tools/tools/netmap/pkt-gen.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2011-2014 Matteo Landi, Luigi Rizzo. All rights reserved.
   3  * Copyright (C) 2013-2015 Universita` di Pisa. All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  *   1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  *   2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 /*
  28  * $FreeBSD$
  29  * $Id: pkt-gen.c 12346 2013-06-12 17:36:25Z luigi $
  30  *
  31  * Example program to show how to build a multithreaded packet
  32  * source/sink using the netmap device.
  33  *
  34  * In this example we create a programmable number of threads
  35  * to take care of all the queues of the interface used to
  36  * send or receive traffic.
  37  *
  38  */
  39
  40 #define _GNU_SOURCE     /* for CPU_SET() */
  41 #include <arpa/inet.h>  /* ntohs */
  42 #include <assert.h>
  43 #include <ctype.h>      // isprint()
  44 #include <errno.h>
  45 #include <fcntl.h>
  46 #include <ifaddrs.h>    /* getifaddrs */
  47 #include <libnetmap.h>
  48 #include <math.h>
  49 #include <net/ethernet.h>
  50 #include <netinet/in.h>
  51 #include <netinet/ip.h>
  52 #include <netinet/ip6.h>
  53 #include <netinet/udp.h>
  54 #ifndef NO_PCAP
  55 #include <pcap/pcap.h>
  56 #endif
  57 #include <pthread.h>
  58 #include <signal.h>
  59 #include <stdio.h>
  60 #include <stdlib.h>
  61 #include <string.h>
  62 #include <sys/ioctl.h>
  63 #include <sys/poll.h>
  64 #include <sys/stat.h>
  65 #if !defined(_WIN32) && !defined(linux)
  66 #include <sys/sysctl.h> /* sysctl */
  67 #endif
  68 #include <sys/types.h>
  69 #include <unistd.h>     // sysconf()
  70 #ifdef linux
  71 #define IPV6_VERSION    0x60
  72 #define IPV6_DEFHLIM    64
  73 #endif
  74
  75 #include "ctrs.h"
  76
  77 static void usage(int);
  78
  79 #ifdef _WIN32
  80 #define cpuset_t        DWORD_PTR   //uint64_t
  81 static inline void CPU_ZERO(cpuset_t *p)
  82 {
  83         *p = 0;
  84 }
  85
  86 static inline void CPU_SET(uint32_t i, cpuset_t *p)
  87 {
  88         *p |= 1<< (i & 0x3f);
  89 }
  90
  91 #define pthread_setaffinity_np(a, b, c) !SetThreadAffinityMask(a, *c)    //((void)a, 0)
  92 #define TAP_CLONEDEV    "/dev/tap"
  93 #define AF_LINK 18      //defined in winsocks.h
  94 #define CLOCK_REALTIME_PRECISE CLOCK_REALTIME
  95 #include <net/if_dl.h>
  96
  97 /*
  98  * Convert an ASCII representation of an ethernet address to
  99  * binary form.
 100  */
 101 struct ether_addr *
 102 ether_aton(const char *a)
 103 {
 104         int i;
 105         static struct ether_addr o;
 106         unsigned int o0, o1, o2, o3, o4, o5;
 107
 108         i = sscanf(a, "%x:%x:%x:%x:%x:%x", &o0, &o1, &o2, &o3, &o4, &o5);
 109
 110         if (i != 6)
 111                 return (NULL);
 112
 113         o.octet[0]=o0;
 114         o.octet[1]=o1;
 115         o.octet[2]=o2;
 116         o.octet[3]=o3;
 117         o.octet[4]=o4;
 118         o.octet[5]=o5;
 119
 120         return ((struct ether_addr *)&o);
 121 }
 122
 123 /*
 124  * Convert a binary representation of an ethernet address to
 125  * an ASCII string.
 126  */
 127 char *
 128 ether_ntoa(const struct ether_addr *n)
 129 {
 130         int i;
 131         static char a[18];
 132
 133         i = sprintf(a, "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
 134             n->octet[0], n->octet[1], n->octet[2],
 135             n->octet[3], n->octet[4], n->octet[5]);
 136         return (i < 17 ? NULL : (char *)&a);
 137 }
 138 #endif /* _WIN32 */
 139
 140 #ifdef linux
 141
 142 #define cpuset_t        cpu_set_t
 143
 144 #define ifr_flagshigh  ifr_flags        /* only the low 16 bits here */
 145 #define IFF_PPROMISC   IFF_PROMISC      /* IFF_PPROMISC does not exist */
 146 #include <linux/ethtool.h>
 147 #include <linux/sockios.h>
 148
 149 #define CLOCK_REALTIME_PRECISE CLOCK_REALTIME
 150 #include <netinet/ether.h>      /* ether_aton */
 151 #include <linux/if_packet.h>    /* sockaddr_ll */
 152 #endif  /* linux */
 153
 154 #ifdef __FreeBSD__
 155 #include <sys/endian.h> /* le64toh */
 156 #include <machine/param.h>
 157
 158 #include <pthread_np.h> /* pthread w/ affinity */
 159 #include <sys/cpuset.h> /* cpu_set */
 160 #include <net/if_dl.h>  /* LLADDR */
 161 #endif  /* __FreeBSD__ */
 162
 163 #ifdef __APPLE__
 164
 165 #define cpuset_t        uint64_t        // XXX
 166 static inline void CPU_ZERO(cpuset_t *p)
 167 {
 168         *p = 0;
 169 }
 170
 171 static inline void CPU_SET(uint32_t i, cpuset_t *p)
 172 {
 173         *p |= 1<< (i & 0x3f);
 174 }
 175
 176 #define pthread_setaffinity_np(a, b, c) ((void)a, 0)
 177
 178 #define ifr_flagshigh  ifr_flags        // XXX
 179 #define IFF_PPROMISC   IFF_PROMISC
 180 #include <net/if_dl.h>  /* LLADDR */
 181 #define clock_gettime(a,b)      \
 182         do {struct timespec t0 = {0,0}; *(b) = t0; } while (0)
 183 #endif  /* __APPLE__ */
 184
 185 static const char *default_payload = "netmap pkt-gen DIRECT payload\n"
 186         "http://info.iet.unipi.it/~luigi/netmap/ ";
 187
 188 static const char *indirect_payload = "netmap pkt-gen indirect payload\n"
 189         "http://info.iet.unipi.it/~luigi/netmap/ ";
 190
 191 static int verbose = 0;
 192 static int normalize = 1;
 193
 194 #define VIRT_HDR_1      10      /* length of a base vnet-hdr */
 195 #define VIRT_HDR_2      12      /* length of the extenede vnet-hdr */
 196 #define VIRT_HDR_MAX    VIRT_HDR_2
 197 struct virt_header {
 198         uint8_t fields[VIRT_HDR_MAX];
 199 };
 200
 201 #define MAX_BODYSIZE    65536
 202
 203 struct pkt {
 204         struct virt_header vh;
 205         struct ether_header eh;
 206         union {
 207                 struct {
 208                         struct ip ip;
 209                         struct udphdr udp;
 210                         uint8_t body[MAX_BODYSIZE];     /* hardwired */
 211                 } ipv4;
 212                 struct {
 213                         struct ip6_hdr ip;
 214                         struct udphdr udp;
 215                         uint8_t body[MAX_BODYSIZE];     /* hardwired */
 216                 } ipv6;
 217         };
 218 } __attribute__((__packed__));
 219
 220 #define PKT(p, f, af)   \
 221     ((af) == AF_INET ? (p)->ipv4.f: (p)->ipv6.f)
 222
 223 struct ip_range {
 224         const char *name;
 225         union {
 226                 struct {
 227                         uint32_t start, end; /* same as struct in_addr */
 228                 } ipv4;
 229                 struct {
 230                         struct in6_addr start, end;
 231                         uint8_t sgroup, egroup;
 232                 } ipv6;
 233         };
 234         uint16_t port0, port1;
 235 };
 236
 237 struct mac_range {
 238         const char *name;
 239         struct ether_addr start, end;
 240 };
 241
 242 /* ifname can be netmap:foo-xxxx */
 243 #define MAX_IFNAMELEN   512     /* our buffer for ifname */
 244 //#define MAX_PKTSIZE   1536
 245 #define MAX_PKTSIZE     MAX_BODYSIZE    /* XXX: + IP_HDR + ETH_HDR */
 246
 247 /* compact timestamp to fit into 60 byte packet. (enough to obtain RTT) */
 248 struct tstamp {
 249         uint32_t sec;
 250         uint32_t nsec;
 251 };
 252
 253 /*
 254  * global arguments for all threads
 255  */
 256
 257 struct glob_arg {
 258         int af;         /* address family AF_INET/AF_INET6 */
 259         struct ip_range src_ip;
 260         struct ip_range dst_ip;
 261         struct mac_range dst_mac;
 262         struct mac_range src_mac;
 263         int pkt_size;
 264         int pkt_min_size;
 265         int burst;
 266         int forever;
 267         uint64_t npackets;      /* total packets to send */
 268         int frags;              /* fragments per packet */
 269         u_int frag_size;        /* size of each fragment */
 270         int nthreads;
 271         int cpus;       /* cpus used for running */
 272         int system_cpus;        /* cpus on the system */
 273
 274         int options;    /* testing */
 275 #define OPT_PREFETCH    1
 276 #define OPT_ACCESS      2
 277 #define OPT_COPY        4
 278 #define OPT_MEMCPY      8
 279 #define OPT_TS          16      /* add a timestamp */
 280 #define OPT_INDIRECT    32      /* use indirect buffers, tx only */
 281 #define OPT_DUMP        64      /* dump rx/tx traffic */
 282 #define OPT_RUBBISH     256     /* send whatever the buffers contain */
 283 #define OPT_RANDOM_SRC  512
 284 #define OPT_RANDOM_DST  1024
 285 #define OPT_PPS_STATS   2048
 286         int dev_type;
 287 #ifndef NO_PCAP
 288         pcap_t *p;
 289 #endif
 290
 291         int tx_rate;
 292         struct timespec tx_period;
 293
 294         int affinity;
 295         int main_fd;
 296         struct nmport_d *nmd;
 297         uint32_t orig_mode;
 298         int report_interval;            /* milliseconds between prints */
 299         void *(*td_body)(void *);
 300         int td_type;
 301         void *mmap_addr;
 302         char ifname[MAX_IFNAMELEN];
 303         const char *nmr_config;
 304         int dummy_send;
 305         int virt_header;        /* send also the virt_header */
 306         char *packet_file;      /* -P option */
 307 #define STATS_WIN       15
 308         int win_idx;
 309         int64_t win[STATS_WIN];
 310         int wait_link;
 311         int framing;            /* #bits of framing (for bw output) */
 312 };
 313 enum dev_type { DEV_NONE, DEV_NETMAP, DEV_PCAP, DEV_TAP };
 314
 315 enum {
 316         TD_TYPE_SENDER = 1,
 317         TD_TYPE_RECEIVER,
 318         TD_TYPE_OTHER,
 319 };
 320
 321 /*
 322  * Arguments for a new thread. The same structure is used by
 323  * the source and the sink
 324  */
 325 struct targ {
 326         struct glob_arg *g;
 327         int used;
 328         int completed;
 329         int cancel;
 330         int fd;
 331         struct nmport_d *nmd;
 332         /* these ought to be volatile, but they are
 333          * only sampled and errors should not accumulate
 334          */
 335         struct my_ctrs ctr;
 336
 337         struct timespec tic, toc;
 338         int me;
 339         pthread_t thread;
 340         int affinity;
 341
 342         struct pkt pkt;
 343         void *frame;
 344         uint16_t seed[3];
 345         u_int frags;
 346         u_int frag_size;
 347 };
 348
 349 static __inline uint16_t
 350 cksum_add(uint16_t sum, uint16_t a)
 351 {
 352         uint16_t res;
 353
 354         res = sum + a;
 355         return (res + (res < a));
 356 }
 357
 358 static void
 359 extract_ipv4_addr(char *name, uint32_t *addr, uint16_t *port)
 360 {
 361         struct in_addr a;
 362         char *pp;
 363
 364         pp = strchr(name, ':');
 365         if (pp != NULL) {       /* do we have ports ? */
 366                 *pp++ = '\0';
 367                 *port = (uint16_t)strtol(pp, NULL, 0);
 368         }
 369
 370         inet_pton(AF_INET, name, &a);
 371         *addr = ntohl(a.s_addr);
 372 }
 373
 374 static void
 375 extract_ipv6_addr(char *name, struct in6_addr *addr, uint16_t *port,
 376     uint8_t *group)
 377 {
 378         char *pp;
 379
 380         /*
 381          * We accept IPv6 address in the following form:
 382          *  group@[2001:DB8::1001]:port (w/ brackets and port)
 383          *  group@[2001:DB8::1]         (w/ brackets and w/o port)
 384          *  group@2001:DB8::1234        (w/o brackets and w/o port)
 385          */
 386         pp = strchr(name, '@');
 387         if (pp != NULL) {
 388                 *pp++ = '\0';
 389                 *group = (uint8_t)strtol(name, NULL, 0);
 390                 if (*group > 7)
 391                         *group = 7;
 392                 name = pp;
 393         }
 394         if (name[0] == '[')
 395                 name++;
 396         pp = strchr(name, ']');
 397         if (pp != NULL)
 398                 *pp++ = '\0';
 399         if (pp != NULL && *pp != ':')
 400                 pp = NULL;
 401         if (pp != NULL) {       /* do we have ports ? */
 402                 *pp++ = '\0';
 403                 *port = (uint16_t)strtol(pp, NULL, 0);
 404         }
 405         inet_pton(AF_INET6, name, addr);
 406 }
 407 /*
 408  * extract the extremes from a range of ipv4 addresses.
 409  * addr_lo[-addr_hi][:port_lo[-port_hi]]
 410  */
 411 static int
 412 extract_ip_range(struct ip_range *r, int af)
 413 {
 414         char *name, *ap, start[INET6_ADDRSTRLEN];
 415         char end[INET6_ADDRSTRLEN];
 416         struct in_addr a;
 417         uint32_t tmp;
 418
 419         if (verbose)
 420                 D("extract IP range from %s", r->name);
 421
 422         name = strdup(r->name);
 423         if (name == NULL) {
 424                 D("strdup failed");
 425                 usage(-1);
 426         }
 427         /* the first - splits start/end of range */
 428         ap = strchr(name, '-');
 429         if (ap != NULL)
 430                 *ap++ = '\0';
 431         r->port0 = 1234;        /* default port */
 432         if (af == AF_INET6) {
 433                 r->ipv6.sgroup = 7; /* default group */
 434                 extract_ipv6_addr(name, &r->ipv6.start, &r->port0,
 435                     &r->ipv6.sgroup);
 436         } else
 437                 extract_ipv4_addr(name, &r->ipv4.start, &r->port0);
 438
 439         r->port1 = r->port0;
 440         if (af == AF_INET6) {
 441                 if (ap != NULL) {
 442                         r->ipv6.egroup = r->ipv6.sgroup;
 443                         extract_ipv6_addr(ap, &r->ipv6.end, &r->port1,
 444                             &r->ipv6.egroup);
 445                 } else {
 446                         r->ipv6.end = r->ipv6.start;
 447                         r->ipv6.egroup = r->ipv6.sgroup;
 448                 }
 449         } else {
 450                 if (ap != NULL) {
 451                         extract_ipv4_addr(ap, &r->ipv4.end, &r->port1);
 452                         if (r->ipv4.start > r->ipv4.end) {
 453                                 tmp = r->ipv4.end;
 454                                 r->ipv4.end = r->ipv4.start;
 455                                 r->ipv4.start = tmp;
 456                         }
 457                 } else
 458                         r->ipv4.end = r->ipv4.start;
 459         }
 460
 461         if (r->port0 > r->port1) {
 462                 tmp = r->port0;
 463                 r->port0 = r->port1;
 464                 r->port1 = tmp;
 465         }
 466         if (af == AF_INET) {
 467                 a.s_addr = htonl(r->ipv4.start);
 468                 inet_ntop(af, &a, start, sizeof(start));
 469                 a.s_addr = htonl(r->ipv4.end);
 470                 inet_ntop(af, &a, end, sizeof(end));
 471         } else {
 472                 inet_ntop(af, &r->ipv6.start, start, sizeof(start));
 473                 inet_ntop(af, &r->ipv6.end, end, sizeof(end));
 474         }
 475         if (af == AF_INET)
 476                 D("range is %s:%d to %s:%d", start, r->port0, end, r->port1);
 477         else
 478                 D("range is %d@[%s]:%d to %d@[%s]:%d", r->ipv6.sgroup,
 479                     start, r->port0, r->ipv6.egroup, end, r->port1);
 480
 481         free(name);
 482         if (r->port0 != r->port1 ||
 483             (af == AF_INET && r->ipv4.start != r->ipv4.end) ||
 484             (af == AF_INET6 &&
 485                 !IN6_ARE_ADDR_EQUAL(&r->ipv6.start, &r->ipv6.end)))
 486                 return (OPT_COPY);
 487         return (0);
 488 }
 489
 490 static int
 491 extract_mac_range(struct mac_range *r)
 492 {
 493         struct ether_addr *e;
 494         if (verbose)
 495             D("extract MAC range from %s", r->name);
 496
 497         e = ether_aton(r->name);
 498         if (e == NULL) {
 499                 D("invalid MAC address '%s'", r->name);
 500                 return 1;
 501         }
 502         bcopy(e, &r->start, 6);
 503         bcopy(e, &r->end, 6);
 504 #if 0
 505         bcopy(targ->src_mac, eh->ether_shost, 6);
 506         p = index(targ->g->src_mac, '-');
 507         if (p)
 508                 targ->src_mac_range = atoi(p+1);
 509
 510         bcopy(ether_aton(targ->g->dst_mac), targ->dst_mac, 6);
 511         bcopy(targ->dst_mac, eh->ether_dhost, 6);
 512         p = index(targ->g->dst_mac, '-');
 513         if (p)
 514                 targ->dst_mac_range = atoi(p+1);
 515 #endif
 516         if (verbose)
 517                 D("%s starts at %s", r->name, ether_ntoa(&r->start));
 518         return 0;
 519 }
 520
 521 static int
 522 get_if_mtu(const struct glob_arg *g)
 523 {
 524         struct ifreq ifreq;
 525         int s, ret;
 526         const char *ifname = g->nmd->hdr.nr_name;
 527         size_t len;
 528
 529         if (!strncmp(g->ifname, "netmap:", 7) && !strchr(ifname, '{')
 530                         && !strchr(ifname, '}')) {
 531
 532                 len = strlen(ifname);
 533
 534                 if (len > IFNAMSIZ) {
 535                         D("'%s' too long, cannot ask for MTU", ifname);
 536                         return -1;
 537                 }
 538
 539                 s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 540                 if (s < 0) {
 541                         D("socket() failed: %s", strerror(errno));
 542                         return s;
 543                 }
 544
 545                 memset(&ifreq, 0, sizeof(ifreq));
 546                 memcpy(ifreq.ifr_name, ifname, len);
 547
 548                 ret = ioctl(s, SIOCGIFMTU, &ifreq);
 549                 if (ret) {
 550                         D("ioctl(SIOCGIFMTU) failed: %s", strerror(errno));
 551                 }
 552
 553                 close(s);
 554
 555                 return ifreq.ifr_mtu;
 556         }
 557
 558         /* This is a pipe or a VALE port, where the MTU is very large,
 559          * so we use some practical limit. */
 560         return 65536;
 561 }
 562
 563 static struct targ *targs;
 564 static int global_nthreads;
 565
 566 /* control-C handler */
 567 static void
 568 sigint_h(int sig)
 569 {
 570         int i;
 571
 572         (void)sig;      /* UNUSED */
 573         D("received control-C on thread %p", (void *)pthread_self());
 574         for (i = 0; i < global_nthreads; i++) {
 575                 targs[i].cancel = 1;
 576         }
 577 }
 578
 579 /* sysctl wrapper to return the number of active CPUs */
 580 static int
 581 system_ncpus(void)
 582 {
 583         int ncpus;
 584 #if defined (__FreeBSD__)
 585         int mib[2] = { CTL_HW, HW_NCPU };
 586         size_t len = sizeof(mib);
 587         sysctl(mib, 2, &ncpus, &len, NULL, 0);
 588 #elif defined(linux)
 589         ncpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);
 590 #elif defined(_WIN32)
 591         {
 592                 SYSTEM_INFO sysinfo;
 593                 GetSystemInfo(&sysinfo);
 594                 ncpus = sysinfo.dwNumberOfProcessors;
 595         }
 596 #else /* others */
 597         ncpus = 1;
 598 #endif /* others */
 599         return (ncpus);
 600 }
 601
 602 #ifdef __linux__
 603 #define sockaddr_dl    sockaddr_ll
 604 #define sdl_family     sll_family
 605 #define AF_LINK        AF_PACKET
 606 #define LLADDR(s)      s->sll_addr;
 607 #include <linux/if_tun.h>
 608 #define TAP_CLONEDEV    "/dev/net/tun"
 609 #endif /* __linux__ */
 610
 611 #ifdef __FreeBSD__
 612 #include <net/if_tun.h>
 613 #define TAP_CLONEDEV    "/dev/tap"
 614 #endif /* __FreeBSD */
 615
 616 #ifdef __APPLE__
 617 // #warning TAP not supported on apple ?
 618 #include <net/if_utun.h>
 619 #define TAP_CLONEDEV    "/dev/tap"
 620 #endif /* __APPLE__ */
 621
 622
 623 /*
 624  * parse the vale configuration in conf and put it in nmr.
 625  * Return the flag set if necessary.
 626  * The configuration may consist of 1 to 4 numbers separated
 627  * by commas: #tx-slots,#rx-slots,#tx-rings,#rx-rings.
 628  * Missing numbers or zeroes stand for default values.
 629  * As an additional convenience, if exactly one number
 630  * is specified, then this is assigned to both #tx-slots and #rx-slots.
 631  * If there is no 4th number, then the 3rd is assigned to both #tx-rings
 632  * and #rx-rings.
 633  */
 634 static int
 635 parse_nmr_config(const char* conf, struct nmreq_register *nmr)
 636 {
 637         char *w, *tok;
 638         int i, v;
 639
 640         if (conf == NULL || ! *conf)
 641                 return 0;
 642         nmr->nr_tx_rings = nmr->nr_rx_rings = 0;
 643         nmr->nr_tx_slots = nmr->nr_rx_slots = 0;
 644         w = strdup(conf);
 645         for (i = 0, tok = strtok(w, ","); tok; i++, tok = strtok(NULL, ",")) {
 646                 v = atoi(tok);
 647                 switch (i) {
 648                 case 0:
 649                         nmr->nr_tx_slots = nmr->nr_rx_slots = v;
 650                         break;
 651                 case 1:
 652                         nmr->nr_rx_slots = v;
 653                         break;
 654                 case 2:
 655                         nmr->nr_tx_rings = nmr->nr_rx_rings = v;
 656                         break;
 657                 case 3:
 658                         nmr->nr_rx_rings = v;
 659                         break;
 660                 default:
 661                         D("ignored config: %s", tok);
 662                         break;
 663                 }
 664         }
 665         D("txr %d txd %d rxr %d rxd %d",
 666                         nmr->nr_tx_rings, nmr->nr_tx_slots,
 667                         nmr->nr_rx_rings, nmr->nr_rx_slots);
 668         free(w);
 669         return 0;
 670 }
 671
 672
 673 /*
 674  * locate the src mac address for our interface, put it
 675  * into the user-supplied buffer. return 0 if ok, -1 on error.
 676  */
 677 static int
 678 source_hwaddr(const char *ifname, char *buf)
 679 {
 680         struct ifaddrs *ifaphead, *ifap;
 681
 682         if (getifaddrs(&ifaphead) != 0) {
 683                 D("getifaddrs %s failed", ifname);
 684                 return (-1);
 685         }
 686
 687         /* remove 'netmap:' prefix before comparing interfaces */
 688         if (!strncmp(ifname, "netmap:", 7))
 689                 ifname = &ifname[7];
 690
 691         for (ifap = ifaphead; ifap; ifap = ifap->ifa_next) {
 692                 struct sockaddr_dl *sdl =
 693                         (struct sockaddr_dl *)ifap->ifa_addr;
 694                 uint8_t *mac;
 695
 696                 if (!sdl || sdl->sdl_family != AF_LINK)
 697                         continue;
 698                 if (strncmp(ifap->ifa_name, ifname, IFNAMSIZ) != 0)
 699                         continue;
 700                 mac = (uint8_t *)LLADDR(sdl);
 701                 sprintf(buf, "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
 702                         mac[0], mac[1], mac[2],
 703                         mac[3], mac[4], mac[5]);
 704                 if (verbose)
 705                         D("source hwaddr %s", buf);
 706                 break;
 707         }
 708         freeifaddrs(ifaphead);
 709         return ifap ? 0 : 1;
 710 }
 711
 712
 713 /* set the thread affinity. */
 714 static int
 715 setaffinity(pthread_t me, int i)
 716 {
 717         cpuset_t cpumask;
 718
 719         if (i == -1)
 720                 return 0;
 721
 722         /* Set thread affinity affinity.*/
 723         CPU_ZERO(&cpumask);
 724         CPU_SET(i, &cpumask);
 725
 726         if (pthread_setaffinity_np(me, sizeof(cpuset_t), &cpumask) != 0) {
 727                 D("Unable to set affinity: %s", strerror(errno));
 728                 return 1;
 729         }
 730         return 0;
 731 }
 732
 733
 734 /* Compute the checksum of the given ip header. */
 735 static uint32_t
 736 checksum(const void *data, uint16_t len, uint32_t sum)
 737 {
 738         const uint8_t *addr = data;
 739         uint32_t i;
 740
 741         /* Checksum all the pairs of bytes first... */
 742         for (i = 0; i < (len & ~1U); i += 2) {
 743                 sum += (uint16_t)ntohs(*((const uint16_t *)(addr + i)));
 744                 if (sum > 0xFFFF)
 745                         sum -= 0xFFFF;
 746         }
 747         /*
 748          * If there's a single byte left over, checksum it, too.
 749          * Network byte order is big-endian, so the remaining byte is
 750          * the high byte.
 751          */
 752         if (i < len) {
 753                 sum += addr[i] << 8;
 754                 if (sum > 0xFFFF)
 755                         sum -= 0xFFFF;
 756         }
 757         return sum;
 758 }
 759
 760 static uint16_t
 761 wrapsum(uint32_t sum)
 762 {
 763         sum = ~sum & 0xFFFF;
 764         return (htons(sum));
 765 }
 766
 767 /* Check the payload of the packet for errors (use it for debug).
 768  * Look for consecutive ascii representations of the size of the packet.
 769  */
 770 static void
 771 dump_payload(const char *_p, int len, struct netmap_ring *ring, int cur)
 772 {
 773         char buf[128];
 774         int i, j, i0;
 775         const unsigned char *p = (const unsigned char *)_p;
 776
 777         /* get the length in ASCII of the length of the packet. */
 778
 779         printf("ring %p cur %5d [buf %6d flags 0x%04x len %5d]\n",
 780                 ring, cur, ring->slot[cur].buf_idx,
 781                 ring->slot[cur].flags, len);
 782         /* hexdump routine */
 783         for (i = 0; i < len; ) {
 784                 memset(buf, ' ', sizeof(buf));
 785                 sprintf(buf, "%5d: ", i);
 786                 i0 = i;
 787                 for (j=0; j < 16 && i < len; i++, j++)
 788                         sprintf(buf+7+j*3, "%02x ", (uint8_t)(p[i]));
 789                 i = i0;
 790                 for (j=0; j < 16 && i < len; i++, j++)
 791                         sprintf(buf+7+j + 48, "%c",
 792                                 isprint(p[i]) ? p[i] : '.');
 793                 printf("%s\n", buf);
 794         }
 795 }
 796
 797 /*
 798  * Fill a packet with some payload.
 799  * We create a UDP packet so the payload starts at
 800  *      14+20+8 = 42 bytes.
 801  */
 802 #ifdef __linux__
 803 #define uh_sport source
 804 #define uh_dport dest
 805 #define uh_ulen len
 806 #define uh_sum check
 807 #endif /* linux */
 808
 809 static uint16_t
 810 new_ip_sum(uint16_t ip_sum, uint32_t oaddr, uint32_t naddr)
 811 {
 812         ip_sum = cksum_add(ip_sum, ~oaddr >> 16);
 813         ip_sum = cksum_add(ip_sum, ~oaddr & 0xffff);
 814         ip_sum = cksum_add(ip_sum, naddr >> 16);
 815         ip_sum = cksum_add(ip_sum, naddr & 0xffff);
 816         return ip_sum;
 817 }
 818
 819 static uint16_t
 820 new_udp_sum(uint16_t udp_sum, uint16_t oport, uint16_t nport)
 821 {
 822         udp_sum = cksum_add(udp_sum, ~oport);
 823         udp_sum = cksum_add(udp_sum, nport);
 824         return udp_sum;
 825 }
 826
 827
 828 static void
 829 update_ip(struct pkt *pkt, struct targ *t)
 830 {
 831         struct glob_arg *g = t->g;
 832         struct ip ip;
 833         struct udphdr udp;
 834         uint32_t oaddr, naddr;
 835         uint16_t oport, nport;
 836         uint16_t ip_sum = 0, udp_sum = 0;
 837
 838         memcpy(&ip, &pkt->ipv4.ip, sizeof(ip));
 839         memcpy(&udp, &pkt->ipv4.udp, sizeof(udp));
 840         do {
 841                 ip_sum = udp_sum = 0;
 842                 naddr = oaddr = ntohl(ip.ip_src.s_addr);
 843                 nport = oport = ntohs(udp.uh_sport);
 844                 if (g->options & OPT_RANDOM_SRC) {
 845                         ip.ip_src.s_addr = nrand48(t->seed);
 846                         udp.uh_sport = nrand48(t->seed);
 847                         naddr = ntohl(ip.ip_src.s_addr);
 848                         nport = ntohs(udp.uh_sport);
 849                         ip_sum = new_ip_sum(ip_sum, oaddr, naddr);
 850                         udp_sum = new_udp_sum(udp_sum, oport, nport);
 851                 } else {
 852                         if (oport < g->src_ip.port1) {
 853                                 nport = oport + 1;
 854                                 udp.uh_sport = htons(nport);
 855                                 udp_sum = new_udp_sum(udp_sum, oport, nport);
 856                                 break;
 857                         }
 858                         nport = g->src_ip.port0;
 859                         udp.uh_sport = htons(nport);
 860                         if (oaddr < g->src_ip.ipv4.end) {
 861                                 naddr = oaddr + 1;
 862                                 ip.ip_src.s_addr = htonl(naddr);
 863                                 ip_sum = new_ip_sum(ip_sum, oaddr, naddr);
 864                                 break;
 865                         }
 866                         naddr = g->src_ip.ipv4.start;
 867                         ip.ip_src.s_addr = htonl(naddr);
 868                         ip_sum = new_ip_sum(ip_sum, oaddr, naddr);
 869                 }
 870
 871                 naddr = oaddr = ntohl(ip.ip_dst.s_addr);
 872                 nport = oport = ntohs(udp.uh_dport);
 873                 if (g->options & OPT_RANDOM_DST) {
 874                         ip.ip_dst.s_addr = nrand48(t->seed);
 875                         udp.uh_dport = nrand48(t->seed);
 876                         naddr = ntohl(ip.ip_dst.s_addr);
 877                         nport = ntohs(udp.uh_dport);
 878                         ip_sum = new_ip_sum(ip_sum, oaddr, naddr);
 879                         udp_sum = new_udp_sum(udp_sum, oport, nport);
 880                 } else {
 881                         if (oport < g->dst_ip.port1) {
 882                                 nport = oport + 1;
 883                                 udp.uh_dport = htons(nport);
 884                                 udp_sum = new_udp_sum(udp_sum, oport, nport);
 885                                 break;
 886                         }
 887                         nport = g->dst_ip.port0;
 888                         udp.uh_dport = htons(nport);
 889                         if (oaddr < g->dst_ip.ipv4.end) {
 890                                 naddr = oaddr + 1;
 891                                 ip.ip_dst.s_addr = htonl(naddr);
 892                                 ip_sum = new_ip_sum(ip_sum, oaddr, naddr);
 893                                 break;
 894                         }
 895                         naddr = g->dst_ip.ipv4.start;
 896                         ip.ip_dst.s_addr = htonl(naddr);
 897                         ip_sum = new_ip_sum(ip_sum, oaddr, naddr);
 898                 }
 899         } while (0);
 900         /* update checksums */
 901         if (udp_sum != 0)
 902                 udp.uh_sum = ~cksum_add(~udp.uh_sum, htons(udp_sum));
 903         if (ip_sum != 0) {
 904                 ip.ip_sum = ~cksum_add(~ip.ip_sum, htons(ip_sum));
 905                 udp.uh_sum = ~cksum_add(~udp.uh_sum, htons(ip_sum));
 906         }
 907         memcpy(&pkt->ipv4.ip, &ip, sizeof(ip));
 908         memcpy(&pkt->ipv4.udp, &udp, sizeof(udp));
 909 }
 910
 911 #ifndef s6_addr16
 912 #define s6_addr16       __u6_addr.__u6_addr16
 913 #endif
 914 static void
 915 update_ip6(struct pkt *pkt, struct targ *t)
 916 {
 917         struct glob_arg *g = t->g;
 918         struct ip6_hdr ip6;
 919         struct udphdr udp;
 920         uint16_t udp_sum;
 921         uint16_t oaddr, naddr;
 922         uint16_t oport, nport;
 923         uint8_t group;
 924
 925         memcpy(&ip6, &pkt->ipv6.ip, sizeof(ip6));
 926         memcpy(&udp, &pkt->ipv6.udp, sizeof(udp));
 927         do {
 928                 udp_sum = 0;
 929                 group = g->src_ip.ipv6.sgroup;
 930                 naddr = oaddr = ntohs(ip6.ip6_src.s6_addr16[group]);
 931                 nport = oport = ntohs(udp.uh_sport);
 932                 if (g->options & OPT_RANDOM_SRC) {
 933                         ip6.ip6_src.s6_addr16[group] = nrand48(t->seed);
 934                         udp.uh_sport = nrand48(t->seed);
 935                         naddr = ntohs(ip6.ip6_src.s6_addr16[group]);
 936                         nport = ntohs(udp.uh_sport);
 937                         break;
 938                 }
 939                 if (oport < g->src_ip.port1) {
 940                         nport = oport + 1;
 941                         udp.uh_sport = htons(nport);
 942                         break;
 943                 }
 944                 nport = g->src_ip.port0;
 945                 udp.uh_sport = htons(nport);
 946                 if (oaddr < ntohs(g->src_ip.ipv6.end.s6_addr16[group])) {
 947                         naddr = oaddr + 1;
 948                         ip6.ip6_src.s6_addr16[group] = htons(naddr);
 949                         break;
 950                 }
 951                 naddr = ntohs(g->src_ip.ipv6.start.s6_addr16[group]);
 952                 ip6.ip6_src.s6_addr16[group] = htons(naddr);
 953
 954                 /* update checksums if needed */
 955                 if (oaddr != naddr)
 956                         udp_sum = cksum_add(~oaddr, naddr);
 957                 if (oport != nport)
 958                         udp_sum = cksum_add(udp_sum,
 959                             cksum_add(~oport, nport));
 960
 961                 group = g->dst_ip.ipv6.egroup;
 962                 naddr = oaddr = ntohs(ip6.ip6_dst.s6_addr16[group]);
 963                 nport = oport = ntohs(udp.uh_dport);
 964                 if (g->options & OPT_RANDOM_DST) {
 965                         ip6.ip6_dst.s6_addr16[group] = nrand48(t->seed);
 966                         udp.uh_dport = nrand48(t->seed);
 967                         naddr = ntohs(ip6.ip6_dst.s6_addr16[group]);
 968                         nport = ntohs(udp.uh_dport);
 969                         break;
 970                 }
 971                 if (oport < g->dst_ip.port1) {
 972                         nport = oport + 1;
 973                         udp.uh_dport = htons(nport);
 974                         break;
 975                 }
 976                 nport = g->dst_ip.port0;
 977                 udp.uh_dport = htons(nport);
 978                 if (oaddr < ntohs(g->dst_ip.ipv6.end.s6_addr16[group])) {
 979                         naddr = oaddr + 1;
 980                         ip6.ip6_dst.s6_addr16[group] = htons(naddr);
 981                         break;
 982                 }
 983                 naddr = ntohs(g->dst_ip.ipv6.start.s6_addr16[group]);
 984                 ip6.ip6_dst.s6_addr16[group] = htons(naddr);
 985         } while (0);
 986         /* update checksums */
 987         if (oaddr != naddr)
 988                 udp_sum = cksum_add(udp_sum,
 989                     cksum_add(~oaddr, naddr));
 990         if (oport != nport)
 991                 udp_sum = cksum_add(udp_sum,
 992                     cksum_add(~oport, nport));
 993         if (udp_sum != 0)
 994                 udp.uh_sum = ~cksum_add(~udp.uh_sum, udp_sum);
 995         memcpy(&pkt->ipv6.ip, &ip6, sizeof(ip6));
 996         memcpy(&pkt->ipv6.udp, &udp, sizeof(udp));
 997 }
 998
 999 static void
1000 update_addresses(struct pkt *pkt, struct targ *t)
1001 {
1002
1003         if (t->g->af == AF_INET)
1004                 update_ip(pkt, t);
1005         else
1006                 update_ip6(pkt, t);
1007 }
1008 /*
1009  * initialize one packet and prepare for the next one.
1010  * The copy could be done better instead of repeating it each time.
1011  */
1012 static void
1013 initialize_packet(struct targ *targ)
1014 {
1015         struct pkt *pkt = &targ->pkt;
1016         struct ether_header *eh;
1017         struct ip6_hdr ip6;
1018         struct ip ip;
1019         struct udphdr udp;
1020         void *udp_ptr;
1021         uint16_t paylen;
1022         uint32_t csum = 0;
1023         const char *payload = targ->g->options & OPT_INDIRECT ?
1024                 indirect_payload : default_payload;
1025         int i, l0 = strlen(payload);
1026
1027 #ifndef NO_PCAP
1028         char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
1029         pcap_t *file;
1030         struct pcap_pkthdr *header;
1031         const unsigned char *packet;
1032
1033         /* Read a packet from a PCAP file if asked. */
1034         if (targ->g->packet_file != NULL) {
1035                 if ((file = pcap_open_offline(targ->g->packet_file,
1036                             errbuf)) == NULL)
1037                         D("failed to open pcap file %s",
1038                             targ->g->packet_file);
1039                 if (pcap_next_ex(file, &header, &packet) < 0)
1040                         D("failed to read packet from %s",
1041                             targ->g->packet_file);
1042                 if ((targ->frame = malloc(header->caplen)) == NULL)
1043                         D("out of memory");
1044                 bcopy(packet, (unsigned char *)targ->frame, header->caplen);
1045                 targ->g->pkt_size = header->caplen;
1046                 pcap_close(file);
1047                 return;
1048         }
1049 #endif
1050
1051         paylen = targ->g->pkt_size - sizeof(*eh) -
1052             (targ->g->af == AF_INET ? sizeof(ip): sizeof(ip6));
1053
1054         /* create a nice NUL-terminated string */
1055         for (i = 0; i < paylen; i += l0) {
1056                 if (l0 > paylen - i)
1057                         l0 = paylen - i; // last round
1058                 bcopy(payload, PKT(pkt, body, targ->g->af) + i, l0);
1059         }
1060         PKT(pkt, body, targ->g->af)[i - 1] = '\0';
1061
1062         /* prepare the headers */
1063         eh = &pkt->eh;
1064         bcopy(&targ->g->src_mac.start, eh->ether_shost, 6);
1065         bcopy(&targ->g->dst_mac.start, eh->ether_dhost, 6);
1066
1067         if (targ->g->af == AF_INET) {
1068                 eh->ether_type = htons(ETHERTYPE_IP);
1069                 memcpy(&ip, &pkt->ipv4.ip, sizeof(ip));
1070                 udp_ptr = &pkt->ipv4.udp;
1071                 ip.ip_v = IPVERSION;
1072                 ip.ip_hl = sizeof(ip) >> 2;
1073                 ip.ip_id = 0;
1074                 ip.ip_tos = IPTOS_LOWDELAY;
1075                 ip.ip_len = htons(targ->g->pkt_size - sizeof(*eh));
1076                 ip.ip_id = 0;
1077                 ip.ip_off = htons(IP_DF); /* Don't fragment */
1078                 ip.ip_ttl = IPDEFTTL;
1079                 ip.ip_p = IPPROTO_UDP;
1080                 ip.ip_dst.s_addr = htonl(targ->g->dst_ip.ipv4.start);
1081                 ip.ip_src.s_addr = htonl(targ->g->src_ip.ipv4.start);
1082                 ip.ip_sum = wrapsum(checksum(&ip, sizeof(ip), 0));
1083                 memcpy(&pkt->ipv4.ip, &ip, sizeof(ip));
1084         } else {
1085                 eh->ether_type = htons(ETHERTYPE_IPV6);
1086                 memcpy(&ip6, &pkt->ipv4.ip, sizeof(ip6));
1087                 udp_ptr = &pkt->ipv6.udp;
1088                 ip6.ip6_flow = 0;
1089                 ip6.ip6_plen = htons(paylen);
1090                 ip6.ip6_vfc = IPV6_VERSION;
1091                 ip6.ip6_nxt = IPPROTO_UDP;
1092                 ip6.ip6_hlim = IPV6_DEFHLIM;
1093                 ip6.ip6_src = targ->g->src_ip.ipv6.start;
1094                 ip6.ip6_dst = targ->g->dst_ip.ipv6.start;
1095         }
1096         memcpy(&udp, udp_ptr, sizeof(udp));
1097
1098         udp.uh_sport = htons(targ->g->src_ip.port0);
1099         udp.uh_dport = htons(targ->g->dst_ip.port0);
1100         udp.uh_ulen = htons(paylen);
1101         if (targ->g->af == AF_INET) {
1102                 /* Magic: taken from sbin/dhclient/packet.c */
1103                 udp.uh_sum = wrapsum(
1104                     checksum(&udp, sizeof(udp), /* udp header */
1105                     checksum(pkt->ipv4.body,    /* udp payload */
1106                     paylen - sizeof(udp),
1107                     checksum(&pkt->ipv4.ip.ip_src, /* pseudo header */
1108                         2 * sizeof(pkt->ipv4.ip.ip_src),
1109                         IPPROTO_UDP + (u_int32_t)ntohs(udp.uh_ulen)))));
1110                 memcpy(&pkt->ipv4.ip, &ip, sizeof(ip));
1111         } else {
1112                 /* Save part of pseudo header checksum into csum */
1113                 csum = IPPROTO_UDP << 24;
1114                 csum = checksum(&csum, sizeof(csum), paylen);
1115                 udp.uh_sum = wrapsum(
1116                     checksum(udp_ptr, sizeof(udp),      /* udp header */
1117                     checksum(pkt->ipv6.body,    /* udp payload */
1118                     paylen - sizeof(udp),
1119                     checksum(&pkt->ipv6.ip.ip6_src, /* pseudo header */
1120                         2 * sizeof(pkt->ipv6.ip.ip6_src), csum))));
1121                 memcpy(&pkt->ipv6.ip, &ip6, sizeof(ip6));
1122         }
1123         memcpy(udp_ptr, &udp, sizeof(udp));
1124
1125         bzero(&pkt->vh, sizeof(pkt->vh));
1126         // dump_payload((void *)pkt, targ->g->pkt_size, NULL, 0);
1127 }
1128
1129 static void
1130 get_vnet_hdr_len(struct glob_arg *g)
1131 {
1132         struct nmreq_header hdr;
1133         struct nmreq_port_hdr ph;
1134         int err;
1135
1136         hdr = g->nmd->hdr; /* copy name and version */
1137         hdr.nr_reqtype = NETMAP_REQ_PORT_HDR_GET;
1138         hdr.nr_options = 0;
1139         memset(&ph, 0, sizeof(ph));
1140         hdr.nr_body = (uintptr_t)&ph;
1141         err = ioctl(g->main_fd, NIOCCTRL, &hdr);
1142         if (err) {
1143                 D("Unable to get virtio-net header length");
1144                 return;
1145         }
1146
1147         g->virt_header = ph.nr_hdr_len;
1148         if (g->virt_header) {
1149                 D("Port requires virtio-net header, length = %d",
1150                   g->virt_header);
1151         }
1152 }
1153
1154 static void
1155 set_vnet_hdr_len(struct glob_arg *g)
1156 {
1157         int err, l = g->virt_header;
1158         struct nmreq_header hdr;
1159         struct nmreq_port_hdr ph;
1160
1161         if (l == 0)
1162                 return;
1163
1164         hdr = g->nmd->hdr; /* copy name and version */
1165         hdr.nr_reqtype = NETMAP_REQ_PORT_HDR_SET;
1166         hdr.nr_options = 0;
1167         memset(&ph, 0, sizeof(ph));
1168         hdr.nr_body = (uintptr_t)&ph;
1169         err = ioctl(g->main_fd, NIOCCTRL, &hdr);
1170         if (err) {
1171                 D("Unable to set virtio-net header length %d", l);
1172         }
1173 }
1174
1175 /*
1176  * create and enqueue a batch of packets on a ring.
1177  * On the last one set NS_REPORT to tell the driver to generate
1178  * an interrupt when done.
1179  */
1180 static int
1181 send_packets(struct netmap_ring *ring, struct pkt *pkt, void *frame,
1182                 int size, struct targ *t, u_int count, int options)
1183 {
1184         u_int n, sent, head = ring->head;
1185         u_int frags = t->frags;
1186         u_int frag_size = t->frag_size;
1187         struct netmap_slot *slot = &ring->slot[head];
1188
1189         n = nm_ring_space(ring);
1190 #if 0
1191         if (options & (OPT_COPY | OPT_PREFETCH) ) {
1192                 for (sent = 0; sent < count; sent++) {
1193                         struct netmap_slot *slot = &ring->slot[head];
1194                         char *p = NETMAP_BUF(ring, slot->buf_idx);
1195
1196                         __builtin_prefetch(p);
1197                         head = nm_ring_next(ring, head);
1198                 }
1199                 head = ring->head;
1200         }
1201 #endif
1202         for (sent = 0; sent < count && n >= frags; sent++, n--) {
1203                 char *p;
1204                 int buf_changed;
1205                 u_int tosend = size;
1206
1207                 slot = &ring->slot[head];
1208                 p = NETMAP_BUF(ring, slot->buf_idx);
1209                 buf_changed = slot->flags & NS_BUF_CHANGED;
1210
1211                 slot->flags = 0;
1212                 if (options & OPT_RUBBISH) {
1213                         /* do nothing */
1214                 } else if (options & OPT_INDIRECT) {
1215                         slot->flags |= NS_INDIRECT;
1216                         slot->ptr = (uint64_t)((uintptr_t)frame);
1217                 } else if (frags > 1) {
1218                         u_int i;
1219                         const char *f = frame;
1220                         char *fp = p;
1221                         for (i = 0; i < frags - 1; i++) {
1222                                 memcpy(fp, f, frag_size);
1223                                 slot->len = frag_size;
1224                                 slot->flags = NS_MOREFRAG;
1225                                 if (options & OPT_DUMP)
1226                                         dump_payload(fp, frag_size, ring, head);
1227                                 tosend -= frag_size;
1228                                 f += frag_size;
1229                                 head = nm_ring_next(ring, head);
1230                                 slot = &ring->slot[head];
1231                                 fp = NETMAP_BUF(ring, slot->buf_idx);
1232                         }
1233                         n -= (frags - 1);
1234                         p = fp;
1235                         slot->flags = 0;
1236                         memcpy(p, f, tosend);
1237                         update_addresses(pkt, t);
1238                 } else if ((options & (OPT_COPY | OPT_MEMCPY)) || buf_changed) {
1239                         if (options & OPT_COPY)
1240                                 nm_pkt_copy(frame, p, size);
1241                         else
1242                                 memcpy(p, frame, size);
1243                         update_addresses(pkt, t);
1244                 } else if (options & OPT_PREFETCH) {
1245                         __builtin_prefetch(p);
1246                 }
1247                 slot->len = tosend;
1248                 if (options & OPT_DUMP)
1249                         dump_payload(p, tosend, ring, head);
1250                 head = nm_ring_next(ring, head);
1251         }
1252         if (sent) {
1253                 slot->flags |= NS_REPORT;
1254                 ring->head = ring->cur = head;
1255         }
1256         if (sent < count) {
1257                 /* tell netmap that we need more slots */
1258                 ring->cur = ring->tail;
1259         }
1260
1261         return (sent);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Index of the highest bit set
1266  */
1267 static uint32_t
1268 msb64(uint64_t x)
1269 {
1270         uint64_t m = 1ULL << 63;
1271         int i;
1272
1273         for (i = 63; i >= 0; i--, m >>=1)
1274                 if (m & x)
1275                         return i;
1276         return 0;
1277 }
1278
1279 /*
1280  * wait until ts, either busy or sleeping if more than 1ms.
1281  * Return wakeup time.
1282  */
1283 static struct timespec
1284 wait_time(struct timespec ts)
1285 {
1286         for (;;) {
1287                 struct timespec w, cur;
1288                 clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &cur);
1289                 w = timespec_sub(ts, cur);
1290                 if (w.tv_sec < 0)
1291                         return cur;
1292                 else if (w.tv_sec > 0 || w.tv_nsec > 1000000)
1293                         poll(NULL, 0, 1);
1294         }
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Send a packet, and wait for a response.
1299  * The payload (after UDP header, ofs 42) has a 4-byte sequence
1300  * followed by a struct timeval (or bintime?)
1301  */
1302
1303 static void *
1304 ping_body(void *data)
1305 {
1306         struct targ *targ = (struct targ *) data;
1307         struct pollfd pfd = { .fd = targ->fd, .events = POLLIN };
1308         struct netmap_if *nifp = targ->nmd->nifp;
1309         int i, m;
1310         void *frame;
1311         int size;
1312         struct timespec ts, now, last_print;
1313         struct timespec nexttime = {0, 0}; /* silence compiler */
1314         uint64_t sent = 0, n = targ->g->npackets;
1315         uint64_t count = 0, t_cur, t_min = ~0, av = 0;
1316         uint64_t g_min = ~0, g_av = 0;
1317         uint64_t buckets[64];   /* bins for delays, ns */
1318         int rate_limit = targ->g->tx_rate, tosend = 0;
1319
1320         frame = (char*)&targ->pkt + sizeof(targ->pkt.vh) - targ->g->virt_header;
1321         size = targ->g->pkt_size + targ->g->virt_header;
1322
1323
1324         if (targ->g->nthreads > 1) {
1325                 D("can only ping with 1 thread");
1326                 return NULL;
1327         }
1328
1329         if (targ->g->af == AF_INET6) {
1330                 D("Warning: ping-pong with IPv6 not supported");
1331         }
1332
1333         bzero(&buckets, sizeof(buckets));
1334         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &last_print);
1335         now = last_print;
1336         if (rate_limit) {
1337                 targ->tic = timespec_add(now, (struct timespec){2,0});
1338                 targ->tic.tv_nsec = 0;
1339                 wait_time(targ->tic);
1340                 nexttime = targ->tic;
1341         }
1342         while (!targ->cancel && (n == 0 || sent < n)) {
1343                 struct netmap_ring *ring = NETMAP_TXRING(nifp, targ->nmd->first_tx_ring);
1344                 struct netmap_slot *slot;
1345                 char *p;
1346                 int rv;
1347                 uint64_t limit, event = 0;
1348
1349                 if (rate_limit && tosend <= 0) {
1350                         tosend = targ->g->burst;
1351                         nexttime = timespec_add(nexttime, targ->g->tx_period);
1352                         wait_time(nexttime);
1353                 }
1354
1355                 limit = rate_limit ? tosend : targ->g->burst;
1356                 if (n > 0 && n - sent < limit)
1357                         limit = n - sent;
1358                 for (m = 0; (unsigned)m < limit; m++) {
1359                         slot = &ring->slot[ring->head];
1360                         slot->len = size;
1361                         p = NETMAP_BUF(ring, slot->buf_idx);
1362
1363                         if (nm_ring_empty(ring)) {
1364                                 D("-- ouch, cannot send");
1365                                 break;
1366                         } else {
1367                                 struct tstamp *tp;
1368                                 nm_pkt_copy(frame, p, size);
1369                                 clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &ts);
1370                                 bcopy(&sent, p+42, sizeof(sent));
1371                                 tp = (struct tstamp *)(p+46);
1372                                 tp->sec = (uint32_t)ts.tv_sec;
1373                                 tp->nsec = (uint32_t)ts.tv_nsec;
1374                                 sent++;
1375                                 ring->head = ring->cur = nm_ring_next(ring, ring->head);
1376                         }
1377                 }
1378                 if (m > 0)
1379                         event++;
1380                 targ->ctr.pkts = sent;
1381                 targ->ctr.bytes = sent*size;
1382                 targ->ctr.events = event;
1383                 if (rate_limit)
1384                         tosend -= m;
1385 #ifdef BUSYWAIT
1386                 rv = ioctl(pfd.fd, NIOCTXSYNC, NULL);
1387                 if (rv < 0) {
1388                         D("TXSYNC error on queue %d: %s", targ->me,
1389                                 strerror(errno));
1390                 }
1391         again:
1392                 ioctl(pfd.fd, NIOCRXSYNC, NULL);
1393 #else
1394                 /* should use a parameter to decide how often to send */
1395                 if ( (rv = poll(&pfd, 1, 3000)) <= 0) {
1396                         D("poll error on queue %d: %s", targ->me,
1397                                 (rv ? strerror(errno) : "timeout"));
1398                         continue;
1399                 }
1400 #endif /* BUSYWAIT */
1401                 /* see what we got back */
1402 #ifdef BUSYWAIT
1403                 int rx = 0;
1404 #endif
1405                 for (i = targ->nmd->first_rx_ring;
1406                         i <= targ->nmd->last_rx_ring; i++) {
1407                         ring = NETMAP_RXRING(nifp, i);
1408                         while (!nm_ring_empty(ring)) {
1409                                 uint32_t seq;
1410                                 struct tstamp *tp;
1411                                 int pos;
1412
1413                                 slot = &ring->slot[ring->head];
1414                                 p = NETMAP_BUF(ring, slot->buf_idx);
1415
1416                                 clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &now);
1417                                 bcopy(p+42, &seq, sizeof(seq));
1418                                 tp = (struct tstamp *)(p+46);
1419                                 ts.tv_sec = (time_t)tp->sec;
1420                                 ts.tv_nsec = (long)tp->nsec;
1421                                 ts.tv_sec = now.tv_sec - ts.tv_sec;
1422                                 ts.tv_nsec = now.tv_nsec - ts.tv_nsec;
1423                                 if (ts.tv_nsec < 0) {
1424                                         ts.tv_nsec += 1000000000;
1425                                         ts.tv_sec--;
1426                                 }
1427                                 if (0) D("seq %d/%llu delta %d.%09d", seq,
1428                                         (unsigned long long)sent,
1429                                         (int)ts.tv_sec, (int)ts.tv_nsec);
1430                                 t_cur = ts.tv_sec * 1000000000UL + ts.tv_nsec;
1431                                 if (t_cur < t_min)
1432                                         t_min = t_cur;
1433                                 count ++;
1434                                 av += t_cur;
1435                                 pos = msb64(t_cur);
1436                                 buckets[pos]++;
1437                                 /* now store it in a bucket */
1438                                 ring->head = ring->cur = nm_ring_next(ring, ring->head);
1439 #ifdef BUSYWAIT
1440                                 rx++;
1441 #endif
1442                         }
1443                 }
1444                 //D("tx %d rx %d", sent, rx);
1445                 //usleep(100000);
1446                 ts.tv_sec = now.tv_sec - last_print.tv_sec;
1447                 ts.tv_nsec = now.tv_nsec - last_print.tv_nsec;
1448                 if (ts.tv_nsec < 0) {
1449                         ts.tv_nsec += 1000000000;
1450                         ts.tv_sec--;
1451                 }
1452                 if (ts.tv_sec >= 1) {
1453                         D("count %d RTT: min %d av %d ns",
1454                                 (int)count, (int)t_min, (int)(av/count));
1455                         int k, j, kmin, off;
1456                         char buf[512];
1457
1458                         for (kmin = 0; kmin < 64; kmin ++)
1459                                 if (buckets[kmin])
1460                                         break;
1461                         for (k = 63; k >= kmin; k--)
1462                                 if (buckets[k])
1463                                         break;
1464                         buf[0] = '\0';
1465                         off = 0;
1466                         for (j = kmin; j <= k; j++) {
1467                                 off += sprintf(buf + off, " %5d", (int)buckets[j]);
1468                         }
1469                         D("k: %d .. %d\n\t%s", 1<<kmin, 1<<k, buf);
1470                         bzero(&buckets, sizeof(buckets));
1471                         count = 0;
1472                         g_av += av;
1473                         av = 0;
1474                         if (t_min < g_min)
1475                                 g_min = t_min;
1476                         t_min = ~0;
1477                         last_print = now;
1478                 }
1479 #ifdef BUSYWAIT
1480                 if (rx < m && ts.tv_sec <= 3 && !targ->cancel)
1481                         goto again;
1482 #endif /* BUSYWAIT */
1483         }
1484
1485         if (sent > 0) {
1486                 D("RTT over %llu packets: min %d av %d ns",
1487                         (long long unsigned)sent, (int)g_min,
1488                         (int)((double)g_av/sent));
1489         }
1490         targ->completed = 1;
1491
1492         /* reset the ``used`` flag. */
1493         targ->used = 0;
1494
1495         return NULL;
1496 }
1497
1498
1499 /*
1500  * reply to ping requests
1501  */
1502 static void *
1503 pong_body(void *data)
1504 {
1505         struct targ *targ = (struct targ *) data;
1506         struct pollfd pfd = { .fd = targ->fd, .events = POLLIN };
1507         struct netmap_if *nifp = targ->nmd->nifp;
1508         struct netmap_ring *txring, *rxring;
1509         int i;
1510         uint64_t sent = 0, n = targ->g->npackets;
1511
1512         if (targ->g->nthreads > 1) {
1513                 D("can only reply ping with 1 thread");
1514                 return NULL;
1515         }
1516         if (n > 0)
1517                 D("understood ponger %llu but don't know how to do it",
1518                         (unsigned long long)n);
1519
1520         if (targ->g->af == AF_INET6) {
1521                 D("Warning: ping-pong with IPv6 not supported");
1522         }
1523
1524         while (!targ->cancel && (n == 0 || sent < n)) {
1525                 uint32_t txhead, txavail;
1526 //#define BUSYWAIT
1527 #ifdef BUSYWAIT
1528                 ioctl(pfd.fd, NIOCRXSYNC, NULL);
1529 #else
1530                 int rv;
1531                 if ( (rv = poll(&pfd, 1, 1000)) <= 0) {
1532                         D("poll error on queue %d: %s", targ->me,
1533                                 rv ? strerror(errno) : "timeout");
1534                         continue;
1535                 }
1536 #endif
1537                 txring = NETMAP_TXRING(nifp, targ->nmd->first_tx_ring);
1538                 txhead = txring->head;
1539                 txavail = nm_ring_space(txring);
1540                 /* see what we got back */
1541                 for (i = targ->nmd->first_rx_ring; i <= targ->nmd->last_rx_ring; i++) {
1542                         rxring = NETMAP_RXRING(nifp, i);
1543                         while (!nm_ring_empty(rxring)) {
1544                                 uint16_t *spkt, *dpkt;
1545                                 uint32_t head = rxring->head;
1546                                 struct netmap_slot *slot = &rxring->slot[head];
1547                                 char *src, *dst;
1548                                 src = NETMAP_BUF(rxring, slot->buf_idx);
1549                                 //D("got pkt %p of size %d", src, slot->len);
1550                                 rxring->head = rxring->cur = nm_ring_next(rxring, head);
1551                                 if (txavail == 0)
1552                                         continue;
1553                                 dst = NETMAP_BUF(txring,
1554                                     txring->slot[txhead].buf_idx);
1555                                 /* copy... */
1556                                 dpkt = (uint16_t *)dst;
1557                                 spkt = (uint16_t *)src;
1558                                 nm_pkt_copy(src, dst, slot->len);
1559                                 /* swap source and destination MAC */
1560                                 dpkt[0] = spkt[3];
1561                                 dpkt[1] = spkt[4];
1562                                 dpkt[2] = spkt[5];
1563                                 dpkt[3] = spkt[0];
1564                                 dpkt[4] = spkt[1];
1565                                 dpkt[5] = spkt[2];
1566                                 /* swap source and destination IPv4 */
1567                                 if (spkt[6] == htons(ETHERTYPE_IP)) {
1568                                         dpkt[13] = spkt[15];
1569                                         dpkt[14] = spkt[16];
1570                                         dpkt[15] = spkt[13];
1571                                         dpkt[16] = spkt[14];
1572                                 }
1573                                 txring->slot[txhead].len = slot->len;
1574                                 //dump_payload(dst, slot->len, txring, txhead);
1575                                 txhead = nm_ring_next(txring, txhead);
1576                                 txavail--;
1577                                 sent++;
1578                         }
1579                 }
1580                 txring->head = txring->cur = txhead;
1581                 targ->ctr.pkts = sent;
1582 #ifdef BUSYWAIT
1583                 ioctl(pfd.fd, NIOCTXSYNC, NULL);
1584 #endif
1585         }
1586
1587         targ->completed = 1;
1588
1589         /* reset the ``used`` flag. */
1590         targ->used = 0;
1591
1592         return NULL;
1593 }
1594
1595
1596 static void *
1597 sender_body(void *data)
1598 {
1599         struct targ *targ = (struct targ *) data;
1600         struct pollfd pfd = { .fd = targ->fd, .events = POLLOUT };
1601         struct netmap_if *nifp;
1602         struct netmap_ring *txring = NULL;
1603         int i;
1604         uint64_t n = targ->g->npackets / targ->g->nthreads;
1605         uint64_t sent = 0;
1606         uint64_t event = 0;
1607         int options = targ->g->options | OPT_COPY;
1608         struct timespec nexttime = { 0, 0}; // XXX silence compiler
1609         int rate_limit = targ->g->tx_rate;
1610         struct pkt *pkt = &targ->pkt;
1611         void *frame;
1612         int size;
1613
1614         if (targ->frame == NULL) {
1615                 frame = (char *)pkt + sizeof(pkt->vh) - targ->g->virt_header;
1616                 size = targ->g->pkt_size + targ->g->virt_header;
1617         } else {
1618                 frame = targ->frame;
1619                 size = targ->g->pkt_size;
1620         }
1621
1622         D("start, fd %d main_fd %d", targ->fd, targ->g->main_fd);
1623         if (setaffinity(targ->thread, targ->affinity))
1624                 goto quit;
1625
1626         /* main loop.*/
1627         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &targ->tic);
1628         if (rate_limit) {
1629                 targ->tic = timespec_add(targ->tic, (struct timespec){2,0});
1630                 targ->tic.tv_nsec = 0;
1631                 wait_time(targ->tic);
1632                 nexttime = targ->tic;
1633         }
1634         if (targ->g->dev_type == DEV_TAP) {
1635             D("writing to file desc %d", targ->g->main_fd);
1636
1637             for (i = 0; !targ->cancel && (n == 0 || sent < n); i++) {
1638                 if (write(targ->g->main_fd, frame, size) != -1)
1639                         sent++;
1640                 update_addresses(pkt, targ);
1641                 if (i > 10000) {
1642                         targ->ctr.pkts = sent;
1643                         targ->ctr.bytes = sent*size;
1644                         targ->ctr.events = sent;
1645                         i = 0;
1646                 }
1647             }
1648 #ifndef NO_PCAP
1649     } else if (targ->g->dev_type == DEV_PCAP) {
1650             pcap_t *p = targ->g->p;
1651
1652             for (i = 0; !targ->cancel && (n == 0 || sent < n); i++) {
1653                 if (pcap_inject(p, frame, size) != -1)
1654                         sent++;
1655                 update_addresses(pkt, targ);
1656                 if (i > 10000) {
1657                         targ->ctr.pkts = sent;
1658                         targ->ctr.bytes = sent*size;
1659                         targ->ctr.events = sent;
1660                         i = 0;
1661                 }
1662             }
1663 #endif /* NO_PCAP */
1664     } else {
1665         int tosend = 0;
1666         u_int bufsz, frag_size = targ->g->frag_size;
1667
1668         nifp = targ->nmd->nifp;
1669         txring = NETMAP_TXRING(nifp, targ->nmd->first_tx_ring);
1670         bufsz = txring->nr_buf_size;
1671         if (bufsz < frag_size)
1672                 frag_size = bufsz;
1673         targ->frag_size = targ->g->pkt_size / targ->frags;
1674         if (targ->frag_size > frag_size) {
1675                 targ->frags = targ->g->pkt_size / frag_size;
1676                 targ->frag_size = frag_size;
1677                 if (targ->g->pkt_size % frag_size != 0)
1678                         targ->frags++;
1679         }
1680         D("frags %u frag_size %u", targ->frags, targ->frag_size);
1681         while (!targ->cancel && (n == 0 || sent < n)) {
1682                 int rv;
1683
1684                 if (rate_limit && tosend <= 0) {
1685                         tosend = targ->g->burst;
1686                         nexttime = timespec_add(nexttime, targ->g->tx_period);
1687                         wait_time(nexttime);
1688                 }
1689
1690                 /*
1691                  * wait for available room in the send queue(s)
1692                  */
1693 #ifdef BUSYWAIT
1694                 (void)rv;
1695                 if (ioctl(pfd.fd, NIOCTXSYNC, NULL) < 0) {
1696                         D("ioctl error on queue %d: %s", targ->me,
1697                                         strerror(errno));
1698                         goto quit;
1699                 }
1700 #else /* !BUSYWAIT */
1701                 if ( (rv = poll(&pfd, 1, 2000)) <= 0) {
1702                         if (targ->cancel)
1703                                 break;
1704                         D("poll error on queue %d: %s", targ->me,
1705                                 rv ? strerror(errno) : "timeout");
1706                         // goto quit;
1707                 }
1708                 if (pfd.revents & POLLERR) {
1709                         D("poll error on %d ring %d-%d", pfd.fd,
1710                                 targ->nmd->first_tx_ring, targ->nmd->last_tx_ring);
1711                         goto quit;
1712                 }
1713 #endif /* !BUSYWAIT */
1714                 /*
1715                  * scan our queues and send on those with room
1716                  */
1717                 if (options & OPT_COPY && sent > 100000 && !(targ->g->options & OPT_COPY) ) {
1718                         D("drop copy");
1719                         options &= ~OPT_COPY;
1720                 }
1721                 for (i = targ->nmd->first_tx_ring; i <= targ->nmd->last_tx_ring; i++) {
1722                         int m;
1723                         uint64_t limit = rate_limit ?  tosend : targ->g->burst;
1724
1725                         if (n > 0 && n == sent)
1726                                 break;
1727
1728                         if (n > 0 && n - sent < limit)
1729                                 limit = n - sent;
1730                         txring = NETMAP_TXRING(nifp, i);
1731                         if (nm_ring_empty(txring))
1732                                 continue;
1733
1734                         if (targ->g->pkt_min_size > 0) {
1735                                 size = nrand48(targ->seed) %
1736                                         (targ->g->pkt_size - targ->g->pkt_min_size) +
1737                                         targ->g->pkt_min_size;
1738                         }
1739                         m = send_packets(txring, pkt, frame, size, targ,
1740                                          limit, options);
1741                         ND("limit %lu tail %d m %d",
1742                                 limit, txring->tail, m);
1743                         sent += m;
1744                         if (m > 0) //XXX-ste: can m be 0?
1745                                 event++;
1746                         targ->ctr.pkts = sent;
1747                         targ->ctr.bytes += m*size;
1748                         targ->ctr.events = event;
1749                         if (rate_limit) {
1750                                 tosend -= m;
1751                                 if (tosend <= 0)
1752                                         break;
1753                         }
1754                 }
1755         }
1756         /* flush any remaining packets */
1757         if (txring != NULL) {
1758                 D("flush tail %d head %d on thread %p",
1759                         txring->tail, txring->head,
1760                         (void *)pthread_self());
1761                 ioctl(pfd.fd, NIOCTXSYNC, NULL);
1762         }
1763
1764         /* final part: wait all the TX queues to be empty. */
1765         for (i = targ->nmd->first_tx_ring; i <= targ->nmd->last_tx_ring; i++) {
1766                 txring = NETMAP_TXRING(nifp, i);
1767                 while (!targ->cancel && nm_tx_pending(txring)) {
1768                         RD(5, "pending tx tail %d head %d on ring %d",
1769                                 txring->tail, txring->head, i);
1770                         ioctl(pfd.fd, NIOCTXSYNC, NULL);
1771                         usleep(1); /* wait 1 tick */
1772                 }
1773         }
1774     } /* end DEV_NETMAP */
1775
1776         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &targ->toc);
1777         targ->completed = 1;
1778         targ->ctr.pkts = sent;
1779         targ->ctr.bytes = sent*size;
1780         targ->ctr.events = event;
1781 quit:
1782         /* reset the ``used`` flag. */
1783         targ->used = 0;
1784
1785         return (NULL);
1786 }
1787
1788
1789 #ifndef NO_PCAP
1790 static void
1791 receive_pcap(u_char *user, const struct pcap_pkthdr * h,
1792         const u_char * bytes)
1793 {
1794         struct my_ctrs *ctr = (struct my_ctrs *)user;
1795         (void)bytes;    /* UNUSED */
1796         ctr->bytes += h->len;
1797         ctr->pkts++;
1798 }
1799 #endif /* !NO_PCAP */
1800
1801
1802 static int
1803 receive_packets(struct netmap_ring *ring, u_int limit, int dump, uint64_t *bytes)
1804 {
1805         u_int head, rx, n;
1806         uint64_t b = 0;
1807         u_int complete = 0;
1808
1809         if (bytes == NULL)
1810                 bytes = &b;
1811
1812         head = ring->head;
1813         n = nm_ring_space(ring);
1814         if (n < limit)
1815                 limit = n;
1816         for (rx = 0; rx < limit; rx++) {
1817                 struct netmap_slot *slot = &ring->slot[head];
1818                 char *p = NETMAP_BUF(ring, slot->buf_idx);
1819
1820                 *bytes += slot->len;
1821                 if (dump)
1822                         dump_payload(p, slot->len, ring, head);
1823                 if (!(slot->flags & NS_MOREFRAG))
1824                         complete++;
1825
1826                 head = nm_ring_next(ring, head);
1827         }
1828         ring->head = ring->cur = head;
1829
1830         return (complete);
1831 }
1832
1833 static void *
1834 receiver_body(void *data)
1835 {
1836         struct targ *targ = (struct targ *) data;
1837         struct pollfd pfd = { .fd = targ->fd, .events = POLLIN };
1838         struct netmap_if *nifp;
1839         struct netmap_ring *rxring;
1840         int i;
1841         struct my_ctrs cur;
1842         uint64_t n = targ->g->npackets / targ->g->nthreads;
1843
1844         memset(&cur, 0, sizeof(cur));
1845
1846         if (setaffinity(targ->thread, targ->affinity))
1847                 goto quit;
1848
1849         D("reading from %s fd %d main_fd %d",
1850                 targ->g->ifname, targ->fd, targ->g->main_fd);
1851         /* unbounded wait for the first packet. */
1852         for (;!targ->cancel;) {
1853                 i = poll(&pfd, 1, 1000);
1854                 if (i > 0 && !(pfd.revents & POLLERR))
1855                         break;
1856                 if (i < 0) {
1857                         D("poll() error: %s", strerror(errno));
1858                         goto quit;
1859                 }
1860                 if (pfd.revents & POLLERR) {
1861                         D("fd error");
1862                         goto quit;
1863                 }
1864                 RD(1, "waiting for initial packets, poll returns %d %d",
1865                         i, pfd.revents);
1866         }
1867         /* main loop, exit after 1s silence */
1868         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &targ->tic);
1869     if (targ->g->dev_type == DEV_TAP) {
1870         while (!targ->cancel && (n == 0 || targ->ctr.pkts < n)) {
1871                 char buf[MAX_BODYSIZE];
1872                 /* XXX should we poll ? */
1873                 i = read(targ->g->main_fd, buf, sizeof(buf));
1874                 if (i > 0) {
1875                         targ->ctr.pkts++;
1876                         targ->ctr.bytes += i;
1877                         targ->ctr.events++;
1878                 }
1879         }
1880 #ifndef NO_PCAP
1881     } else if (targ->g->dev_type == DEV_PCAP) {
1882         while (!targ->cancel && (n == 0 || targ->ctr.pkts < n)) {
1883                 /* XXX should we poll ? */
1884                 pcap_dispatch(targ->g->p, targ->g->burst, receive_pcap,
1885                         (u_char *)&targ->ctr);
1886                 targ->ctr.events++;
1887         }
1888 #endif /* !NO_PCAP */
1889     } else {
1890         int dump = targ->g->options & OPT_DUMP;
1891
1892         nifp = targ->nmd->nifp;
1893         while (!targ->cancel && (n == 0 || targ->ctr.pkts < n)) {
1894                 /* Once we started to receive packets, wait at most 1 seconds
1895                    before quitting. */
1896 #ifdef BUSYWAIT
1897                 if (ioctl(pfd.fd, NIOCRXSYNC, NULL) < 0) {
1898                         D("ioctl error on queue %d: %s", targ->me,
1899                                         strerror(errno));
1900                         goto quit;
1901                 }
1902 #else /* !BUSYWAIT */
1903                 if (poll(&pfd, 1, 1 * 1000) <= 0 && !targ->g->forever) {
1904                         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &targ->toc);
1905                         targ->toc.tv_sec -= 1; /* Subtract timeout time. */
1906                         goto out;
1907                 }
1908
1909                 if (pfd.revents & POLLERR) {
1910                         D("poll err");
1911                         goto quit;
1912                 }
1913 #endif /* !BUSYWAIT */
1914                 uint64_t cur_space = 0;
1915                 for (i = targ->nmd->first_rx_ring; i <= targ->nmd->last_rx_ring; i++) {
1916                         int m;
1917
1918                         rxring = NETMAP_RXRING(nifp, i);
1919                         /* compute free space in the ring */
1920                         m = rxring->head + rxring->num_slots - rxring->tail;
1921                         if (m >= (int) rxring->num_slots)
1922                                 m -= rxring->num_slots;
1923                         cur_space += m;
1924                         if (nm_ring_empty(rxring))
1925                                 continue;
1926
1927                         m = receive_packets(rxring, targ->g->burst, dump, &cur.bytes);
1928                         cur.pkts += m;
1929                         if (m > 0)
1930                                 cur.events++;
1931                 }
1932                 cur.min_space = targ->ctr.min_space;
1933                 if (cur_space < cur.min_space)
1934                         cur.min_space = cur_space;
1935                 targ->ctr = cur;
1936         }
1937     }
1938
1939         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &targ->toc);
1940
1941 #if !defined(BUSYWAIT)
1942 out:
1943 #endif
1944         targ->completed = 1;
1945         targ->ctr = cur;
1946
1947 quit:
1948         /* reset the ``used`` flag. */
1949         targ->used = 0;
1950
1951         return (NULL);
1952 }
1953
1954 static void *
1955 txseq_body(void *data)
1956 {
1957         struct targ *targ = (struct targ *) data;
1958         struct pollfd pfd = { .fd = targ->fd, .events = POLLOUT };
1959         struct netmap_ring *ring;
1960         int64_t sent = 0;
1961         uint64_t event = 0;
1962         int options = targ->g->options | OPT_COPY;
1963         struct timespec nexttime = {0, 0};
1964         int rate_limit = targ->g->tx_rate;
1965         struct pkt *pkt = &targ->pkt;
1966         int frags = targ->g->frags;
1967         uint32_t sequence = 0;
1968         int budget = 0;
1969         void *frame;
1970         int size;
1971
1972         if (targ->g->nthreads > 1) {
1973                 D("can only txseq ping with 1 thread");
1974                 return NULL;
1975         }
1976
1977         if (targ->g->npackets > 0) {
1978                 D("Ignoring -n argument");
1979         }
1980
1981         frame = (char *)pkt + sizeof(pkt->vh) - targ->g->virt_header;
1982         size = targ->g->pkt_size + targ->g->virt_header;
1983
1984         D("start, fd %d main_fd %d", targ->fd, targ->g->main_fd);
1985         if (setaffinity(targ->thread, targ->affinity))
1986                 goto quit;
1987
1988         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &targ->tic);
1989         if (rate_limit) {
1990                 targ->tic = timespec_add(targ->tic, (struct timespec){2,0});
1991                 targ->tic.tv_nsec = 0;
1992                 wait_time(targ->tic);
1993                 nexttime = targ->tic;
1994         }
1995
1996         /* Only use the first queue. */
1997         ring = NETMAP_TXRING(targ->nmd->nifp, targ->nmd->first_tx_ring);
1998
1999         while (!targ->cancel) {
2000                 int64_t limit;
2001                 unsigned int space;
2002                 unsigned int head;
2003                 int fcnt;
2004                 uint16_t sum = 0;
2005                 int rv;
2006
2007                 if (!rate_limit) {
2008                         budget = targ->g->burst;
2009
2010                 } else if (budget <= 0) {
2011                         budget = targ->g->burst;
2012                         nexttime = timespec_add(nexttime, targ->g->tx_period);
2013                         wait_time(nexttime);
2014                 }
2015
2016                 /* wait for available room in the send queue */
2017 #ifdef BUSYWAIT
2018                 (void)rv;
2019                 if (ioctl(pfd.fd, NIOCTXSYNC, NULL) < 0) {
2020                         D("ioctl error on queue %d: %s", targ->me,
2021                                         strerror(errno));
2022                         goto quit;
2023                 }
2024 #else /* !BUSYWAIT */
2025                 if ( (rv = poll(&pfd, 1, 2000)) <= 0) {
2026                         if (targ->cancel)
2027                                 break;
2028                         D("poll error on queue %d: %s", targ->me,
2029                                 rv ? strerror(errno) : "timeout");
2030                         // goto quit;
2031                 }
2032                 if (pfd.revents & POLLERR) {
2033                         D("poll error on %d ring %d-%d", pfd.fd,
2034                                 targ->nmd->first_tx_ring, targ->nmd->last_tx_ring);
2035                         goto quit;
2036                 }
2037 #endif /* !BUSYWAIT */
2038
2039                 /* If no room poll() again. */
2040                 space = nm_ring_space(ring);
2041                 if (!space) {
2042                         continue;
2043                 }
2044
2045                 limit = budget;
2046
2047                 if (space < limit) {
2048                         limit = space;
2049                 }
2050
2051                 /* Cut off ``limit`` to make sure is multiple of ``frags``. */
2052                 if (frags > 1) {
2053                         limit = (limit / frags) * frags;
2054                 }
2055
2056                 limit = sent + limit; /* Convert to absolute. */
2057
2058                 for (fcnt = frags, head = ring->head;
2059                                 sent < limit; sent++, sequence++) {
2060                         struct netmap_slot *slot = &ring->slot[head];
2061                         char *p = NETMAP_BUF(ring, slot->buf_idx);
2062                         uint16_t *w = (uint16_t *)PKT(pkt, body, targ->g->af), t;
2063
2064                         memcpy(&sum, targ->g->af == AF_INET ? &pkt->ipv4.udp.uh_sum : &pkt->ipv6.udp.uh_sum, sizeof(sum));
2065
2066                         slot->flags = 0;
2067                         t = *w;
2068                         PKT(pkt, body, targ->g->af)[0] = sequence >> 24;
2069                         PKT(pkt, body, targ->g->af)[1] = (sequence >> 16) & 0xff;
2070                         sum = ~cksum_add(~sum, cksum_add(~t, *w));
2071                         t = *++w;
2072                         PKT(pkt, body, targ->g->af)[2] = (sequence >> 8) & 0xff;
2073                         PKT(pkt, body, targ->g->af)[3] = sequence & 0xff;
2074                         sum = ~cksum_add(~sum, cksum_add(~t, *w));
2075                         memcpy(targ->g->af == AF_INET ? &pkt->ipv4.udp.uh_sum : &pkt->ipv6.udp.uh_sum, &sum, sizeof(sum));
2076                         nm_pkt_copy(frame, p, size);
2077                         if (fcnt == frags) {
2078                                 update_addresses(pkt, targ);
2079                         }
2080
2081                         if (options & OPT_DUMP) {
2082                                 dump_payload(p, size, ring, head);
2083                         }
2084
2085                         slot->len = size;
2086
2087                         if (--fcnt > 0) {
2088                                 slot->flags |= NS_MOREFRAG;
2089                         } else {
2090                                 fcnt = frags;
2091                         }
2092
2093                         if (sent == limit - 1) {
2094                                 /* Make sure we don't push an incomplete
2095                                  * packet. */
2096                                 assert(!(slot->flags & NS_MOREFRAG));
2097                                 slot->flags |= NS_REPORT;
2098                         }
2099
2100                         head = nm_ring_next(ring, head);
2101                         if (rate_limit) {
2102                                 budget--;
2103                         }
2104                 }
2105
2106                 ring->cur = ring->head = head;
2107
2108                 event ++;
2109                 targ->ctr.pkts = sent;
2110                 targ->ctr.bytes = sent * size;
2111                 targ->ctr.events = event;
2112         }
2113
2114         /* flush any remaining packets */
2115         D("flush tail %d head %d on thread %p",
2116                 ring->tail, ring->head,
2117                 (void *)pthread_self());
2118         ioctl(pfd.fd, NIOCTXSYNC, NULL);
2119
2120         /* final part: wait the TX queues to become empty. */
2121         while (!targ->cancel && nm_tx_pending(ring)) {
2122                 RD(5, "pending tx tail %d head %d on ring %d",
2123                                 ring->tail, ring->head, targ->nmd->first_tx_ring);
2124                 ioctl(pfd.fd, NIOCTXSYNC, NULL);
2125                 usleep(1); /* wait 1 tick */
2126         }
2127
2128         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &targ->toc);
2129         targ->completed = 1;
2130         targ->ctr.pkts = sent;
2131         targ->ctr.bytes = sent * size;
2132         targ->ctr.events = event;
2133 quit:
2134         /* reset the ``used`` flag. */
2135         targ->used = 0;
2136
2137         return (NULL);
2138 }
2139
2140
2141 static char *
2142 multi_slot_to_string(struct netmap_ring *ring, unsigned int head,
2143                      unsigned int nfrags, char *strbuf, size_t strbuflen)
2144 {
2145         unsigned int f;
2146         char *ret = strbuf;
2147
2148         for (f = 0; f < nfrags; f++) {
2149                 struct netmap_slot *slot = &ring->slot[head];
2150                 int m = snprintf(strbuf, strbuflen, "|%u,%x|", slot->len,
2151                                  slot->flags);
2152                 if (m >= (int)strbuflen) {
2153                         break;
2154                 }
2155                 strbuf += m;
2156                 strbuflen -= m;
2157
2158                 head = nm_ring_next(ring, head);
2159         }
2160
2161         return ret;
2162 }
2163
2164 static void *
2165 rxseq_body(void *data)
2166 {
2167         struct targ *targ = (struct targ *) data;
2168         struct pollfd pfd = { .fd = targ->fd, .events = POLLIN };
2169         int dump = targ->g->options & OPT_DUMP;
2170         struct netmap_ring *ring;
2171         unsigned int frags_exp = 1;
2172         struct my_ctrs cur;
2173         unsigned int frags = 0;
2174         int first_packet = 1;
2175         int first_slot = 1;
2176         int i, j, af, nrings;
2177         uint32_t seq, *seq_exp = NULL;
2178
2179         memset(&cur, 0, sizeof(cur));
2180
2181         if (setaffinity(targ->thread, targ->affinity))
2182                 goto quit;
2183
2184         nrings = targ->nmd->last_rx_ring - targ->nmd->first_rx_ring + 1;
2185         seq_exp = calloc(nrings, sizeof(uint32_t));
2186         if (seq_exp == NULL) {
2187                 D("failed to allocate seq array");
2188                 goto quit;
2189         }
2190
2191         D("reading from %s fd %d main_fd %d",
2192                 targ->g->ifname, targ->fd, targ->g->main_fd);
2193         /* unbounded wait for the first packet. */
2194         for (;!targ->cancel;) {
2195                 i = poll(&pfd, 1, 1000);
2196                 if (i > 0 && !(pfd.revents & POLLERR))
2197                         break;
2198                 RD(1, "waiting for initial packets, poll returns %d %d",
2199                         i, pfd.revents);
2200         }
2201
2202         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &targ->tic);
2203
2204
2205         while (!targ->cancel) {
2206                 unsigned int head;
2207                 int limit;
2208
2209 #ifdef BUSYWAIT
2210                 if (ioctl(pfd.fd, NIOCRXSYNC, NULL) < 0) {
2211                         D("ioctl error on queue %d: %s", targ->me,
2212                                         strerror(errno));
2213                         goto quit;
2214                 }
2215 #else /* !BUSYWAIT */
2216                 if (poll(&pfd, 1, 1 * 1000) <= 0 && !targ->g->forever) {
2217                         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &targ->toc);
2218                         targ->toc.tv_sec -= 1; /* Subtract timeout time. */
2219                         goto out;
2220                 }
2221
2222                 if (pfd.revents & POLLERR) {
2223                         D("poll err");
2224                         goto quit;
2225                 }
2226 #endif /* !BUSYWAIT */
2227
2228                 for (j = targ->nmd->first_rx_ring; j <= targ->nmd->last_rx_ring; j++) {
2229                         ring = NETMAP_RXRING(targ->nmd->nifp, j);
2230                         if (nm_ring_empty(ring))
2231                                 continue;
2232
2233                         limit = nm_ring_space(ring);
2234                         if (limit > targ->g->burst)
2235                                 limit = targ->g->burst;
2236
2237 #if 0
2238                         /* Enable this if
2239                          *     1) we remove the early-return optimization from
2240                          *        the netmap poll implementation, or
2241                          *     2) pipes get NS_MOREFRAG support.
2242                          * With the current netmap implementation, an experiment like
2243                          *    pkt-gen -i vale:1{1 -f txseq -F 9
2244                          *    pkt-gen -i vale:1}1 -f rxseq
2245                          * would get stuck as soon as we find nm_ring_space(ring) < 9,
2246                          * since here limit is rounded to 0 and
2247                          * pipe rxsync is not called anymore by the poll() of this loop.
2248                          */
2249                         if (frags_exp > 1) {
2250                                 int o = limit;
2251                                 /* Cut off to the closest smaller multiple. */
2252                                 limit = (limit / frags_exp) * frags_exp;
2253                                 RD(2, "LIMIT %d --> %d", o, limit);
2254                         }
2255 #endif
2256
2257                         for (head = ring->head, i = 0; i < limit; i++) {
2258                                 struct netmap_slot *slot = &ring->slot[head];
2259                                 char *p = NETMAP_BUF(ring, slot->buf_idx);
2260                                 int len = slot->len;
2261                                 struct pkt *pkt;
2262
2263                                 if (dump) {
2264                                         dump_payload(p, slot->len, ring, head);
2265                                 }
2266
2267                                 frags++;
2268                                 if (!(slot->flags & NS_MOREFRAG)) {
2269                                         if (first_packet) {
2270                                                 first_packet = 0;
2271                                         } else if (frags != frags_exp) {
2272                                                 char prbuf[512];
2273                                                 RD(1, "Received packets with %u frags, "
2274                                                                 "expected %u, '%s'", frags, frags_exp,
2275                                                                 multi_slot_to_string(ring, head-frags+1,
2276                                                                 frags,
2277                                                                         prbuf, sizeof(prbuf)));
2278                                         }
2279                                         first_packet = 0;
2280                                         frags_exp = frags;
2281                                         frags = 0;
2282                                 }
2283
2284                                 p -= sizeof(pkt->vh) - targ->g->virt_header;
2285                                 len += sizeof(pkt->vh) - targ->g->virt_header;
2286                                 pkt = (struct pkt *)p;
2287                                 if (ntohs(pkt->eh.ether_type) == ETHERTYPE_IP)
2288                                         af = AF_INET;
2289                                 else
2290                                         af = AF_INET6;
2291
2292                                 if ((char *)pkt + len < ((char *)PKT(pkt, body, af)) +
2293                                                 sizeof(seq)) {
2294                                         RD(1, "%s: packet too small (len=%u)", __func__,
2295                                                         slot->len);
2296                                 } else {
2297                                         seq = (PKT(pkt, body, af)[0] << 24) |
2298                                                 (PKT(pkt, body, af)[1] << 16) |
2299                                                 (PKT(pkt, body, af)[2] << 8) |
2300                                                 PKT(pkt, body, af)[3];
2301                                         if (first_slot) {
2302                                                 /* Grab the first one, whatever it
2303                                                    is. */
2304                                                 seq_exp[j] = seq;
2305                                                 first_slot = 0;
2306                                         } else if (seq != seq_exp[j]) {
2307                                                 uint32_t delta = seq - seq_exp[j];
2308
2309                                                 if (delta < (0xFFFFFFFF >> 1)) {
2310                                                         RD(2, "Sequence GAP: exp %u found %u",
2311                                                                         seq_exp[j], seq);
2312                                                 } else {
2313                                                         RD(2, "Sequence OUT OF ORDER: "
2314                                                                         "exp %u found %u", seq_exp[j], seq);
2315                                                 }
2316                                                 seq_exp[j] = seq;
2317                                         }
2318                                         seq_exp[j]++;
2319                                 }
2320
2321                                 cur.bytes += slot->len;
2322                                 head = nm_ring_next(ring, head);
2323                                 cur.pkts++;
2324                         }
2325
2326                         ring->cur = ring->head = head;
2327
2328                         cur.events++;
2329                         targ->ctr = cur;
2330                 }
2331         }
2332         clock_gettime(CLOCK_REALTIME_PRECISE, &targ->toc);
2333
2334 #ifndef BUSYWAIT
2335 out:
2336 #endif /* !BUSYWAIT */
2337         targ->completed = 1;
2338         targ->ctr = cur;
2339
2340 quit:
2341         if (seq_exp != NULL)
2342                 free(seq_exp);
2343         /* reset the ``used`` flag. */
2344         targ->used = 0;
2345
2346         return (NULL);
2347 }
2348
2349
2350 static void
2351 tx_output(struct glob_arg *g, struct my_ctrs *cur, double delta, const char *msg)
2352 {
2353         double bw, raw_bw, pps, abs;
2354         char b1[40], b2[80], b3[80];
2355         int size;
2356
2357         if (cur->pkts == 0) {
2358                 printf("%s nothing.\n", msg);
2359                 return;
2360         }
2361
2362         size = (int)(cur->bytes / cur->pkts);
2363
2364         printf("%s %llu packets %llu bytes %llu events %d bytes each in %.2f seconds.\n",
2365                 msg,
2366                 (unsigned long long)cur->pkts,
2367                 (unsigned long long)cur->bytes,
2368                 (unsigned long long)cur->events, size, delta);
2369         if (delta == 0)
2370                 delta = 1e-6;
2371         if (size < 60)          /* correct for min packet size */
2372                 size = 60;
2373         pps = cur->pkts / delta;
2374         bw = (8.0 * cur->bytes) / delta;
2375         raw_bw = (8.0 * cur->bytes + cur->pkts * g->framing) / delta;
2376         abs = cur->pkts / (double)(cur->events);
2377
2378         printf("Speed: %spps Bandwidth: %sbps (raw %sbps). Average batch: %.2f pkts\n",
2379                 norm(b1, pps, normalize), norm(b2, bw, normalize), norm(b3, raw_bw, normalize), abs);
2380 }
2381
2382 static void
2383 usage(int errcode)
2384 {
2385 /* This usage is generated from the pkt-gen man page:
2386  *   $ man pkt-gen > x
2387  * and pasted here adding the string terminators and endlines with simple
2388  * regular expressions. */
2389         const char *cmd = "pkt-gen";
2390         fprintf(stderr,
2391                 "Usage:\n"
2392                 "%s arguments\n"
2393 "     -h      Show program usage and exit.\n"
2394 "\n"
2395 "     -i interface\n"
2396 "             Name of the network interface that pkt-gen operates on.  It can be a system network interface\n"
2397 "             (e.g., em0), the name of a vale(4) port (e.g., valeSSS:PPP), the name of a netmap pipe or\n"
2398 "             monitor, or any valid netmap port name accepted by the nm_open library function, as docu-\n"
2399 "             mented in netmap(4) (NIOCREGIF section).\n"
2400 "\n"
2401 "     -f function\n"
2402 "             The function to be executed by pkt-gen.  Specify tx for transmission, rx for reception, ping\n"
2403 "             for client-side ping-pong operation, and pong for server-side ping-pong operation.\n"
2404 "\n"
2405 "     -n count\n"
2406 "             Number of iterations of the pkt-gen function (with 0 meaning infinite).  In case of tx or rx,\n"
2407 "             count is the number of packets to receive or transmit.  In case of ping or pong, count is the\n"
2408 "             number of ping-pong transactions.\n"
2409 "\n"
2410 "     -l pkt_size\n"
2411 "             Packet size in bytes excluding CRC.  If passed a second time, use random sizes larger or\n"
2412 "             equal than the second one and lower than the first one.\n"
2413 "\n"
2414 "     -b burst_size\n"
2415 "             Transmit or receive up to burst_size packets at a time.\n"
2416 "\n"
2417 "     -4      Use IPv4 addresses.\n"
2418 "\n"
2419 "     -6      Use IPv6 addresses.\n"
2420 "\n"
2421 "     -d dst_ip[:port[-dst_ip:port]]\n"
2422 "             Destination IPv4/IPv6 address and port, single or range.\n"
2423 "\n"
2424 "     -s src_ip[:port[-src_ip:port]]\n"
2425 "             Source IPv4/IPv6 address and port, single or range.\n"
2426 "\n"
2427 "     -D dst_mac\n"
2428 "             Destination MAC address in colon notation (e.g., aa:bb:cc:dd:ee:00).\n"
2429 "\n"
2430 "     -S src_mac\n"
2431 "             Source MAC address in colon notation.\n"
2432 "\n"
2433 "     -a cpu_id\n"
2434 "             Pin the first thread of pkt-gen to a particular CPU using pthread_setaffinity_np(3).  If more\n"
2435 "             threads are used, they are pinned to the subsequent CPUs, one per thread.\n"
2436 "\n"
2437 "     -c cpus\n"
2438 "             Maximum number of CPUs to use (0 means to use all the available ones).\n"
2439 "\n"
2440 "     -p threads\n"
2441 "             Number of threads to use.  By default, only a single thread is used to handle all the netmap\n"
2442 "             rings.  If threads is larger than one, each thread handles a single TX ring (in tx mode), a\n"
2443 "             single RX ring (in rx mode), or a TX/RX ring pair.  The number of threads must be less than or\n"
2444 "             equal to the number of TX (or RX) rings available in the device specified by interface.\n"
2445 "\n"
2446 "     -T report_ms\n"
2447 "             Number of milliseconds between reports.\n"
2448 "\n"
2449 "     -w wait_for_link_time\n"
2450 "             Number of seconds to wait before starting the pkt-gen function, useful to make sure that the\n"
2451 "             network link is up.  A network device driver may take some time to enter netmap mode, or to\n"
2452 "             create a new transmit/receive ring pair when netmap(4) requests one.\n"
2453 "\n"
2454 "     -R rate\n"
2455 "             Packet transmission rate.  Not setting the packet transmission rate tells pkt-gen to transmit\n"
2456 "             packets as quickly as possible.  On servers from 2010 onward netmap(4) is able to com-\n"
2457 "             pletely use all of the bandwidth of a 10 or 40Gbps link, so this option should be used unless\n"
2458 "             your intention is to saturate the link.\n"
2459 "\n"
2460 "     -X      Dump payload of each packet transmitted or received.\n"
2461 "\n"
2462 "     -H len  Add empty virtio-net-header with size 'len'.  Valid sizes are 0, 10 and 12.  This option is\n"
2463 "             only used with Virtual Machine technologies that use virtio as a network interface.\n"
2464 "\n"
2465 "     -P file\n"
2466 "             Load the packet to be transmitted from a pcap file rather than constructing it within\n"
2467 "             pkt-gen.\n"
2468 "\n"
2469 "     -z      Use random IPv4/IPv6 src address/port.\n"
2470 "\n"
2471 "     -Z      Use random IPv4/IPv6 dst address/port.\n"
2472 "\n"
2473 "     -N      Do not normalize units (i.e., use bps, pps instead of Mbps, Kpps, etc.).\n"
2474 "\n"
2475 "     -F num_frags\n"
2476 "             Send multi-slot packets, each one with num_frags fragments.  A multi-slot packet is repre-\n"
2477 "             sented by two or more consecutive netmap slots with the NS_MOREFRAG flag set (except for the\n"
2478 "             last slot).  This is useful to transmit or receive packets larger than the netmap buffer\n"
2479 "             size.\n"
2480 "\n"
2481 "     -M frag_size\n"
2482 "             In multi-slot mode, frag_size specifies the size of each fragment, if smaller than the packet\n"
2483 "             length divided by num_frags.\n"
2484 "\n"
2485 "     -I      Use indirect buffers.  It is only valid for transmitting on VALE ports, and it is implemented\n"
2486 "             by setting the NS_INDIRECT flag in the netmap slots.\n"
2487 "\n"
2488 "     -W      Exit immediately if all the RX rings are empty the first time they are examined.\n"
2489 "\n"
2490 "     -v      Increase the verbosity level.\n"
2491 "\n"
2492 "     -r      In tx mode, do not initialize packets, but send whatever the content of the uninitialized\n"
2493 "             netmap buffers is (rubbish mode).\n"
2494 "\n"
2495 "     -A      Compute mean and standard deviation (over a sliding window) for the transmit or receive rate.\n"
2496 "\n"
2497 "     -B      Take Ethernet framing and CRC into account when computing the average bps.  This adds 4 bytes\n"
2498 "             of CRC and 20 bytes of framing to each packet.\n"
2499 "\n"
2500 "     -C tx_slots[,rx_slots[,tx_rings[,rx_rings]]]\n"
2501 "             Configuration in terms of number of rings and slots to be used when opening the netmap port.\n"
2502 "             Such configuration has an effect on software ports created on the fly, such as VALE ports and\n"
2503 "             netmap pipes.  The configuration may consist of 1 to 4 numbers separated by commas: tx_slots,\n"
2504 "             rx_slots, tx_rings, rx_rings.  Missing numbers or zeroes stand for default values.  As an\n"
2505 "             additional convenience, if exactly one number is specified, then this is assigned to both\n"
2506 "             tx_slots and rx_slots.  If there is no fourth number, then the third one is assigned to both\n"
2507 "             tx_rings and rx_rings.\n"
2508 "\n"
2509 "     -o options                data generation options (parsed using atoi)\n"
2510 "                               OPT_PREFETCH    1\n"
2511 "                               OPT_ACCESS      2\n"
2512 "                               OPT_COPY        4\n"
2513 "                               OPT_MEMCPY      8\n"
2514 "                               OPT_TS          16 (add a timestamp)\n"
2515 "                               OPT_INDIRECT    32 (use indirect buffers)\n"
2516 "                               OPT_DUMP        64 (dump rx/tx traffic)\n"
2517 "                               OPT_RUBBISH     256\n"
2518 "                                       (send whatever the buffers contain)\n"
2519 "                               OPT_RANDOM_SRC  512\n"
2520 "                               OPT_RANDOM_DST  1024\n"
2521 "                               OPT_PPS_STATS   2048\n"
2522                      "",
2523                 cmd);
2524         exit(errcode);
2525 }
2526
2527 static int
2528 start_threads(struct glob_arg *g) {
2529         int i;
2530
2531         targs = calloc(g->nthreads, sizeof(*targs));
2532         struct targ *t;
2533         /*
2534          * Now create the desired number of threads, each one
2535          * using a single descriptor.
2536          */
2537         for (i = 0; i < g->nthreads; i++) {
2538                 uint64_t seed = (uint64_t)time(0) | ((uint64_t)time(0) << 32);
2539                 t = &targs[i];
2540
2541                 bzero(t, sizeof(*t));
2542                 t->fd = -1; /* default, with pcap */
2543                 t->g = g;
2544                 memcpy(t->seed, &seed, sizeof(t->seed));
2545
2546                 if (g->dev_type == DEV_NETMAP) {
2547                         int m = -1;
2548
2549                         /*
2550                          * if the user wants both HW and SW rings, we need to
2551                          * know when to switch from NR_REG_ONE_NIC to NR_REG_ONE_SW
2552                          */
2553                         if (g->orig_mode == NR_REG_NIC_SW) {
2554                                 m = (g->td_type == TD_TYPE_RECEIVER ?
2555                                                 g->nmd->reg.nr_rx_rings :
2556                                                 g->nmd->reg.nr_tx_rings);
2557                         }
2558
2559                         if (i > 0) {
2560                                 int j;
2561                                 /* the first thread uses the fd opened by the main
2562                                  * thread, the other threads re-open /dev/netmap
2563                                  */
2564                                 t->nmd = nmport_clone(g->nmd);
2565                                 if (t->nmd == NULL)
2566                                         return -1;
2567
2568                                 j = i;
2569                                 if (m > 0 && j >= m) {
2570                                         /* switch to the software rings */
2571                                         t->nmd->reg.nr_mode = NR_REG_ONE_SW;
2572                                         j -= m;
2573                                 }
2574                                 t->nmd->reg.nr_ringid = j & NETMAP_RING_MASK;
2575                                 /* Only touch one of the rings (rx is already ok) */
2576                                 if (g->td_type == TD_TYPE_RECEIVER)
2577                                         t->nmd->reg.nr_flags |= NETMAP_NO_TX_POLL;
2578
2579                                 /* register interface. Override ifname and ringid etc. */
2580                                 if (nmport_open_desc(t->nmd) < 0) {
2581                                         nmport_undo_prepare(t->nmd);
2582                                         t->nmd = NULL;
2583                                         return -1;
2584                                 }
2585                         } else {
2586                                 t->nmd = g->nmd;
2587                         }
2588                         t->fd = t->nmd->fd;
2589                         t->frags = g->frags;
2590                 } else {
2591                         targs[i].fd = g->main_fd;
2592                 }
2593                 t->used = 1;
2594                 t->me = i;
2595                 if (g->affinity >= 0) {
2596                         t->affinity = (g->affinity + i) % g->cpus;
2597                 } else {
2598                         t->affinity = -1;
2599                 }
2600                 /* default, init packets */
2601                 initialize_packet(t);
2602         }
2603         /* Wait for PHY reset. */
2604         D("Wait %d secs for phy reset", g->wait_link);
2605         sleep(g->wait_link);
2606         D("Ready...");
2607
2608         for (i = 0; i < g->nthreads; i++) {
2609                 t = &targs[i];
2610                 if (pthread_create(&t->thread, NULL, g->td_body, t) == -1) {
2611                         D("Unable to create thread %d: %s", i, strerror(errno));
2612                         t->used = 0;
2613                 }
2614         }
2615         return 0;
2616 }
2617
2618 static void
2619 main_thread(struct glob_arg *g)
2620 {
2621         int i;
2622
2623         struct my_ctrs prev, cur;
2624         double delta_t;
2625         struct timeval tic, toc;
2626
2627         prev.pkts = prev.bytes = prev.events = 0;
2628         gettimeofday(&prev.t, NULL);
2629         for (;;) {
2630                 char b1[40], b2[40], b3[40], b4[100];
2631                 uint64_t pps, usec;
2632                 struct my_ctrs x;
2633                 double abs;
2634                 int done = 0;
2635
2636                 usec = wait_for_next_report(&prev.t, &cur.t,
2637                                 g->report_interval);
2638
2639                 cur.pkts = cur.bytes = cur.events = 0;
2640                 cur.min_space = 0;
2641                 if (usec < 10000) /* too short to be meaningful */
2642                         continue;
2643                 /* accumulate counts for all threads */
2644                 for (i = 0; i < g->nthreads; i++) {
2645                         cur.pkts += targs[i].ctr.pkts;
2646                         cur.bytes += targs[i].ctr.bytes;
2647                         cur.events += targs[i].ctr.events;
2648                         cur.min_space += targs[i].ctr.min_space;
2649                         targs[i].ctr.min_space = 99999;
2650                         if (targs[i].used == 0)
2651                                 done++;
2652                 }
2653                 x.pkts = cur.pkts - prev.pkts;
2654                 x.bytes = cur.bytes - prev.bytes;
2655                 x.events = cur.events - prev.events;
2656                 pps = (x.pkts*1000000 + usec/2) / usec;
2657                 abs = (x.events > 0) ? (x.pkts / (double) x.events) : 0;
2658
2659                 if (!(g->options & OPT_PPS_STATS)) {
2660                         strcpy(b4, "");
2661                 } else {
2662                         /* Compute some pps stats using a sliding window. */
2663                         double ppsavg = 0.0, ppsdev = 0.0;
2664                         int nsamples = 0;
2665
2666                         g->win[g->win_idx] = pps;
2667                         g->win_idx = (g->win_idx + 1) % STATS_WIN;
2668
2669                         for (i = 0; i < STATS_WIN; i++) {
2670                                 ppsavg += g->win[i];
2671                                 if (g->win[i]) {
2672                                         nsamples ++;
2673                                 }
2674                         }
2675                         ppsavg /= nsamples;
2676
2677                         for (i = 0; i < STATS_WIN; i++) {
2678                                 if (g->win[i] == 0) {
2679                                         continue;
2680                                 }
2681                                 ppsdev += (g->win[i] - ppsavg) * (g->win[i] - ppsavg);
2682                         }
2683                         ppsdev /= nsamples;
2684                         ppsdev = sqrt(ppsdev);
2685
2686                         snprintf(b4, sizeof(b4), "[avg/std %s/%s pps]",
2687                                  norm(b1, ppsavg, normalize), norm(b2, ppsdev, normalize));
2688                 }
2689
2690                 D("%spps %s(%spkts %sbps in %llu usec) %.2f avg_batch %d min_space",
2691                         norm(b1, pps, normalize), b4,
2692                         norm(b2, (double)x.pkts, normalize),
2693                         norm(b3, 1000000*((double)x.bytes*8+(double)x.pkts*g->framing)/usec, normalize),
2694                         (unsigned long long)usec,
2695                         abs, (int)cur.min_space);
2696                 prev = cur;
2697
2698                 if (done == g->nthreads)
2699                         break;
2700         }
2701
2702         timerclear(&tic);
2703         timerclear(&toc);
2704         cur.pkts = cur.bytes = cur.events = 0;
2705         /* final round */
2706         for (i = 0; i < g->nthreads; i++) {
2707                 struct timespec t_tic, t_toc;
2708                 /*
2709                  * Join active threads, unregister interfaces and close
2710                  * file descriptors.
2711                  */
2712                 if (targs[i].used)
2713                         pthread_join(targs[i].thread, NULL); /* blocking */
2714                 if (g->dev_type == DEV_NETMAP) {
2715                         nmport_close(targs[i].nmd);
2716                         targs[i].nmd = NULL;
2717                 } else {
2718                         close(targs[i].fd);
2719                 }
2720
2721                 if (targs[i].completed == 0)
2722                         D("ouch, thread %d exited with error", i);
2723
2724                 /*
2725                  * Collect threads output and extract information about
2726                  * how long it took to send all the packets.
2727                  */
2728                 cur.pkts += targs[i].ctr.pkts;
2729                 cur.bytes += targs[i].ctr.bytes;
2730                 cur.events += targs[i].ctr.events;
2731                 /* collect the largest start (tic) and end (toc) times,
2732                  * XXX maybe we should do the earliest tic, or do a weighted
2733                  * average ?
2734                  */
2735                 t_tic = timeval2spec(&tic);
2736                 t_toc = timeval2spec(&toc);
2737                 if (!timerisset(&tic) || timespec_ge(&targs[i].tic, &t_tic))
2738                         tic = timespec2val(&targs[i].tic);
2739                 if (!timerisset(&toc) || timespec_ge(&targs[i].toc, &t_toc))
2740                         toc = timespec2val(&targs[i].toc);
2741         }
2742
2743         /* print output. */
2744         timersub(&toc, &tic, &toc);
2745         delta_t = toc.tv_sec + 1e-6* toc.tv_usec;
2746         if (g->td_type == TD_TYPE_SENDER)
2747                 tx_output(g, &cur, delta_t, "Sent");
2748         else if (g->td_type == TD_TYPE_RECEIVER)
2749                 tx_output(g, &cur, delta_t, "Received");
2750 }
2751
2752 struct td_desc {
2753         int ty;
2754         const char *key;
2755         void *f;
2756         int default_burst;
2757 };
2758
2759 static struct td_desc func[] = {
2760         { TD_TYPE_RECEIVER,     "rx",           receiver_body,  512},   /* default */
2761         { TD_TYPE_SENDER,       "tx",           sender_body,    512 },
2762         { TD_TYPE_OTHER,        "ping",         ping_body,      1 },
2763         { TD_TYPE_OTHER,        "pong",         pong_body,      1 },
2764         { TD_TYPE_SENDER,       "txseq",        txseq_body,     512 },
2765         { TD_TYPE_RECEIVER,     "rxseq",        rxseq_body,     512 },
2766         { 0,                    NULL,           NULL,           0 }
2767 };
2768
2769 static int
2770 tap_alloc(char *dev)
2771 {
2772         struct ifreq ifr;
2773         int fd, err;
2774         const char *clonedev = TAP_CLONEDEV;
2775
2776         (void)err;
2777         (void)dev;
2778         /* Arguments taken by the function:
2779          *
2780          * char *dev: the name of an interface (or '\0'). MUST have enough
2781          *   space to hold the interface name if '\0' is passed
2782          * int flags: interface flags (eg, IFF_TUN etc.)
2783          */
2784
2785 #ifdef __FreeBSD__
2786         if (dev[3]) { /* tapSomething */
2787                 static char buf[128];
2788                 snprintf(buf, sizeof(buf), "/dev/%s", dev);
2789                 clonedev = buf;
2790         }
2791 #endif
2792         /* open the device */
2793         if( (fd = open(clonedev, O_RDWR)) < 0 ) {
2794                 return fd;
2795         }
2796         D("%s open successful", clonedev);
2797
2798         /* preparation of the struct ifr, of type "struct ifreq" */
2799         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
2800
2801 #ifdef linux
2802         ifr.ifr_flags = IFF_TAP | IFF_NO_PI;
2803
2804         if (*dev) {
2805                 /* if a device name was specified, put it in the structure; otherwise,
2806                 * the kernel will try to allocate the "next" device of the
2807                 * specified type */
2808                 size_t len = strlen(dev);
2809                 if (len > IFNAMSIZ) {
2810                         D("%s too long", dev);
2811                         return -1;
2812                 }
2813                 memcpy(ifr.ifr_name, dev, len);
2814         }
2815
2816         /* try to create the device */
2817         if( (err = ioctl(fd, TUNSETIFF, (void *) &ifr)) < 0 ) {
2818                 D("failed to do a TUNSETIFF: %s", strerror(errno));
2819                 close(fd);
2820                 return err;
2821         }
2822
2823         /* if the operation was successful, write back the name of the
2824         * interface to the variable "dev", so the caller can know
2825         * it. Note that the caller MUST reserve space in *dev (see calling
2826         * code below) */
2827         strcpy(dev, ifr.ifr_name);
2828         D("new name is %s", dev);
2829 #endif /* linux */
2830
2831         /* this is the special file descriptor that the caller will use to talk
2832          * with the virtual interface */
2833         return fd;
2834 }
2835
2836 int
2837 main(int arc, char **argv)
2838 {
2839         int i;
2840         struct sigaction sa;
2841         sigset_t ss;
2842
2843         struct glob_arg g;
2844
2845         int ch;
2846         int devqueues = 1;      /* how many device queues */
2847         int wait_link_arg = 0;
2848
2849         int pkt_size_done = 0;
2850
2851         struct td_desc *fn = func;
2852
2853         bzero(&g, sizeof(g));
2854
2855         g.main_fd = -1;
2856         g.td_body = fn->f;
2857         g.td_type = fn->ty;
2858         g.report_interval = 1000;       /* report interval */
2859         g.affinity = -1;
2860         /* ip addresses can also be a range x.x.x.x-x.x.x.y */
2861         g.af = AF_INET;         /* default */
2862         g.src_ip.name = "10.0.0.1";
2863         g.dst_ip.name = "10.1.0.1";
2864         g.dst_mac.name = "ff:ff:ff:ff:ff:ff";
2865         g.src_mac.name = NULL;
2866         g.pkt_size = 60;
2867         g.pkt_min_size = 0;
2868         g.nthreads = 1;
2869         g.cpus = 1;             /* default */
2870         g.forever = 1;
2871         g.tx_rate = 0;
2872         g.frags = 1;
2873         g.frag_size = (u_int)-1;        /* use the netmap buffer size by default */
2874         g.nmr_config = "";
2875         g.virt_header = 0;
2876         g.wait_link = 2;        /* wait 2 seconds for physical ports */
2877
2878         while ((ch = getopt(arc, argv, "46a:f:F:Nn:i:Il:d:s:D:S:b:c:o:p:"
2879             "T:w:WvR:XC:H:rP:zZAhBM:")) != -1) {
2880
2881                 switch(ch) {
2882                 default:
2883                         D("bad option %c %s", ch, optarg);
2884                         usage(-1);
2885                         break;
2886
2887                 case 'h':
2888                         usage(0);
2889                         break;
2890
2891                 case '4':
2892                         g.af = AF_INET;
2893                         break;
2894
2895                 case '6':
2896                         g.af = AF_INET6;
2897                         break;
2898
2899                 case 'N':
2900                         normalize = 0;
2901                         break;
2902
2903                 case 'n':
2904                         g.npackets = strtoull(optarg, NULL, 10);
2905                         break;
2906
2907                 case 'F':
2908                         i = atoi(optarg);
2909                         if (i < 1 || i > 63) {
2910                                 D("invalid frags %d [1..63], ignore", i);
2911                                 break;
2912                         }
2913                         g.frags = i;
2914                         break;
2915
2916                 case 'M':
2917                         g.frag_size = atoi(optarg);
2918                         break;
2919
2920                 case 'f':
2921                         for (fn = func; fn->key; fn++) {
2922                                 if (!strcmp(fn->key, optarg))
2923                                         break;
2924                         }
2925                         if (fn->key) {
2926                                 g.td_body = fn->f;
2927                                 g.td_type = fn->ty;
2928                         } else {
2929                                 D("unrecognised function %s", optarg);
2930                         }
2931                         break;
2932
2933                 case 'o':       /* data generation options */
2934                         g.options |= atoi(optarg);
2935                         break;
2936
2937                 case 'a':       /* force affinity */
2938                         g.affinity = atoi(optarg);
2939                         break;
2940
2941                 case 'i':       /* interface */
2942                         /* a prefix of tap: netmap: or pcap: forces the mode.
2943                          * otherwise we guess
2944                          */
2945                         D("interface is %s", optarg);
2946                         if (strlen(optarg) > MAX_IFNAMELEN - 8) {
2947                                 D("ifname too long %s", optarg);
2948                                 break;
2949                         }
2950                         strcpy(g.ifname, optarg);
2951                         if (!strcmp(optarg, "null")) {
2952                                 g.dev_type = DEV_NETMAP;
2953                                 g.dummy_send = 1;
2954                         } else if (!strncmp(optarg, "tap:", 4)) {
2955                                 g.dev_type = DEV_TAP;
2956                                 strcpy(g.ifname, optarg + 4);
2957                         } else if (!strncmp(optarg, "pcap:", 5)) {
2958                                 g.dev_type = DEV_PCAP;
2959                                 strcpy(g.ifname, optarg + 5);
2960                         } else if (!strncmp(optarg, "netmap:", 7) ||
2961                                    !strncmp(optarg, "vale", 4)) {
2962                                 g.dev_type = DEV_NETMAP;
2963                         } else if (!strncmp(optarg, "tap", 3)) {
2964                                 g.dev_type = DEV_TAP;
2965                         } else { /* prepend netmap: */
2966                                 g.dev_type = DEV_NETMAP;
2967                                 sprintf(g.ifname, "netmap:%s", optarg);
2968                         }
2969                         break;
2970
2971                 case 'I':
2972                         g.options |= OPT_INDIRECT;      /* use indirect buffers */
2973                         break;
2974
2975                 case 'l':       /* pkt_size */
2976                         if (pkt_size_done) {
2977                                 g.pkt_min_size = atoi(optarg);
2978                         } else {
2979                                 g.pkt_size = atoi(optarg);
2980                                 pkt_size_done = 1;
2981                         }
2982                         break;
2983
2984                 case 'd':
2985                         g.dst_ip.name = optarg;
2986                         break;
2987
2988                 case 's':
2989                         g.src_ip.name = optarg;
2990                         break;
2991
2992                 case 'T':       /* report interval */
2993                         g.report_interval = atoi(optarg);
2994                         break;
2995
2996                 case 'w':
2997                         g.wait_link = atoi(optarg);
2998                         wait_link_arg = 1;
2999                         break;
3000
3001                 case 'W':
3002                         g.forever = 0; /* exit RX with no traffic */
3003                         break;
3004
3005                 case 'b':       /* burst */
3006                         g.burst = atoi(optarg);
3007                         break;
3008                 case 'c':
3009                         g.cpus = atoi(optarg);
3010                         break;
3011                 case 'p':
3012                         g.nthreads = atoi(optarg);
3013                         break;
3014
3015                 case 'D': /* destination mac */
3016                         g.dst_mac.name = optarg;
3017                         break;
3018
3019                 case 'S': /* source mac */
3020                         g.src_mac.name = optarg;
3021                         break;
3022                 case 'v':
3023                         verbose++;
3024                         break;
3025                 case 'R':
3026                         g.tx_rate = atoi(optarg);
3027                         break;
3028                 case 'X':
3029                         g.options |= OPT_DUMP;
3030                         break;
3031                 case 'C':
3032                         D("WARNING: the 'C' option is deprecated, use the '+conf:' libnetmap option instead");
3033                         g.nmr_config = strdup(optarg);
3034                         break;
3035                 case 'H':
3036                         g.virt_header = atoi(optarg);
3037                         break;
3038                 case 'P':
3039                         g.packet_file = strdup(optarg);
3040                         break;
3041                 case 'r':
3042                         g.options |= OPT_RUBBISH;
3043                         break;
3044                 case 'z':
3045                         g.options |= OPT_RANDOM_SRC;
3046                         break;
3047                 case 'Z':
3048                         g.options |= OPT_RANDOM_DST;
3049                         break;
3050                 case 'A':
3051                         g.options |= OPT_PPS_STATS;
3052                         break;
3053                 case 'B':
3054                         /* raw packets have4 bytes crc + 20 bytes framing */
3055                         // XXX maybe add an option to pass the IFG
3056                         g.framing = 24 * 8;
3057                         break;
3058                 }
3059         }
3060
3061         if (strlen(g.ifname) <=0 ) {
3062                 D("missing ifname");
3063                 usage(-1);
3064         }
3065
3066         if (g.burst == 0) {
3067                 g.burst = fn->default_burst;
3068                 D("using default burst size: %d", g.burst);
3069         }
3070
3071         g.system_cpus = i = system_ncpus();
3072         if (g.cpus < 0 || g.cpus > i) {
3073                 D("%d cpus is too high, have only %d cpus", g.cpus, i);
3074                 usage(-1);
3075         }
3076         D("running on %d cpus (have %d)", g.cpus, i);
3077         if (g.cpus == 0)
3078                 g.cpus = i;
3079
3080         if (!wait_link_arg && !strncmp(g.ifname, "vale", 4)) {
3081                 g.wait_link = 0;
3082         }
3083
3084         if (g.pkt_size < 16 || g.pkt_size > MAX_PKTSIZE) {
3085                 D("bad pktsize %d [16..%d]\n", g.pkt_size, MAX_PKTSIZE);
3086                 usage(-1);
3087         }
3088
3089         if (g.pkt_min_size > 0 && (g.pkt_min_size < 16 || g.pkt_min_size > g.pkt_size)) {
3090                 D("bad pktminsize %d [16..%d]\n", g.pkt_min_size, g.pkt_size);
3091                 usage(-1);
3092         }
3093
3094         if (g.src_mac.name == NULL) {
3095                 static char mybuf[20] = "00:00:00:00:00:00";
3096                 /* retrieve source mac address. */
3097                 if (source_hwaddr(g.ifname, mybuf) == -1) {
3098                         D("Unable to retrieve source mac");
3099                         // continue, fail later
3100                 }
3101                 g.src_mac.name = mybuf;
3102         }
3103         /* extract address ranges */
3104         if (extract_mac_range(&g.src_mac) || extract_mac_range(&g.dst_mac))
3105                 usage(-1);
3106         g.options |= extract_ip_range(&g.src_ip, g.af);
3107         g.options |= extract_ip_range(&g.dst_ip, g.af);
3108
3109         if (g.virt_header != 0 && g.virt_header != VIRT_HDR_1
3110                         && g.virt_header != VIRT_HDR_2) {
3111                 D("bad virtio-net-header length");
3112                 usage(-1);
3113         }
3114
3115     if (g.dev_type == DEV_TAP) {
3116         D("want to use tap %s", g.ifname);
3117         g.main_fd = tap_alloc(g.ifname);
3118         if (g.main_fd < 0) {
3119                 D("cannot open tap %s", g.ifname);
3120                 usage(-1);
3121         }
3122 #ifndef NO_PCAP
3123     } else if (g.dev_type == DEV_PCAP) {
3124         char pcap_errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
3125
3126         pcap_errbuf[0] = '\0'; // init the buffer
3127         g.p = pcap_open_live(g.ifname, 256 /* XXX */, 1, 100, pcap_errbuf);
3128         if (g.p == NULL) {
3129                 D("cannot open pcap on %s", g.ifname);
3130                 usage(-1);
3131         }
3132         g.main_fd = pcap_fileno(g.p);
3133         D("using pcap on %s fileno %d", g.ifname, g.main_fd);
3134 #endif /* !NO_PCAP */
3135     } else if (g.dummy_send) { /* but DEV_NETMAP */
3136         D("using a dummy send routine");
3137     } else {
3138         g.nmd = nmport_prepare(g.ifname);
3139         if (g.nmd == NULL)
3140                 goto out;
3141
3142         parse_nmr_config(g.nmr_config, &g.nmd->reg);
3143
3144         g.nmd->reg.nr_flags |= NR_ACCEPT_VNET_HDR;
3145
3146         /*
3147          * Open the netmap device using nm_open().
3148          *
3149          * protocol stack and may cause a reset of the card,
3150          * which in turn may take some time for the PHY to
3151          * reconfigure. We do the open here to have time to reset.
3152          */
3153         g.orig_mode = g.nmd->reg.nr_mode;
3154         if (g.nthreads > 1) {
3155                 switch (g.orig_mode) {
3156                 case NR_REG_ALL_NIC:
3157                 case NR_REG_NIC_SW:
3158                         g.nmd->reg.nr_mode = NR_REG_ONE_NIC;
3159                         break;
3160                 case NR_REG_SW:
3161                         g.nmd->reg.nr_mode = NR_REG_ONE_SW;
3162                         break;
3163                 default:
3164                         break;
3165                 }
3166                 g.nmd->reg.nr_ringid = 0;
3167         }
3168         if (nmport_open_desc(g.nmd) < 0)
3169                 goto out;
3170         g.main_fd = g.nmd->fd;
3171         ND("mapped %luKB at %p", (unsigned long)(g.nmd->req.nr_memsize>>10),
3172                                 g.nmd->mem);
3173
3174         if (g.virt_header) {
3175                 /* Set the virtio-net header length, since the user asked
3176                  * for it explicitly. */
3177                 set_vnet_hdr_len(&g);
3178         } else {
3179                 /* Check whether the netmap port we opened requires us to send
3180                  * and receive frames with virtio-net header. */
3181                 get_vnet_hdr_len(&g);
3182         }
3183
3184         /* get num of queues in tx or rx */
3185         if (g.td_type == TD_TYPE_SENDER)
3186                 devqueues = g.nmd->reg.nr_tx_rings + g.nmd->reg.nr_host_tx_rings;
3187         else
3188                 devqueues = g.nmd->reg.nr_rx_rings + g.nmd->reg.nr_host_rx_rings;
3189
3190         /* validate provided nthreads. */
3191         if (g.nthreads < 1 || g.nthreads > devqueues) {
3192                 D("bad nthreads %d, have %d queues", g.nthreads, devqueues);
3193                 // continue, fail later
3194         }
3195
3196         if (g.td_type == TD_TYPE_SENDER) {
3197                 int mtu = get_if_mtu(&g);
3198
3199                 if (mtu > 0 && g.pkt_size > mtu) {
3200                         D("pkt_size (%d) must be <= mtu (%d)",
3201                                 g.pkt_size, mtu);
3202                         return -1;
3203                 }
3204         }
3205
3206         if (verbose) {
3207                 struct netmap_if *nifp = g.nmd->nifp;
3208                 struct nmreq_register *req = &g.nmd->reg;
3209
3210                 D("nifp at offset %"PRIu64" ntxqs %d nrxqs %d memid %d",
3211                     req->nr_offset, req->nr_tx_rings, req->nr_rx_rings,
3212                     req->nr_mem_id);
3213                 for (i = 0; i < req->nr_tx_rings + req->nr_host_tx_rings; i++) {
3214                         struct netmap_ring *ring = NETMAP_TXRING(nifp, i);
3215                         D("   TX%d at offset %p slots %d", i,
3216                             (void *)((char *)ring - (char *)nifp), ring->num_slots);
3217                 }
3218                 for (i = 0; i < req->nr_rx_rings + req->nr_host_rx_rings; i++) {
3219                         struct netmap_ring *ring = NETMAP_RXRING(nifp, i);
3220                         D("   RX%d at offset %p slots %d", i,
3221                             (void *)((char *)ring - (char *)nifp), ring->num_slots);
3222                 }
3223         }
3224
3225         /* Print some debug information. */
3226         fprintf(stdout,
3227                 "%s %s: %d queues, %d threads and %d cpus.\n",
3228                 (g.td_type == TD_TYPE_SENDER) ? "Sending on" :
3229                         ((g.td_type == TD_TYPE_RECEIVER) ? "Receiving from" :
3230                         "Working on"),
3231                 g.ifname,
3232                 devqueues,
3233                 g.nthreads,
3234                 g.cpus);
3235         if (g.td_type == TD_TYPE_SENDER) {
3236                 fprintf(stdout, "%s -> %s (%s -> %s)\n",
3237                         g.src_ip.name, g.dst_ip.name,
3238                         g.src_mac.name, g.dst_mac.name);
3239         }
3240
3241 out:
3242         /* Exit if something went wrong. */
3243         if (g.main_fd < 0) {
3244                 D("aborting");
3245                 usage(-1);
3246         }
3247     }
3248
3249
3250         if (g.options) {
3251                 D("--- SPECIAL OPTIONS:%s%s%s%s%s%s\n",
3252                         g.options & OPT_PREFETCH ? " prefetch" : "",
3253                         g.options & OPT_ACCESS ? " access" : "",
3254                         g.options & OPT_MEMCPY ? " memcpy" : "",
3255                         g.options & OPT_INDIRECT ? " indirect" : "",
3256                         g.options & OPT_COPY ? " copy" : "",
3257                         g.options & OPT_RUBBISH ? " rubbish " : "");
3258         }
3259
3260         g.tx_period.tv_sec = g.tx_period.tv_nsec = 0;
3261         if (g.tx_rate > 0) {
3262                 /* try to have at least something every second,
3263                  * reducing the burst size to some 0.01s worth of data
3264                  * (but no less than one full set of fragments)
3265                  */
3266                 uint64_t x;
3267                 int lim = (g.tx_rate)/300;
3268                 if (g.burst > lim)
3269                         g.burst = lim;
3270                 if (g.burst == 0)
3271                         g.burst = 1;
3272                 x = ((uint64_t)1000000000 * (uint64_t)g.burst) / (uint64_t) g.tx_rate;
3273                 g.tx_period.tv_nsec = x;
3274                 g.tx_period.tv_sec = g.tx_period.tv_nsec / 1000000000;
3275                 g.tx_period.tv_nsec = g.tx_period.tv_nsec % 1000000000;
3276         }
3277         if (g.td_type == TD_TYPE_SENDER)
3278             D("Sending %d packets every  %ld.%09ld s",
3279                         g.burst, g.tx_period.tv_sec, g.tx_period.tv_nsec);
3280         /* Install ^C handler. */
3281         global_nthreads = g.nthreads;
3282         sigemptyset(&ss);
3283         sigaddset(&ss, SIGINT);
3284         /* block SIGINT now, so that all created threads will inherit the mask */
3285         if (pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &ss, NULL) < 0) {
3286                 D("failed to block SIGINT: %s", strerror(errno));
3287         }
3288         if (start_threads(&g) < 0)
3289                 return 1;
3290         /* Install the handler and re-enable SIGINT for the main thread */
3291         memset(&sa, 0, sizeof(sa));
3292         sa.sa_handler = sigint_h;
3293         if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) < 0) {
3294                 D("failed to install ^C handler: %s", strerror(errno));
3295         }
3296
3297         if (pthread_sigmask(SIG_UNBLOCK, &ss, NULL) < 0) {
3298                 D("failed to re-enable SIGINT: %s", strerror(errno));
3299         }
3300         main_thread(&g);
3301         free(targs);
3302         return 0;
3303 }
3304
3305 /* end of file */