fhi_lib/lib/ethernet/ethdi.c

   1 /******************************************************************************
   2 *
   3 *   Copyright (c) 2019 Intel.
   4 *
   5 *   Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   6 *   you may not use this file except in compliance with the License.
   7 *   You may obtain a copy of the License at
   8 *
   9 *       http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  10 *
  11 *   Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  12 *   distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  13 *   WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  14 *   See the License for the specific language governing permissions and
  15 *   limitations under the License.
  16 *
  17 *******************************************************************************/
  18
  19 /**
  20  * @brief This file has all definitions for the Ethernet Data Interface Layer
  21  * @file ethdi.c
  22  * @ingroup group_lte_source_auxlib
  23  * @author Intel Corporation
  24  **/
  25
  26 #define _GNU_SOURCE
  27 #include <stdio.h>
  28 #include <string.h>
  29 #include <stdint.h>
  30 #include <errno.h>
  31 #include <sys/queue.h>
  32 #include <err.h>
  33 #include <assert.h>
  34 #include <linux/limits.h>
  35 #include <sys/types.h>
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <sys/time.h>
  38 #include <time.h>
  39 #include <unistd.h>
  40
  41 #include <rte_config.h>
  42 #include <rte_common.h>
  43 #include <rte_log.h>
  44 #include <rte_memory.h>
  45 #include <rte_memcpy.h>
  46 #include <rte_memzone.h>
  47 #include <rte_eal.h>
  48 #include <rte_per_lcore.h>
  49 #include <rte_launch.h>
  50 #include <rte_atomic.h>
  51 #include <rte_cycles.h>
  52 #include <rte_prefetch.h>
  53 #include <rte_lcore.h>
  54 #include <rte_per_lcore.h>
  55 #include <rte_branch_prediction.h>
  56 #include <rte_interrupts.h>
  57 #include <rte_pci.h>
  58 #include <rte_debug.h>
  59 #include <rte_ethdev.h>
  60 #include <rte_ring.h>
  61 #include <rte_mbuf.h>
  62 #include <rte_timer.h>
  63
  64 #include "ethernet.h"
  65 #include "ethdi.h"
  66 #include "xran_fh_o_du.h"
  67 #include "xran_mlog_lnx.h"
  68 #include "xran_printf.h"
  69
  70 #include "../src/xran_lib_mlog_tasks_id.h"
  71
  72 #define BURST_RX_IO_SIZE 48
  73
  74 struct xran_ethdi_ctx g_ethdi_ctx = { 0 };
  75 enum xran_if_state xran_if_current_state = XRAN_STOPPED;
  76
  77 struct rte_mbuf *xran_ethdi_mbuf_alloc(void)
  78 {
  79     return rte_pktmbuf_alloc(_eth_mbuf_pool);
  80 }
  81
  82 int xran_ethdi_mbuf_send(struct rte_mbuf *mb, uint16_t ethertype)
  83 {
  84     struct xran_ethdi_ctx *ctx = xran_ethdi_get_ctx();
  85     int res = 0;
  86
  87     mb->port = ctx->io_cfg.port[ETHDI_UP_VF];
  88     xran_add_eth_hdr_vlan(&ctx->entities[ID_RU], ethertype, mb, ctx->up_vtag);
  89
  90     res = xran_enqueue_mbuf(mb, ctx->tx_ring[ETHDI_UP_VF]);
  91     return res;
  92 }
  93
  94 int xran_ethdi_mbuf_send_cp(struct rte_mbuf *mb, uint16_t ethertype)
  95 {
  96     struct xran_ethdi_ctx *ctx = xran_ethdi_get_ctx();
  97     int res = 0;
  98
  99     mb->port = ctx->io_cfg.port[ETHDI_CP_VF];
 100     xran_add_eth_hdr_vlan(&ctx->entities[ID_RU], ethertype, mb, ctx->cp_vtag);
 101
 102     res = xran_enqueue_mbuf(mb, ctx->tx_ring[ETHDI_CP_VF]);
 103     return res;
 104 }
 105 #if 0
 106 void xran_ethdi_stop_tx()
 107 {
 108     struct xran_ethdi_ctx *const ctx = xran_ethdi_get_ctx();
 109     rte_timer_stop_sync(&ctx->timer_tx);
 110 }
 111 #endif
 112
 113 struct {
 114     uint16_t ethertype;
 115     ethertype_handler fn;
 116 } xran_ethertype_handlers[] = {
 117     { ETHER_TYPE_ETHDI, NULL },
 118     { ETHER_TYPE_ECPRI, NULL },
 119     { ETHER_TYPE_START_TX, NULL }
 120 };
 121
 122
 123
 124 int xran_register_ethertype_handler(uint16_t ethertype, ethertype_handler callback)
 125 {
 126     int i;
 127
 128     for (i = 0; i < RTE_DIM(xran_ethertype_handlers); ++i)
 129         if (xran_ethertype_handlers[i].ethertype == ethertype) {
 130             xran_ethertype_handlers[i].fn = callback;
 131
 132             return 1;
 133         }
 134
 135     elog("support for ethertype %u not found", ethertype);
 136
 137     return 0;
 138 }
 139
 140 int xran_handle_ether(uint16_t ethertype, struct rte_mbuf *pkt, uint64_t rx_time)
 141 {
 142     int i;
 143
 144     for (i = 0; i < RTE_DIM(xran_ethertype_handlers); ++i)
 145         if (xran_ethertype_handlers[i].ethertype == ethertype)
 146             if (xran_ethertype_handlers[i].fn)
 147                 return xran_ethertype_handlers[i].fn(pkt, rx_time);
 148
 149     wlog("Packet with unrecognized ethertype '%.4X' dropped", ethertype);
 150
 151     return 0;
 152 };
 153
 154
 155 /* Process vlan tag. Cut the ethernet header. Call the etherype handlers. */
 156 int xran_ethdi_filter_packet(struct rte_mbuf *pkt, uint64_t rx_time)
 157 {
 158     struct xran_ethdi_ctx *ctx = xran_ethdi_get_ctx();
 159
 160 #ifdef VLAN_SUPPORT
 161     if (rte_vlan_strip(pkt) == 0) {
 162         if (pkt->vlan_tci == ctx->cp_vtag) {
 163             dlog("VLAN tci matches %d", pkt->vlan_tci);
 164         } else {
 165             wlog("packet with wrong VLAN tag %d, dropping",
 166                     pkt->vlan_tci);
 167             return 0;
 168         }
 169     } else
 170         dlog("Packet not vlan tagged");
 171 #endif
 172
 173     const struct ether_hdr *eth_hdr = rte_pktmbuf_mtod(pkt, void *);
 174
 175 #if defined(DPDKIO_DEBUG) && DPDKIO_DEBUG > 1
 176     nlog("*** processing RX'ed packet of size %d ***",
 177             rte_pktmbuf_data_len(pkt));
 178     /* TODO: just dump ethernet header in readable format? */
 179 #endif
 180
 181 #if defined(DPDKIO_DEBUG) && DPDKIO_DEBUG > 1
 182     {
 183         char dst[ETHER_ADDR_FMT_SIZE] = "(empty)";
 184         char src[ETHER_ADDR_FMT_SIZE] = "(empty)";
 185
 186         ether_format_addr(dst, sizeof(dst), &eth_hdr->d_addr);
 187         ether_format_addr(src, sizeof(src), &eth_hdr->s_addr);
 188         nlog("src: %s dst: %s ethertype: %.4X", dst, src,
 189                 rte_be_to_cpu_16(eth_hdr->ether_type));
 190     }
 191 #endif
 192
 193     /* Cut out the ethernet header. It's not needed anymore. */
 194     if (rte_pktmbuf_adj(pkt, sizeof(*eth_hdr)) == NULL) {
 195         wlog("Packet too short, dropping");
 196         return 0;
 197     }
 198
 199
 200     return xran_handle_ether(rte_be_to_cpu_16(eth_hdr->ether_type), pkt, rx_time);
 201 }
 202
 203 #if 0
 204 //-------------------------------------------------------------------------------------------
 205 /** @ingroup xran
 206  *
 207  *  @param[in]  port - DPDK ETH port id
 208  *
 209  *  @return  void
 210  *
 211  *  @description
 212  *  Prints statistics of usage of DPDK port
 213  *
 214 **/
 215 //-------------------------------------------------------------------------------------------
 216 void xran_ethdi_ports_stats(void)
 217 {
 218     struct rte_eth_stats stats;
 219     struct xran_ethdi_ctx *ctx = xran_ethdi_get_ctx();
 220     int32_t i = 0;
 221
 222     for(i = 0; i < ETHDI_VF_MAX; i++){
 223         /* Get stats (extended stats includes common stats) */
 224         rte_eth_stats_get(ctx->io_cfg.port[i], &stats);
 225         printf("DPDK stats:\n");
 226         printf("** Port %hhu **\n", ctx->io_cfg.port[i]);
 227         printf("ierrors:\t%lu\n",   stats.ierrors);
 228         printf("oerrors:\t%lu\n",   stats.oerrors);
 229         printf("ipackets:\t%lu\n",  stats.ipackets);
 230         printf("opackets:\t%lu\n",  stats.opackets);
 231         printf("imissed:\t%lu\n",   stats.imissed);
 232         printf("rx_nombuf:\t%lu\n", stats.rx_nombuf);
 233     }
 234     return ;
 235 }
 236 #endif
 237 /* Check the link status of all ports in up to 9s, and print them finally */
 238 static void check_port_link_status(uint8_t portid)
 239 {
 240 #define CHECK_INTERVAL 100 /* 100ms */
 241 #define MAX_CHECK_TIME 90 /* 9s (90 * 100ms) in total */
 242     uint8_t count, all_ports_up, print_flag = 0;
 243     struct rte_eth_link link;
 244
 245     printf("\nChecking link status");
 246     fflush(stdout);
 247     for (count = 0; count <= MAX_CHECK_TIME; count++) {
 248         all_ports_up = 1;
 249         memset(&link, 0, sizeof(link));
 250         rte_eth_link_get_nowait(portid, &link);
 251
 252         /* print link status if flag set */
 253         if (print_flag == 1) {
 254             if (link.link_status)
 255                 printf("Port %d Link Up - speed %u "
 256                         "Mbps - %s\n", (uint8_t)portid,
 257                         (unsigned)link.link_speed,
 258                         (link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) ?
 259                         ("full-duplex") : ("half-duplex\n"));
 260             else
 261                 printf("Port %d Link Down\n",
 262                         (uint8_t)portid);
 263         }
 264         /* clear all_ports_up flag if any link down */
 265         if (link.link_status == ETH_LINK_DOWN) {
 266             all_ports_up = 0;
 267             break;
 268         }
 269         /* after finally printing all link status, get out */
 270         if (print_flag == 1)
 271             break;
 272
 273         if (all_ports_up == 0) {
 274             printf(".");
 275             fflush(stdout);
 276             rte_delay_ms(CHECK_INTERVAL);
 277         }
 278
 279         /* set the print_flag if all ports up or timeout */
 280         if (all_ports_up == 1 || count == (MAX_CHECK_TIME - 1)) {
 281             print_flag = 1;
 282             printf(" ... done\n");
 283         }
 284     }
 285 }
 286
 287
 288 int xran_ethdi_init_dpdk_io(char *name, const struct xran_io_loop_cfg *io_cfg,
 289     int *lcore_id, struct ether_addr *p_lls_cu_addr, struct ether_addr *p_ru_addr,
 290     uint16_t cp_vlan, uint16_t up_vlan)
 291 {
 292     uint16_t port[2] = {0xffff, 0xffff};
 293     struct xran_ethdi_ctx *ctx = xran_ethdi_get_ctx();
 294     int i;
 295     char core_mask[64];
 296     long c_mask=0;
 297     char bbdev_wdev[32] = "";
 298     char bbdev_vdev[32] = "";
 299
 300     char *argv[] = { name, /*"-c 0xFFFFF00000FFFFF"*/core_mask, "-n2", "--socket-mem=8192", "--proc-type=auto",
 301         "--file-prefix", name, "-w", "0000:00:00.0", bbdev_wdev, bbdev_vdev};
 302
 303     if (io_cfg == NULL)
 304         return 0;
 305     if(io_cfg->bbdev_mode != XRAN_BBDEV_NOT_USED){
 306         printf("BBDEV_FEC_ACCL_NR5G\n");
 307         if (io_cfg->bbdev_mode == XRAN_BBDEV_MODE_HW_ON){
 308             // hw-accelerated bbdev
 309             printf("hw-accelerated bbdev %s\n", io_cfg->bbdev_dev[0]);
 310             snprintf(bbdev_wdev, sizeof(bbdev_wdev), "-w %s", io_cfg->bbdev_dev[0]);
 311         } else if (io_cfg->bbdev_mode == XRAN_BBDEV_MODE_HW_OFF){
 312             // hw-accelerated bbdev disable
 313             if(io_cfg->bbdev_dev[0]){
 314                 printf("hw-accelerated bbdev disable %s\n", io_cfg->bbdev_dev[0]);
 315                 snprintf(bbdev_wdev, sizeof(bbdev_wdev), "-b %s", io_cfg->bbdev_dev[0]);
 316             }
 317             snprintf(bbdev_wdev, sizeof(bbdev_wdev), "%s", "--vdev=baseband_turbo_sw");
 318         } else {
 319             rte_panic("Cannot init DPDK incorrect [bbdev_mode %d]\n", io_cfg->bbdev_mode);
 320         }
 321     }
 322
 323     c_mask = (long)(1L << io_cfg->core) |
 324             (long)(1L << io_cfg->system_core) |
 325             (long)(1L << io_cfg->pkt_proc_core) |
 326             (long)(1L << io_cfg->pkt_aux_core) |
 327             (long)(1L << io_cfg->timing_core);
 328
 329     printf("c_mask 0x%lx core %d system_core %d pkt_proc_core %d pkt_aux_core %d timing_core %d\n",
 330         c_mask, io_cfg->core, io_cfg->system_core, io_cfg->pkt_proc_core, io_cfg->pkt_aux_core, io_cfg->timing_core);
 331
 332     snprintf(core_mask, sizeof(core_mask), "-c 0x%lx", c_mask);
 333
 334     ctx->io_cfg = *io_cfg;
 335     ctx->ping_state           = PING_IDLE;
 336     ctx->known_peers          = 1;
 337     ctx->busy_poll_till = rte_rdtsc();
 338     ctx->cp_vtag = cp_vlan;
 339     ctx->up_vtag = up_vlan;
 340
 341     for (i = 0; i <= ID_BROADCAST; i++)     /* Initialize all as broadcast */
 342         memset(&ctx->entities[i], 0xFF, sizeof(ctx->entities[0]));
 343
 344     printf("%s: Calling rte_eal_init:", __FUNCTION__);
 345     for (i = 0; i < RTE_DIM(argv); i++)
 346     {
 347         printf("%s ", argv[i]);
 348     }
 349     printf("\n");
 350
 351
 352     /* This will return on system_core, which is not necessarily the
 353      * one we're on right now. */
 354     if (rte_eal_init(RTE_DIM(argv), argv) < 0)
 355         rte_panic("Cannot init EAL: %s\n", rte_strerror(rte_errno));
 356
 357     xran_init_mbuf_pool();
 358
 359 #ifdef RTE_LIBRTE_PDUMP
 360     /* initialize packet capture framework */
 361     rte_pdump_init(NULL);
 362 #endif
 363
 364     /* Timers. */
 365     rte_timer_subsystem_init();
 366     rte_timer_init(&ctx->timer_ping);
 367     rte_timer_init(&ctx->timer_sync);
 368     rte_timer_init(&ctx->timer_tx);
 369
 370     *lcore_id = rte_get_next_lcore(rte_lcore_id(), 0, 0);
 371
 372     PANIC_ON(*lcore_id == RTE_MAX_LCORE, "out of lcores for io_loop()");
 373
 374     if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY) {
 375         for (i = 0; i < ETHDI_VF_MAX; i ++){
 376             if(io_cfg->dpdk_dev[i]){
 377                 if (rte_eth_dev_attach(io_cfg->dpdk_dev[i], &port[i]) != 0 ||
 378                     rte_eth_dev_count_avail() == 0)
 379                     errx(1, "Network port doesn't exist.");
 380                 xran_init_port(port[i], p_lls_cu_addr);
 381             } else {
 382                 printf("no DPDK port provided\n");
 383             }
 384             if(i==0){
 385                 ctx->tx_ring[i] = rte_ring_create("tx_ring_up", NUM_MBUFS,
 386                     rte_lcore_to_socket_id(*lcore_id), RING_F_SC_DEQ);
 387                 ctx->rx_ring[i] = rte_ring_create("rx_ring_up", NUM_MBUFS,
 388                     rte_lcore_to_socket_id(*lcore_id), RING_F_SC_DEQ);
 389                 ctx->pkt_dump_ring[i] = rte_ring_create("pkt_dump_ring_up", NUM_MBUFS,
 390                     rte_lcore_to_socket_id(*lcore_id), RING_F_SC_DEQ);
 391             }else {
 392                 ctx->tx_ring[i] = rte_ring_create("tx_ring_cp", NUM_MBUFS,
 393                     rte_lcore_to_socket_id(*lcore_id), RING_F_SC_DEQ);
 394                 ctx->rx_ring[i] = rte_ring_create("rx_ring_cp", NUM_MBUFS,
 395                     rte_lcore_to_socket_id(*lcore_id), RING_F_SC_DEQ);
 396                 ctx->pkt_dump_ring[i] = rte_ring_create("pkt_dump_ring_cp", NUM_MBUFS,
 397                     rte_lcore_to_socket_id(*lcore_id), RING_F_SC_DEQ);
 398             }
 399             if(io_cfg->dpdk_dev[i])
 400                 check_port_link_status(port[i]);
 401         }
 402     } else {
 403         rte_panic("ethdi_dpdk_io_loop() failed to start  with RTE_PROC_SECONDARY\n");
 404     }
 405     PANIC_ON(ctx->tx_ring == NULL, "failed to allocate tx ring");
 406     PANIC_ON(ctx->rx_ring == NULL, "failed to allocate rx ring");
 407     PANIC_ON(ctx->pkt_dump_ring == NULL, "failed to allocate pkt dumping ring");
 408     for (i = 0; i < ETHDI_VF_MAX; i++){
 409         ctx->io_cfg.port[i] = port[i];
 410         print_dbg("port_id 0x%04x\n", ctx->io_cfg.port[i]);
 411     }
 412
 413     if(io_cfg->dpdk_dev[ETHDI_UP_VF]){
 414         rte_eth_macaddr_get(port[ETHDI_UP_VF], &ctx->entities[io_cfg->id]);
 415         ether_addr_copy(p_ru_addr,  &ctx->entities[ID_RU]);
 416     }
 417
 418     return 1;
 419 }
 420
 421 static inline uint16_t xran_tx_from_ring(int port, struct rte_ring *r)
 422 {
 423     struct rte_mbuf *mbufs[BURST_SIZE];
 424     uint16_t dequeued, sent = 0;
 425     uint32_t remaining;
 426     int i;
 427     long t1 = MLogTick();
 428
 429     dequeued = rte_ring_dequeue_burst(r, (void **)mbufs, BURST_SIZE,
 430             &remaining);
 431     if (!dequeued)
 432         return 0;   /* Nothing to send. */
 433
 434     while (1) {     /* When tx queue is full it is trying again till succeed */
 435         t1 = MLogTick();
 436         sent += rte_eth_tx_burst(port, 0, &mbufs[sent], dequeued - sent);
 437
 438         MLogTask(PID_RADIO_ETH_TX_BURST, t1, MLogTick());
 439
 440         if (sent == dequeued)
 441             return remaining;
 442     }
 443 }
 444
 445 int32_t process_dpdk_io(void)
 446 {
 447     struct xran_ethdi_ctx *ctx = xran_ethdi_get_ctx();
 448     const struct xran_io_loop_cfg *const cfg = &(xran_ethdi_get_ctx()->io_cfg);
 449     const int port[ETHDI_VF_MAX] = {cfg->port[ETHDI_UP_VF], cfg->port[ETHDI_CP_VF]};
 450     int port_id = 0;
 451
 452     for (port_id = 0; port_id < ETHDI_VF_MAX; port_id++){
 453         struct rte_mbuf *mbufs[BURST_RX_IO_SIZE];
 454         if(port[port_id] == 0xFF)
 455             return 0;
 456         /* RX */
 457         const uint16_t rxed = rte_eth_rx_burst(port[port_id], 0, mbufs, BURST_RX_IO_SIZE);
 458         if (rxed != 0){
 459             unsigned enq_n = 0;
 460             long t1 = MLogTick();
 461             enq_n =  rte_ring_enqueue_burst(ctx->rx_ring[port_id], (void*)mbufs, rxed, NULL);
 462             if(rxed - enq_n)
 463                 rte_panic("error enq\n");
 464             MLogTask(PID_RADIO_RX_VALIDATE, t1, MLogTick());
 465         }
 466
 467         /* TX */
 468         const uint16_t sent = xran_tx_from_ring(port[port_id], ctx->tx_ring[port_id]);
 469
 470         if (XRAN_STOPPED == xran_if_current_state)
 471             return -1;
 472     }
 473
 474     if (XRAN_STOPPED == xran_if_current_state)
 475             return -1;
 476
 477     return 0;
 478 }
 479
 480 #if 0
 481 static inline void xran_process_rx_burst(struct rte_mbuf *mbufs[], uint16_t n_mbufs,
 482         uint64_t rx_time)
 483 {
 484         int i;
 485
 486         if (!n_mbufs)
 487             return;
 488
 489         for (i = 0; i < n_mbufs; ++i)
 490         {
 491             if (xran_ethdi_filter_packet(mbufs[i], rx_time) == MBUF_FREE)
 492                 rte_pktmbuf_free(mbufs[i]);
 493         }
 494
 495 #ifdef DPDKIO_LATENCY_DEBUG
 496        struct timeval tv_now, tv_diff;
 497
 498        gettimeofday(&tv_now, NULL);
 499        if (n_mbufs > 1)
 500            nlog("Warning - received %d mbufs in a row", n_mbufs);
 501
 502        timersub(&tv_now, &rx_time, &tv_diff);
 503        nlog("rx processing took %d usec", tv_diff.tv_usec);
 504 #endif
 505 }
 506
 507 /*
 508  * This is the main DPDK-IO loop.
 509  * This will sleep if there's no packets incoming and there's
 510  * no work enqueued, sleep lenth is defined in IDLE_SLEEP_MICROSECS
 511  */
 512 int xran_ethdi_dpdk_io_loop(void *io_loop_cfg)
 513 {
 514     struct sched_param sched_param;
 515     int res = 0;
 516     struct xran_ethdi_ctx *ctx = xran_ethdi_get_ctx();
 517     const struct xran_io_loop_cfg *const cfg = &(xran_ethdi_get_ctx()->io_cfg);
 518     const int port[ETHDI_VF_MAX] = {cfg->port[ETHDI_UP_VF], cfg->port[ETHDI_CP_VF]};
 519
 520     printf("%s [PORT: %d %d] [CPU %2d] [PID: %6d]\n", __FUNCTION__, port[ETHDI_UP_VF], port[ETHDI_CP_VF] , rte_lcore_id(), getpid());
 521
 522     printf("%s [CPU %2d] [PID: %6d]\n", __FUNCTION__,  rte_lcore_id(), getpid());
 523     sched_param.sched_priority = XRAN_THREAD_DEFAULT_PRIO;
 524     if ((res = pthread_setschedparam(pthread_self(), SCHED_FIFO, &sched_param))) {
 525         printf("priority is not changed: coreId = %d, result1 = %d\n",rte_lcore_id(), res);
 526     }
 527
 528     for (;;){
 529         if(process_dpdk_io()!=0)
 530             break;
 531     }
 532
 533     fflush(stderr);
 534     fflush(stdout);
 535     puts("IO loop finished");
 536
 537     return 0;
 538 }
 539 #endif
 540