xref: /dpdk/examples/server_node_efd/server/init.c (revision 3998e2a0)
1*3998e2a0SBruce Richardson /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2*3998e2a0SBruce Richardson  * Copyright(c) 2016-2017 Intel Corporation
3ed2a80fdSPablo de Lara  */
4ed2a80fdSPablo de Lara 
5ed2a80fdSPablo de Lara #include <stdint.h>
6ed2a80fdSPablo de Lara #include <stdio.h>
7ed2a80fdSPablo de Lara #include <string.h>
8ed2a80fdSPablo de Lara #include <sys/queue.h>
9ed2a80fdSPablo de Lara #include <errno.h>
10ed2a80fdSPablo de Lara #include <stdarg.h>
11ed2a80fdSPablo de Lara #include <inttypes.h>
12ed2a80fdSPablo de Lara 
13ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_common.h>
14ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_memory.h>
15ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_memzone.h>
16ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_eal.h>
17ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_byteorder.h>
18ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_atomic.h>
19ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_launch.h>
20ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_per_lcore.h>
21ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_lcore.h>
22ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_branch_prediction.h>
23ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_debug.h>
24ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_ring.h>
25ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_log.h>
26ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_mempool.h>
27ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_memcpy.h>
28ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_mbuf.h>
29ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_interrupts.h>
30ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_ether.h>
31ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_ethdev.h>
32ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_malloc.h>
33ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_string_fns.h>
34ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_cycles.h>
35ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_efd.h>
36ed2a80fdSPablo de Lara #include <rte_hash.h>
37ed2a80fdSPablo de Lara 
38ed2a80fdSPablo de Lara #include "common.h"
39ed2a80fdSPablo de Lara #include "args.h"
40ed2a80fdSPablo de Lara #include "init.h"
41ed2a80fdSPablo de Lara 
42ed2a80fdSPablo de Lara #define MBUFS_PER_NODE 1536
43ed2a80fdSPablo de Lara #define MBUFS_PER_PORT 1536
44ed2a80fdSPablo de Lara #define MBUF_CACHE_SIZE 512
45ed2a80fdSPablo de Lara 
46ed2a80fdSPablo de Lara #define RTE_MP_RX_DESC_DEFAULT 512
47ed2a80fdSPablo de Lara #define RTE_MP_TX_DESC_DEFAULT 512
48ed2a80fdSPablo de Lara #define NODE_QUEUE_RINGSIZE 128
49ed2a80fdSPablo de Lara 
50ed2a80fdSPablo de Lara #define NO_FLAGS 0
51ed2a80fdSPablo de Lara 
52ed2a80fdSPablo de Lara /* The mbuf pool for packet rx */
53ed2a80fdSPablo de Lara struct rte_mempool *pktmbuf_pool;
54ed2a80fdSPablo de Lara 
55ed2a80fdSPablo de Lara /* array of info/queues for nodes */
56ed2a80fdSPablo de Lara struct node *nodes;
57ed2a80fdSPablo de Lara 
58ed2a80fdSPablo de Lara /* EFD table */
59ed2a80fdSPablo de Lara struct rte_efd_table *efd_table;
60ed2a80fdSPablo de Lara 
61ed2a80fdSPablo de Lara /* Shared info between server and nodes */
62ed2a80fdSPablo de Lara struct shared_info *info;
63ed2a80fdSPablo de Lara 
64ed2a80fdSPablo de Lara /**
65ed2a80fdSPablo de Lara  * Initialise the mbuf pool for packet reception for the NIC, and any other
66ed2a80fdSPablo de Lara  * buffer pools needed by the app - currently none.
67ed2a80fdSPablo de Lara  */
68ed2a80fdSPablo de Lara static int
69ed2a80fdSPablo de Lara init_mbuf_pools(void)
70ed2a80fdSPablo de Lara {
71ed2a80fdSPablo de Lara 	const unsigned int num_mbufs = (num_nodes * MBUFS_PER_NODE) +
72ed2a80fdSPablo de Lara 			(info->num_ports * MBUFS_PER_PORT);
73ed2a80fdSPablo de Lara 
74ed2a80fdSPablo de Lara 	/*
75ed2a80fdSPablo de Lara 	 * Don't pass single-producer/single-consumer flags to mbuf create as it
76ed2a80fdSPablo de Lara 	 * seems faster to use a cache instead
77ed2a80fdSPablo de Lara 	 */
78ed2a80fdSPablo de Lara 	printf("Creating mbuf pool '%s' [%u mbufs] ...\n",
79ed2a80fdSPablo de Lara 			PKTMBUF_POOL_NAME, num_mbufs);
80ed2a80fdSPablo de Lara 	pktmbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create(PKTMBUF_POOL_NAME, num_mbufs,
81ed2a80fdSPablo de Lara 		MBUF_CACHE_SIZE, 0, RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE, rte_socket_id());
82ed2a80fdSPablo de Lara 
83ed2a80fdSPablo de Lara 	return pktmbuf_pool == NULL; /* 0  on success */
84ed2a80fdSPablo de Lara }
85ed2a80fdSPablo de Lara 
86ed2a80fdSPablo de Lara /**
87ed2a80fdSPablo de Lara  * Initialise an individual port:
88ed2a80fdSPablo de Lara  * - configure number of rx and tx rings
89ed2a80fdSPablo de Lara  * - set up each rx ring, to pull from the main mbuf pool
90ed2a80fdSPablo de Lara  * - set up each tx ring
91ed2a80fdSPablo de Lara  * - start the port and report its status to stdout
92ed2a80fdSPablo de Lara  */
93ed2a80fdSPablo de Lara static int
9447523597SZhiyong Yang init_port(uint16_t port_num)
95ed2a80fdSPablo de Lara {
96ed2a80fdSPablo de Lara 	/* for port configuration all features are off by default */
97ed2a80fdSPablo de Lara 	const struct rte_eth_conf port_conf = {
98ed2a80fdSPablo de Lara 		.rxmode = {
99ed2a80fdSPablo de Lara 			.mq_mode = ETH_MQ_RX_RSS
100ed2a80fdSPablo de Lara 		}
101ed2a80fdSPablo de Lara 	};
102ed2a80fdSPablo de Lara 	const uint16_t rx_rings = 1, tx_rings = num_nodes;
10360efb44fSRoman Zhukov 	uint16_t rx_ring_size = RTE_MP_RX_DESC_DEFAULT;
10460efb44fSRoman Zhukov 	uint16_t tx_ring_size = RTE_MP_TX_DESC_DEFAULT;
105ed2a80fdSPablo de Lara 
106ed2a80fdSPablo de Lara 	uint16_t q;
107ed2a80fdSPablo de Lara 	int retval;
108ed2a80fdSPablo de Lara 
10947523597SZhiyong Yang 	printf("Port %u init ... ", port_num);
110ed2a80fdSPablo de Lara 	fflush(stdout);
111ed2a80fdSPablo de Lara 
112ed2a80fdSPablo de Lara 	/*
113ed2a80fdSPablo de Lara 	 * Standard DPDK port initialisation - config port, then set up
114ed2a80fdSPablo de Lara 	 * rx and tx rings.
115ed2a80fdSPablo de Lara 	 */
116ed2a80fdSPablo de Lara 	retval = rte_eth_dev_configure(port_num, rx_rings, tx_rings, &port_conf);
117ed2a80fdSPablo de Lara 	if (retval != 0)
118ed2a80fdSPablo de Lara 		return retval;
119ed2a80fdSPablo de Lara 
12060efb44fSRoman Zhukov 	retval = rte_eth_dev_adjust_nb_rx_tx_desc(port_num, &rx_ring_size,
12160efb44fSRoman Zhukov 			&tx_ring_size);
12260efb44fSRoman Zhukov 	if (retval != 0)
12360efb44fSRoman Zhukov 		return retval;
12460efb44fSRoman Zhukov 
125ed2a80fdSPablo de Lara 	for (q = 0; q < rx_rings; q++) {
126ed2a80fdSPablo de Lara 		retval = rte_eth_rx_queue_setup(port_num, q, rx_ring_size,
127ed2a80fdSPablo de Lara 				rte_eth_dev_socket_id(port_num),
128ed2a80fdSPablo de Lara 				NULL, pktmbuf_pool);
129ed2a80fdSPablo de Lara 		if (retval < 0)
130ed2a80fdSPablo de Lara 			return retval;
131ed2a80fdSPablo de Lara 	}
132ed2a80fdSPablo de Lara 
133ed2a80fdSPablo de Lara 	for (q = 0; q < tx_rings; q++) {
134ed2a80fdSPablo de Lara 		retval = rte_eth_tx_queue_setup(port_num, q, tx_ring_size,
135ed2a80fdSPablo de Lara 				rte_eth_dev_socket_id(port_num),
136ed2a80fdSPablo de Lara 				NULL);
137ed2a80fdSPablo de Lara 		if (retval < 0)
138ed2a80fdSPablo de Lara 			return retval;
139ed2a80fdSPablo de Lara 	}
140ed2a80fdSPablo de Lara 
141ed2a80fdSPablo de Lara 	rte_eth_promiscuous_enable(port_num);
142ed2a80fdSPablo de Lara 
143ed2a80fdSPablo de Lara 	retval = rte_eth_dev_start(port_num);
144ed2a80fdSPablo de Lara 	if (retval < 0)
145ed2a80fdSPablo de Lara 		return retval;
146ed2a80fdSPablo de Lara 
147ed2a80fdSPablo de Lara 	printf("done:\n");
148ed2a80fdSPablo de Lara 
149ed2a80fdSPablo de Lara 	return 0;
150ed2a80fdSPablo de Lara }
151ed2a80fdSPablo de Lara 
152ed2a80fdSPablo de Lara /**
153ed2a80fdSPablo de Lara  * Set up the DPDK rings which will be used to pass packets, via
154ed2a80fdSPablo de Lara  * pointers, between the multi-process server and node processes.
155ed2a80fdSPablo de Lara  * Each node needs one RX queue.
156ed2a80fdSPablo de Lara  */
157ed2a80fdSPablo de Lara static int
158ed2a80fdSPablo de Lara init_shm_rings(void)
159ed2a80fdSPablo de Lara {
160ed2a80fdSPablo de Lara 	unsigned int i;
161ed2a80fdSPablo de Lara 	unsigned int socket_id;
162ed2a80fdSPablo de Lara 	const char *q_name;
163ed2a80fdSPablo de Lara 	const unsigned int ringsize = NODE_QUEUE_RINGSIZE;
164ed2a80fdSPablo de Lara 
165ed2a80fdSPablo de Lara 	nodes = rte_malloc("node details",
166ed2a80fdSPablo de Lara 		sizeof(*nodes) * num_nodes, 0);
167ed2a80fdSPablo de Lara 	if (nodes == NULL)
168ed2a80fdSPablo de Lara 		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot allocate memory for "
169ed2a80fdSPablo de Lara 				"node program details\n");
170ed2a80fdSPablo de Lara 
171ed2a80fdSPablo de Lara 	for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
172ed2a80fdSPablo de Lara 		/* Create an RX queue for each node */
173ed2a80fdSPablo de Lara 		socket_id = rte_socket_id();
174ed2a80fdSPablo de Lara 		q_name = get_rx_queue_name(i);
175ed2a80fdSPablo de Lara 		nodes[i].rx_q = rte_ring_create(q_name,
176ed2a80fdSPablo de Lara 				ringsize, socket_id,
177ed2a80fdSPablo de Lara 				RING_F_SP_ENQ | RING_F_SC_DEQ);
178ed2a80fdSPablo de Lara 		if (nodes[i].rx_q == NULL)
179ed2a80fdSPablo de Lara 			rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot create rx ring queue "
180ed2a80fdSPablo de Lara 					"for node %u\n", i);
181ed2a80fdSPablo de Lara 	}
182ed2a80fdSPablo de Lara 	return 0;
183ed2a80fdSPablo de Lara }
184ed2a80fdSPablo de Lara 
185ed2a80fdSPablo de Lara /*
186ed2a80fdSPablo de Lara  * Create EFD table which will contain all the flows
187ed2a80fdSPablo de Lara  * that will be distributed among the nodes
188ed2a80fdSPablo de Lara  */
189ed2a80fdSPablo de Lara static void
190ed2a80fdSPablo de Lara create_efd_table(void)
191ed2a80fdSPablo de Lara {
192ed2a80fdSPablo de Lara 	uint8_t socket_id = rte_socket_id();
193ed2a80fdSPablo de Lara 
194ed2a80fdSPablo de Lara 	/* create table */
195ed2a80fdSPablo de Lara 	efd_table = rte_efd_create("flow table", num_flows * 2, sizeof(uint32_t),
196ed2a80fdSPablo de Lara 			1 << socket_id,	socket_id);
197ed2a80fdSPablo de Lara 
198ed2a80fdSPablo de Lara 	if (efd_table == NULL)
199ed2a80fdSPablo de Lara 		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Problem creating the flow table\n");
200ed2a80fdSPablo de Lara }
201ed2a80fdSPablo de Lara 
202ed2a80fdSPablo de Lara static void
203ed2a80fdSPablo de Lara populate_efd_table(void)
204ed2a80fdSPablo de Lara {
205ed2a80fdSPablo de Lara 	unsigned int i;
206ed2a80fdSPablo de Lara 	int32_t ret;
207ed2a80fdSPablo de Lara 	uint32_t ip_dst;
208ed2a80fdSPablo de Lara 	uint8_t socket_id = rte_socket_id();
209ed2a80fdSPablo de Lara 	uint64_t node_id;
210ed2a80fdSPablo de Lara 
211ed2a80fdSPablo de Lara 	/* Add flows in table */
212ed2a80fdSPablo de Lara 	for (i = 0; i < num_flows; i++) {
213ed2a80fdSPablo de Lara 		node_id = i % num_nodes;
214ed2a80fdSPablo de Lara 
215ed2a80fdSPablo de Lara 		ip_dst = rte_cpu_to_be_32(i);
216ed2a80fdSPablo de Lara 		ret = rte_efd_update(efd_table, socket_id,
217ed2a80fdSPablo de Lara 				(void *)&ip_dst, (efd_value_t)node_id);
218ed2a80fdSPablo de Lara 		if (ret < 0)
219ed2a80fdSPablo de Lara 			rte_exit(EXIT_FAILURE, "Unable to add entry %u in "
220ed2a80fdSPablo de Lara 					"EFD table\n", i);
221ed2a80fdSPablo de Lara 	}
222ed2a80fdSPablo de Lara 
223ed2a80fdSPablo de Lara 	printf("EFD table: Adding 0x%x keys\n", num_flows);
224ed2a80fdSPablo de Lara }
225ed2a80fdSPablo de Lara 
226ed2a80fdSPablo de Lara /* Check the link status of all ports in up to 9s, and print them finally */
227ed2a80fdSPablo de Lara static void
22847523597SZhiyong Yang check_all_ports_link_status(uint16_t port_num, uint32_t port_mask)
229ed2a80fdSPablo de Lara {
230ed2a80fdSPablo de Lara #define CHECK_INTERVAL 100 /* 100ms */
231ed2a80fdSPablo de Lara #define MAX_CHECK_TIME 90 /* 9s (90 * 100ms) in total */
23247523597SZhiyong Yang 	uint8_t count, all_ports_up, print_flag = 0;
23347523597SZhiyong Yang 	uint16_t portid;
234ed2a80fdSPablo de Lara 	struct rte_eth_link link;
235ed2a80fdSPablo de Lara 
236ed2a80fdSPablo de Lara 	printf("\nChecking link status");
237ed2a80fdSPablo de Lara 	fflush(stdout);
238ed2a80fdSPablo de Lara 	for (count = 0; count <= MAX_CHECK_TIME; count++) {
239ed2a80fdSPablo de Lara 		all_ports_up = 1;
240ed2a80fdSPablo de Lara 		for (portid = 0; portid < port_num; portid++) {
241ed2a80fdSPablo de Lara 			if ((port_mask & (1 << info->id[portid])) == 0)
242ed2a80fdSPablo de Lara 				continue;
243ed2a80fdSPablo de Lara 			memset(&link, 0, sizeof(link));
244ed2a80fdSPablo de Lara 			rte_eth_link_get_nowait(info->id[portid], &link);
245ed2a80fdSPablo de Lara 			/* print link status if flag set */
246ed2a80fdSPablo de Lara 			if (print_flag == 1) {
247ed2a80fdSPablo de Lara 				if (link.link_status)
24847523597SZhiyong Yang 					printf(
24947523597SZhiyong Yang 					"Port%d Link Up. Speed %u Mbps - %s\n",
25047523597SZhiyong Yang 						info->id[portid],
25147523597SZhiyong Yang 						link.link_speed,
252ed2a80fdSPablo de Lara 				(link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) ?
253ed2a80fdSPablo de Lara 					("full-duplex") : ("half-duplex\n"));
254ed2a80fdSPablo de Lara 				else
255ed2a80fdSPablo de Lara 					printf("Port %d Link Down\n",
25647523597SZhiyong Yang 						info->id[portid]);
257ed2a80fdSPablo de Lara 				continue;
258ed2a80fdSPablo de Lara 			}
259ed2a80fdSPablo de Lara 			/* clear all_ports_up flag if any link down */
260ed2a80fdSPablo de Lara 			if (link.link_status == ETH_LINK_DOWN) {
261ed2a80fdSPablo de Lara 				all_ports_up = 0;
262ed2a80fdSPablo de Lara 				break;
263ed2a80fdSPablo de Lara 			}
264ed2a80fdSPablo de Lara 		}
265ed2a80fdSPablo de Lara 		/* after finally printing all link status, get out */
266ed2a80fdSPablo de Lara 		if (print_flag == 1)
267ed2a80fdSPablo de Lara 			break;
268ed2a80fdSPablo de Lara 
269ed2a80fdSPablo de Lara 		if (all_ports_up == 0) {
270ed2a80fdSPablo de Lara 			printf(".");
271ed2a80fdSPablo de Lara 			fflush(stdout);
272ed2a80fdSPablo de Lara 			rte_delay_ms(CHECK_INTERVAL);
273ed2a80fdSPablo de Lara 		}
274ed2a80fdSPablo de Lara 
275ed2a80fdSPablo de Lara 		/* set the print_flag if all ports up or timeout */
276ed2a80fdSPablo de Lara 		if (all_ports_up == 1 || count == (MAX_CHECK_TIME - 1)) {
277ed2a80fdSPablo de Lara 			print_flag = 1;
278ed2a80fdSPablo de Lara 			printf("done\n");
279ed2a80fdSPablo de Lara 		}
280ed2a80fdSPablo de Lara 	}
281ed2a80fdSPablo de Lara }
282ed2a80fdSPablo de Lara 
283ed2a80fdSPablo de Lara /**
284ed2a80fdSPablo de Lara  * Main init function for the multi-process server app,
285ed2a80fdSPablo de Lara  * calls subfunctions to do each stage of the initialisation.
286ed2a80fdSPablo de Lara  */
287ed2a80fdSPablo de Lara int
288ed2a80fdSPablo de Lara init(int argc, char *argv[])
289ed2a80fdSPablo de Lara {
290ed2a80fdSPablo de Lara 	int retval;
291ed2a80fdSPablo de Lara 	const struct rte_memzone *mz;
292ed2a80fdSPablo de Lara 	uint8_t i, total_ports;
293ed2a80fdSPablo de Lara 
294ed2a80fdSPablo de Lara 	/* init EAL, parsing EAL args */
295ed2a80fdSPablo de Lara 	retval = rte_eal_init(argc, argv);
296ed2a80fdSPablo de Lara 	if (retval < 0)
297ed2a80fdSPablo de Lara 		return -1;
298ed2a80fdSPablo de Lara 	argc -= retval;
299ed2a80fdSPablo de Lara 	argv += retval;
300ed2a80fdSPablo de Lara 
301ed2a80fdSPablo de Lara 	/* get total number of ports */
302ed2a80fdSPablo de Lara 	total_ports = rte_eth_dev_count();
303ed2a80fdSPablo de Lara 
304ed2a80fdSPablo de Lara 	/* set up array for port data */
305ed2a80fdSPablo de Lara 	mz = rte_memzone_reserve(MZ_SHARED_INFO, sizeof(*info),
306ed2a80fdSPablo de Lara 				rte_socket_id(), NO_FLAGS);
307ed2a80fdSPablo de Lara 	if (mz == NULL)
308ed2a80fdSPablo de Lara 		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot reserve memory zone "
309ed2a80fdSPablo de Lara 				"for port information\n");
310ed2a80fdSPablo de Lara 	memset(mz->addr, 0, sizeof(*info));
311ed2a80fdSPablo de Lara 	info = mz->addr;
312ed2a80fdSPablo de Lara 
313ed2a80fdSPablo de Lara 	/* parse additional, application arguments */
314ed2a80fdSPablo de Lara 	retval = parse_app_args(total_ports, argc, argv);
315ed2a80fdSPablo de Lara 	if (retval != 0)
316ed2a80fdSPablo de Lara 		return -1;
317ed2a80fdSPablo de Lara 
318ed2a80fdSPablo de Lara 	/* initialise mbuf pools */
319ed2a80fdSPablo de Lara 	retval = init_mbuf_pools();
320ed2a80fdSPablo de Lara 	if (retval != 0)
321ed2a80fdSPablo de Lara 		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot create needed mbuf pools\n");
322ed2a80fdSPablo de Lara 
323ed2a80fdSPablo de Lara 	/* now initialise the ports we will use */
324ed2a80fdSPablo de Lara 	for (i = 0; i < info->num_ports; i++) {
325ed2a80fdSPablo de Lara 		retval = init_port(info->id[i]);
326ed2a80fdSPablo de Lara 		if (retval != 0)
327ed2a80fdSPablo de Lara 			rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot initialise port %u\n",
328ed2a80fdSPablo de Lara 					(unsigned int) i);
329ed2a80fdSPablo de Lara 	}
330ed2a80fdSPablo de Lara 
331ed2a80fdSPablo de Lara 	check_all_ports_link_status(info->num_ports, (~0x0));
332ed2a80fdSPablo de Lara 
333ed2a80fdSPablo de Lara 	/* initialise the node queues/rings for inter-eu comms */
334ed2a80fdSPablo de Lara 	init_shm_rings();
335ed2a80fdSPablo de Lara 
336ed2a80fdSPablo de Lara 	/* Create the EFD table */
337ed2a80fdSPablo de Lara 	create_efd_table();
338ed2a80fdSPablo de Lara 
339ed2a80fdSPablo de Lara 	/* Populate the EFD table */
340ed2a80fdSPablo de Lara 	populate_efd_table();
341ed2a80fdSPablo de Lara 
342ed2a80fdSPablo de Lara 	/* Share the total number of nodes */
343ed2a80fdSPablo de Lara 	info->num_nodes = num_nodes;
344ed2a80fdSPablo de Lara 
345ed2a80fdSPablo de Lara 	/* Share the total number of flows */
346ed2a80fdSPablo de Lara 	info->num_flows = num_flows;
347ed2a80fdSPablo de Lara 	return 0;
348ed2a80fdSPablo de Lara }
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