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