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