sys/dev/mlx5/mlx5_en/mlx5_en_rx.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2015 Mellanox Technologies. All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  11  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  12  *
  13  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY AUTHOR AND CONTRIBUTORS `AS IS' AND
  14  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  15  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  16  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  17  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  18  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  19  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  20  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  21  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  22  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  23  * SUCH DAMAGE.
  24  *
  25  * $FreeBSD$
  26  */
  27
  28 #include "en.h"
  29 #include <machine/in_cksum.h>
  30
  31 static inline int
  32 mlx5e_alloc_rx_wqe(struct mlx5e_rq *rq,
  33     struct mlx5e_rx_wqe *wqe, u16 ix)
  34 {
  35         bus_dma_segment_t segs[1];
  36         struct mbuf *mb;
  37         int nsegs;
  38         int err;
  39
  40         if (rq->mbuf[ix].mbuf != NULL)
  41                 return (0);
  42
  43         mb = m_getjcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR, rq->wqe_sz);
  44         if (unlikely(!mb))
  45                 return (-ENOMEM);
  46
  47         /* set initial mbuf length */
  48         mb->m_pkthdr.len = mb->m_len = rq->wqe_sz;
  49
  50         /* get IP header aligned */
  51         m_adj(mb, MLX5E_NET_IP_ALIGN);
  52
  53         err = -bus_dmamap_load_mbuf_sg(rq->dma_tag, rq->mbuf[ix].dma_map,
  54             mb, segs, &nsegs, BUS_DMA_NOWAIT);
  55         if (err != 0)
  56                 goto err_free_mbuf;
  57         if (unlikely(nsegs != 1)) {
  58                 bus_dmamap_unload(rq->dma_tag, rq->mbuf[ix].dma_map);
  59                 err = -ENOMEM;
  60                 goto err_free_mbuf;
  61         }
  62         wqe->data.addr = cpu_to_be64(segs[0].ds_addr);
  63
  64         rq->mbuf[ix].mbuf = mb;
  65         rq->mbuf[ix].data = mb->m_data;
  66
  67         bus_dmamap_sync(rq->dma_tag, rq->mbuf[ix].dma_map,
  68             BUS_DMASYNC_PREREAD);
  69         return (0);
  70
  71 err_free_mbuf:
  72         m_freem(mb);
  73         return (err);
  74 }
  75
  76 static void
  77 mlx5e_post_rx_wqes(struct mlx5e_rq *rq)
  78 {
  79         if (unlikely(rq->enabled == 0))
  80                 return;
  81
  82         while (!mlx5_wq_ll_is_full(&rq->wq)) {
  83                 struct mlx5e_rx_wqe *wqe = mlx5_wq_ll_get_wqe(&rq->wq, rq->wq.head);
  84
  85                 if (unlikely(mlx5e_alloc_rx_wqe(rq, wqe, rq->wq.head)))
  86                         break;
  87
  88                 mlx5_wq_ll_push(&rq->wq, be16_to_cpu(wqe->next.next_wqe_index));
  89         }
  90
  91         /* ensure wqes are visible to device before updating doorbell record */
  92         wmb();
  93
  94         mlx5_wq_ll_update_db_record(&rq->wq);
  95 }
  96
  97 static void
  98 mlx5e_lro_update_hdr(struct mbuf *mb, struct mlx5_cqe64 *cqe)
  99 {
 100         /* TODO: consider vlans, ip options, ... */
 101         struct ether_header *eh;
 102         uint16_t eh_type;
 103         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 104         struct ip *ip4 = NULL;
 105         struct tcphdr *th;
 106         uint32_t *ts_ptr;
 107
 108         eh = mtod(mb, struct ether_header *);
 109         eh_type = ntohs(eh->ether_type);
 110
 111         u8 l4_hdr_type = get_cqe_l4_hdr_type(cqe);
 112         int tcp_ack = ((CQE_L4_HDR_TYPE_TCP_ACK_NO_DATA == l4_hdr_type) ||
 113             (CQE_L4_HDR_TYPE_TCP_ACK_AND_DATA == l4_hdr_type));
 114
 115         /* TODO: consider vlan */
 116         u16 tot_len = be32_to_cpu(cqe->byte_cnt) - ETHER_HDR_LEN;
 117
 118         switch (eh_type) {
 119         case ETHERTYPE_IP:
 120                 ip4 = (struct ip *)(eh + 1);
 121                 th = (struct tcphdr *)(ip4 + 1);
 122                 break;
 123         case ETHERTYPE_IPV6:
 124                 ip6 = (struct ip6_hdr *)(eh + 1);
 125                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 126                 break;
 127         default:
 128                 return;
 129         }
 130
 131         ts_ptr = (uint32_t *)(th + 1);
 132
 133         if (get_cqe_lro_tcppsh(cqe))
 134                 th->th_flags |= TH_PUSH;
 135
 136         if (tcp_ack) {
 137                 th->th_flags |= TH_ACK;
 138                 th->th_ack = cqe->lro_ack_seq_num;
 139                 th->th_win = cqe->lro_tcp_win;
 140
 141                 /*
 142                  * FreeBSD handles only 32bit aligned timestamp right after
 143                  * the TCP hdr
 144                  * +--------+--------+--------+--------+
 145                  * |   NOP  |  NOP   |  TSopt |   10   |
 146                  * +--------+--------+--------+--------+
 147                  * |          TSval   timestamp        |
 148                  * +--------+--------+--------+--------+
 149                  * |          TSecr   timestamp        |
 150                  * +--------+--------+--------+--------+
 151                  */
 152                 if (get_cqe_lro_timestamp_valid(cqe) &&
 153                     (__predict_true(*ts_ptr) == ntohl(TCPOPT_NOP << 24 |
 154                     TCPOPT_NOP << 16 | TCPOPT_TIMESTAMP << 8 |
 155                     TCPOLEN_TIMESTAMP))) {
 156                         /*
 157                          * cqe->timestamp is 64bit long.
 158                          * [0-31] - timestamp.
 159                          * [32-64] - timestamp echo replay.
 160                          */
 161                         ts_ptr[1] = *(uint32_t *)&cqe->timestamp;
 162                         ts_ptr[2] = *((uint32_t *)&cqe->timestamp + 1);
 163                 }
 164         }
 165         if (ip4) {
 166                 ip4->ip_ttl = cqe->lro_min_ttl;
 167                 ip4->ip_len = cpu_to_be16(tot_len);
 168                 ip4->ip_sum = 0;
 169                 ip4->ip_sum = in_cksum(mb, ip4->ip_hl << 2);
 170         } else {
 171                 ip6->ip6_hlim = cqe->lro_min_ttl;
 172                 ip6->ip6_plen = cpu_to_be16(tot_len -
 173                     sizeof(struct ip6_hdr));
 174         }
 175         /* TODO: handle tcp checksum */
 176 }
 177
 178 static inline void
 179 mlx5e_build_rx_mbuf(struct mlx5_cqe64 *cqe,
 180     struct mlx5e_rq *rq, struct mbuf *mb,
 181     u32 cqe_bcnt)
 182 {
 183         struct ifnet *ifp = rq->ifp;
 184         int lro_num_seg;        /* HW LRO session aggregated packets counter */
 185
 186         lro_num_seg = be32_to_cpu(cqe->srqn) >> 24;
 187         if (lro_num_seg > 1) {
 188                 mlx5e_lro_update_hdr(mb, cqe);
 189                 rq->stats.lro_packets++;
 190                 rq->stats.lro_bytes += cqe_bcnt;
 191         }
 192
 193         mb->m_pkthdr.len = mb->m_len = cqe_bcnt;
 194         /* check if a Toeplitz hash was computed */
 195         if (cqe->rss_hash_type != 0) {
 196                 mb->m_pkthdr.flowid = be32_to_cpu(cqe->rss_hash_result);
 197 #ifdef RSS
 198                 /* decode the RSS hash type */
 199                 switch (cqe->rss_hash_type &
 200                     (CQE_RSS_DST_HTYPE_L4 | CQE_RSS_DST_HTYPE_IP)) {
 201                 /* IPv4 */
 202                 case (CQE_RSS_DST_HTYPE_TCP | CQE_RSS_DST_HTYPE_IPV4):
 203                         M_HASHTYPE_SET(mb, M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV4);
 204                         break;
 205                 case (CQE_RSS_DST_HTYPE_UDP | CQE_RSS_DST_HTYPE_IPV4):
 206                         M_HASHTYPE_SET(mb, M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV4);
 207                         break;
 208                 case CQE_RSS_DST_HTYPE_IPV4:
 209                         M_HASHTYPE_SET(mb, M_HASHTYPE_RSS_IPV4);
 210                         break;
 211                 /* IPv6 */
 212                 case (CQE_RSS_DST_HTYPE_TCP | CQE_RSS_DST_HTYPE_IPV6):
 213                         M_HASHTYPE_SET(mb, M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6);
 214                         break;
 215                 case (CQE_RSS_DST_HTYPE_UDP | CQE_RSS_DST_HTYPE_IPV6):
 216                         M_HASHTYPE_SET(mb, M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV6);
 217                         break;
 218                 case CQE_RSS_DST_HTYPE_IPV6:
 219                         M_HASHTYPE_SET(mb, M_HASHTYPE_RSS_IPV6);
 220                         break;
 221                 default:        /* Other */
 222                         M_HASHTYPE_SET(mb, M_HASHTYPE_OPAQUE);
 223                         break;
 224                 }
 225 #else
 226                 M_HASHTYPE_SET(mb, M_HASHTYPE_OPAQUE);
 227 #endif
 228         } else {
 229                 mb->m_pkthdr.flowid = rq->ix;
 230                 M_HASHTYPE_SET(mb, M_HASHTYPE_OPAQUE);
 231         }
 232         mb->m_pkthdr.rcvif = ifp;
 233
 234         if (likely(ifp->if_capenable & (IFCAP_RXCSUM | IFCAP_RXCSUM_IPV6)) &&
 235             ((cqe->hds_ip_ext & (CQE_L2_OK | CQE_L3_OK | CQE_L4_OK)) ==
 236             (CQE_L2_OK | CQE_L3_OK | CQE_L4_OK))) {
 237                 mb->m_pkthdr.csum_flags =
 238                     CSUM_IP_CHECKED | CSUM_IP_VALID |
 239                     CSUM_DATA_VALID | CSUM_PSEUDO_HDR;
 240                 mb->m_pkthdr.csum_data = htons(0xffff);
 241         } else {
 242                 rq->stats.csum_none++;
 243         }
 244
 245         if (cqe_has_vlan(cqe)) {
 246                 mb->m_pkthdr.ether_vtag = be16_to_cpu(cqe->vlan_info);
 247                 mb->m_flags |= M_VLANTAG;
 248         }
 249 }
 250
 251 static inline void
 252 mlx5e_read_cqe_slot(struct mlx5e_cq *cq, u32 cc, void *data)
 253 {
 254         memcpy(data, mlx5_cqwq_get_wqe(&cq->wq, (cc & cq->wq.sz_m1)),
 255             sizeof(struct mlx5_cqe64));
 256 }
 257
 258 static inline void
 259 mlx5e_write_cqe_slot(struct mlx5e_cq *cq, u32 cc, void *data)
 260 {
 261         memcpy(mlx5_cqwq_get_wqe(&cq->wq, cc & cq->wq.sz_m1),
 262             data, sizeof(struct mlx5_cqe64));
 263 }
 264
 265 static inline void
 266 mlx5e_decompress_cqe(struct mlx5e_cq *cq, struct mlx5_cqe64 *title,
 267     struct mlx5_mini_cqe8 *mini,
 268     u16 wqe_counter, int i)
 269 {
 270         title->byte_cnt = mini->byte_cnt;
 271         title->wqe_counter = cpu_to_be16((wqe_counter + i) & cq->wq.sz_m1);
 272         title->check_sum = mini->checksum;
 273         title->op_own = (title->op_own & 0xf0) |
 274             (((cq->wq.cc + i) >> cq->wq.log_sz) & 1);
 275 }
 276
 277 #define MLX5E_MINI_ARRAY_SZ 8
 278 /* Make sure structs are not packet differently */
 279 CTASSERT(sizeof(struct mlx5_cqe64) ==
 280     sizeof(struct mlx5_mini_cqe8) * MLX5E_MINI_ARRAY_SZ);
 281 static void
 282 mlx5e_decompress_cqes(struct mlx5e_cq *cq)
 283 {
 284         struct mlx5_mini_cqe8 mini_array[MLX5E_MINI_ARRAY_SZ];
 285         struct mlx5_cqe64 title;
 286         u32 cqe_count;
 287         u32 i = 0;
 288         u16 title_wqe_counter;
 289
 290         mlx5e_read_cqe_slot(cq, cq->wq.cc, &title);
 291         title_wqe_counter = be16_to_cpu(title.wqe_counter);
 292         cqe_count = be32_to_cpu(title.byte_cnt);
 293
 294         /* Make sure we won't overflow */
 295         KASSERT(cqe_count <= cq->wq.sz_m1,
 296             ("%s: cqe_count %u > cq->wq.sz_m1 %u", __func__,
 297             cqe_count, cq->wq.sz_m1));
 298
 299         mlx5e_read_cqe_slot(cq, cq->wq.cc + 1, mini_array);
 300         while (true) {
 301                 mlx5e_decompress_cqe(cq, &title,
 302                     &mini_array[i % MLX5E_MINI_ARRAY_SZ],
 303                     title_wqe_counter, i);
 304                 mlx5e_write_cqe_slot(cq, cq->wq.cc + i, &title);
 305                 i++;
 306
 307                 if (i == cqe_count)
 308                         break;
 309                 if (i % MLX5E_MINI_ARRAY_SZ == 0)
 310                         mlx5e_read_cqe_slot(cq, cq->wq.cc + i, mini_array);
 311         }
 312 }
 313
 314 static int
 315 mlx5e_poll_rx_cq(struct mlx5e_rq *rq, int budget)
 316 {
 317 #ifndef HAVE_TURBO_LRO
 318         struct lro_entry *queued;
 319 #endif
 320         int i;
 321
 322         for (i = 0; i < budget; i++) {
 323                 struct mlx5e_rx_wqe *wqe;
 324                 struct mlx5_cqe64 *cqe;
 325                 struct mbuf *mb;
 326                 __be16 wqe_counter_be;
 327                 u16 wqe_counter;
 328                 u32 byte_cnt;
 329
 330                 cqe = mlx5e_get_cqe(&rq->cq);
 331                 if (!cqe)
 332                         break;
 333
 334                 if (mlx5_get_cqe_format(cqe) == MLX5_COMPRESSED)
 335                         mlx5e_decompress_cqes(&rq->cq);
 336
 337                 mlx5_cqwq_pop(&rq->cq.wq);
 338
 339                 wqe_counter_be = cqe->wqe_counter;
 340                 wqe_counter = be16_to_cpu(wqe_counter_be);
 341                 wqe = mlx5_wq_ll_get_wqe(&rq->wq, wqe_counter);
 342                 byte_cnt = be32_to_cpu(cqe->byte_cnt);
 343
 344                 bus_dmamap_sync(rq->dma_tag,
 345                     rq->mbuf[wqe_counter].dma_map,
 346                     BUS_DMASYNC_POSTREAD);
 347
 348                 if (unlikely((cqe->op_own >> 4) != MLX5_CQE_RESP_SEND)) {
 349                         rq->stats.wqe_err++;
 350                         goto wq_ll_pop;
 351                 }
 352
 353                 if (MHLEN >= byte_cnt &&
 354                     (mb = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA)) != NULL) {
 355                         bcopy(rq->mbuf[wqe_counter].data, mtod(mb, caddr_t),
 356                             byte_cnt);
 357                 } else {
 358                         mb = rq->mbuf[wqe_counter].mbuf;
 359                         rq->mbuf[wqe_counter].mbuf = NULL;      /* safety clear */
 360
 361                         bus_dmamap_unload(rq->dma_tag,
 362                             rq->mbuf[wqe_counter].dma_map);
 363                 }
 364
 365                 mlx5e_build_rx_mbuf(cqe, rq, mb, byte_cnt);
 366                 rq->stats.packets++;
 367 #ifdef HAVE_TURBO_LRO
 368                 if (mb->m_pkthdr.csum_flags == 0 ||
 369                     (rq->ifp->if_capenable & IFCAP_LRO) == 0 ||
 370                     rq->lro.mbuf == NULL) {
 371                         /* normal input */
 372                         rq->ifp->if_input(rq->ifp, mb);
 373                 } else {
 374                         tcp_tlro_rx(&rq->lro, mb);
 375                 }
 376 #else
 377                 if (mb->m_pkthdr.csum_flags == 0 ||
 378                     (rq->ifp->if_capenable & IFCAP_LRO) == 0 ||
 379                     rq->lro.lro_cnt == 0 ||
 380                     tcp_lro_rx(&rq->lro, mb, 0) != 0) {
 381                         rq->ifp->if_input(rq->ifp, mb);
 382                 }
 383 #endif
 384 wq_ll_pop:
 385                 mlx5_wq_ll_pop(&rq->wq, wqe_counter_be,
 386                     &wqe->next.next_wqe_index);
 387         }
 388
 389         mlx5_cqwq_update_db_record(&rq->cq.wq);
 390
 391         /* ensure cq space is freed before enabling more cqes */
 392         wmb();
 393 #ifndef HAVE_TURBO_LRO
 394         while ((queued = SLIST_FIRST(&rq->lro.lro_active)) != NULL) {
 395                 SLIST_REMOVE_HEAD(&rq->lro.lro_active, next);
 396                 tcp_lro_flush(&rq->lro, queued);
 397         }
 398 #endif
 399         return (i);
 400 }
 401
 402 void
 403 mlx5e_rx_cq_comp(struct mlx5_core_cq *mcq)
 404 {
 405         struct mlx5e_rq *rq = container_of(mcq, struct mlx5e_rq, cq.mcq);
 406         int i = 0;
 407
 408 #ifdef HAVE_PER_CQ_EVENT_PACKET
 409         struct mbuf *mb = m_getjcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR, rq->wqe_sz);
 410
 411         if (mb != NULL) {
 412                 /* this code is used for debugging purpose only */
 413                 mb->m_pkthdr.len = mb->m_len = 15;
 414                 memset(mb->m_data, 255, 14);
 415                 mb->m_data[14] = rq->ix;
 416                 mb->m_pkthdr.rcvif = rq->ifp;
 417                 rq->ifp->if_input(rq->ifp, mb);
 418         }
 419 #endif
 420
 421         mtx_lock(&rq->mtx);
 422
 423         /*
 424          * Polling the entire CQ without posting new WQEs results in
 425          * lack of receive WQEs during heavy traffic scenarios.
 426          */
 427         while (1) {
 428                 if (mlx5e_poll_rx_cq(rq, MLX5E_RX_BUDGET_MAX) !=
 429                     MLX5E_RX_BUDGET_MAX)
 430                         break;
 431                 i += MLX5E_RX_BUDGET_MAX;
 432                 if (i >= MLX5E_BUDGET_MAX)
 433                         break;
 434                 mlx5e_post_rx_wqes(rq);
 435         }
 436         mlx5e_post_rx_wqes(rq);
 437         mlx5e_cq_arm(&rq->cq);
 438 #ifdef HAVE_TURBO_LRO
 439         tcp_tlro_flush(&rq->lro, 1);
 440 #endif
 441         mtx_unlock(&rq->mtx);
 442 }