Branch data Line data Source code
1 : : /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2 : : * Copyright(c) 2010-2017 Intel Corporation
3 : : */
4 : :
5 : : #include <stdalign.h>
6 : : #include <stdio.h>
7 : : #include <string.h>
8 : :
9 : : #include <rte_common.h>
10 : : #include <rte_malloc.h>
11 : : #include <rte_log.h>
12 : :
13 : : #include "rte_table_hash.h"
14 : : #include "rte_lru.h"
15 : :
16 : : #include "table_log.h"
17 : :
18 : : #define KEYS_PER_BUCKET 4
19 : :
20 : : #ifdef RTE_TABLE_STATS_COLLECT
21 : :
22 : : #define RTE_TABLE_HASH_LRU_STATS_PKTS_IN_ADD(table, val) \
23 : : table->stats.n_pkts_in += val
24 : : #define RTE_TABLE_HASH_LRU_STATS_PKTS_LOOKUP_MISS(table, val) \
25 : : table->stats.n_pkts_lookup_miss += val
26 : :
27 : : #else
28 : :
29 : : #define RTE_TABLE_HASH_LRU_STATS_PKTS_IN_ADD(table, val)
30 : : #define RTE_TABLE_HASH_LRU_STATS_PKTS_LOOKUP_MISS(table, val)
31 : :
32 : : #endif
33 : :
34 : : struct bucket {
35 : : union {
36 : : struct bucket *next;
37 : : uint64_t lru_list;
38 : : };
39 : : uint16_t sig[KEYS_PER_BUCKET];
40 : : uint32_t key_pos[KEYS_PER_BUCKET];
41 : : };
42 : :
43 : : struct grinder {
44 : : struct bucket *bkt;
45 : : uint64_t sig;
46 : : uint64_t match;
47 : : uint64_t match_pos;
48 : : uint32_t key_index;
49 : : };
50 : :
51 : : struct rte_table_hash {
52 : : struct rte_table_stats stats;
53 : :
54 : : /* Input parameters */
55 : : uint32_t key_size;
56 : : uint32_t entry_size;
57 : : uint32_t n_keys;
58 : : uint32_t n_buckets;
59 : : rte_table_hash_op_hash f_hash;
60 : : uint64_t seed;
61 : : uint32_t key_offset;
62 : :
63 : : /* Internal */
64 : : uint64_t bucket_mask;
65 : : uint32_t key_size_shl;
66 : : uint32_t data_size_shl;
67 : : uint32_t key_stack_tos;
68 : :
69 : : /* Grinder */
70 : : struct grinder grinders[RTE_PORT_IN_BURST_SIZE_MAX];
71 : :
72 : : /* Tables */
73 : : uint64_t *key_mask;
74 : : struct bucket *buckets;
75 : : uint8_t *key_mem;
76 : : uint8_t *data_mem;
77 : : uint32_t *key_stack;
78 : :
79 : : /* Table memory */
80 : : alignas(RTE_CACHE_LINE_SIZE) uint8_t memory[];
81 : : };
82 : :
83 : : static int
84 : : keycmp(void *a, void *b, void *b_mask, uint32_t n_bytes)
85 : : {
86 : : uint64_t *a64 = a, *b64 = b, *b_mask64 = b_mask;
87 : : uint32_t i;
88 : :
89 [ # # # # : 0 : for (i = 0; i < n_bytes / sizeof(uint64_t); i++)
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # ]
90 [ # # # # : 0 : if (a64[i] != (b64[i] & b_mask64[i]))
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # ]
91 : : return 1;
92 : :
93 : : return 0;
94 : : }
95 : :
96 : : static void
97 : : keycpy(void *dst, void *src, void *src_mask, uint32_t n_bytes)
98 : : {
99 : : uint64_t *dst64 = dst, *src64 = src, *src_mask64 = src_mask;
100 : : uint32_t i;
101 : :
102 [ # # # # ]: 0 : for (i = 0; i < n_bytes / sizeof(uint64_t); i++)
103 : 0 : dst64[i] = src64[i] & src_mask64[i];
104 : : }
105 : :
106 : : static int
107 : 0 : check_params_create(struct rte_table_hash_params *params)
108 : : {
109 : : /* name */
110 [ # # ]: 0 : if (params->name == NULL) {
111 : 0 : TABLE_LOG(ERR, "%s: name invalid value", __func__);
112 : 0 : return -EINVAL;
113 : : }
114 : :
115 : : /* key_size */
116 [ # # ]: 0 : if ((params->key_size < sizeof(uint64_t)) ||
117 : : (!rte_is_power_of_2(params->key_size))) {
118 : 0 : TABLE_LOG(ERR, "%s: key_size invalid value", __func__);
119 : 0 : return -EINVAL;
120 : : }
121 : :
122 : : /* n_keys */
123 [ # # ]: 0 : if (params->n_keys == 0) {
124 : 0 : TABLE_LOG(ERR, "%s: n_keys invalid value", __func__);
125 : 0 : return -EINVAL;
126 : : }
127 : :
128 : : /* n_buckets */
129 [ # # ]: 0 : if ((params->n_buckets == 0) ||
130 : : (!rte_is_power_of_2(params->n_buckets))) {
131 : 0 : TABLE_LOG(ERR, "%s: n_buckets invalid value", __func__);
132 : 0 : return -EINVAL;
133 : : }
134 : :
135 : : /* f_hash */
136 [ # # ]: 0 : if (params->f_hash == NULL) {
137 : 0 : TABLE_LOG(ERR, "%s: f_hash invalid value", __func__);
138 : 0 : return -EINVAL;
139 : : }
140 : :
141 : : return 0;
142 : : }
143 : :
144 : : static void *
145 : 0 : rte_table_hash_lru_create(void *params, int socket_id, uint32_t entry_size)
146 : : {
147 : : struct rte_table_hash_params *p = params;
148 : : struct rte_table_hash *t;
149 : : uint64_t table_meta_sz, key_mask_sz, bucket_sz, key_sz, key_stack_sz;
150 : : uint64_t data_sz, total_size;
151 : : uint64_t key_mask_offset, bucket_offset, key_offset, key_stack_offset;
152 : : uint64_t data_offset;
153 : : uint32_t n_buckets, i;
154 : :
155 : : /* Check input parameters */
156 [ # # ]: 0 : if ((check_params_create(p) != 0) ||
157 : : (!rte_is_power_of_2(entry_size)) ||
158 : : ((sizeof(struct rte_table_hash) % RTE_CACHE_LINE_SIZE) != 0) ||
159 : : (sizeof(struct bucket) != (RTE_CACHE_LINE_SIZE / 2))) {
160 : : return NULL;
161 : : }
162 : :
163 : : /*
164 : : * Table dimensioning
165 : : *
166 : : * Objective: Pick the number of buckets (n_buckets) so that there a chance
167 : : * to store n_keys keys in the table.
168 : : *
169 : : * Note: Since the buckets do not get extended, it is not possible to
170 : : * guarantee that n_keys keys can be stored in the table at any time. In the
171 : : * worst case scenario when all the n_keys fall into the same bucket, only
172 : : * a maximum of KEYS_PER_BUCKET keys will be stored in the table. This case
173 : : * defeats the purpose of the hash table. It indicates unsuitable f_hash or
174 : : * n_keys to n_buckets ratio.
175 : : *
176 : : * MIN(n_buckets) = (n_keys + KEYS_PER_BUCKET - 1) / KEYS_PER_BUCKET
177 : : */
178 : 0 : n_buckets = rte_align32pow2(
179 : 0 : (p->n_keys + KEYS_PER_BUCKET - 1) / KEYS_PER_BUCKET);
180 : 0 : n_buckets = RTE_MAX(n_buckets, p->n_buckets);
181 : :
182 : : /* Memory allocation */
183 : : table_meta_sz = RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(sizeof(struct rte_table_hash));
184 : 0 : key_mask_sz = RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(p->key_size);
185 : 0 : bucket_sz = RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(n_buckets * sizeof(struct bucket));
186 : 0 : key_sz = RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(p->n_keys * p->key_size);
187 : 0 : key_stack_sz = RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(p->n_keys * sizeof(uint32_t));
188 : 0 : data_sz = RTE_CACHE_LINE_ROUNDUP(p->n_keys * entry_size);
189 : 0 : total_size = table_meta_sz + key_mask_sz + bucket_sz + key_sz +
190 : : key_stack_sz + data_sz;
191 : :
192 : : if (total_size > SIZE_MAX) {
193 : : TABLE_LOG(ERR,
194 : : "%s: Cannot allocate %" PRIu64 " bytes for hash "
195 : : "table %s",
196 : : __func__, total_size, p->name);
197 : : return NULL;
198 : : }
199 : :
200 : 0 : t = rte_zmalloc_socket(p->name,
201 : : (size_t)total_size,
202 : : RTE_CACHE_LINE_SIZE,
203 : : socket_id);
204 [ # # ]: 0 : if (t == NULL) {
205 : 0 : TABLE_LOG(ERR,
206 : : "%s: Cannot allocate %" PRIu64 " bytes for hash "
207 : : "table %s",
208 : : __func__, total_size, p->name);
209 : 0 : return NULL;
210 : : }
211 : 0 : TABLE_LOG(INFO, "%s (%u-byte key): Hash table %s memory footprint"
212 : : " is %" PRIu64 " bytes",
213 : : __func__, p->key_size, p->name, total_size);
214 : :
215 : : /* Memory initialization */
216 : 0 : t->key_size = p->key_size;
217 : 0 : t->entry_size = entry_size;
218 : 0 : t->n_keys = p->n_keys;
219 : 0 : t->n_buckets = n_buckets;
220 : 0 : t->f_hash = p->f_hash;
221 : 0 : t->seed = p->seed;
222 : 0 : t->key_offset = p->key_offset;
223 : :
224 : : /* Internal */
225 [ # # ]: 0 : t->bucket_mask = t->n_buckets - 1;
226 : 0 : t->key_size_shl = rte_ctz32(p->key_size);
227 : 0 : t->data_size_shl = rte_ctz32(entry_size);
228 : :
229 : : /* Tables */
230 : : key_mask_offset = 0;
231 : : bucket_offset = key_mask_offset + key_mask_sz;
232 : 0 : key_offset = bucket_offset + bucket_sz;
233 : 0 : key_stack_offset = key_offset + key_sz;
234 : 0 : data_offset = key_stack_offset + key_stack_sz;
235 : :
236 : 0 : t->key_mask = (uint64_t *) &t->memory[key_mask_offset];
237 : 0 : t->buckets = (struct bucket *) &t->memory[bucket_offset];
238 : 0 : t->key_mem = &t->memory[key_offset];
239 : 0 : t->key_stack = (uint32_t *) &t->memory[key_stack_offset];
240 : 0 : t->data_mem = &t->memory[data_offset];
241 : :
242 : : /* Key mask */
243 [ # # ]: 0 : if (p->key_mask == NULL)
244 : 0 : memset(t->key_mask, 0xFF, p->key_size);
245 : : else
246 : 0 : memcpy(t->key_mask, p->key_mask, p->key_size);
247 : :
248 : : /* Key stack */
249 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < t->n_keys; i++)
250 : 0 : t->key_stack[i] = t->n_keys - 1 - i;
251 : 0 : t->key_stack_tos = t->n_keys;
252 : :
253 : : /* LRU */
254 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < t->n_buckets; i++) {
255 : 0 : struct bucket *bkt = &t->buckets[i];
256 : :
257 : 0 : lru_init(bkt);
258 : : }
259 : :
260 : : return t;
261 : : }
262 : :
263 : : static int
264 : 0 : rte_table_hash_lru_free(void *table)
265 : : {
266 : : struct rte_table_hash *t = table;
267 : :
268 : : /* Check input parameters */
269 [ # # ]: 0 : if (t == NULL)
270 : : return -EINVAL;
271 : :
272 : 0 : rte_free(t);
273 : 0 : return 0;
274 : : }
275 : :
276 : : static int
277 : 0 : rte_table_hash_lru_entry_add(void *table, void *key, void *entry,
278 : : int *key_found, void **entry_ptr)
279 : : {
280 : : struct rte_table_hash *t = table;
281 : : struct bucket *bkt;
282 : : uint64_t sig;
283 : : uint32_t bkt_index, i;
284 : :
285 : 0 : sig = t->f_hash(key, t->key_mask, t->key_size, t->seed);
286 : 0 : bkt_index = sig & t->bucket_mask;
287 : 0 : bkt = &t->buckets[bkt_index];
288 : 0 : sig = (sig >> 16) | 1LLU;
289 : :
290 : : /* Key is present in the bucket */
291 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < KEYS_PER_BUCKET; i++) {
292 : 0 : uint64_t bkt_sig = (uint64_t) bkt->sig[i];
293 : 0 : uint32_t bkt_key_index = bkt->key_pos[i];
294 : 0 : uint8_t *bkt_key = &t->key_mem[bkt_key_index <<
295 : 0 : t->key_size_shl];
296 : :
297 [ # # # # ]: 0 : if ((sig == bkt_sig) && (keycmp(bkt_key, key, t->key_mask,
298 : : t->key_size) == 0)) {
299 : 0 : uint8_t *data = &t->data_mem[bkt_key_index <<
300 : 0 : t->data_size_shl];
301 : :
302 : 0 : memcpy(data, entry, t->entry_size);
303 : 0 : lru_update(bkt, i);
304 : 0 : *key_found = 1;
305 : 0 : *entry_ptr = (void *) data;
306 : 0 : return 0;
307 : : }
308 : : }
309 : :
310 : : /* Key is not present in the bucket */
311 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < KEYS_PER_BUCKET; i++) {
312 : 0 : uint64_t bkt_sig = (uint64_t) bkt->sig[i];
313 : :
314 [ # # ]: 0 : if (bkt_sig == 0) {
315 : : uint32_t bkt_key_index;
316 : : uint8_t *bkt_key, *data;
317 : :
318 : : /* Allocate new key */
319 [ # # ]: 0 : if (t->key_stack_tos == 0) {
320 : : /* No keys available */
321 : : return -ENOSPC;
322 : : }
323 : 0 : bkt_key_index = t->key_stack[--t->key_stack_tos];
324 : :
325 : : /* Install new key */
326 : 0 : bkt_key = &t->key_mem[bkt_key_index << t->key_size_shl];
327 : 0 : data = &t->data_mem[bkt_key_index << t->data_size_shl];
328 : :
329 : 0 : bkt->sig[i] = (uint16_t) sig;
330 : 0 : bkt->key_pos[i] = bkt_key_index;
331 : 0 : keycpy(bkt_key, key, t->key_mask, t->key_size);
332 : 0 : memcpy(data, entry, t->entry_size);
333 : 0 : lru_update(bkt, i);
334 : :
335 : 0 : *key_found = 0;
336 : 0 : *entry_ptr = (void *) data;
337 : 0 : return 0;
338 : : }
339 : : }
340 : :
341 : : /* Bucket full */
342 : : {
343 : 0 : uint64_t pos = lru_pos(bkt);
344 : 0 : uint32_t bkt_key_index = bkt->key_pos[pos];
345 : 0 : uint8_t *bkt_key = &t->key_mem[bkt_key_index <<
346 : 0 : t->key_size_shl];
347 : 0 : uint8_t *data = &t->data_mem[bkt_key_index << t->data_size_shl];
348 : :
349 : 0 : bkt->sig[pos] = (uint16_t) sig;
350 : 0 : keycpy(bkt_key, key, t->key_mask, t->key_size);
351 : 0 : memcpy(data, entry, t->entry_size);
352 : 0 : lru_update(bkt, pos);
353 : :
354 : 0 : *key_found = 0;
355 : 0 : *entry_ptr = (void *) data;
356 : 0 : return 0;
357 : : }
358 : : }
359 : :
360 : : static int
361 : 0 : rte_table_hash_lru_entry_delete(void *table, void *key, int *key_found,
362 : : void *entry)
363 : : {
364 : : struct rte_table_hash *t = table;
365 : : struct bucket *bkt;
366 : : uint64_t sig;
367 : : uint32_t bkt_index, i;
368 : :
369 : 0 : sig = t->f_hash(key, t->key_mask, t->key_size, t->seed);
370 : 0 : bkt_index = sig & t->bucket_mask;
371 : 0 : bkt = &t->buckets[bkt_index];
372 : 0 : sig = (sig >> 16) | 1LLU;
373 : :
374 : : /* Key is present in the bucket */
375 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < KEYS_PER_BUCKET; i++) {
376 : 0 : uint64_t bkt_sig = (uint64_t) bkt->sig[i];
377 : 0 : uint32_t bkt_key_index = bkt->key_pos[i];
378 : 0 : uint8_t *bkt_key = &t->key_mem[bkt_key_index <<
379 : 0 : t->key_size_shl];
380 : :
381 [ # # # # ]: 0 : if ((sig == bkt_sig) &&
382 : 0 : (keycmp(bkt_key, key, t->key_mask, t->key_size) == 0)) {
383 : 0 : uint8_t *data = &t->data_mem[bkt_key_index <<
384 : 0 : t->data_size_shl];
385 : :
386 : 0 : bkt->sig[i] = 0;
387 : 0 : t->key_stack[t->key_stack_tos++] = bkt_key_index;
388 : 0 : *key_found = 1;
389 [ # # ]: 0 : if (entry)
390 : 0 : memcpy(entry, data, t->entry_size);
391 : 0 : return 0;
392 : : }
393 : : }
394 : :
395 : : /* Key is not present in the bucket */
396 : 0 : *key_found = 0;
397 : 0 : return 0;
398 : : }
399 : :
400 : 0 : static int rte_table_hash_lru_lookup_unoptimized(
401 : : void *table,
402 : : struct rte_mbuf **pkts,
403 : : uint64_t pkts_mask,
404 : : uint64_t *lookup_hit_mask,
405 : : void **entries)
406 : : {
407 : : struct rte_table_hash *t = (struct rte_table_hash *) table;
408 : : uint64_t pkts_mask_out = 0;
409 : :
410 : : __rte_unused uint32_t n_pkts_in = rte_popcount64(pkts_mask);
411 : : RTE_TABLE_HASH_LRU_STATS_PKTS_IN_ADD(t, n_pkts_in);
412 : :
413 [ # # ]: 0 : for ( ; pkts_mask; ) {
414 : : struct bucket *bkt;
415 : : struct rte_mbuf *pkt;
416 : : uint8_t *key;
417 : : uint64_t pkt_mask, sig;
418 : : uint32_t pkt_index, bkt_index, i;
419 : :
420 : : pkt_index = rte_ctz64(pkts_mask);
421 : 0 : pkt_mask = 1LLU << pkt_index;
422 : 0 : pkts_mask &= ~pkt_mask;
423 : :
424 : 0 : pkt = pkts[pkt_index];
425 : 0 : key = RTE_MBUF_METADATA_UINT8_PTR(pkt, t->key_offset);
426 : 0 : sig = (uint64_t) t->f_hash(key, t->key_mask, t->key_size, t->seed);
427 : :
428 : 0 : bkt_index = sig & t->bucket_mask;
429 : 0 : bkt = &t->buckets[bkt_index];
430 : 0 : sig = (sig >> 16) | 1LLU;
431 : :
432 : : /* Key is present in the bucket */
433 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < KEYS_PER_BUCKET; i++) {
434 : 0 : uint64_t bkt_sig = (uint64_t) bkt->sig[i];
435 : 0 : uint32_t bkt_key_index = bkt->key_pos[i];
436 : 0 : uint8_t *bkt_key = &t->key_mem[bkt_key_index <<
437 : 0 : t->key_size_shl];
438 : :
439 [ # # # # ]: 0 : if ((sig == bkt_sig) && (keycmp(bkt_key, key, t->key_mask,
440 : : t->key_size) == 0)) {
441 : 0 : uint8_t *data = &t->data_mem[bkt_key_index <<
442 : 0 : t->data_size_shl];
443 : :
444 : 0 : lru_update(bkt, i);
445 : 0 : pkts_mask_out |= pkt_mask;
446 : 0 : entries[pkt_index] = (void *) data;
447 : 0 : break;
448 : : }
449 : : }
450 : : }
451 : :
452 : 0 : *lookup_hit_mask = pkts_mask_out;
453 : : RTE_TABLE_HASH_LRU_STATS_PKTS_LOOKUP_MISS(t, n_pkts_in - rte_popcount64(pkts_mask_out));
454 : 0 : return 0;
455 : : }
456 : :
457 : : /*
458 : : * mask = match bitmask
459 : : * match = at least one match
460 : : * match_many = more than one match
461 : : * match_pos = position of first match
462 : : *
463 : : * ----------------------------------------
464 : : * mask match match_many match_pos
465 : : * ----------------------------------------
466 : : * 0000 0 0 00
467 : : * 0001 1 0 00
468 : : * 0010 1 0 01
469 : : * 0011 1 1 00
470 : : * ----------------------------------------
471 : : * 0100 1 0 10
472 : : * 0101 1 1 00
473 : : * 0110 1 1 01
474 : : * 0111 1 1 00
475 : : * ----------------------------------------
476 : : * 1000 1 0 11
477 : : * 1001 1 1 00
478 : : * 1010 1 1 01
479 : : * 1011 1 1 00
480 : : * ----------------------------------------
481 : : * 1100 1 1 10
482 : : * 1101 1 1 00
483 : : * 1110 1 1 01
484 : : * 1111 1 1 00
485 : : * ----------------------------------------
486 : : *
487 : : * match = 1111_1111_1111_1110
488 : : * match_many = 1111_1110_1110_1000
489 : : * match_pos = 0001_0010_0001_0011__0001_0010_0001_0000
490 : : *
491 : : * match = 0xFFFELLU
492 : : * match_many = 0xFEE8LLU
493 : : * match_pos = 0x12131210LLU
494 : : */
495 : :
496 : : #define LUT_MATCH 0xFFFELLU
497 : : #define LUT_MATCH_MANY 0xFEE8LLU
498 : : #define LUT_MATCH_POS 0x12131210LLU
499 : :
500 : : #define lookup_cmp_sig(mbuf_sig, bucket, match, match_many, match_pos)\
501 : : { \
502 : : uint64_t bucket_sig[4], mask[4], mask_all; \
503 : : \
504 : : bucket_sig[0] = bucket->sig[0]; \
505 : : bucket_sig[1] = bucket->sig[1]; \
506 : : bucket_sig[2] = bucket->sig[2]; \
507 : : bucket_sig[3] = bucket->sig[3]; \
508 : : \
509 : : bucket_sig[0] ^= mbuf_sig; \
510 : : bucket_sig[1] ^= mbuf_sig; \
511 : : bucket_sig[2] ^= mbuf_sig; \
512 : : bucket_sig[3] ^= mbuf_sig; \
513 : : \
514 : : mask[0] = 0; \
515 : : mask[1] = 0; \
516 : : mask[2] = 0; \
517 : : mask[3] = 0; \
518 : : \
519 : : if (bucket_sig[0] == 0) \
520 : : mask[0] = 1; \
521 : : if (bucket_sig[1] == 0) \
522 : : mask[1] = 2; \
523 : : if (bucket_sig[2] == 0) \
524 : : mask[2] = 4; \
525 : : if (bucket_sig[3] == 0) \
526 : : mask[3] = 8; \
527 : : \
528 : : mask_all = (mask[0] | mask[1]) | (mask[2] | mask[3]); \
529 : : \
530 : : match = (LUT_MATCH >> mask_all) & 1; \
531 : : match_many = (LUT_MATCH_MANY >> mask_all) & 1; \
532 : : match_pos = (LUT_MATCH_POS >> (mask_all << 1)) & 3; \
533 : : }
534 : :
535 : : #define lookup_cmp_key(mbuf, key, match_key, f) \
536 : : { \
537 : : uint64_t *pkt_key = RTE_MBUF_METADATA_UINT64_PTR(mbuf, f->key_offset);\
538 : : uint64_t *bkt_key = (uint64_t *) key; \
539 : : uint64_t *key_mask = f->key_mask; \
540 : : \
541 : : switch (f->key_size) { \
542 : : case 8: \
543 : : { \
544 : : uint64_t xor = (pkt_key[0] & key_mask[0]) ^ bkt_key[0]; \
545 : : match_key = 0; \
546 : : if (xor == 0) \
547 : : match_key = 1; \
548 : : } \
549 : : break; \
550 : : \
551 : : case 16: \
552 : : { \
553 : : uint64_t xor[2], or; \
554 : : \
555 : : xor[0] = (pkt_key[0] & key_mask[0]) ^ bkt_key[0]; \
556 : : xor[1] = (pkt_key[1] & key_mask[1]) ^ bkt_key[1]; \
557 : : or = xor[0] | xor[1]; \
558 : : match_key = 0; \
559 : : if (or == 0) \
560 : : match_key = 1; \
561 : : } \
562 : : break; \
563 : : \
564 : : case 32: \
565 : : { \
566 : : uint64_t xor[4], or; \
567 : : \
568 : : xor[0] = (pkt_key[0] & key_mask[0]) ^ bkt_key[0]; \
569 : : xor[1] = (pkt_key[1] & key_mask[1]) ^ bkt_key[1]; \
570 : : xor[2] = (pkt_key[2] & key_mask[2]) ^ bkt_key[2]; \
571 : : xor[3] = (pkt_key[3] & key_mask[3]) ^ bkt_key[3]; \
572 : : or = xor[0] | xor[1] | xor[2] | xor[3]; \
573 : : match_key = 0; \
574 : : if (or == 0) \
575 : : match_key = 1; \
576 : : } \
577 : : break; \
578 : : \
579 : : case 64: \
580 : : { \
581 : : uint64_t xor[8], or; \
582 : : \
583 : : xor[0] = (pkt_key[0] & key_mask[0]) ^ bkt_key[0]; \
584 : : xor[1] = (pkt_key[1] & key_mask[1]) ^ bkt_key[1]; \
585 : : xor[2] = (pkt_key[2] & key_mask[2]) ^ bkt_key[2]; \
586 : : xor[3] = (pkt_key[3] & key_mask[3]) ^ bkt_key[3]; \
587 : : xor[4] = (pkt_key[4] & key_mask[4]) ^ bkt_key[4]; \
588 : : xor[5] = (pkt_key[5] & key_mask[5]) ^ bkt_key[5]; \
589 : : xor[6] = (pkt_key[6] & key_mask[6]) ^ bkt_key[6]; \
590 : : xor[7] = (pkt_key[7] & key_mask[7]) ^ bkt_key[7]; \
591 : : or = xor[0] | xor[1] | xor[2] | xor[3] | \
592 : : xor[4] | xor[5] | xor[6] | xor[7]; \
593 : : match_key = 0; \
594 : : if (or == 0) \
595 : : match_key = 1; \
596 : : } \
597 : : break; \
598 : : \
599 : : default: \
600 : : match_key = 0; \
601 : : if (keycmp(bkt_key, pkt_key, key_mask, f->key_size) == 0) \
602 : : match_key = 1; \
603 : : } \
604 : : }
605 : :
606 : : #define lookup2_stage0(t, g, pkts, pkts_mask, pkt00_index, pkt01_index)\
607 : : { \
608 : : uint64_t pkt00_mask, pkt01_mask; \
609 : : struct rte_mbuf *mbuf00, *mbuf01; \
610 : : uint32_t key_offset = t->key_offset; \
611 : : \
612 : : pkt00_index = rte_ctz64(pkts_mask); \
613 : : pkt00_mask = 1LLU << pkt00_index; \
614 : : pkts_mask &= ~pkt00_mask; \
615 : : mbuf00 = pkts[pkt00_index]; \
616 : : \
617 : : pkt01_index = rte_ctz64(pkts_mask); \
618 : : pkt01_mask = 1LLU << pkt01_index; \
619 : : pkts_mask &= ~pkt01_mask; \
620 : : mbuf01 = pkts[pkt01_index]; \
621 : : \
622 : : rte_prefetch0(RTE_MBUF_METADATA_UINT8_PTR(mbuf00, key_offset));\
623 : : rte_prefetch0(RTE_MBUF_METADATA_UINT8_PTR(mbuf01, key_offset));\
624 : : }
625 : :
626 : : #define lookup2_stage0_with_odd_support(t, g, pkts, pkts_mask, pkt00_index, \
627 : : pkt01_index) \
628 : : { \
629 : : uint64_t pkt00_mask, pkt01_mask; \
630 : : struct rte_mbuf *mbuf00, *mbuf01; \
631 : : uint32_t key_offset = t->key_offset; \
632 : : \
633 : : pkt00_index = rte_ctz64(pkts_mask); \
634 : : pkt00_mask = 1LLU << pkt00_index; \
635 : : pkts_mask &= ~pkt00_mask; \
636 : : mbuf00 = pkts[pkt00_index]; \
637 : : \
638 : : pkt01_index = rte_ctz64(pkts_mask); \
639 : : if (pkts_mask == 0) \
640 : : pkt01_index = pkt00_index; \
641 : : \
642 : : pkt01_mask = 1LLU << pkt01_index; \
643 : : pkts_mask &= ~pkt01_mask; \
644 : : mbuf01 = pkts[pkt01_index]; \
645 : : \
646 : : rte_prefetch0(RTE_MBUF_METADATA_UINT8_PTR(mbuf00, key_offset));\
647 : : rte_prefetch0(RTE_MBUF_METADATA_UINT8_PTR(mbuf01, key_offset));\
648 : : }
649 : :
650 : : #define lookup2_stage1(t, g, pkts, pkt10_index, pkt11_index)\
651 : : { \
652 : : struct grinder *g10, *g11; \
653 : : uint64_t sig10, sig11, bkt10_index, bkt11_index; \
654 : : struct rte_mbuf *mbuf10, *mbuf11; \
655 : : struct bucket *bkt10, *bkt11, *buckets = t->buckets; \
656 : : uint8_t *key10, *key11; \
657 : : uint64_t bucket_mask = t->bucket_mask; \
658 : : rte_table_hash_op_hash f_hash = t->f_hash; \
659 : : uint64_t seed = t->seed; \
660 : : uint32_t key_size = t->key_size; \
661 : : uint32_t key_offset = t->key_offset; \
662 : : \
663 : : mbuf10 = pkts[pkt10_index]; \
664 : : key10 = RTE_MBUF_METADATA_UINT8_PTR(mbuf10, key_offset);\
665 : : sig10 = (uint64_t) f_hash(key10, t->key_mask, key_size, seed);\
666 : : bkt10_index = sig10 & bucket_mask; \
667 : : bkt10 = &buckets[bkt10_index]; \
668 : : \
669 : : mbuf11 = pkts[pkt11_index]; \
670 : : key11 = RTE_MBUF_METADATA_UINT8_PTR(mbuf11, key_offset);\
671 : : sig11 = (uint64_t) f_hash(key11, t->key_mask, key_size, seed);\
672 : : bkt11_index = sig11 & bucket_mask; \
673 : : bkt11 = &buckets[bkt11_index]; \
674 : : \
675 : : rte_prefetch0(bkt10); \
676 : : rte_prefetch0(bkt11); \
677 : : \
678 : : g10 = &g[pkt10_index]; \
679 : : g10->sig = sig10; \
680 : : g10->bkt = bkt10; \
681 : : \
682 : : g11 = &g[pkt11_index]; \
683 : : g11->sig = sig11; \
684 : : g11->bkt = bkt11; \
685 : : }
686 : :
687 : : #define lookup2_stage2(t, g, pkt20_index, pkt21_index, pkts_mask_match_many)\
688 : : { \
689 : : struct grinder *g20, *g21; \
690 : : uint64_t sig20, sig21; \
691 : : struct bucket *bkt20, *bkt21; \
692 : : uint8_t *key20, *key21, *key_mem = t->key_mem; \
693 : : uint64_t match20, match21, match_many20, match_many21; \
694 : : uint64_t match_pos20, match_pos21; \
695 : : uint32_t key20_index, key21_index, key_size_shl = t->key_size_shl;\
696 : : \
697 : : g20 = &g[pkt20_index]; \
698 : : sig20 = g20->sig; \
699 : : bkt20 = g20->bkt; \
700 : : sig20 = (sig20 >> 16) | 1LLU; \
701 : : lookup_cmp_sig(sig20, bkt20, match20, match_many20, match_pos20);\
702 : : match20 <<= pkt20_index; \
703 : : match_many20 <<= pkt20_index; \
704 : : key20_index = bkt20->key_pos[match_pos20]; \
705 : : key20 = &key_mem[key20_index << key_size_shl]; \
706 : : \
707 : : g21 = &g[pkt21_index]; \
708 : : sig21 = g21->sig; \
709 : : bkt21 = g21->bkt; \
710 : : sig21 = (sig21 >> 16) | 1LLU; \
711 : : lookup_cmp_sig(sig21, bkt21, match21, match_many21, match_pos21);\
712 : : match21 <<= pkt21_index; \
713 : : match_many21 <<= pkt21_index; \
714 : : key21_index = bkt21->key_pos[match_pos21]; \
715 : : key21 = &key_mem[key21_index << key_size_shl]; \
716 : : \
717 : : rte_prefetch0(key20); \
718 : : rte_prefetch0(key21); \
719 : : \
720 : : pkts_mask_match_many |= match_many20 | match_many21; \
721 : : \
722 : : g20->match = match20; \
723 : : g20->match_pos = match_pos20; \
724 : : g20->key_index = key20_index; \
725 : : \
726 : : g21->match = match21; \
727 : : g21->match_pos = match_pos21; \
728 : : g21->key_index = key21_index; \
729 : : }
730 : :
731 : : #define lookup2_stage3(t, g, pkts, pkt30_index, pkt31_index, pkts_mask_out, \
732 : : entries) \
733 : : { \
734 : : struct grinder *g30, *g31; \
735 : : struct rte_mbuf *mbuf30, *mbuf31; \
736 : : struct bucket *bkt30, *bkt31; \
737 : : uint8_t *key30, *key31, *key_mem = t->key_mem; \
738 : : uint8_t *data30, *data31, *data_mem = t->data_mem; \
739 : : uint64_t match30, match31, match_pos30, match_pos31; \
740 : : uint64_t match_key30, match_key31, match_keys; \
741 : : uint32_t key30_index, key31_index; \
742 : : uint32_t key_size_shl = t->key_size_shl; \
743 : : uint32_t data_size_shl = t->data_size_shl; \
744 : : \
745 : : mbuf30 = pkts[pkt30_index]; \
746 : : g30 = &g[pkt30_index]; \
747 : : bkt30 = g30->bkt; \
748 : : match30 = g30->match; \
749 : : match_pos30 = g30->match_pos; \
750 : : key30_index = g30->key_index; \
751 : : key30 = &key_mem[key30_index << key_size_shl]; \
752 : : lookup_cmp_key(mbuf30, key30, match_key30, t); \
753 : : match_key30 <<= pkt30_index; \
754 : : match_key30 &= match30; \
755 : : data30 = &data_mem[key30_index << data_size_shl]; \
756 : : entries[pkt30_index] = data30; \
757 : : \
758 : : mbuf31 = pkts[pkt31_index]; \
759 : : g31 = &g[pkt31_index]; \
760 : : bkt31 = g31->bkt; \
761 : : match31 = g31->match; \
762 : : match_pos31 = g31->match_pos; \
763 : : key31_index = g31->key_index; \
764 : : key31 = &key_mem[key31_index << key_size_shl]; \
765 : : lookup_cmp_key(mbuf31, key31, match_key31, t); \
766 : : match_key31 <<= pkt31_index; \
767 : : match_key31 &= match31; \
768 : : data31 = &data_mem[key31_index << data_size_shl]; \
769 : : entries[pkt31_index] = data31; \
770 : : \
771 : : rte_prefetch0(data30); \
772 : : rte_prefetch0(data31); \
773 : : \
774 : : match_keys = match_key30 | match_key31; \
775 : : pkts_mask_out |= match_keys; \
776 : : \
777 : : if (match_key30 == 0) \
778 : : match_pos30 = 4; \
779 : : lru_update(bkt30, match_pos30); \
780 : : \
781 : : if (match_key31 == 0) \
782 : : match_pos31 = 4; \
783 : : lru_update(bkt31, match_pos31); \
784 : : }
785 : :
786 : : /*
787 : : * The lookup function implements a 4-stage pipeline, with each stage processing
788 : : * two different packets. The purpose of pipelined implementation is to hide the
789 : : * latency of prefetching the data structures and loosen the data dependency
790 : : * between instructions.
791 : : *
792 : : * p00 _______ p10 _______ p20 _______ p30 _______
793 : : * ----->| |----->| |----->| |----->| |----->
794 : : * | 0 | | 1 | | 2 | | 3 |
795 : : * ----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->|_______|----->
796 : : * p01 p11 p21 p31
797 : : *
798 : : * The naming convention is:
799 : : * pXY = packet Y of stage X, X = 0 .. 3, Y = 0 .. 1
800 : : */
801 : 0 : static int rte_table_hash_lru_lookup(
802 : : void *table,
803 : : struct rte_mbuf **pkts,
804 : : uint64_t pkts_mask,
805 : : uint64_t *lookup_hit_mask,
806 : : void **entries)
807 : : {
808 : : struct rte_table_hash *t = (struct rte_table_hash *) table;
809 [ # # ]: 0 : struct grinder *g = t->grinders;
810 : : uint64_t pkt00_index, pkt01_index, pkt10_index, pkt11_index;
811 : : uint64_t pkt20_index, pkt21_index, pkt30_index, pkt31_index;
812 : : uint64_t pkts_mask_out = 0, pkts_mask_match_many = 0;
813 : : int status = 0;
814 : :
815 : : __rte_unused uint32_t n_pkts_in = rte_popcount64(pkts_mask);
816 : : RTE_TABLE_HASH_LRU_STATS_PKTS_IN_ADD(t, n_pkts_in);
817 : :
818 : : /* Cannot run the pipeline with less than 7 packets */
819 [ # # ]: 0 : if (rte_popcount64(pkts_mask) < 7)
820 : 0 : return rte_table_hash_lru_lookup_unoptimized(table, pkts,
821 : : pkts_mask, lookup_hit_mask, entries);
822 : :
823 : : /* Pipeline stage 0 */
824 : 0 : lookup2_stage0(t, g, pkts, pkts_mask, pkt00_index, pkt01_index);
825 : :
826 : : /* Pipeline feed */
827 : : pkt10_index = pkt00_index;
828 : : pkt11_index = pkt01_index;
829 : :
830 : : /* Pipeline stage 0 */
831 : 0 : lookup2_stage0(t, g, pkts, pkts_mask, pkt00_index, pkt01_index);
832 : :
833 : : /* Pipeline stage 1 */
834 : 0 : lookup2_stage1(t, g, pkts, pkt10_index, pkt11_index);
835 : :
836 : : /* Pipeline feed */
837 : : pkt20_index = pkt10_index;
838 : : pkt21_index = pkt11_index;
839 : : pkt10_index = pkt00_index;
840 : : pkt11_index = pkt01_index;
841 : :
842 : : /* Pipeline stage 0 */
843 : 0 : lookup2_stage0(t, g, pkts, pkts_mask, pkt00_index, pkt01_index);
844 : :
845 : : /* Pipeline stage 1 */
846 : 0 : lookup2_stage1(t, g, pkts, pkt10_index, pkt11_index);
847 : :
848 : : /* Pipeline stage 2 */
849 [ # # # # : 0 : lookup2_stage2(t, g, pkt20_index, pkt21_index, pkts_mask_match_many);
# # # # #
# # # # #
# # ]
850 : :
851 : : /*
852 : : * Pipeline run
853 : : *
854 : : */
855 [ # # ]: 0 : for ( ; pkts_mask; ) {
856 : : /* Pipeline feed */
857 : : pkt30_index = pkt20_index;
858 : : pkt31_index = pkt21_index;
859 : : pkt20_index = pkt10_index;
860 : : pkt21_index = pkt11_index;
861 : : pkt10_index = pkt00_index;
862 : : pkt11_index = pkt01_index;
863 : :
864 : : /* Pipeline stage 0 */
865 [ # # ]: 0 : lookup2_stage0_with_odd_support(t, g, pkts, pkts_mask,
866 : : pkt00_index, pkt01_index);
867 : :
868 : : /* Pipeline stage 1 */
869 : 0 : lookup2_stage1(t, g, pkts, pkt10_index, pkt11_index);
870 : :
871 : : /* Pipeline stage 2 */
872 [ # # # # : 0 : lookup2_stage2(t, g, pkt20_index, pkt21_index,
# # # # #
# # # # #
# # ]
873 : : pkts_mask_match_many);
874 : :
875 : : /* Pipeline stage 3 */
876 [ # # # # : 0 : lookup2_stage3(t, g, pkts, pkt30_index, pkt31_index,
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # #
# ]
877 : : pkts_mask_out, entries);
878 : : }
879 : :
880 : : /* Pipeline feed */
881 : : pkt30_index = pkt20_index;
882 : : pkt31_index = pkt21_index;
883 : : pkt20_index = pkt10_index;
884 : : pkt21_index = pkt11_index;
885 : : pkt10_index = pkt00_index;
886 : : pkt11_index = pkt01_index;
887 : :
888 : : /* Pipeline stage 1 */
889 : 0 : lookup2_stage1(t, g, pkts, pkt10_index, pkt11_index);
890 : :
891 : : /* Pipeline stage 2 */
892 [ # # # # : 0 : lookup2_stage2(t, g, pkt20_index, pkt21_index, pkts_mask_match_many);
# # # # #
# # # # #
# # ]
893 : :
894 : : /* Pipeline stage 3 */
895 [ # # # # : 0 : lookup2_stage3(t, g, pkts, pkt30_index, pkt31_index, pkts_mask_out,
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # ]
896 : : entries);
897 : :
898 : : /* Pipeline feed */
899 : : pkt30_index = pkt20_index;
900 : : pkt31_index = pkt21_index;
901 : : pkt20_index = pkt10_index;
902 : : pkt21_index = pkt11_index;
903 : :
904 : : /* Pipeline stage 2 */
905 [ # # # # : 0 : lookup2_stage2(t, g, pkt20_index, pkt21_index, pkts_mask_match_many);
# # # # #
# # # # #
# # ]
906 : :
907 : : /* Pipeline stage 3 */
908 [ # # # # : 0 : lookup2_stage3(t, g, pkts, pkt30_index, pkt31_index, pkts_mask_out,
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # #
# ]
909 : : entries);
910 : :
911 : : /* Pipeline feed */
912 : : pkt30_index = pkt20_index;
913 : : pkt31_index = pkt21_index;
914 : :
915 : : /* Pipeline stage 3 */
916 [ # # # # : 0 : lookup2_stage3(t, g, pkts, pkt30_index, pkt31_index, pkts_mask_out,
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # # # #
# # ]
917 : : entries);
918 : :
919 : : /* Slow path */
920 : 0 : pkts_mask_match_many &= ~pkts_mask_out;
921 [ # # ]: 0 : if (pkts_mask_match_many) {
922 : 0 : uint64_t pkts_mask_out_slow = 0;
923 : :
924 : 0 : status = rte_table_hash_lru_lookup_unoptimized(table, pkts,
925 : : pkts_mask_match_many, &pkts_mask_out_slow, entries);
926 : 0 : pkts_mask_out |= pkts_mask_out_slow;
927 : : }
928 : :
929 : 0 : *lookup_hit_mask = pkts_mask_out;
930 : : RTE_TABLE_HASH_LRU_STATS_PKTS_LOOKUP_MISS(t, n_pkts_in - rte_popcount64(pkts_mask_out));
931 : 0 : return status;
932 : : }
933 : :
934 : : static int
935 : 0 : rte_table_hash_lru_stats_read(void *table, struct rte_table_stats *stats, int clear)
936 : : {
937 : : struct rte_table_hash *t = table;
938 : :
939 [ # # ]: 0 : if (stats != NULL)
940 : 0 : memcpy(stats, &t->stats, sizeof(t->stats));
941 : :
942 [ # # ]: 0 : if (clear)
943 : 0 : memset(&t->stats, 0, sizeof(t->stats));
944 : :
945 : 0 : return 0;
946 : : }
947 : :
948 : : struct rte_table_ops rte_table_hash_lru_ops = {
949 : : .f_create = rte_table_hash_lru_create,
950 : : .f_free = rte_table_hash_lru_free,
951 : : .f_add = rte_table_hash_lru_entry_add,
952 : : .f_delete = rte_table_hash_lru_entry_delete,
953 : : .f_add_bulk = NULL,
954 : : .f_delete_bulk = NULL,
955 : : .f_lookup = rte_table_hash_lru_lookup,
956 : : .f_stats = rte_table_hash_lru_stats_read,
957 : : };
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