sys/dev/mlx5/mlx5_en/mlx5_en_tx.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/atomic.h>
  30
  31 void
  32 mlx5e_send_nop(struct mlx5e_sq *sq, u32 ds_cnt, bool notify_hw)
  33 {
  34         u16 pi = sq->pc & sq->wq.sz_m1;
  35         struct mlx5e_tx_wqe *wqe = mlx5_wq_cyc_get_wqe(&sq->wq, pi);
  36
  37         memset(&wqe->ctrl, 0, sizeof(wqe->ctrl));
  38
  39         wqe->ctrl.opmod_idx_opcode = cpu_to_be32((sq->pc << 8) | MLX5_OPCODE_NOP);
  40         wqe->ctrl.qpn_ds = cpu_to_be32((sq->sqn << 8) | ds_cnt);
  41         wqe->ctrl.fm_ce_se = MLX5_WQE_CTRL_CQ_UPDATE;
  42
  43         sq->mbuf[pi].mbuf = NULL;
  44         sq->mbuf[pi].num_bytes = 0;
  45         sq->mbuf[pi].num_wqebbs = DIV_ROUND_UP(ds_cnt, MLX5_SEND_WQEBB_NUM_DS);
  46         sq->pc += sq->mbuf[pi].num_wqebbs;
  47         if (notify_hw)
  48                 mlx5e_tx_notify_hw(sq, wqe, 0);
  49 }
  50
  51 #if (__FreeBSD_version >= 1100000)
  52 static uint32_t mlx5e_hash_value;
  53
  54 static void
  55 mlx5e_hash_init(void *arg)
  56 {
  57         mlx5e_hash_value = m_ether_tcpip_hash_init();
  58 }
  59
  60 /* Make kernel call mlx5e_hash_init after the random stack finished initializing */
  61 SYSINIT(mlx5e_hash_init, SI_SUB_RANDOM, SI_ORDER_ANY, &mlx5e_hash_init, NULL);
  62 #endif
  63
  64 static struct mlx5e_sq *
  65 mlx5e_select_queue(struct ifnet *ifp, struct mbuf *mb)
  66 {
  67         struct mlx5e_priv *priv = ifp->if_softc;
  68         u32 ch;
  69         u32 tc;
  70
  71         /* check if channels are successfully opened */
  72         if (unlikely(priv->channel == NULL))
  73                 return (NULL);
  74
  75         /* obtain VLAN information if present */
  76         if (mb->m_flags & M_VLANTAG) {
  77                 tc = (mb->m_pkthdr.ether_vtag >> 13);
  78                 if (tc >= priv->num_tc)
  79                         tc = priv->default_vlan_prio;
  80         } else {
  81                 tc = priv->default_vlan_prio;
  82         }
  83
  84         ch = priv->params.num_channels;
  85
  86         /* check if flowid is set */
  87         if (M_HASHTYPE_GET(mb) != M_HASHTYPE_NONE) {
  88                 ch = (mb->m_pkthdr.flowid % 128) % ch;
  89         } else {
  90 #if (__FreeBSD_version >= 1100000)
  91                 ch = m_ether_tcpip_hash(MBUF_HASHFLAG_L3 |
  92                     MBUF_HASHFLAG_L4, mb, mlx5e_hash_value) % ch;
  93 #else
  94                 /*
  95                  * m_ether_tcpip_hash not present in stable, so just
  96                  * throw unhashed mbufs on queue 0
  97                  */
  98                 ch = 0;
  99 #endif
 100         }
 101
 102         /* check if channel is allocated */
 103         if (unlikely(priv->channel[ch] == NULL))
 104                 return (NULL);
 105
 106         return (&priv->channel[ch]->sq[tc]);
 107 }
 108
 109 static inline u16
 110 mlx5e_get_inline_hdr_size(struct mlx5e_sq *sq, struct mbuf *mb)
 111 {
 112         return (MIN(MLX5E_MAX_TX_INLINE, mb->m_len));
 113 }
 114
 115 static int
 116 mlx5e_get_header_size(struct mbuf *mb)
 117 {
 118         struct ether_vlan_header *eh;
 119         struct tcphdr *th;
 120         struct ip *ip;
 121         int ip_hlen, tcp_hlen;
 122         struct ip6_hdr *ip6;
 123         uint16_t eth_type;
 124         int eth_hdr_len;
 125
 126         eh = mtod(mb, struct ether_vlan_header *);
 127         if (mb->m_len < ETHER_HDR_LEN)
 128                 return (0);
 129         if (eh->evl_encap_proto == htons(ETHERTYPE_VLAN)) {
 130                 eth_type = ntohs(eh->evl_proto);
 131                 eth_hdr_len = ETHER_HDR_LEN + ETHER_VLAN_ENCAP_LEN;
 132         } else {
 133                 eth_type = ntohs(eh->evl_encap_proto);
 134                 eth_hdr_len = ETHER_HDR_LEN;
 135         }
 136         if (mb->m_len < eth_hdr_len)
 137                 return (0);
 138         switch (eth_type) {
 139         case ETHERTYPE_IP:
 140                 ip = (struct ip *)(mb->m_data + eth_hdr_len);
 141                 if (mb->m_len < eth_hdr_len + sizeof(*ip))
 142                         return (0);
 143                 if (ip->ip_p != IPPROTO_TCP)
 144                         return (0);
 145                 ip_hlen = ip->ip_hl << 2;
 146                 eth_hdr_len += ip_hlen;
 147                 break;
 148         case ETHERTYPE_IPV6:
 149                 ip6 = (struct ip6_hdr *)(mb->m_data + eth_hdr_len);
 150                 if (mb->m_len < eth_hdr_len + sizeof(*ip6))
 151                         return (0);
 152                 if (ip6->ip6_nxt != IPPROTO_TCP)
 153                         return (0);
 154                 eth_hdr_len += sizeof(*ip6);
 155                 break;
 156         default:
 157                 return (0);
 158         }
 159         if (mb->m_len < eth_hdr_len + sizeof(*th))
 160                 return (0);
 161         th = (struct tcphdr *)(mb->m_data + eth_hdr_len);
 162         tcp_hlen = th->th_off << 2;
 163         eth_hdr_len += tcp_hlen;
 164         if (mb->m_len < eth_hdr_len)
 165                 return (0);
 166         return (eth_hdr_len);
 167 }
 168
 169 /* The return value is not going back to the stack because of
 170  * the drbr */
 171 static int
 172 mlx5e_sq_xmit(struct mlx5e_sq *sq, struct mbuf **mbp)
 173 {
 174         bus_dma_segment_t segs[MLX5E_MAX_TX_MBUF_FRAGS];
 175         struct mlx5_wqe_data_seg *dseg;
 176         struct mlx5e_tx_wqe *wqe;
 177         struct ifnet *ifp;
 178         int nsegs;
 179         int err;
 180         int x;
 181         struct mbuf *mb = *mbp;
 182         u16 ds_cnt;
 183         u16 ihs;
 184         u16 pi;
 185         u8 opcode;
 186
 187         /* Return ENOBUFS if the queue is full, this may trigger reinsertion
 188          * of the mbuf into the drbr (see mlx5e_xmit_locked) */
 189         if (unlikely(!mlx5e_sq_has_room_for(sq, 2 * MLX5_SEND_WQE_MAX_WQEBBS))) {
 190                 return (ENOBUFS);
 191         }
 192
 193         /* Align SQ edge with NOPs to avoid WQE wrap around */
 194         pi = ((~sq->pc) & sq->wq.sz_m1);
 195         if (pi < (MLX5_SEND_WQE_MAX_WQEBBS - 1)) {
 196                 /* send one multi NOP message instead of many */
 197                 mlx5e_send_nop(sq, (pi + 1) * MLX5_SEND_WQEBB_NUM_DS, false);
 198                 pi = ((~sq->pc) & sq->wq.sz_m1);
 199                 if (pi < (MLX5_SEND_WQE_MAX_WQEBBS - 1)) {
 200                         m_freem(mb);
 201                         return (ENOMEM);
 202                 }
 203         }
 204
 205         /* Setup local variables */
 206         pi = sq->pc & sq->wq.sz_m1;
 207         wqe = mlx5_wq_cyc_get_wqe(&sq->wq, pi);
 208         ifp = sq->channel->ifp;
 209
 210         memset(wqe, 0, sizeof(*wqe));
 211
 212         /* send a copy of the frame to the BPF listener, if any */
 213         if (ifp != NULL && ifp->if_bpf != NULL)
 214                 ETHER_BPF_MTAP(ifp, mb);
 215
 216         if (mb->m_pkthdr.csum_flags & (CSUM_IP | CSUM_TSO)) {
 217                 wqe->eth.cs_flags |= MLX5_ETH_WQE_L3_CSUM;
 218         }
 219         if (mb->m_pkthdr.csum_flags & (CSUM_TCP | CSUM_UDP | CSUM_UDP_IPV6 | CSUM_TCP_IPV6 | CSUM_TSO)) {
 220                 wqe->eth.cs_flags |= MLX5_ETH_WQE_L4_CSUM;
 221         }
 222         if ( wqe->eth.cs_flags == 0 ) {
 223                 sq->stats.csum_offload_none++;
 224         }
 225
 226         if (mb->m_pkthdr.csum_flags & CSUM_TSO) {
 227                 u32 payload_len;
 228                 u32 mss = mb->m_pkthdr.tso_segsz;
 229                 u32 num_pkts;
 230
 231                 wqe->eth.mss = cpu_to_be16(mss);
 232                 opcode = MLX5_OPCODE_LSO;
 233                 ihs = mlx5e_get_header_size(mb);
 234                 payload_len = mb->m_pkthdr.len - ihs;
 235                 if (payload_len == 0)
 236                         num_pkts = 1;
 237                 else
 238                         num_pkts = DIV_ROUND_UP(payload_len, mss);
 239                 sq->mbuf[pi].num_bytes = payload_len + (num_pkts * ihs);
 240
 241                 sq->stats.tso_packets++;
 242                 sq->stats.tso_bytes += payload_len;
 243         } else {
 244                 opcode = MLX5_OPCODE_SEND;
 245                 ihs = mlx5e_get_inline_hdr_size(sq, mb);
 246                 sq->mbuf[pi].num_bytes = max_t (unsigned int,
 247                     mb->m_pkthdr.len, ETHER_MIN_LEN - ETHER_CRC_LEN);
 248         }
 249         if (mb->m_flags & M_VLANTAG) {
 250                 struct ether_vlan_header *eh =
 251                     (struct ether_vlan_header *)wqe->eth.inline_hdr_start;
 252                 /* range checks */
 253                 if (ihs > (MLX5E_MAX_TX_INLINE - ETHER_VLAN_ENCAP_LEN))
 254                         ihs = (MLX5E_MAX_TX_INLINE - ETHER_VLAN_ENCAP_LEN);
 255                 else if (ihs < ETHER_HDR_LEN) {
 256                         err = EINVAL;
 257                         goto tx_drop;
 258                 }
 259                 m_copydata(mb, 0, ETHER_HDR_LEN, (caddr_t)eh);
 260                 m_adj(mb, ETHER_HDR_LEN);
 261                 /* insert 4 bytes VLAN tag into data stream */
 262                 eh->evl_proto = eh->evl_encap_proto;
 263                 eh->evl_encap_proto = htons(ETHERTYPE_VLAN);
 264                 eh->evl_tag = htons(mb->m_pkthdr.ether_vtag);
 265                 /* copy rest of header data, if any */
 266                 m_copydata(mb, 0, ihs - ETHER_HDR_LEN, (caddr_t)(eh + 1));
 267                 m_adj(mb, ihs - ETHER_HDR_LEN);
 268                 /* extend header by 4 bytes */
 269                 ihs += ETHER_VLAN_ENCAP_LEN;
 270         } else {
 271                 m_copydata(mb, 0, ihs, wqe->eth.inline_hdr_start);
 272                 m_adj(mb, ihs);
 273         }
 274
 275         wqe->eth.inline_hdr_sz = cpu_to_be16(ihs);
 276
 277         ds_cnt = sizeof(*wqe) / MLX5_SEND_WQE_DS;
 278         if (likely(ihs > sizeof(wqe->eth.inline_hdr_start))) {
 279                 ds_cnt += DIV_ROUND_UP(ihs - sizeof(wqe->eth.inline_hdr_start),
 280                     MLX5_SEND_WQE_DS);
 281         }
 282         dseg = ((struct mlx5_wqe_data_seg *)&wqe->ctrl) + ds_cnt;
 283
 284         /* trim off empty mbufs */
 285         while (mb->m_len == 0) {
 286                 mb = m_free(mb);
 287                 /* check if all data has been inlined */
 288                 if (mb == NULL)
 289                         goto skip_dma;
 290         }
 291
 292         err = bus_dmamap_load_mbuf_sg(sq->dma_tag, sq->mbuf[pi].dma_map,
 293             mb, segs, &nsegs, BUS_DMA_NOWAIT);
 294         if (err == EFBIG) {
 295                 /* Update *mbp before defrag in case it was trimmed in the loop above */
 296                 *mbp = mb;
 297                 /* Update statistics */
 298                 sq->stats.defragged++;
 299                 /* Too many mbuf fragments */
 300                 mb = m_defrag(*mbp, M_NOWAIT);
 301                 if (mb == NULL) {
 302                         mb = *mbp;
 303                         goto tx_drop;
 304                 }
 305                 /* Try again */
 306                 err = bus_dmamap_load_mbuf_sg(sq->dma_tag, sq->mbuf[pi].dma_map,
 307                     mb, segs, &nsegs, BUS_DMA_NOWAIT);
 308         }
 309         /* catch errors */
 310         if (err != 0) {
 311                 goto tx_drop;
 312         }
 313         *mbp = mb;
 314
 315         for (x = 0; x != nsegs; x++) {
 316                 if (segs[x].ds_len == 0)
 317                         continue;
 318                 dseg->addr = cpu_to_be64((uint64_t)segs[x].ds_addr);
 319                 dseg->lkey = sq->mkey_be;
 320                 dseg->byte_count = cpu_to_be32((uint32_t)segs[x].ds_len);
 321                 dseg++;
 322         }
 323 skip_dma:
 324         ds_cnt = (dseg - ((struct mlx5_wqe_data_seg *)&wqe->ctrl));
 325
 326         wqe->ctrl.opmod_idx_opcode = cpu_to_be32((sq->pc << 8) | opcode);
 327         wqe->ctrl.qpn_ds = cpu_to_be32((sq->sqn << 8) | ds_cnt);
 328         wqe->ctrl.fm_ce_se = MLX5_WQE_CTRL_CQ_UPDATE;
 329
 330         /* store pointer to mbuf */
 331         sq->mbuf[pi].mbuf = mb;
 332         sq->mbuf[pi].num_wqebbs = DIV_ROUND_UP(ds_cnt, MLX5_SEND_WQEBB_NUM_DS);
 333         sq->pc += sq->mbuf[pi].num_wqebbs;
 334
 335         /* make sure all mbuf data is written to RAM */
 336         if (mb != NULL)
 337                 bus_dmamap_sync(sq->dma_tag, sq->mbuf[pi].dma_map, BUS_DMASYNC_PREWRITE);
 338
 339         mlx5e_tx_notify_hw(sq, wqe, 0);
 340
 341         sq->stats.packets++;
 342         return (0);
 343
 344 tx_drop:
 345         sq->stats.dropped++;
 346         *mbp = NULL;
 347         m_freem(mb);
 348         return err;
 349 }
 350
 351 static void
 352 mlx5e_poll_tx_cq(struct mlx5e_sq *sq, int budget)
 353 {
 354         u16 sqcc;
 355
 356         /*
 357          * sq->cc must be updated only after mlx5_cqwq_update_db_record(),
 358          * otherwise a cq overrun may occur
 359          */
 360         sqcc = sq->cc;
 361
 362         while (budget--) {
 363                 struct mlx5_cqe64 *cqe;
 364                 struct mbuf *mb;
 365                 u16 ci;
 366
 367                 cqe = mlx5e_get_cqe(&sq->cq);
 368                 if (!cqe)
 369                         break;
 370
 371                 ci = sqcc & sq->wq.sz_m1;
 372                 mb = sq->mbuf[ci].mbuf;
 373                 sq->mbuf[ci].mbuf = NULL;       /* safety clear */
 374
 375                 if (mb == NULL) {
 376                         if (sq->mbuf[ci].num_bytes == 0) {
 377                                 /* NOP */
 378                                 sq->stats.nop++;
 379                         }
 380                 } else {
 381                         bus_dmamap_sync(sq->dma_tag, sq->mbuf[ci].dma_map,
 382                             BUS_DMASYNC_POSTWRITE);
 383                         bus_dmamap_unload(sq->dma_tag, sq->mbuf[ci].dma_map);
 384
 385                         /* free transmitted mbuf */
 386                         m_freem(mb);
 387                 }
 388                 sqcc += sq->mbuf[ci].num_wqebbs;
 389         }
 390
 391         mlx5_cqwq_update_db_record(&sq->cq.wq);
 392
 393         /* ensure cq space is freed before enabling more cqes */
 394         wmb();
 395
 396         sq->cc = sqcc;
 397
 398         if (atomic_cmpset_int(&sq->queue_state, MLX5E_SQ_FULL, MLX5E_SQ_READY))
 399                 taskqueue_enqueue(sq->sq_tq, &sq->sq_task);
 400 }
 401
 402 static int
 403 mlx5e_xmit_locked(struct ifnet *ifp, struct mlx5e_sq *sq, struct mbuf *mb)
 404 {
 405         struct mbuf *next;
 406         int err = 0;
 407
 408         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
 409                 if (mb)
 410                         err = drbr_enqueue(ifp, sq->br, mb);
 411                 return (err);
 412         }
 413
 414         if (mb != NULL)
 415                 /* If we can't insert mbuf into drbr, try to xmit anyway.
 416                  * We keep the error we got so we could return that after xmit.
 417                  */
 418                 err = drbr_enqueue(ifp, sq->br, mb);
 419
 420         /* Process the queue */
 421         while ((next = drbr_peek(ifp, sq->br)) != NULL) {
 422                 if (mlx5e_sq_xmit(sq, &next) != 0) {
 423                         if (next == NULL) {
 424                                 drbr_advance(ifp, sq->br);
 425                         } else {
 426                                 drbr_putback(ifp, sq->br, next);
 427                                 atomic_store_rel_int(&sq->queue_state, MLX5E_SQ_FULL);
 428                         }
 429                         break;
 430                }
 431                 drbr_advance(ifp, sq->br);
 432                 if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0)
 433                         break;
 434         }
 435         return (err);
 436 }
 437
 438 int
 439 mlx5e_xmit(struct ifnet *ifp, struct mbuf *mb)
 440 {
 441         struct mlx5e_sq *sq;
 442         int ret;
 443
 444         sq = mlx5e_select_queue(ifp, mb);
 445         if (unlikely(sq == NULL)) {
 446                 /* invalid send queue */
 447                 m_freem(mb);
 448                 return (ENXIO);
 449         }
 450
 451         if (mtx_trylock(&sq->lock)) {
 452                 ret = mlx5e_xmit_locked(ifp, sq, mb);
 453                 mtx_unlock(&sq->lock);
 454         } else {
 455                 ret = drbr_enqueue(ifp, sq->br, mb);
 456                 taskqueue_enqueue(sq->sq_tq, &sq->sq_task);
 457         }
 458
 459         return (ret);
 460 }
 461
 462 void
 463 mlx5e_tx_cq_comp(struct mlx5_core_cq *mcq)
 464 {
 465         struct mlx5e_sq *sq = container_of(mcq, struct mlx5e_sq, cq.mcq);
 466
 467         mtx_lock(&sq->comp_lock);
 468         mlx5e_poll_tx_cq(sq, MLX5E_BUDGET_MAX);
 469         mlx5e_cq_arm(&sq->cq);
 470         mtx_unlock(&sq->comp_lock);
 471 }
 472
 473 void
 474 mlx5e_tx_que(void *context, int pending)
 475 {
 476         struct mlx5e_sq *sq = context;
 477         struct ifnet *ifp = sq->channel->ifp;
 478
 479         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) {
 480                 mtx_lock(&sq->lock);
 481                 if (!drbr_empty(ifp, sq->br))
 482                         mlx5e_xmit_locked(ifp, sq, NULL);
 483                 mtx_unlock(&sq->lock);
 484         }
 485 }