sys/dev/mlx5/mlx5_en/mlx5_en_tx.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2015 Mellanox Technologies. All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  11  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  12  *
  13  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY AUTHOR AND CONTRIBUTORS `AS IS' AND
  14  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  15  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  16  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  17  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  18  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  19  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  20  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  21  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  22  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  23  * SUCH DAMAGE.
  24  *
  25  * $FreeBSD$
  26  */
  27
  28 #include "en.h"
  29 #include <machine/atomic.h>
  30
  31 static inline bool
  32 mlx5e_do_send_cqe(struct mlx5e_sq *sq)
  33 {
  34         sq->cev_counter++;
  35         /* interleave the CQEs */
  36         if (sq->cev_counter >= sq->cev_factor) {
  37                 sq->cev_counter = 0;
  38                 return (1);
  39         }
  40         return (0);
  41 }
  42
  43 void
  44 mlx5e_send_nop(struct mlx5e_sq *sq, u32 ds_cnt)
  45 {
  46         u16 pi = sq->pc & sq->wq.sz_m1;
  47         struct mlx5e_tx_wqe *wqe = mlx5_wq_cyc_get_wqe(&sq->wq, pi);
  48
  49         memset(&wqe->ctrl, 0, sizeof(wqe->ctrl));
  50
  51         wqe->ctrl.opmod_idx_opcode = cpu_to_be32((sq->pc << 8) | MLX5_OPCODE_NOP);
  52         wqe->ctrl.qpn_ds = cpu_to_be32((sq->sqn << 8) | ds_cnt);
  53         if (mlx5e_do_send_cqe(sq))
  54                 wqe->ctrl.fm_ce_se = MLX5_WQE_CTRL_CQ_UPDATE;
  55         else
  56                 wqe->ctrl.fm_ce_se = 0;
  57
  58         /* Copy data for doorbell */
  59         memcpy(sq->doorbell.d32, &wqe->ctrl, sizeof(sq->doorbell.d32));
  60
  61         sq->mbuf[pi].mbuf = NULL;
  62         sq->mbuf[pi].num_bytes = 0;
  63         sq->mbuf[pi].num_wqebbs = DIV_ROUND_UP(ds_cnt, MLX5_SEND_WQEBB_NUM_DS);
  64         sq->pc += sq->mbuf[pi].num_wqebbs;
  65 }
  66
  67 #if (__FreeBSD_version >= 1100000)
  68 static uint32_t mlx5e_hash_value;
  69
  70 static void
  71 mlx5e_hash_init(void *arg)
  72 {
  73         mlx5e_hash_value = m_ether_tcpip_hash_init();
  74 }
  75
  76 /* Make kernel call mlx5e_hash_init after the random stack finished initializing */
  77 SYSINIT(mlx5e_hash_init, SI_SUB_RANDOM, SI_ORDER_ANY, &mlx5e_hash_init, NULL);
  78 #endif
  79
  80 static struct mlx5e_sq *
  81 mlx5e_select_queue(struct ifnet *ifp, struct mbuf *mb)
  82 {
  83         struct mlx5e_priv *priv = ifp->if_softc;
  84         u32 ch;
  85         u32 tc;
  86
  87         /* check if channels are successfully opened */
  88         if (unlikely(priv->channel == NULL))
  89                 return (NULL);
  90
  91         /* obtain VLAN information if present */
  92         if (mb->m_flags & M_VLANTAG) {
  93                 tc = (mb->m_pkthdr.ether_vtag >> 13);
  94                 if (tc >= priv->num_tc)
  95                         tc = priv->default_vlan_prio;
  96         } else {
  97                 tc = priv->default_vlan_prio;
  98         }
  99
 100         ch = priv->params.num_channels;
 101
 102         /* check if flowid is set */
 103         if (M_HASHTYPE_GET(mb) != M_HASHTYPE_NONE) {
 104 #ifdef RSS
 105                 u32 temp;
 106
 107                 if (rss_hash2bucket(mb->m_pkthdr.flowid,
 108                     M_HASHTYPE_GET(mb), &temp) == 0)
 109                         ch = temp % ch;
 110                 else
 111 #endif
 112                         ch = (mb->m_pkthdr.flowid % 128) % ch;
 113         } else {
 114 #if (__FreeBSD_version >= 1100000)
 115                 ch = m_ether_tcpip_hash(MBUF_HASHFLAG_L3 |
 116                     MBUF_HASHFLAG_L4, mb, mlx5e_hash_value) % ch;
 117 #else
 118                 /*
 119                  * m_ether_tcpip_hash not present in stable, so just
 120                  * throw unhashed mbufs on queue 0
 121                  */
 122                 ch = 0;
 123 #endif
 124         }
 125
 126         /* check if channel is allocated */
 127         if (unlikely(priv->channel[ch] == NULL))
 128                 return (NULL);
 129
 130         return (&priv->channel[ch]->sq[tc]);
 131 }
 132
 133 static inline u16
 134 mlx5e_get_inline_hdr_size(struct mlx5e_sq *sq, struct mbuf *mb)
 135 {
 136         return (MIN(MLX5E_MAX_TX_INLINE, mb->m_len));
 137 }
 138
 139 static int
 140 mlx5e_get_header_size(struct mbuf *mb)
 141 {
 142         struct ether_vlan_header *eh;
 143         struct tcphdr *th;
 144         struct ip *ip;
 145         int ip_hlen, tcp_hlen;
 146         struct ip6_hdr *ip6;
 147         uint16_t eth_type;
 148         int eth_hdr_len;
 149
 150         eh = mtod(mb, struct ether_vlan_header *);
 151         if (mb->m_len < ETHER_HDR_LEN)
 152                 return (0);
 153         if (eh->evl_encap_proto == htons(ETHERTYPE_VLAN)) {
 154                 eth_type = ntohs(eh->evl_proto);
 155                 eth_hdr_len = ETHER_HDR_LEN + ETHER_VLAN_ENCAP_LEN;
 156         } else {
 157                 eth_type = ntohs(eh->evl_encap_proto);
 158                 eth_hdr_len = ETHER_HDR_LEN;
 159         }
 160         if (mb->m_len < eth_hdr_len)
 161                 return (0);
 162         switch (eth_type) {
 163         case ETHERTYPE_IP:
 164                 ip = (struct ip *)(mb->m_data + eth_hdr_len);
 165                 if (mb->m_len < eth_hdr_len + sizeof(*ip))
 166                         return (0);
 167                 if (ip->ip_p != IPPROTO_TCP)
 168                         return (0);
 169                 ip_hlen = ip->ip_hl << 2;
 170                 eth_hdr_len += ip_hlen;
 171                 break;
 172         case ETHERTYPE_IPV6:
 173                 ip6 = (struct ip6_hdr *)(mb->m_data + eth_hdr_len);
 174                 if (mb->m_len < eth_hdr_len + sizeof(*ip6))
 175                         return (0);
 176                 if (ip6->ip6_nxt != IPPROTO_TCP)
 177                         return (0);
 178                 eth_hdr_len += sizeof(*ip6);
 179                 break;
 180         default:
 181                 return (0);
 182         }
 183         if (mb->m_len < eth_hdr_len + sizeof(*th))
 184                 return (0);
 185         th = (struct tcphdr *)(mb->m_data + eth_hdr_len);
 186         tcp_hlen = th->th_off << 2;
 187         eth_hdr_len += tcp_hlen;
 188         if (mb->m_len < eth_hdr_len)
 189                 return (0);
 190         return (eth_hdr_len);
 191 }
 192
 193 /*
 194  * The return value is not going back to the stack because of
 195  * the drbr
 196  */
 197 static int
 198 mlx5e_sq_xmit(struct mlx5e_sq *sq, struct mbuf **mbp)
 199 {
 200         bus_dma_segment_t segs[MLX5E_MAX_TX_MBUF_FRAGS];
 201         struct mlx5_wqe_data_seg *dseg;
 202         struct mlx5e_tx_wqe *wqe;
 203         struct ifnet *ifp;
 204         int nsegs;
 205         int err;
 206         int x;
 207         struct mbuf *mb = *mbp;
 208         u16 ds_cnt;
 209         u16 ihs;
 210         u16 pi;
 211         u8 opcode;
 212
 213         /*
 214          * Return ENOBUFS if the queue is full, this may trigger reinsertion
 215          * of the mbuf into the drbr (see mlx5e_xmit_locked)
 216          */
 217         if (unlikely(!mlx5e_sq_has_room_for(sq, 2 * MLX5_SEND_WQE_MAX_WQEBBS))) {
 218                 return (ENOBUFS);
 219         }
 220
 221         /* Align SQ edge with NOPs to avoid WQE wrap around */
 222         pi = ((~sq->pc) & sq->wq.sz_m1);
 223         if (pi < (MLX5_SEND_WQE_MAX_WQEBBS - 1)) {
 224                 /* Send one multi NOP message instead of many */
 225                 mlx5e_send_nop(sq, (pi + 1) * MLX5_SEND_WQEBB_NUM_DS);
 226                 pi = ((~sq->pc) & sq->wq.sz_m1);
 227                 if (pi < (MLX5_SEND_WQE_MAX_WQEBBS - 1))
 228                         return (ENOMEM);
 229         }
 230
 231         /* Setup local variables */
 232         pi = sq->pc & sq->wq.sz_m1;
 233         wqe = mlx5_wq_cyc_get_wqe(&sq->wq, pi);
 234         ifp = sq->ifp;
 235
 236         memset(wqe, 0, sizeof(*wqe));
 237
 238         /* Send a copy of the frame to the BPF listener, if any */
 239         if (ifp != NULL && ifp->if_bpf != NULL)
 240                 ETHER_BPF_MTAP(ifp, mb);
 241
 242         if (mb->m_pkthdr.csum_flags & (CSUM_IP | CSUM_TSO)) {
 243                 wqe->eth.cs_flags |= MLX5_ETH_WQE_L3_CSUM;
 244         }
 245         if (mb->m_pkthdr.csum_flags & (CSUM_TCP | CSUM_UDP | CSUM_UDP_IPV6 | CSUM_TCP_IPV6 | CSUM_TSO)) {
 246                 wqe->eth.cs_flags |= MLX5_ETH_WQE_L4_CSUM;
 247         }
 248         if (wqe->eth.cs_flags == 0) {
 249                 sq->stats.csum_offload_none++;
 250         }
 251         if (mb->m_pkthdr.csum_flags & CSUM_TSO) {
 252                 u32 payload_len;
 253                 u32 mss = mb->m_pkthdr.tso_segsz;
 254                 u32 num_pkts;
 255
 256                 wqe->eth.mss = cpu_to_be16(mss);
 257                 opcode = MLX5_OPCODE_LSO;
 258                 ihs = mlx5e_get_header_size(mb);
 259                 payload_len = mb->m_pkthdr.len - ihs;
 260                 if (payload_len == 0)
 261                         num_pkts = 1;
 262                 else
 263                         num_pkts = DIV_ROUND_UP(payload_len, mss);
 264                 sq->mbuf[pi].num_bytes = payload_len + (num_pkts * ihs);
 265
 266                 sq->stats.tso_packets++;
 267                 sq->stats.tso_bytes += payload_len;
 268         } else {
 269                 opcode = MLX5_OPCODE_SEND;
 270                 ihs = mlx5e_get_inline_hdr_size(sq, mb);
 271                 sq->mbuf[pi].num_bytes = max_t (unsigned int,
 272                     mb->m_pkthdr.len, ETHER_MIN_LEN - ETHER_CRC_LEN);
 273         }
 274         if (mb->m_flags & M_VLANTAG) {
 275                 struct ether_vlan_header *eh =
 276                     (struct ether_vlan_header *)wqe->eth.inline_hdr_start;
 277
 278                 /* Range checks */
 279                 if (ihs > (MLX5E_MAX_TX_INLINE - ETHER_VLAN_ENCAP_LEN))
 280                         ihs = (MLX5E_MAX_TX_INLINE - ETHER_VLAN_ENCAP_LEN);
 281                 else if (ihs < ETHER_HDR_LEN) {
 282                         err = EINVAL;
 283                         goto tx_drop;
 284                 }
 285                 m_copydata(mb, 0, ETHER_HDR_LEN, (caddr_t)eh);
 286                 m_adj(mb, ETHER_HDR_LEN);
 287                 /* Insert 4 bytes VLAN tag into data stream */
 288                 eh->evl_proto = eh->evl_encap_proto;
 289                 eh->evl_encap_proto = htons(ETHERTYPE_VLAN);
 290                 eh->evl_tag = htons(mb->m_pkthdr.ether_vtag);
 291                 /* Copy rest of header data, if any */
 292                 m_copydata(mb, 0, ihs - ETHER_HDR_LEN, (caddr_t)(eh + 1));
 293                 m_adj(mb, ihs - ETHER_HDR_LEN);
 294                 /* Extend header by 4 bytes */
 295                 ihs += ETHER_VLAN_ENCAP_LEN;
 296         } else {
 297                 m_copydata(mb, 0, ihs, wqe->eth.inline_hdr_start);
 298                 m_adj(mb, ihs);
 299         }
 300
 301         wqe->eth.inline_hdr_sz = cpu_to_be16(ihs);
 302
 303         ds_cnt = sizeof(*wqe) / MLX5_SEND_WQE_DS;
 304         if (likely(ihs > sizeof(wqe->eth.inline_hdr_start))) {
 305                 ds_cnt += DIV_ROUND_UP(ihs - sizeof(wqe->eth.inline_hdr_start),
 306                     MLX5_SEND_WQE_DS);
 307         }
 308         dseg = ((struct mlx5_wqe_data_seg *)&wqe->ctrl) + ds_cnt;
 309
 310         /* Trim off empty mbufs */
 311         while (mb->m_len == 0) {
 312                 mb = m_free(mb);
 313                 /* Check if all data has been inlined */
 314                 if (mb == NULL)
 315                         goto skip_dma;
 316         }
 317
 318         err = bus_dmamap_load_mbuf_sg(sq->dma_tag, sq->mbuf[pi].dma_map,
 319             mb, segs, &nsegs, BUS_DMA_NOWAIT);
 320         if (err == EFBIG) {
 321                 /*
 322                  * Update *mbp before defrag in case it was trimmed in the
 323                  * loop above
 324                  */
 325                 *mbp = mb;
 326                 /* Update statistics */
 327                 sq->stats.defragged++;
 328                 /* Too many mbuf fragments */
 329                 mb = m_defrag(*mbp, M_NOWAIT);
 330                 if (mb == NULL) {
 331                         mb = *mbp;
 332                         goto tx_drop;
 333                 }
 334                 /* Try again */
 335                 err = bus_dmamap_load_mbuf_sg(sq->dma_tag, sq->mbuf[pi].dma_map,
 336                     mb, segs, &nsegs, BUS_DMA_NOWAIT);
 337         }
 338         /* Catch errors */
 339         if (err != 0)
 340                 goto tx_drop;
 341
 342         for (x = 0; x != nsegs; x++) {
 343                 if (segs[x].ds_len == 0)
 344                         continue;
 345                 dseg->addr = cpu_to_be64((uint64_t)segs[x].ds_addr);
 346                 dseg->lkey = sq->mkey_be;
 347                 dseg->byte_count = cpu_to_be32((uint32_t)segs[x].ds_len);
 348                 dseg++;
 349         }
 350 skip_dma:
 351         ds_cnt = (dseg - ((struct mlx5_wqe_data_seg *)&wqe->ctrl));
 352
 353         wqe->ctrl.opmod_idx_opcode = cpu_to_be32((sq->pc << 8) | opcode);
 354         wqe->ctrl.qpn_ds = cpu_to_be32((sq->sqn << 8) | ds_cnt);
 355         if (mlx5e_do_send_cqe(sq))
 356                 wqe->ctrl.fm_ce_se = MLX5_WQE_CTRL_CQ_UPDATE;
 357         else
 358                 wqe->ctrl.fm_ce_se = 0;
 359
 360         /* Copy data for doorbell */
 361         memcpy(sq->doorbell.d32, &wqe->ctrl, sizeof(sq->doorbell.d32));
 362
 363         /* Store pointer to mbuf */
 364         sq->mbuf[pi].mbuf = mb;
 365         sq->mbuf[pi].num_wqebbs = DIV_ROUND_UP(ds_cnt, MLX5_SEND_WQEBB_NUM_DS);
 366         sq->pc += sq->mbuf[pi].num_wqebbs;
 367
 368         /* Make sure all mbuf data is written to RAM */
 369         if (mb != NULL)
 370                 bus_dmamap_sync(sq->dma_tag, sq->mbuf[pi].dma_map, BUS_DMASYNC_PREWRITE);
 371
 372         sq->stats.packets++;
 373         *mbp = NULL;    /* safety clear */
 374         return (0);
 375
 376 tx_drop:
 377         sq->stats.dropped++;
 378         *mbp = NULL;
 379         m_freem(mb);
 380         return err;
 381 }
 382
 383 static void
 384 mlx5e_poll_tx_cq(struct mlx5e_sq *sq, int budget)
 385 {
 386         u16 sqcc;
 387
 388         /*
 389          * sq->cc must be updated only after mlx5_cqwq_update_db_record(),
 390          * otherwise a cq overrun may occur
 391          */
 392         sqcc = sq->cc;
 393
 394         while (budget > 0) {
 395                 struct mlx5_cqe64 *cqe;
 396                 struct mbuf *mb;
 397                 u16 x;
 398                 u16 ci;
 399
 400                 cqe = mlx5e_get_cqe(&sq->cq);
 401                 if (!cqe)
 402                         break;
 403
 404                 mlx5_cqwq_pop(&sq->cq.wq);
 405
 406                 /* update budget according to the event factor */
 407                 budget -= sq->cev_factor;
 408
 409                 for (x = 0; x != sq->cev_factor; x++) {
 410                         ci = sqcc & sq->wq.sz_m1;
 411                         mb = sq->mbuf[ci].mbuf;
 412                         sq->mbuf[ci].mbuf = NULL;       /* Safety clear */
 413
 414                         if (mb == NULL) {
 415                                 if (sq->mbuf[ci].num_bytes == 0) {
 416                                         /* NOP */
 417                                         sq->stats.nop++;
 418                                 }
 419                         } else {
 420                                 bus_dmamap_sync(sq->dma_tag, sq->mbuf[ci].dma_map,
 421                                     BUS_DMASYNC_POSTWRITE);
 422                                 bus_dmamap_unload(sq->dma_tag, sq->mbuf[ci].dma_map);
 423
 424                                 /* Free transmitted mbuf */
 425                                 m_freem(mb);
 426                         }
 427                         sqcc += sq->mbuf[ci].num_wqebbs;
 428                 }
 429         }
 430
 431         mlx5_cqwq_update_db_record(&sq->cq.wq);
 432
 433         /* Ensure cq space is freed before enabling more cqes */
 434         wmb();
 435
 436         sq->cc = sqcc;
 437
 438         if (atomic_cmpset_int(&sq->queue_state, MLX5E_SQ_FULL, MLX5E_SQ_READY))
 439                 taskqueue_enqueue(sq->sq_tq, &sq->sq_task);
 440 }
 441
 442 static int
 443 mlx5e_xmit_locked(struct ifnet *ifp, struct mlx5e_sq *sq, struct mbuf *mb)
 444 {
 445         struct mbuf *next;
 446         int err = 0;
 447
 448         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
 449                 if (mb)
 450                         err = drbr_enqueue(ifp, sq->br, mb);
 451                 return (err);
 452         }
 453
 454         if (mb != NULL)
 455                 /*
 456                  * If we can't insert mbuf into drbr, try to xmit anyway.
 457                  * We keep the error we got so we could return that after xmit.
 458                  */
 459                 err = drbr_enqueue(ifp, sq->br, mb);
 460
 461         /* Process the queue */
 462         while ((next = drbr_peek(ifp, sq->br)) != NULL) {
 463                 if (mlx5e_sq_xmit(sq, &next) != 0) {
 464                         if (next == NULL) {
 465                                 drbr_advance(ifp, sq->br);
 466                         } else {
 467                                 drbr_putback(ifp, sq->br, next);
 468                                 atomic_store_rel_int(&sq->queue_state, MLX5E_SQ_FULL);
 469                         }
 470                         break;
 471                 }
 472                 drbr_advance(ifp, sq->br);
 473                 if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0)
 474                         break;
 475         }
 476         /* Check if we need to write the doorbell */
 477         if (likely(sq->doorbell.d64 != 0)) {
 478                 mlx5e_tx_notify_hw(sq, sq->doorbell.d32, 0);
 479                 sq->doorbell.d64 = 0;
 480         }
 481         /*
 482          * Check if we need to start the event timer which flushes the
 483          * transmit ring on timeout:
 484          */
 485         if (unlikely(sq->cev_next_state == MLX5E_CEV_STATE_INITIAL &&
 486             sq->cev_factor != 1)) {
 487                 /* start the timer */
 488                 mlx5e_sq_cev_timeout(sq);
 489         } else {
 490                 /* don't send NOPs yet */
 491                 sq->cev_next_state = MLX5E_CEV_STATE_HOLD_NOPS;
 492         }
 493         return (err);
 494 }
 495
 496 int
 497 mlx5e_xmit(struct ifnet *ifp, struct mbuf *mb)
 498 {
 499         struct mlx5e_sq *sq;
 500         int ret;
 501
 502         sq = mlx5e_select_queue(ifp, mb);
 503         if (unlikely(sq == NULL)) {
 504                 /* Invalid send queue */
 505                 m_freem(mb);
 506                 return (ENXIO);
 507         }
 508         if (mtx_trylock(&sq->lock)) {
 509                 ret = mlx5e_xmit_locked(ifp, sq, mb);
 510                 mtx_unlock(&sq->lock);
 511         } else {
 512                 ret = drbr_enqueue(ifp, sq->br, mb);
 513                 taskqueue_enqueue(sq->sq_tq, &sq->sq_task);
 514         }
 515
 516         return (ret);
 517 }
 518
 519 void
 520 mlx5e_tx_cq_comp(struct mlx5_core_cq *mcq)
 521 {
 522         struct mlx5e_sq *sq = container_of(mcq, struct mlx5e_sq, cq.mcq);
 523
 524         mtx_lock(&sq->comp_lock);
 525         mlx5e_poll_tx_cq(sq, MLX5E_BUDGET_MAX);
 526         mlx5e_cq_arm(&sq->cq);
 527         mtx_unlock(&sq->comp_lock);
 528 }
 529
 530 void
 531 mlx5e_tx_que(void *context, int pending)
 532 {
 533         struct mlx5e_sq *sq = context;
 534         struct ifnet *ifp = sq->ifp;
 535
 536         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) {
 537                 mtx_lock(&sq->lock);
 538                 if (!drbr_empty(ifp, sq->br))
 539                         mlx5e_xmit_locked(ifp, sq, NULL);
 540                 mtx_unlock(&sq->lock);
 541         }
 542 }