex);
1050             netdev_dpdk_set_admin_state__(dpdk_dev, up);
1051             ovs_mutex_unlock(&dpdk_dev->mutex);
1052
1053             netdev_close(netdev);
1054         } else {
1055             unixctl_command_reply_error(conn, "Not a DPDK Interface");
1056             netdev_close(netdev);
1057             return;
1058         }
1059     } else {
1060         struct netdev_dpdk *netdev;
1061
1062         ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
1063         LIST_FOR_EACH (netdev, list_node, &dpdk_list) {
1064             ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
1065             netdev_dpdk_set_admin_state__(netdev, up);
1066             ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
1067         }
1068         ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
1069     }
1070     unixctl_command_reply(conn, "OK");
1071 }
1072
1073 static int
1074 dpdk_class_init(void)
1075 {
1076     int result;
1077
1078     if (rte_eal_init_ret) {
1079         return 0;
1080     }
1081
1082     result = rte_pmd_init_all();
1083     if (result) {
1084         VLOG_ERR("Cannot init PMD");
1085         return result;
1086     }
1087
1088     result = rte_eal_pci_probe();
1089     if (result) {
1090         VLOG_ERR("Cannot probe PCI");
1091         return result;
1092     }
1093
1094     if (rte_eth_dev_count() < 1) {
1095         VLOG_ERR("No Ethernet devices found. Try assigning ports to UIO.");
1096     }
1097
1098     VLOG_INFO("Ethernet Device Count: %d", (int)rte_eth_dev_count());
1099
1100     list_init(&dpdk_list);
1101     list_init(&dpdk_mp_list);
1102
1103     unixctl_command_register("netdev-dpdk/set-admin-state",
1104                              "[netdev] up|down", 1, 2,
1105                              netdev_dpdk_set_admin_state, NULL);
1106
1107     ovs_thread_create("dpdk_watchdog", dpdk_watchdog, NULL);
1108     return 0;
1109 }
1110
1111 static struct netdev_class netdev_dpdk_class = {
1112     "dpdk",
1113     dpdk_class_init,            /* init */
1114     NULL,                       /* netdev_dpdk_run */
1115     NULL,                       /* netdev_dpdk_wait */
1116
1117     netdev_dpdk_alloc,
1118     netdev_dpdk_construct,
1119     netdev_dpdk_destruct,
1120     netdev_dpdk_dealloc,
1121     netdev_dpdk_get_config,
1122     NULL,                       /* netdev_dpdk_set_config */
1123     NULL,                       /* get_tunnel_config */
1124
1125     netdev_dpdk_send,           /* send */
1126     NULL,                       /* send_wait */
1127
1128     netdev_dpdk_set_etheraddr,
1129     netdev_dpdk_get_etheraddr,
1130     netdev_dpdk_get_mtu,
1131     netdev_dpdk_set_mtu,
1132     netdev_dpdk_get_ifindex,
1133     netdev_dpdk_get_carrier,
1134     netdev_dpdk_get_carrier_resets,
1135     netdev_dpdk_set_miimon,
1136     netdev_dpdk_get_stats,
1137     netdev_dpdk_set_stats,
1138     netdev_dpdk_get_features,
1139     NULL,                       /* set_advertisements */
1140
1141     NULL,                       /* set_policing */
1142     NULL,                       /* get_qos_types */
1143     NULL,                       /* get_qos_capabilities */
1144     NULL,                       /* get_qos */
1145     NULL,                       /* set_qos */
1146     NULL,                       /* get_queue */
1147     NULL,                       /* set_queue */
1148     NULL,                       /* delete_queue */
1149     NULL,                       /* get_queue_stats */
1150     NULL,                       /* queue_dump_start */
1151     NULL,                       /* queue_dump_next */
1152     NULL,                       /* queue_dump_done */
1153     NULL,                       /* dump_queue_stats */
1154
1155     NULL,                       /* get_in4 */
1156     NULL,                       /* set_in4 */
1157     NULL,                       /* get_in6 */
1158     NULL,                       /* add_router */
1159     NULL,                       /* get_next_hop */
1160     netdev_dpdk_get_status,
1161     NULL,                       /* arp_lookup */
1162
1163     netdev_dpdk_update_flags,
1164
1165     netdev_dpdk_rxq_alloc,
1166     netdev_dpdk_rxq_construct,
1167     netdev_dpdk_rxq_destruct,
1168     netdev_dpdk_rxq_dealloc,
1169     netdev_dpdk_rxq_recv,
1170     NULL,                       /* rxq_wait */
1171     NULL,                       /* rxq_drain */
1172 };
1173
1174 int
1175 dpdk_init(int argc, char **argv)
1176 {
1177     int result;
1178
1179     if (strcmp(argv[1], "--dpdk"))
1180         return 0;
1181
1182     argc--;
1183     argv++;
1184
1185     /* Make sure things are initialized ... */
1186     result = rte_eal_init(argc, argv);
1187     if (result < 0)
1188         ovs_abort(result, "Cannot init EAL\n");
1189
1190     rte_memzone_dump();
1191     rte_eal_init_ret = 0;
1192
1193     return result;
1194 }
1195
1196 void
1197 netdev_dpdk_register(void)
1198 {
1199     netdev_register_provider(&netdev_dpdk_class);
1200 }
1201
1202 int
1203 pmd_thread_setaffinity_cpu(int cpu)
1204 {
1205     cpu_set_t cpuset;
1206     int err;
1207
1208     CPU_ZERO(&cpuset);
1209     CPU_SET(cpu, &cpuset);
1210     err = pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
1211     if (err) {
1212         VLOG_ERR("Thread affinity error %d",err);
1213         return err;
1214     }
1215     RTE_PER_LCORE(_lcore_id) = cpu;
1216
1217     return 0;
1218 }