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 #define NIC_PORT_RX_Q_SIZE 2048  /* Size of Physical NIC RX Queue, Max (n+32<=4096)*/
  75 #define NIC_PORT_TX_Q_SIZE 2048  /* Size of Physical NIC TX Queue, Max (n+32<=4096)*/
  76
  77 /* TODO: Needs per NIC value for these constants. */
  78 #define RX_PTHRESH 32 /* Default values of RX prefetch threshold reg. */
  79 #define RX_HTHRESH 32 /* Default values of RX host threshold reg. */
  80 #define RX_WTHRESH 16 /* Default values of RX write-back threshold reg. */
  81
  82 #define TX_PTHRESH 36 /* Default values of TX prefetch threshold reg. */
  83 #define TX_HTHRESH 0  /* Default values of TX host threshold reg. */
  84 #define TX_WTHRESH 0  /* Default values of TX write-back threshold reg. */
  85
  86 static const struct rte_eth_conf port_conf = {
  87     .rxmode = {
  88         .mq_mode = ETH_MQ_RX_RSS,
  89         .split_hdr_size = 0,
  90         .header_split   = 0, /* Header Split disabled */
  91         .hw_ip_checksum = 0, /* IP checksum offload disabled */
  92         .hw_vlan_filter = 0, /* VLAN filtering disabled */
  93         .jumbo_frame    = 0, /* Jumbo Frame Support disabled */
  94         .hw_strip_crc   = 0,
  95     },
  96     .rx_adv_conf = {
  97         .rss_conf = {
  98             .rss_key = NULL,
  99             .rss_hf = ETH_RSS_IPV4_TCP | ETH_RSS_IPV4 | ETH_RSS_IPV6,
 100         },
 101     },
 102     .txmode = {
 103         .mq_mode = ETH_MQ_TX_NONE,
 104     },
 105 };
 106
 107 static const struct rte_eth_rxconf rx_conf = {
 108     .rx_thresh = {
 109         .pthresh = RX_PTHRESH,
 110         .hthresh = RX_HTHRESH,
 111         .wthresh = RX_WTHRESH,
 112     },
 113 };
 114
 115 static const struct rte_eth_txconf tx_conf = {
 116     .tx_thresh = {
 117         .pthresh = TX_PTHRESH,
 118         .hthresh = TX_HTHRESH,
 119         .wthresh = TX_WTHRESH,
 120     },
 121     .tx_free_thresh = 0,
 122     .tx_rs_thresh = 0,
 123     .txq_flags = ETH_TXQ_FLAGS_NOMULTSEGS|ETH_TXQ_FLAGS_NOOFFLOADS,
 124 };
 125
 126 enum { MAX_RX_QUEUE_LEN = 64 };
 127 enum { MAX_TX_QUEUE_LEN = 64 };
 128 enum { DRAIN_TSC = 200000ULL };
 129
 130 static int rte_eal_init_ret = ENODEV;
 131
 132 static struct ovs_mutex dpdk_mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
 133
 134 /* Contains all 'struct dpdk_dev's. */
 135 static struct list dpdk_list OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex)
 136     = LIST_INITIALIZER(&dpdk_list);
 137
 138 static struct list dpdk_mp_list OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex)
 139     = LIST_INITIALIZER(&dpdk_mp_list);
 140
 141 struct dpdk_mp {
 142     struct rte_mempool *mp;
 143     int mtu;
 144     int socket_id;
 145     int refcount;
 146     struct list list_node OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex);
 147 };
 148
 149 struct dpdk_tx_queue {
 150     rte_spinlock_t tx_lock;
 151     int count;
 152     uint64_t tsc;
 153     struct rte_mbuf *burst_pkts[MAX_TX_QUEUE_LEN];
 154 };
 155
 156 struct netdev_dpdk {
 157     struct netdev up;
 158     int port_id;
 159     int max_packet_len;
 160
 161     struct dpdk_tx_queue tx_q[NR_QUEUE];
 162
 163     struct ovs_mutex mutex OVS_ACQ_AFTER(dpdk_mutex);
 164
 165     struct dpdk_mp *dpdk_mp;
 166     int mtu;
 167     int socket_id;
 168     int buf_size;
 169     struct netdev_stats stats_offset;
 170     struct netdev_stats stats;
 171
 172     uint8_t hwaddr[ETH_ADDR_LEN];
 173     enum netdev_flags flags;
 174
 175     struct rte_eth_link link;
 176     int link_reset_cnt;
 177
 178     /* In dpdk_list. */
 179     struct list list_node OVS_GUARDED_BY(dpdk_mutex);
 180 };
 181
 182 struct netdev_rxq_dpdk {
 183     struct netdev_rxq up;
 184     int port_id;
 185 };
 186
 187 static int netdev_dpdk_construct(struct netdev *);
 188
 189 static bool
 190 is_dpdk_class(const struct netdev_class *class)
 191 {
 192     return class->construct == netdev_dpdk_construct;
 193 }
 194
 195 /* TODO: use dpdk malloc for entire OVS. infact huge page shld be used
 196  * for all other sengments data, bss and text. */
 197
 198 static void *
 199 dpdk_rte_mzalloc(size_t sz)
 200 {
 201     void *ptr;
 202
 203     ptr = rte_zmalloc(OVS_VPORT_DPDK, sz, OVS_CACHE_LINE_SIZE);
 204     if (ptr == NULL) {
 205         out_of_memory();
 206     }
 207     return ptr;
 208 }
 209
 210 void
 211 free_dpdk_buf(struct dpif_packet *p)
 212 {
 213     struct ofpbuf *buf = &p->ofpbuf;
 214     struct rte_mbuf *pkt = (struct rte_mbuf *) buf->dpdk_buf;
 215
 216     rte_mempool_put(pkt->pool, pkt);
 217 }
 218
 219 static void
 220 __rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp,
 221                    void *opaque_arg OVS_UNUSED,
 222                    void *_m,
 223                    unsigned i OVS_UNUSED)
 224 {
 225     struct rte_mbuf *m = _m;
 226     uint32_t buf_len = mp->elt_size - sizeof(struct dpif_packet);
 227
 228     RTE_MBUF_ASSERT(mp->elt_size >= sizeof(struct dpif_packet));
 229
 230     memset(m, 0, mp->elt_size);
 231
 232     /* start of buffer is just after mbuf structure */
 233     m->buf_addr = (char *)m + sizeof(struct dpif_packet);
 234     m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) +
 235                     sizeof(struct dpif_packet);
 236     m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
 237
 238     /* keep some headroom between start of buffer and data */
 239     m->pkt.data = (char*) m->buf_addr + RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, m->buf_len);
 240
 241     /* init some constant fields */
 242     m->type = RTE_MBUF_PKT;
 243     m->pool = mp;
 244     m->pkt.nb_segs = 1;
 245     m->pkt.in_port = 0xff;
 246 }
 247
 248 static void
 249 ovs_rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp,
 250                      void *opaque_arg OVS_UNUSED,
 251                      void *_m,
 252                      unsigned i OVS_UNUSED)
 253 {
 254     struct rte_mbuf *m = _m;
 255
 256     __rte_pktmbuf_init(mp, opaque_arg, _m, i);
 257
 258     ofpbuf_init_dpdk((struct ofpbuf *) m, m->buf_len);
 259 }
 260
 261 static struct dpdk_mp *
 262 dpdk_mp_get(int socket_id, int mtu) OVS_REQUIRES(dpdk_mutex)
 263 {
 264     struct dpdk_mp *dmp = NULL;
 265     char mp_name[RTE_MEMPOOL_NAMESIZE];
 266
 267     LIST_FOR_EACH (dmp, list_node, &dpdk_mp_list) {
 268         if (dmp->socket_id == socket_id && dmp->mtu == mtu) {
 269             dmp->refcount++;
 270             return dmp;
 271         }
 272     }
 273
 274     dmp = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *dmp);
 275     dmp->socket_id = socket_id;
 276     dmp->mtu = mtu;
 277     dmp->refcount = 1;
 278
 279     snprintf(mp_name, RTE_MEMPOOL_NAMESIZE, "ovs_mp_%d", dmp->mtu);
 280     dmp->mp = rte_mempool_create(mp_name, NB_MBUF, MBUF_SIZE(mtu),
 281                                  MP_CACHE_SZ,
 282                                  sizeof(struct rte_pktmbuf_pool_private),
 283                                  rte_pktmbuf_pool_init, NULL,
 284                                  ovs_rte_pktmbuf_init, NULL,
 285                                  socket_id, 0);
 286
 287     if (dmp->mp == NULL) {
 288         return NULL;
 289     }
 290
 291     list_push_back(&dpdk_mp_list, &dmp->list_node);
 292     return dmp;
 293 }
 294
 295 static void
 296 dpdk_mp_put(struct dpdk_mp *dmp)
 297 {
 298
 299     if (!dmp) {
 300         return;
 301     }
 302
 303     dmp->refcount--;
 304     ovs_assert(dmp->refcount >= 0);
 305
 306 #if 0
 307     /* I could not find any API to destroy mp. */
 308     if (dmp->refcount == 0) {
 309         list_delete(dmp->list_node);
 310         /* destroy mp-pool. */
 311     }
 312 #endif
 313 }
 314
 315 static void
 316 check_link_status(struct netdev_dpdk *dev)
 317 {
 318     struct rte_eth_link link;
 319
 320     rte_eth_link_get_nowait(dev->port_id, &link);
 321
 322     if (dev->link.link_status != link.link_status) {
 323         netdev_change_seq_changed(&dev->up);
 324
 325         dev->link_reset_cnt++;
 326         dev->link = link;
 327         if (dev->link.link_status) {
 328             VLOG_DBG_RL(&rl, "Port %d Link Up - speed %u Mbps - %s",
 329                         dev->port_id, (unsigned)dev->link.link_speed,
 330                         (dev->link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) ?
 331                          ("full-duplex") : ("half-duplex"));
 332         } else {
 333             VLOG_DBG_RL(&rl, "Port %d Link Down", dev->port_id);
 334         }
 335     }
 336 }
 337
 338 static void *
 339 dpdk_watchdog(void *dummy OVS_UNUSED)
 340 {
 341     struct netdev_dpdk *dev;
 342
 343     pthread_detach(pthread_self());
 344
 345     for (;;) {
 346         ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 347         LIST_FOR_EACH (dev, list_node, &dpdk_list) {
 348             ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 349             check_link_status(dev);
 350             ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 351         }
 352         ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 353         xsleep(DPDK_PORT_WATCHDOG_INTERVAL);
 354     }
 355
 356     return NULL;
 357 }
 358
 359 static int
 360 dpdk_eth_dev_init(struct netdev_dpdk *dev) OVS_REQUIRES(dpdk_mutex)
 361 {
 362     struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
 363     struct ether_addr eth_addr;
 364     int diag;
 365     int i;
 366
 367     if (dev->port_id < 0 || dev->port_id >= rte_eth_dev_count()) {
 368         return -ENODEV;
 369     }
 370
 371     diag = rte_eth_dev_configure(dev->port_id, NR_QUEUE, NR_QUEUE,  &port_conf);
 372     if (diag) {
 373         VLOG_ERR("eth dev config error %d",diag);
 374         return diag;
 375     }
 376
 377     for (i = 0; i < NR_QUEUE; i++) {
 378         diag = rte_eth_tx_queue_setup(dev->port_id, i, NIC_PORT_TX_Q_SIZE,
 379                                       dev->socket_id, &tx_conf);
 380         if (diag) {
 381             VLOG_ERR("eth dev tx queue setup error %d",diag);
 382             return diag;
 383         }
 384     }
 385
 386     for (i = 0; i < NR_QUEUE; i++) {
 387         diag = rte_eth_rx_queue_setup(dev->port_id, i, NIC_PORT_RX_Q_SIZE,
 388                                       dev->socket_id,
 389                                       &rx_conf, dev->dpdk_mp->mp);
 390         if (diag) {
 391             VLOG_ERR("eth dev rx queue setup error %d",diag);
 392             return diag;
 393         }
 394     }
 395
 396     diag = rte_eth_dev_start(dev->port_id);
 397     if (diag) {
 398         VLOG_ERR("eth dev start error %d",diag);
 399         return diag;
 400     }
 401
 402     rte_eth_promiscuous_enable(dev->port_id);
 403     rte_eth_allmulticast_enable(dev->port_id);
 404
 405     memset(&eth_addr, 0x0, sizeof(eth_addr));
 406     rte_eth_macaddr_get(dev->port_id, &eth_addr);
 407     VLOG_INFO_RL(&rl, "Port %d: "ETH_ADDR_FMT"",
 408                     dev->port_id, ETH_ADDR_ARGS(eth_addr.addr_bytes));
 409
 410     memcpy(dev->hwaddr, eth_addr.addr_bytes, ETH_ADDR_LEN);
 411     rte_eth_link_get_nowait(dev->port_id, &dev->link);
 412
 413     mbp_priv = rte_mempool_get_priv(dev->dpdk_mp->mp);
 414     dev->buf_size = mbp_priv->mbuf_data_room_size - RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
 415
 416     dev->flags = NETDEV_UP | NETDEV_PROMISC;
 417     return 0;
 418 }
 419
 420 static struct netdev_dpdk *
 421 netdev_dpdk_cast(const struct netdev *netdev)
 422 {
 423     return CONTAINER_OF(netdev, struct netdev_dpdk, up);
 424 }
 425
 426 static struct netdev *
 427 netdev_dpdk_alloc(void)
 428 {
 429     struct netdev_dpdk *netdev = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *netdev);
 430     return &netdev->up;
 431 }
 432
 433 static int
 434 netdev_dpdk_construct(struct netdev *netdev_)
 435 {
 436     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 437     unsigned int port_no;
 438     char *cport;
 439     int err;
 440     int i;
 441
 442     if (rte_eal_init_ret) {
 443         return rte_eal_init_ret;
 444     }
 445
 446     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 447     cport = netdev_->name + 4; /* Names always start with "dpdk" */
 448
 449     if (strncmp(netdev_->name, "dpdk", 4)) {
 450         err = ENODEV;
 451         goto unlock_dpdk;
 452     }
 453
 454     port_no = strtol(cport, 0, 0); /* string must be null terminated */
 455
 456     for (i = 0; i < NR_QUEUE; i++) {
 457         rte_spinlock_init(&netdev->tx_q[i].tx_lock);
 458     }
 459
 460     ovs_mutex_init(&netdev->mutex);
 461
 462     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
 463     netdev->flags = 0;
 464
 465     netdev->mtu = ETHER_MTU;
 466     netdev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(netdev->mtu);
 467
 468     /* TODO: need to discover device node at run time. */
 469     netdev->socket_id = SOCKET0;
 470     netdev->port_id = port_no;
 471
 472     netdev->dpdk_mp = dpdk_mp_get(netdev->socket_id, netdev->mtu);
 473     if (!netdev->dpdk_mp) {
 474         err = ENOMEM;
 475         goto unlock_dev;
 476     }
 477
 478     err = dpdk_eth_dev_init(netdev);
 479     if (err) {
 480         goto unlock_dev;
 481     }
 482     netdev_->n_rxq = NR_QUEUE;
 483
 484     list_push_back(&dpdk_list, &netdev->list_node);
 485
 486 unlock_dev:
 487     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
 488 unlock_dpdk:
 489     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 490     return err;
 491 }
 492
 493 static void
 494 netdev_dpdk_destruct(struct netdev *netdev_)
 495 {
 496     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 497
 498     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 499     rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
 500     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 501
 502     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 503     list_remove(&dev->list_node);
 504     dpdk_mp_put(dev->dpdk_mp);
 505     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 506
 507     ovs_mutex_destroy(&dev->mutex);
 508 }
 509
 510 static void
 511 netdev_dpdk_dealloc(struct netdev *netdev_)
 512 {
 513     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 514
 515     rte_free(netdev);
 516 }
 517
 518 static int
 519 netdev_dpdk_get_config(const struct netdev *netdev_, struct smap *args)
 520 {
 521     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 522
 523     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 524
 525     /* TODO: Allow to configure number of queues. */
 526     smap_add_format(args, "configured_rx_queues", "%u", netdev_->n_rxq);
 527     smap_add_format(args, "configured_tx_queues", "%u", netdev_->n_rxq);
 528     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 529
 530     return 0;
 531 }
 532
 533 static struct netdev_rxq *
 534 netdev_dpdk_rxq_alloc(void)
 535 {
 536     struct netdev_rxq_dpdk *rx = dpdk_rte_mzalloc(sizeof *rx);
 537
 538     return &rx->up;
 539 }
 540
 541 static struct netdev_rxq_dpdk *
 542 netdev_rxq_dpdk_cast(const struct netdev_rxq *rx)
 543 {
 544     return CONTAINER_OF(rx, struct netdev_rxq_dpdk, up);
 545 }
 546
 547 static int
 548 netdev_dpdk_rxq_construct(struct netdev_rxq *rxq_)
 549 {
 550     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 551     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(rx->up.netdev);
 552
 553     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
 554     rx->port_id = netdev->port_id;
 555     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
 556
 557     return 0;
 558 }
 559
 560 static void
 561 netdev_dpdk_rxq_destruct(struct netdev_rxq *rxq_ OVS_UNUSED)
 562 {
 563 }
 564
 565 static void
 566 netdev_dpdk_rxq_dealloc(struct netdev_rxq *rxq_)
 567 {
 568     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 569
 570     rte_free(rx);
 571 }
 572
 573 static inline void
 574 dpdk_queue_flush__(struct netdev_dpdk *dev, int qid)
 575 {
 576     struct dpdk_tx_queue *txq = &dev->tx_q[qid];
 577     uint32_t nb_tx;
 578
 579     nb_tx = rte_eth_tx_burst(dev->port_id, qid, txq->burst_pkts, txq->count);
 580     if (OVS_UNLIKELY(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     txq->tsc = rte_get_timer_cycles();
 588 }
 589
 590 static inline void
 591 dpdk_queue_flush(struct netdev_dpdk *dev, int qid)
 592 {
 593     struct dpdk_tx_queue *txq = &dev->tx_q[qid];
 594
 595     if (txq->count == 0) {
 596         return;
 597     }
 598     rte_spinlock_lock(&txq->tx_lock);
 599     dpdk_queue_flush__(dev, qid);
 600     rte_spinlock_unlock(&txq->tx_lock);
 601 }
 602
 603 static int
 604 netdev_dpdk_rxq_recv(struct netdev_rxq *rxq_, struct dpif_packet **packets,
 605                      int *c)
 606 {
 607     struct netdev_rxq_dpdk *rx = netdev_rxq_dpdk_cast(rxq_);
 608     struct netdev *netdev = rx->up.netdev;
 609     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 610     int nb_rx;
 611
 612     dpdk_queue_flush(dev, rxq_->queue_id);
 613
 614     nb_rx = rte_eth_rx_burst(rx->port_id, rxq_->queue_id,
 615                              (struct rte_mbuf **) packets,
 616                              MIN((int)NETDEV_MAX_RX_BATCH,
 617                                  (int)MAX_RX_QUEUE_LEN));
 618     if (!nb_rx) {
 619         return EAGAIN;
 620     }
 621
 622     *c = nb_rx;
 623
 624     return 0;
 625 }
 626
 627 inline static void
 628 dpdk_queue_pkts(struct netdev_dpdk *dev, int qid,
 629                struct rte_mbuf **pkts, int cnt)
 630 {
 631     struct dpdk_tx_queue *txq = &dev->tx_q[qid];
 632     uint64_t diff_tsc;
 633
 634     int i = 0;
 635
 636     rte_spinlock_lock(&txq->tx_lock);
 637     while (i < cnt) {
 638         int freeslots = MAX_TX_QUEUE_LEN - txq->count;
 639         int tocopy = MIN(freeslots, cnt-i);
 640
 641         memcpy(&txq->burst_pkts[txq->count], &pkts[i],
 642                tocopy * sizeof (struct rte_mbuf *));
 643
 644         txq->count += tocopy;
 645         i += tocopy;
 646
 647         if (txq->count == MAX_TX_QUEUE_LEN) {
 648             dpdk_queue_flush__(dev, qid);
 649         }
 650         diff_tsc = rte_get_timer_cycles() - txq->tsc;
 651         if (diff_tsc >= DRAIN_TSC) {
 652             dpdk_queue_flush__(dev, qid);
 653         }
 654     }
 655     rte_spinlock_unlock(&txq->tx_lock);
 656 }
 657
 658 /* Tx function. Transmit packets indefinitely */
 659 static void
 660 dpdk_do_tx_copy(struct netdev *netdev, struct dpif_packet ** pkts, int cnt)
 661 {
 662     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 663     struct rte_mbuf *mbufs[cnt];
 664     int dropped = 0;
 665     int newcnt = 0;
 666     int i;
 667
 668     for (i = 0; i < cnt; i++) {
 669         int size = ofpbuf_size(&pkts[i]->ofpbuf);
 670         if (OVS_UNLIKELY(size > dev->max_packet_len)) {
 671             VLOG_WARN_RL(&rl, "Too big size %d max_packet_len %d",
 672                          (int)size , dev->max_packet_len);
 673
 674             dropped++;
 675             continue;
 676         }
 677
 678         mbufs[newcnt] = rte_pktmbuf_alloc(dev->dpdk_mp->mp);
 679
 680         if (!mbufs[newcnt]) {
 681             dropped += cnt - i;
 682             break;
 683         }
 684
 685         /* We have to do a copy for now */
 686         memcpy(mbufs[newcnt]->pkt.data, ofpbuf_data(&pkts[i]->ofpbuf), size);
 687
 688         rte_pktmbuf_data_len(mbufs[newcnt]) = size;
 689         rte_pktmbuf_pkt_len(mbufs[newcnt]) = size;
 690
 691         newcnt++;
 692     }
 693
 694     if (OVS_UNLIKELY(dropped)) {
 695         ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 696         dev->stats.tx_dropped += dropped;
 697         ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 698     }
 699
 700     dpdk_queue_pkts(dev, NON_PMD_THREAD_TX_QUEUE, mbufs, newcnt);
 701     dpdk_queue_flush(dev, NON_PMD_THREAD_TX_QUEUE);
 702 }
 703
 704 static int
 705 netdev_dpdk_send(struct netdev *netdev, struct dpif_packet **pkts, int cnt,
 706                  bool may_steal)
 707 {
 708     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 709     int ret;
 710     int i;
 711
 712     if (!may_steal || pkts[0]->ofpbuf.source != OFPBUF_DPDK) {
 713         dpdk_do_tx_copy(netdev, pkts, cnt);
 714
 715         if (may_steal) {
 716             for (i = 0; i < cnt; i++) {
 717                 dpif_packet_delete(pkts[i]);
 718             }
 719         }
 720     } else {
 721         int qid;
 722         int next_tx_idx = 0;
 723         int dropped = 0;
 724
 725         qid = rte_lcore_id() % NR_QUEUE;
 726
 727         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 728             int size = ofpbuf_size(&pkts[i]->ofpbuf);
 729             if (OVS_UNLIKELY(size > dev->max_packet_len)) {
 730                 if (next_tx_idx != i) {
 731                     dpdk_queue_pkts(dev, qid,
 732                                     (struct rte_mbuf **)&pkts[next_tx_idx],
 733                                     i-next_tx_idx);
 734                 }
 735
 736                 VLOG_WARN_RL(&rl, "Too big size %d max_packet_len %d",
 737                              (int)size , dev->max_packet_len);
 738
 739                 dpif_packet_delete(pkts[i]);
 740                 dropped++;
 741                 next_tx_idx = i + 1;
 742             }
 743         }
 744         if (next_tx_idx != cnt) {
 745            dpdk_queue_pkts(dev, qid,
 746                             (struct rte_mbuf **)&pkts[next_tx_idx],
 747                             cnt-next_tx_idx);
 748         }
 749
 750         if (OVS_UNLIKELY(dropped)) {
 751             ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 752             dev->stats.tx_dropped += dropped;
 753             ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 754         }
 755     }
 756     ret = 0;
 757
 758     return ret;
 759 }
 760
 761 static int
 762 netdev_dpdk_set_etheraddr(struct netdev *netdev,
 763                           const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
 764 {
 765     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 766
 767     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 768     if (!eth_addr_equals(dev->hwaddr, mac)) {
 769         memcpy(dev->hwaddr, mac, ETH_ADDR_LEN);
 770         netdev_change_seq_changed(netdev);
 771     }
 772     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 773
 774     return 0;
 775 }
 776
 777 static int
 778 netdev_dpdk_get_etheraddr(const struct netdev *netdev,
 779                           uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
 780 {
 781     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 782
 783     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 784     memcpy(mac, dev->hwaddr, ETH_ADDR_LEN);
 785     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 786
 787     return 0;
 788 }
 789
 790 static int
 791 netdev_dpdk_get_mtu(const struct netdev *netdev, int *mtup)
 792 {
 793     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 794
 795     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 796     *mtup = dev->mtu;
 797     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 798
 799     return 0;
 800 }
 801
 802 static int
 803 netdev_dpdk_set_mtu(const struct netdev *netdev, int mtu)
 804 {
 805     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 806     int old_mtu, err;
 807     struct dpdk_mp *old_mp;
 808     struct dpdk_mp *mp;
 809
 810     ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
 811     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 812     if (dev->mtu == mtu) {
 813         err = 0;
 814         goto out;
 815     }
 816
 817     mp = dpdk_mp_get(dev->socket_id, dev->mtu);
 818     if (!mp) {
 819         err = ENOMEM;
 820         goto out;
 821     }
 822
 823     rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
 824
 825     old_mtu = dev->mtu;
 826     old_mp = dev->dpdk_mp;
 827     dev->dpdk_mp = mp;
 828     dev->mtu = mtu;
 829     dev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(dev->mtu);
 830
 831     err = dpdk_eth_dev_init(dev);
 832     if (err) {
 833         dpdk_mp_put(mp);
 834         dev->mtu = old_mtu;
 835         dev->dpdk_mp = old_mp;
 836         dev->max_packet_len = MTU_TO_MAX_LEN(dev->mtu);
 837         dpdk_eth_dev_init(dev);
 838         goto out;
 839     }
 840
 841     dpdk_mp_put(old_mp);
 842     netdev_change_seq_changed(netdev);
 843 out:
 844     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 845     ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
 846     return err;
 847 }
 848
 849 static int
 850 netdev_dpdk_get_carrier(const struct netdev *netdev_, bool *carrier);
 851
 852 static int
 853 netdev_dpdk_get_stats(const struct netdev *netdev, struct netdev_stats *stats)
 854 {
 855     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 856     struct rte_eth_stats rte_stats;
 857     bool gg;
 858
 859     netdev_dpdk_get_carrier(netdev, &gg);
 860     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 861     rte_eth_stats_get(dev->port_id, &rte_stats);
 862
 863     *stats = dev->stats_offset;
 864
 865     stats->rx_packets += rte_stats.ipackets;
 866     stats->tx_packets += rte_stats.opackets;
 867     stats->rx_bytes += rte_stats.ibytes;
 868     stats->tx_bytes += rte_stats.obytes;
 869     stats->rx_errors += rte_stats.ierrors;
 870     stats->tx_errors += rte_stats.oerrors;
 871     stats->multicast += rte_stats.imcasts;
 872
 873     stats->tx_dropped += dev->stats.tx_dropped;
 874     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 875
 876     return 0;
 877 }
 878
 879 static int
 880 netdev_dpdk_set_stats(struct netdev *netdev, const struct netdev_stats *stats)
 881 {
 882     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 883
 884     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 885     dev->stats_offset = *stats;
 886     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 887
 888     return 0;
 889 }
 890
 891 static int
 892 netdev_dpdk_get_features(const struct netdev *netdev_,
 893                          enum netdev_features *current,
 894                          enum netdev_features *advertised OVS_UNUSED,
 895                          enum netdev_features *supported OVS_UNUSED,
 896                          enum netdev_features *peer OVS_UNUSED)
 897 {
 898     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 899     struct rte_eth_link link;
 900
 901     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 902     link = dev->link;
 903     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 904
 905     if (link.link_duplex == ETH_LINK_AUTONEG_DUPLEX) {
 906         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_AUTONEG) {
 907             *current = NETDEV_F_AUTONEG;
 908         }
 909     } else if (link.link_duplex == ETH_LINK_HALF_DUPLEX) {
 910         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10) {
 911             *current = NETDEV_F_10MB_HD;
 912         }
 913         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_100) {
 914             *current = NETDEV_F_100MB_HD;
 915         }
 916         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_1000) {
 917             *current = NETDEV_F_1GB_HD;
 918         }
 919     } else if (link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) {
 920         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10) {
 921             *current = NETDEV_F_10MB_FD;
 922         }
 923         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_100) {
 924             *current = NETDEV_F_100MB_FD;
 925         }
 926         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_1000) {
 927             *current = NETDEV_F_1GB_FD;
 928         }
 929         if (link.link_speed == ETH_LINK_SPEED_10000) {
 930             *current = NETDEV_F_10GB_FD;
 931         }
 932     }
 933
 934     return 0;
 935 }
 936
 937 static int
 938 netdev_dpdk_get_ifindex(const struct netdev *netdev)
 939 {
 940     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
 941     int ifindex;
 942
 943     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 944     ifindex = dev->port_id;
 945     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 946
 947     return ifindex;
 948 }
 949
 950 static int
 951 netdev_dpdk_get_carrier(const struct netdev *netdev_, bool *carrier)
 952 {
 953     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 954
 955     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 956     check_link_status(dev);
 957     *carrier = dev->link.link_status;
 958     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 959
 960     return 0;
 961 }
 962
 963 static long long int
 964 netdev_dpdk_get_carrier_resets(const struct netdev *netdev_)
 965 {
 966     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
 967     long long int carrier_resets;
 968
 969     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
 970     carrier_resets = dev->link_reset_cnt;
 971     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
 972
 973     return carrier_resets;
 974 }
 975
 976 static int
 977 netdev_dpdk_set_miimon(struct netdev *netdev_ OVS_UNUSED,
 978                        long long int interval OVS_UNUSED)
 979 {
 980     return 0;
 981 }
 982
 983 static int
 984 netdev_dpdk_update_flags__(struct netdev_dpdk *dev,
 985                            enum netdev_flags off, enum netdev_flags on,
 986                            enum netdev_flags *old_flagsp)
 987     OVS_REQUIRES(dev->mutex)
 988 {
 989     int err;
 990
 991     if ((off | on) & ~(NETDEV_UP | NETDEV_PROMISC)) {
 992         return EINVAL;
 993     }
 994
 995     *old_flagsp = dev->flags;
 996     dev->flags |= on;
 997     dev->flags &= ~off;
 998
 999     if (dev->flags == *old_flagsp) {
1000         return 0;
1001     }
1002
1003     if (dev->flags & NETDEV_UP) {
1004         err = rte_eth_dev_start(dev->port_id);
1005         if (err)
1006             return err;
1007     }
1008
1009     if (dev->flags & NETDEV_PROMISC) {
1010         rte_eth_promiscuous_enable(dev->port_id);
1011     }
1012
1013     if (!(dev->flags & NETDEV_UP)) {
1014         rte_eth_dev_stop(dev->port_id);
1015     }
1016
1017     return 0;
1018 }
1019
1020 static int
1021 netdev_dpdk_update_flags(struct netdev *netdev_,
1022                          enum netdev_flags off, enum netdev_flags on,
1023                          enum netdev_flags *old_flagsp)
1024 {
1025     struct netdev_dpdk *netdev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
1026     int error;
1027
1028     ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
1029     error = netdev_dpdk_update_flags__(netdev, off, on, old_flagsp);
1030     ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
1031
1032     return error;
1033 }
1034
1035 static int
1036 netdev_dpdk_get_status(const struct netdev *netdev_, struct smap *args)
1037 {
1038     struct netdev_dpdk *dev = netdev_dpdk_cast(netdev_);
1039     struct rte_eth_dev_info dev_info;
1040
1041     if (dev->port_id <= 0)
1042         return ENODEV;
1043
1044     ovs_mutex_lock(&dev->mutex);
1045     rte_eth_dev_info_get(dev->port_id, &dev_info);
1046     ovs_mutex_unlock(&dev->mutex);
1047
1048     smap_add_format(args, "driver_name", "%s", dev_info.driver_name);
1049
1050     smap_add_format(args, "numa_id", "%d", rte_eth_dev_socket_id(dev->port_id));
1051     smap_add_format(args, "driver_name", "%s", dev_info.driver_name);
1052     smap_add_format(args, "min_rx_bufsize", "%u", dev_info.min_rx_bufsize);
1053     smap_add_format(args, "max_rx_pktlen", "%u", dev_info.max_rx_pktlen);
1054     smap_add_format(args, "max_rx_queues", "%u", dev_info.max_rx_queues);
1055     smap_add_format(args, "max_tx_queues", "%u", dev_info.max_tx_queues);
1056     smap_add_format(args, "max_mac_addrs", "%u", dev_info.max_mac_addrs);
1057     smap_add_format(args, "max_hash_mac_addrs", "%u", dev_info.max_hash_mac_addrs);
1058     smap_add_format(args, "max_vfs", "%u", dev_info.max_vfs);
1059     smap_add_format(args, "max_vmdq_pools", "%u", dev_info.max_vmdq_pools);
1060
1061     smap_add_format(args, "pci-vendor_id", "0x%u", dev_info.pci_dev->id.vendor_id);
1062     smap_add_format(args, "pci-device_id", "0x%x", dev_info.pci_dev->id.device_id);
1063
1064     return 0;
1065 }
1066
1067 static void
1068 netdev_dpdk_set_admin_state__(struct netdev_dpdk *dev, bool admin_state)
1069     OVS_REQUIRES(dev->mutex)
1070 {
1071     enum netdev_flags old_flags;
1072
1073     if (admin_state) {
1074         netdev_dpdk_update_flags__(dev, 0, NETDEV_UP, &old_flags);
1075     } else {
1076         netdev_dpdk_update_flags__(dev, NETDEV_UP, 0, &old_flags);
1077     }
1078 }
1079
1080 static void
1081 netdev_dpdk_set_admin_state(struct unixctl_conn *conn, int argc,
1082                             const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
1083 {
1084     bool up;
1085
1086     if (!strcasecmp(argv[argc - 1], "up")) {
1087         up = true;
1088     } else if ( !strcasecmp(argv[argc - 1], "down")) {
1089         up = false;
1090     } else {
1091         unixctl_command_reply_error(conn, "Invalid Admin State");
1092         return;
1093     }
1094
1095     if (argc > 2) {
1096         struct netdev *netdev = netdev_from_name(argv[1]);
1097         if (netdev && is_dpdk_class(netdev->netdev_class)) {
1098             struct netdev_dpdk *dpdk_dev = netdev_dpdk_cast(netdev);
1099
1100             ovs_mutex_lock(&dpdk_dev->mutex);
1101             netdev_dpdk_set_admin_state__(dpdk_dev, up);
1102             ovs_mutex_unlock(&dpdk_dev->mutex);
1103
1104             netdev_close(netdev);
1105         } else {
1106             unixctl_command_reply_error(conn, "Not a DPDK Interface");
1107             netdev_close(netdev);
1108             return;
1109         }
1110     } else {
1111         struct netdev_dpdk *netdev;
1112
1113         ovs_mutex_lock(&dpdk_mutex);
1114         LIST_FOR_EACH (netdev, list_node, &dpdk_list) {
1115             ovs_mutex_lock(&netdev->mutex);
1116             netdev_dpdk_set_admin_state__(netdev, up);
1117             ovs_mutex_unlock(&netdev->mutex);
1118         }
1119         ovs_mutex_unlock(&dpdk_mutex);
1120     }
1121     unixctl_command_reply(conn, "OK");
1122 }
1123
1124 static int
1125 dpdk_class_init(void)
1126 {
1127     int result;
1128
1129     if (rte_eal_init_ret) {
1130         return 0;
1131     }
1132
1133     result = rte_pmd_init_all();
1134     if (result) {
1135         VLOG_ERR("Cannot init PMD");
1136         return result;
1137     }
1138
1139     result = rte_eal_pci_probe();
1140     if (result) {
1141         VLOG_ERR("Cannot probe PCI");
1142         return result;
1143     }
1144
1145     if (rte_eth_dev_count() < 1) {
1146         VLOG_ERR("No Ethernet devices found. Try assigning ports to UIO.");
1147     }
1148
1149     VLOG_INFO("Ethernet Device Count: %d", (int)rte_eth_dev_count());
1150
1151     list_init(&dpdk_list);
1152     list_init(&dpdk_mp_list);
1153
1154     unixctl_command_register("netdev-dpdk/set-admin-state",
1155                              "[netdev] up|down", 1, 2,
1156                              netdev_dpdk_set_admin_state, NULL);
1157
1158     ovs_thread_create("dpdk_watchdog", dpdk_watchdog, NULL);
1159     return 0;
1160 }
1161
1162 static struct netdev_class netdev_dpdk_class = {
1163     "dpdk",
1164     dpdk_class_init,            /* init */
1165     NULL,                       /* netdev_dpdk_run */
1166     NULL,                       /* netdev_dpdk_wait */
1167
1168     netdev_dpdk_alloc,
1169     netdev_dpdk_construct,
1170     netdev_dpdk_destruct,
1171     netdev_dpdk_dealloc,
1172     netdev_dpdk_get_config,
1173     NULL,                       /* netdev_dpdk_set_config */
1174     NULL,                       /* get_tunnel_config */
1175
1176     netdev_dpdk_send,           /* send */
1177     NULL,                       /* send_wait */
1178
1179     netdev_dpdk_set_etheraddr,
1180     netdev_dpdk_get_etheraddr,
1181     netdev_dpdk_get_mtu,
1182     netdev_dpdk_set_mtu,
1183     netdev_dpdk_get_ifindex,
1184     netdev_dpdk_get_carrier,
1185     netdev_dpdk_get_carrier_resets,
1186     netdev_dpdk_set_miimon,
1187     netdev_dpdk_get_stats,
1188     netdev_dpdk_set_stats,
1189     netdev_dpdk_get_features,
1190     NULL,                       /* set_advertisements */
1191
1192     NULL,                       /* set_policing */
1193     NULL,                       /* get_qos_types */
1194     NULL,                       /* get_qos_capabilities */
1195     NULL,                       /* get_qos */
1196     NULL,                       /* set_qos */
1197     NULL,                       /* get_queue */
1198     NULL,                       /* set_queue */
1199     NULL,                       /* delete_queue */
1200     NULL,                       /* get_queue_stats */
1201     NULL,                       /* queue_dump_start */
1202     NULL,                       /* queue_dump_next */
1203     NULL,                       /* queue_dump_done */
1204     NULL,                       /* dump_queue_stats */
1205
1206     NULL,                       /* get_in4 */
1207     NULL,                       /* set_in4 */
1208     NULL,                       /* get_in6 */
1209     NULL,                       /* add_router */
1210     NULL,                       /* get_next_hop */
1211     netdev_dpdk_get_status,
1212     NULL,                       /* arp_lookup */
1213
1214     netdev_dpdk_update_flags,
1215
1216     netdev_dpdk_rxq_alloc,
1217     netdev_dpdk_rxq_construct,
1218     netdev_dpdk_rxq_destruct,
1219     netdev_dpdk_rxq_dealloc,
1220     netdev_dpdk_rxq_recv,
1221     NULL,                       /* rxq_wait */
1222     NULL,                       /* rxq_drain */
1223 };
1224
1225 int
1226 dpdk_init(int argc, char **argv)
1227 {
1228     int result;
1229
1230     if (argc < 2 || strcmp(argv[1], "--dpdk"))
1231         return 0;
1232
1233     /* Make sure program name passed to rte_eal_init() is vswitchd. */
1234     argv[1] = argv[0];
1235
1236     argc--;
1237     argv++;
1238
1239     /* Make sure things are initialized ... */
1240     result = rte_eal_init(argc, argv);
1241     if (result < 0) {
1242         ovs_abort(result, "Cannot init EAL\n");
1243     }
1244
1245     rte_memzone_dump();
1246     rte_eal_init_ret = 0;
1247
1248     if (argc > result) {
1249         argv[result] = argv[0];
1250     }
1251
1252     return result + 1;
1253 }
1254
1255 void
1256 netdev_dpdk_register(void)
1257 {
1258     netdev_register_provider(&netdev_dpdk_class);
1259 }
1260
1261 int
1262 pmd_thread_setaffinity_cpu(int cpu)
1263 {
1264     cpu_set_t cpuset;
1265     int err;
1266
1267     CPU_ZERO(&cpuset);
1268     CPU_SET(cpu, &cpuset);
1269     err = pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
1270     if (err) {
1271         VLOG_ERR("Thread affinity error %d",err);
1272         return err;
1273     }
1274     RTE_PER_LCORE(_lcore_id) = cpu;
1275
1276     return 0;
1277 }