samples/bpf/xdpsock_user.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /* Copyright(c) 2017 - 2018 Intel Corporation. */
   3
   4 #include <asm/barrier.h>
   5 #include <errno.h>
   6 #include <getopt.h>
   7 #include <libgen.h>
   8 #include <linux/bpf.h>
   9 #include <linux/compiler.h>
  10 #include <linux/if_link.h>
  11 #include <linux/if_xdp.h>
  12 #include <linux/if_ether.h>
  13 #include <linux/ip.h>
  14 #include <linux/limits.h>
  15 #include <linux/udp.h>
  16 #include <arpa/inet.h>
  17 #include <locale.h>
  18 #include <net/ethernet.h>
  19 #include <net/if.h>
  20 #include <poll.h>
  21 #include <pthread.h>
  22 #include <signal.h>
  23 #include <stdbool.h>
  24 #include <stdio.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <string.h>
  27 #include <sys/mman.h>
  28 #include <sys/resource.h>
  29 #include <sys/socket.h>
  30 #include <sys/types.h>
  31 #include <time.h>
  32 #include <unistd.h>
  33
  34 #include <bpf/libbpf.h>
  35 #include <bpf/xsk.h>
  36 #include <bpf/bpf.h>
  37 #include "xdpsock.h"
  38
  39 #ifndef SOL_XDP
  40 #define SOL_XDP 283
  41 #endif
  42
  43 #ifndef AF_XDP
  44 #define AF_XDP 44
  45 #endif
  46
  47 #ifndef PF_XDP
  48 #define PF_XDP AF_XDP
  49 #endif
  50
  51 #define NUM_FRAMES (4 * 1024)
  52 #define MIN_PKT_SIZE 64
  53
  54 #define DEBUG_HEXDUMP 0
  55
  56 typedef __u64 u64;
  57 typedef __u32 u32;
  58 typedef __u16 u16;
  59 typedef __u8  u8;
  60
  61 static unsigned long prev_time;
  62
  63 enum benchmark_type {
  64         BENCH_RXDROP = 0,
  65         BENCH_TXONLY = 1,
  66         BENCH_L2FWD = 2,
  67 };
  68
  69 static enum benchmark_type opt_bench = BENCH_RXDROP;
  70 static u32 opt_xdp_flags = XDP_FLAGS_UPDATE_IF_NOEXIST;
  71 static const char *opt_if = "";
  72 static int opt_ifindex;
  73 static int opt_queue;
  74 static unsigned long opt_duration;
  75 static unsigned long start_time;
  76 static bool benchmark_done;
  77 static u32 opt_batch_size = 64;
  78 static int opt_pkt_count;
  79 static u16 opt_pkt_size = MIN_PKT_SIZE;
  80 static u32 opt_pkt_fill_pattern = 0x12345678;
  81 static bool opt_extra_stats;
  82 static bool opt_quiet;
  83 static bool opt_app_stats;
  84 static const char *opt_irq_str = "";
  85 static u32 irq_no;
  86 static int irqs_at_init = -1;
  87 static int opt_poll;
  88 static int opt_interval = 1;
  89 static u32 opt_xdp_bind_flags = XDP_USE_NEED_WAKEUP;
  90 static u32 opt_umem_flags;
  91 static int opt_unaligned_chunks;
  92 static int opt_mmap_flags;
  93 static int opt_xsk_frame_size = XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SIZE;
  94 static int opt_timeout = 1000;
  95 static bool opt_need_wakeup = true;
  96 static u32 opt_num_xsks = 1;
  97 static u32 prog_id;
  98 static bool opt_busy_poll;
  99
 100 struct xsk_ring_stats {
 101         unsigned long rx_npkts;
 102         unsigned long tx_npkts;
 103         unsigned long rx_dropped_npkts;
 104         unsigned long rx_invalid_npkts;
 105         unsigned long tx_invalid_npkts;
 106         unsigned long rx_full_npkts;
 107         unsigned long rx_fill_empty_npkts;
 108         unsigned long tx_empty_npkts;
 109         unsigned long prev_rx_npkts;
 110         unsigned long prev_tx_npkts;
 111         unsigned long prev_rx_dropped_npkts;
 112         unsigned long prev_rx_invalid_npkts;
 113         unsigned long prev_tx_invalid_npkts;
 114         unsigned long prev_rx_full_npkts;
 115         unsigned long prev_rx_fill_empty_npkts;
 116         unsigned long prev_tx_empty_npkts;
 117 };
 118
 119 struct xsk_driver_stats {
 120         unsigned long intrs;
 121         unsigned long prev_intrs;
 122 };
 123
 124 struct xsk_app_stats {
 125         unsigned long rx_empty_polls;
 126         unsigned long fill_fail_polls;
 127         unsigned long copy_tx_sendtos;
 128         unsigned long tx_wakeup_sendtos;
 129         unsigned long opt_polls;
 130         unsigned long prev_rx_empty_polls;
 131         unsigned long prev_fill_fail_polls;
 132         unsigned long prev_copy_tx_sendtos;
 133         unsigned long prev_tx_wakeup_sendtos;
 134         unsigned long prev_opt_polls;
 135 };
 136
 137 struct xsk_umem_info {
 138         struct xsk_ring_prod fq;
 139         struct xsk_ring_cons cq;
 140         struct xsk_umem *umem;
 141         void *buffer;
 142 };
 143
 144 struct xsk_socket_info {
 145         struct xsk_ring_cons rx;
 146         struct xsk_ring_prod tx;
 147         struct xsk_umem_info *umem;
 148         struct xsk_socket *xsk;
 149         struct xsk_ring_stats ring_stats;
 150         struct xsk_app_stats app_stats;
 151         struct xsk_driver_stats drv_stats;
 152         u32 outstanding_tx;
 153 };
 154
 155 static int num_socks;
 156 struct xsk_socket_info *xsks[MAX_SOCKS];
 157
 158 static unsigned long get_nsecs(void)
 159 {
 160         struct timespec ts;
 161
 162         clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
 163         return ts.tv_sec * 1000000000UL + ts.tv_nsec;
 164 }
 165
 166 static void print_benchmark(bool running)
 167 {
 168         const char *bench_str = "INVALID";
 169
 170         if (opt_bench == BENCH_RXDROP)
 171                 bench_str = "rxdrop";
 172         else if (opt_bench == BENCH_TXONLY)
 173                 bench_str = "txonly";
 174         else if (opt_bench == BENCH_L2FWD)
 175                 bench_str = "l2fwd";
 176
 177         printf("%s:%d %s ", opt_if, opt_queue, bench_str);
 178         if (opt_xdp_flags & XDP_FLAGS_SKB_MODE)
 179                 printf("xdp-skb ");
 180         else if (opt_xdp_flags & XDP_FLAGS_DRV_MODE)
 181                 printf("xdp-drv ");
 182         else
 183                 printf("        ");
 184
 185         if (opt_poll)
 186                 printf("poll() ");
 187
 188         if (running) {
 189                 printf("running...");
 190                 fflush(stdout);
 191         }
 192 }
 193
 194 static int xsk_get_xdp_stats(int fd, struct xsk_socket_info *xsk)
 195 {
 196         struct xdp_statistics stats;
 197         socklen_t optlen;
 198         int err;
 199
 200         optlen = sizeof(stats);
 201         err = getsockopt(fd, SOL_XDP, XDP_STATISTICS, &stats, &optlen);
 202         if (err)
 203                 return err;
 204
 205         if (optlen == sizeof(struct xdp_statistics)) {
 206                 xsk->ring_stats.rx_dropped_npkts = stats.rx_dropped;
 207                 xsk->ring_stats.rx_invalid_npkts = stats.rx_invalid_descs;
 208                 xsk->ring_stats.tx_invalid_npkts = stats.tx_invalid_descs;
 209                 xsk->ring_stats.rx_full_npkts = stats.rx_ring_full;
 210                 xsk->ring_stats.rx_fill_empty_npkts = stats.rx_fill_ring_empty_descs;
 211                 xsk->ring_stats.tx_empty_npkts = stats.tx_ring_empty_descs;
 212                 return 0;
 213         }
 214
 215         return -EINVAL;
 216 }
 217
 218 static void dump_app_stats(long dt)
 219 {
 220         int i;
 221
 222         for (i = 0; i < num_socks && xsks[i]; i++) {
 223                 char *fmt = "%-18s %'-14.0f %'-14lu\n";
 224                 double rx_empty_polls_ps, fill_fail_polls_ps, copy_tx_sendtos_ps,
 225                                 tx_wakeup_sendtos_ps, opt_polls_ps;
 226
 227                 rx_empty_polls_ps = (xsks[i]->app_stats.rx_empty_polls -
 228                                         xsks[i]->app_stats.prev_rx_empty_polls) * 1000000000. / dt;
 229                 fill_fail_polls_ps = (xsks[i]->app_stats.fill_fail_polls -
 230                                         xsks[i]->app_stats.prev_fill_fail_polls) * 1000000000. / dt;
 231                 copy_tx_sendtos_ps = (xsks[i]->app_stats.copy_tx_sendtos -
 232                                         xsks[i]->app_stats.prev_copy_tx_sendtos) * 1000000000. / dt;
 233                 tx_wakeup_sendtos_ps = (xsks[i]->app_stats.tx_wakeup_sendtos -
 234                                         xsks[i]->app_stats.prev_tx_wakeup_sendtos)
 235                                                                                 * 1000000000. / dt;
 236                 opt_polls_ps = (xsks[i]->app_stats.opt_polls -
 237                                         xsks[i]->app_stats.prev_opt_polls) * 1000000000. / dt;
 238
 239                 printf("\n%-18s %-14s %-14s\n", "", "calls/s", "count");
 240                 printf(fmt, "rx empty polls", rx_empty_polls_ps, xsks[i]->app_stats.rx_empty_polls);
 241                 printf(fmt, "fill fail polls", fill_fail_polls_ps,
 242                                                         xsks[i]->app_stats.fill_fail_polls);
 243                 printf(fmt, "copy tx sendtos", copy_tx_sendtos_ps,
 244                                                         xsks[i]->app_stats.copy_tx_sendtos);
 245                 printf(fmt, "tx wakeup sendtos", tx_wakeup_sendtos_ps,
 246                                                         xsks[i]->app_stats.tx_wakeup_sendtos);
 247                 printf(fmt, "opt polls", opt_polls_ps, xsks[i]->app_stats.opt_polls);
 248
 249                 xsks[i]->app_stats.prev_rx_empty_polls = xsks[i]->app_stats.rx_empty_polls;
 250                 xsks[i]->app_stats.prev_fill_fail_polls = xsks[i]->app_stats.fill_fail_polls;
 251                 xsks[i]->app_stats.prev_copy_tx_sendtos = xsks[i]->app_stats.copy_tx_sendtos;
 252                 xsks[i]->app_stats.prev_tx_wakeup_sendtos = xsks[i]->app_stats.tx_wakeup_sendtos;
 253                 xsks[i]->app_stats.prev_opt_polls = xsks[i]->app_stats.opt_polls;
 254         }
 255 }
 256
 257 static bool get_interrupt_number(void)
 258 {
 259         FILE *f_int_proc;
 260         char line[4096];
 261         bool found = false;
 262
 263         f_int_proc = fopen("/proc/interrupts", "r");
 264         if (f_int_proc == NULL) {
 265                 printf("Failed to open /proc/interrupts.\n");
 266                 return found;
 267         }
 268
 269         while (!feof(f_int_proc) && !found) {
 270                 /* Make sure to read a full line at a time */
 271                 if (fgets(line, sizeof(line), f_int_proc) == NULL ||
 272                                 line[strlen(line) - 1] != '\n') {
 273                         printf("Error reading from interrupts file\n");
 274                         break;
 275                 }
 276
 277                 /* Extract interrupt number from line */
 278                 if (strstr(line, opt_irq_str) != NULL) {
 279                         irq_no = atoi(line);
 280                         found = true;
 281                         break;
 282                 }
 283         }
 284
 285         fclose(f_int_proc);
 286
 287         return found;
 288 }
 289
 290 static int get_irqs(void)
 291 {
 292         char count_path[PATH_MAX];
 293         int total_intrs = -1;
 294         FILE *f_count_proc;
 295         char line[4096];
 296
 297         snprintf(count_path, sizeof(count_path),
 298                 "/sys/kernel/irq/%i/per_cpu_count", irq_no);
 299         f_count_proc = fopen(count_path, "r");
 300         if (f_count_proc == NULL) {
 301                 printf("Failed to open %s\n", count_path);
 302                 return total_intrs;
 303         }
 304
 305         if (fgets(line, sizeof(line), f_count_proc) == NULL ||
 306                         line[strlen(line) - 1] != '\n') {
 307                 printf("Error reading from %s\n", count_path);
 308         } else {
 309                 static const char com[2] = ",";
 310                 char *token;
 311
 312                 total_intrs = 0;
 313                 token = strtok(line, com);
 314                 while (token != NULL) {
 315                         /* sum up interrupts across all cores */
 316                         total_intrs += atoi(token);
 317                         token = strtok(NULL, com);
 318                 }
 319         }
 320
 321         fclose(f_count_proc);
 322
 323         return total_intrs;
 324 }
 325
 326 static void dump_driver_stats(long dt)
 327 {
 328         int i;
 329
 330         for (i = 0; i < num_socks && xsks[i]; i++) {
 331                 char *fmt = "%-18s %'-14.0f %'-14lu\n";
 332                 double intrs_ps;
 333                 int n_ints = get_irqs();
 334
 335                 if (n_ints < 0) {
 336                         printf("error getting intr info for intr %i\n", irq_no);
 337                         return;
 338                 }
 339                 xsks[i]->drv_stats.intrs = n_ints - irqs_at_init;
 340
 341                 intrs_ps = (xsks[i]->drv_stats.intrs - xsks[i]->drv_stats.prev_intrs) *
 342                          1000000000. / dt;
 343
 344                 printf("\n%-18s %-14s %-14s\n", "", "intrs/s", "count");
 345                 printf(fmt, "irqs", intrs_ps, xsks[i]->drv_stats.intrs);
 346
 347                 xsks[i]->drv_stats.prev_intrs = xsks[i]->drv_stats.intrs;
 348         }
 349 }
 350
 351 static void dump_stats(void)
 352 {
 353         unsigned long now = get_nsecs();
 354         long dt = now - prev_time;
 355         int i;
 356
 357         prev_time = now;
 358
 359         for (i = 0; i < num_socks && xsks[i]; i++) {
 360                 char *fmt = "%-18s %'-14.0f %'-14lu\n";
 361                 double rx_pps, tx_pps, dropped_pps, rx_invalid_pps, full_pps, fill_empty_pps,
 362                         tx_invalid_pps, tx_empty_pps;
 363
 364                 rx_pps = (xsks[i]->ring_stats.rx_npkts - xsks[i]->ring_stats.prev_rx_npkts) *
 365                          1000000000. / dt;
 366                 tx_pps = (xsks[i]->ring_stats.tx_npkts - xsks[i]->ring_stats.prev_tx_npkts) *
 367                          1000000000. / dt;
 368
 369                 printf("\n sock%d@", i);
 370                 print_benchmark(false);
 371                 printf("\n");
 372
 373                 printf("%-18s %-14s %-14s %-14.2f\n", "", "pps", "pkts",
 374                        dt / 1000000000.);
 375                 printf(fmt, "rx", rx_pps, xsks[i]->ring_stats.rx_npkts);
 376                 printf(fmt, "tx", tx_pps, xsks[i]->ring_stats.tx_npkts);
 377
 378                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_npkts = xsks[i]->ring_stats.rx_npkts;
 379                 xsks[i]->ring_stats.prev_tx_npkts = xsks[i]->ring_stats.tx_npkts;
 380
 381                 if (opt_extra_stats) {
 382                         if (!xsk_get_xdp_stats(xsk_socket__fd(xsks[i]->xsk), xsks[i])) {
 383                                 dropped_pps = (xsks[i]->ring_stats.rx_dropped_npkts -
 384                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_dropped_npkts) *
 385                                                         1000000000. / dt;
 386                                 rx_invalid_pps = (xsks[i]->ring_stats.rx_invalid_npkts -
 387                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_invalid_npkts) *
 388                                                         1000000000. / dt;
 389                                 tx_invalid_pps = (xsks[i]->ring_stats.tx_invalid_npkts -
 390                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_tx_invalid_npkts) *
 391                                                         1000000000. / dt;
 392                                 full_pps = (xsks[i]->ring_stats.rx_full_npkts -
 393                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_full_npkts) *
 394                                                         1000000000. / dt;
 395                                 fill_empty_pps = (xsks[i]->ring_stats.rx_fill_empty_npkts -
 396                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_fill_empty_npkts) *
 397                                                         1000000000. / dt;
 398                                 tx_empty_pps = (xsks[i]->ring_stats.tx_empty_npkts -
 399                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_tx_empty_npkts) *
 400                                                         1000000000. / dt;
 401
 402                                 printf(fmt, "rx dropped", dropped_pps,
 403                                        xsks[i]->ring_stats.rx_dropped_npkts);
 404                                 printf(fmt, "rx invalid", rx_invalid_pps,
 405                                        xsks[i]->ring_stats.rx_invalid_npkts);
 406                                 printf(fmt, "tx invalid", tx_invalid_pps,
 407                                        xsks[i]->ring_stats.tx_invalid_npkts);
 408                                 printf(fmt, "rx queue full", full_pps,
 409                                        xsks[i]->ring_stats.rx_full_npkts);
 410                                 printf(fmt, "fill ring empty", fill_empty_pps,
 411                                        xsks[i]->ring_stats.rx_fill_empty_npkts);
 412                                 printf(fmt, "tx ring empty", tx_empty_pps,
 413                                        xsks[i]->ring_stats.tx_empty_npkts);
 414
 415                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_dropped_npkts =
 416                                         xsks[i]->ring_stats.rx_dropped_npkts;
 417                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_invalid_npkts =
 418                                         xsks[i]->ring_stats.rx_invalid_npkts;
 419                                 xsks[i]->ring_stats.prev_tx_invalid_npkts =
 420                                         xsks[i]->ring_stats.tx_invalid_npkts;
 421                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_full_npkts =
 422                                         xsks[i]->ring_stats.rx_full_npkts;
 423                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_fill_empty_npkts =
 424                                         xsks[i]->ring_stats.rx_fill_empty_npkts;
 425                                 xsks[i]->ring_stats.prev_tx_empty_npkts =
 426                                         xsks[i]->ring_stats.tx_empty_npkts;
 427                         } else {
 428                                 printf("%-15s\n", "Error retrieving extra stats");
 429                         }
 430                 }
 431         }
 432
 433         if (opt_app_stats)
 434                 dump_app_stats(dt);
 435         if (irq_no)
 436                 dump_driver_stats(dt);
 437 }
 438
 439 static bool is_benchmark_done(void)
 440 {
 441         if (opt_duration > 0) {
 442                 unsigned long dt = (get_nsecs() - start_time);
 443
 444                 if (dt >= opt_duration)
 445                         benchmark_done = true;
 446         }
 447         return benchmark_done;
 448 }
 449
 450 static void *poller(void *arg)
 451 {
 452         (void)arg;
 453         while (!is_benchmark_done()) {
 454                 sleep(opt_interval);
 455                 dump_stats();
 456         }
 457
 458         return NULL;
 459 }
 460
 461 static void remove_xdp_program(void)
 462 {
 463         u32 curr_prog_id = 0;
 464
 465         if (bpf_get_link_xdp_id(opt_ifindex, &curr_prog_id, opt_xdp_flags)) {
 466                 printf("bpf_get_link_xdp_id failed\n");
 467                 exit(EXIT_FAILURE);
 468         }
 469         if (prog_id == curr_prog_id)
 470                 bpf_set_link_xdp_fd(opt_ifindex, -1, opt_xdp_flags);
 471         else if (!curr_prog_id)
 472                 printf("couldn't find a prog id on a given interface\n");
 473         else
 474                 printf("program on interface changed, not removing\n");
 475 }
 476
 477 static void int_exit(int sig)
 478 {
 479         benchmark_done = true;
 480 }
 481
 482 static void xdpsock_cleanup(void)
 483 {
 484         struct xsk_umem *umem = xsks[0]->umem->umem;
 485         int i;
 486
 487         dump_stats();
 488         for (i = 0; i < num_socks; i++)
 489                 xsk_socket__delete(xsks[i]->xsk);
 490         (void)xsk_umem__delete(umem);
 491         remove_xdp_program();
 492 }
 493
 494 static void __exit_with_error(int error, const char *file, const char *func,
 495                               int line)
 496 {
 497         fprintf(stderr, "%s:%s:%i: errno: %d/\"%s\"\n", file, func,
 498                 line, error, strerror(error));
 499         dump_stats();
 500         remove_xdp_program();
 501         exit(EXIT_FAILURE);
 502 }
 503
 504 #define exit_with_error(error) __exit_with_error(error, __FILE__, __func__, \
 505                                                  __LINE__)
 506 static void swap_mac_addresses(void *data)
 507 {
 508         struct ether_header *eth = (struct ether_header *)data;
 509         struct ether_addr *src_addr = (struct ether_addr *)&eth->ether_shost;
 510         struct ether_addr *dst_addr = (struct ether_addr *)&eth->ether_dhost;
 511         struct ether_addr tmp;
 512
 513         tmp = *src_addr;
 514         *src_addr = *dst_addr;
 515         *dst_addr = tmp;
 516 }
 517
 518 static void hex_dump(void *pkt, size_t length, u64 addr)
 519 {
 520         const unsigned char *address = (unsigned char *)pkt;
 521         const unsigned char *line = address;
 522         size_t line_size = 32;
 523         unsigned char c;
 524         char buf[32];
 525         int i = 0;
 526
 527         if (!DEBUG_HEXDUMP)
 528                 return;
 529
 530         sprintf(buf, "addr=%llu", addr);
 531         printf("length = %zu\n", length);
 532         printf("%s | ", buf);
 533         while (length-- > 0) {
 534                 printf("%02X ", *address++);
 535                 if (!(++i % line_size) || (length == 0 && i % line_size)) {
 536                         if (length == 0) {
 537                                 while (i++ % line_size)
 538                                         printf("__ ");
 539                         }
 540                         printf(" | ");  /* right close */
 541                         while (line < address) {
 542                                 c = *line++;
 543                                 printf("%c", (c < 33 || c == 255) ? 0x2E : c);
 544                         }
 545                         printf("\n");
 546                         if (length > 0)
 547                                 printf("%s | ", buf);
 548                 }
 549         }
 550         printf("\n");
 551 }
 552
 553 static void *memset32_htonl(void *dest, u32 val, u32 size)
 554 {
 555         u32 *ptr = (u32 *)dest;
 556         int i;
 557
 558         val = htonl(val);
 559
 560         for (i = 0; i < (size & (~0x3)); i += 4)
 561                 ptr[i >> 2] = val;
 562
 563         for (; i < size; i++)
 564                 ((char *)dest)[i] = ((char *)&val)[i & 3];
 565
 566         return dest;
 567 }
 568
 569 /*
 570  * This function code has been taken from
 571  * Linux kernel lib/checksum.c
 572  */
 573 static inline unsigned short from32to16(unsigned int x)
 574 {
 575         /* add up 16-bit and 16-bit for 16+c bit */
 576         x = (x & 0xffff) + (x >> 16);
 577         /* add up carry.. */
 578         x = (x & 0xffff) + (x >> 16);
 579         return x;
 580 }
 581
 582 /*
 583  * This function code has been taken from
 584  * Linux kernel lib/checksum.c
 585  */
 586 static unsigned int do_csum(const unsigned char *buff, int len)
 587 {
 588         unsigned int result = 0;
 589         int odd;
 590
 591         if (len <= 0)
 592                 goto out;
 593         odd = 1 & (unsigned long)buff;
 594         if (odd) {
 595 #ifdef __LITTLE_ENDIAN
 596                 result += (*buff << 8);
 597 #else
 598                 result = *buff;
 599 #endif
 600                 len--;
 601                 buff++;
 602         }
 603         if (len >= 2) {
 604                 if (2 & (unsigned long)buff) {
 605                         result += *(unsigned short *)buff;
 606                         len -= 2;
 607                         buff += 2;
 608                 }
 609                 if (len >= 4) {
 610                         const unsigned char *end = buff +
 611                                                    ((unsigned int)len & ~3);
 612                         unsigned int carry = 0;
 613
 614                         do {
 615                                 unsigned int w = *(unsigned int *)buff;
 616
 617                                 buff += 4;
 618                                 result += carry;
 619                                 result += w;
 620                                 carry = (w > result);
 621                         } while (buff < end);
 622                         result += carry;
 623                         result = (result & 0xffff) + (result >> 16);
 624                 }
 625                 if (len & 2) {
 626                         result += *(unsigned short *)buff;
 627                         buff += 2;
 628                 }
 629         }
 630         if (len & 1)
 631 #ifdef __LITTLE_ENDIAN
 632                 result += *buff;
 633 #else
 634                 result += (*buff << 8);
 635 #endif
 636         result = from32to16(result);
 637         if (odd)
 638                 result = ((result >> 8) & 0xff) | ((result & 0xff) << 8);
 639 out:
 640         return result;
 641 }
 642
 643 __sum16 ip_fast_csum(const void *iph, unsigned int ihl);
 644
 645 /*
 646  *      This is a version of ip_compute_csum() optimized for IP headers,
 647  *      which always checksum on 4 octet boundaries.
 648  *      This function code has been taken from
 649  *      Linux kernel lib/checksum.c
 650  */
 651 __sum16 ip_fast_csum(const void *iph, unsigned int ihl)
 652 {
 653         return (__force __sum16)~do_csum(iph, ihl * 4);
 654 }
 655
 656 /*
 657  * Fold a partial checksum
 658  * This function code has been taken from
 659  * Linux kernel include/asm-generic/checksum.h
 660  */
 661 static inline __sum16 csum_fold(__wsum csum)
 662 {
 663         u32 sum = (__force u32)csum;
 664
 665         sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
 666         sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
 667         return (__force __sum16)~sum;
 668 }
 669
 670 /*
 671  * This function code has been taken from
 672  * Linux kernel lib/checksum.c
 673  */
 674 static inline u32 from64to32(u64 x)
 675 {
 676         /* add up 32-bit and 32-bit for 32+c bit */
 677         x = (x & 0xffffffff) + (x >> 32);
 678         /* add up carry.. */
 679         x = (x & 0xffffffff) + (x >> 32);
 680         return (u32)x;
 681 }
 682
 683 __wsum csum_tcpudp_nofold(__be32 saddr, __be32 daddr,
 684                           __u32 len, __u8 proto, __wsum sum);
 685
 686 /*
 687  * This function code has been taken from
 688  * Linux kernel lib/checksum.c
 689  */
 690 __wsum csum_tcpudp_nofold(__be32 saddr, __be32 daddr,
 691                           __u32 len, __u8 proto, __wsum sum)
 692 {
 693         unsigned long long s = (__force u32)sum;
 694
 695         s += (__force u32)saddr;
 696         s += (__force u32)daddr;
 697 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 698         s += proto + len;
 699 #else
 700         s += (proto + len) << 8;
 701 #endif
 702         return (__force __wsum)from64to32(s);
 703 }
 704
 705 /*
 706  * This function has been taken from
 707  * Linux kernel include/asm-generic/checksum.h
 708  */
 709 static inline __sum16
 710 csum_tcpudp_magic(__be32 saddr, __be32 daddr, __u32 len,
 711                   __u8 proto, __wsum sum)
 712 {
 713         return csum_fold(csum_tcpudp_nofold(saddr, daddr, len, proto, sum));
 714 }
 715
 716 static inline u16 udp_csum(u32 saddr, u32 daddr, u32 len,
 717                            u8 proto, u16 *udp_pkt)
 718 {
 719         u32 csum = 0;
 720         u32 cnt = 0;
 721
 722         /* udp hdr and data */
 723         for (; cnt < len; cnt += 2)
 724                 csum += udp_pkt[cnt >> 1];
 725
 726         return csum_tcpudp_magic(saddr, daddr, len, proto, csum);
 727 }
 728
 729 #define ETH_FCS_SIZE 4
 730
 731 #define PKT_HDR_SIZE (sizeof(struct ethhdr) + sizeof(struct iphdr) + \
 732                       sizeof(struct udphdr))
 733
 734 #define PKT_SIZE                (opt_pkt_size - ETH_FCS_SIZE)
 735 #define IP_PKT_SIZE             (PKT_SIZE - sizeof(struct ethhdr))
 736 #define UDP_PKT_SIZE            (IP_PKT_SIZE - sizeof(struct iphdr))
 737 #define UDP_PKT_DATA_SIZE       (UDP_PKT_SIZE - sizeof(struct udphdr))
 738
 739 static u8 pkt_data[XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SIZE];
 740
 741 static void gen_eth_hdr_data(void)
 742 {
 743         struct udphdr *udp_hdr = (struct udphdr *)(pkt_data +
 744                                                    sizeof(struct ethhdr) +
 745                                                    sizeof(struct iphdr));
 746         struct iphdr *ip_hdr = (struct iphdr *)(pkt_data +
 747                                                 sizeof(struct ethhdr));
 748         struct ethhdr *eth_hdr = (struct ethhdr *)pkt_data;
 749
 750         /* ethernet header */
 751         memcpy(eth_hdr->h_dest, "\x3c\xfd\xfe\x9e\x7f\x71", ETH_ALEN);
 752         memcpy(eth_hdr->h_source, "\xec\xb1\xd7\x98\x3a\xc0", ETH_ALEN);
 753         eth_hdr->h_proto = htons(ETH_P_IP);
 754
 755         /* IP header */
 756         ip_hdr->version = IPVERSION;
 757         ip_hdr->ihl = 0x5; /* 20 byte header */
 758         ip_hdr->tos = 0x0;
 759         ip_hdr->tot_len = htons(IP_PKT_SIZE);
 760         ip_hdr->id = 0;
 761         ip_hdr->frag_off = 0;
 762         ip_hdr->ttl = IPDEFTTL;
 763         ip_hdr->protocol = IPPROTO_UDP;
 764         ip_hdr->saddr = htonl(0x0a0a0a10);
 765         ip_hdr->daddr = htonl(0x0a0a0a20);
 766
 767         /* IP header checksum */
 768         ip_hdr->check = 0;
 769         ip_hdr->check = ip_fast_csum((const void *)ip_hdr, ip_hdr->ihl);
 770
 771         /* UDP header */
 772         udp_hdr->source = htons(0x1000);
 773         udp_hdr->dest = htons(0x1000);
 774         udp_hdr->len = htons(UDP_PKT_SIZE);
 775
 776         /* UDP data */
 777         memset32_htonl(pkt_data + PKT_HDR_SIZE, opt_pkt_fill_pattern,
 778                        UDP_PKT_DATA_SIZE);
 779
 780         /* UDP header checksum */
 781         udp_hdr->check = 0;
 782         udp_hdr->check = udp_csum(ip_hdr->saddr, ip_hdr->daddr, UDP_PKT_SIZE,
 783                                   IPPROTO_UDP, (u16 *)udp_hdr);
 784 }
 785
 786 static void gen_eth_frame(struct xsk_umem_info *umem, u64 addr)
 787 {
 788         memcpy(xsk_umem__get_data(umem->buffer, addr), pkt_data,
 789                PKT_SIZE);
 790 }
 791
 792 static struct xsk_umem_info *xsk_configure_umem(void *buffer, u64 size)
 793 {
 794         struct xsk_umem_info *umem;
 795         struct xsk_umem_config cfg = {
 796                 /* We recommend that you set the fill ring size >= HW RX ring size +
 797                  * AF_XDP RX ring size. Make sure you fill up the fill ring
 798                  * with buffers at regular intervals, and you will with this setting
 799                  * avoid allocation failures in the driver. These are usually quite
 800                  * expensive since drivers have not been written to assume that
 801                  * allocation failures are common. For regular sockets, kernel
 802                  * allocated memory is used that only runs out in OOM situations
 803                  * that should be rare.
 804                  */
 805                 .fill_size = XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS * 2,
 806                 .comp_size = XSK_RING_CONS__DEFAULT_NUM_DESCS,
 807                 .frame_size = opt_xsk_frame_size,
 808                 .frame_headroom = XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_HEADROOM,
 809                 .flags = opt_umem_flags
 810         };
 811         int ret;
 812
 813         umem = calloc(1, sizeof(*umem));
 814         if (!umem)
 815                 exit_with_error(errno);
 816
 817         ret = xsk_umem__create(&umem->umem, buffer, size, &umem->fq, &umem->cq,
 818                                &cfg);
 819         if (ret)
 820                 exit_with_error(-ret);
 821
 822         umem->buffer = buffer;
 823         return umem;
 824 }
 825
 826 static void xsk_populate_fill_ring(struct xsk_umem_info *umem)
 827 {
 828         int ret, i;
 829         u32 idx;
 830
 831         ret = xsk_ring_prod__reserve(&umem->fq,
 832                                      XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS * 2, &idx);
 833         if (ret != XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS * 2)
 834                 exit_with_error(-ret);
 835         for (i = 0; i < XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS * 2; i++)
 836                 *xsk_ring_prod__fill_addr(&umem->fq, idx++) =
 837                         i * opt_xsk_frame_size;
 838         xsk_ring_prod__submit(&umem->fq, XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS * 2);
 839 }
 840
 841 static struct xsk_socket_info *xsk_configure_socket(struct xsk_umem_info *umem,
 842                                                     bool rx, bool tx)
 843 {
 844         struct xsk_socket_config cfg;
 845         struct xsk_socket_info *xsk;
 846         struct xsk_ring_cons *rxr;
 847         struct xsk_ring_prod *txr;
 848         int ret;
 849
 850         xsk = calloc(1, sizeof(*xsk));
 851         if (!xsk)
 852                 exit_with_error(errno);
 853
 854         xsk->umem = umem;
 855         cfg.rx_size = XSK_RING_CONS__DEFAULT_NUM_DESCS;
 856         cfg.tx_size = XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS;
 857         if (opt_num_xsks > 1)
 858                 cfg.libbpf_flags = XSK_LIBBPF_FLAGS__INHIBIT_PROG_LOAD;
 859         else
 860                 cfg.libbpf_flags = 0;
 861         cfg.xdp_flags = opt_xdp_flags;
 862         cfg.bind_flags = opt_xdp_bind_flags;
 863
 864         rxr = rx ? &xsk->rx : NULL;
 865         txr = tx ? &xsk->tx : NULL;
 866         ret = xsk_socket__create(&xsk->xsk, opt_if, opt_queue, umem->umem,
 867                                  rxr, txr, &cfg);
 868         if (ret)
 869                 exit_with_error(-ret);
 870
 871         ret = bpf_get_link_xdp_id(opt_ifindex, &prog_id, opt_xdp_flags);
 872         if (ret)
 873                 exit_with_error(-ret);
 874
 875         xsk->app_stats.rx_empty_polls = 0;
 876         xsk->app_stats.fill_fail_polls = 0;
 877         xsk->app_stats.copy_tx_sendtos = 0;
 878         xsk->app_stats.tx_wakeup_sendtos = 0;
 879         xsk->app_stats.opt_polls = 0;
 880         xsk->app_stats.prev_rx_empty_polls = 0;
 881         xsk->app_stats.prev_fill_fail_polls = 0;
 882         xsk->app_stats.prev_copy_tx_sendtos = 0;
 883         xsk->app_stats.prev_tx_wakeup_sendtos = 0;
 884         xsk->app_stats.prev_opt_polls = 0;
 885
 886         return xsk;
 887 }
 888
 889 static struct option long_options[] = {
 890         {"rxdrop", no_argument, 0, 'r'},
 891         {"txonly", no_argument, 0, 't'},
 892         {"l2fwd", no_argument, 0, 'l'},
 893         {"interface", required_argument, 0, 'i'},
 894         {"queue", required_argument, 0, 'q'},
 895         {"poll", no_argument, 0, 'p'},
 896         {"xdp-skb", no_argument, 0, 'S'},
 897         {"xdp-native", no_argument, 0, 'N'},
 898         {"interval", required_argument, 0, 'n'},
 899         {"zero-copy", no_argument, 0, 'z'},
 900         {"copy", no_argument, 0, 'c'},
 901         {"frame-size", required_argument, 0, 'f'},
 902         {"no-need-wakeup", no_argument, 0, 'm'},
 903         {"unaligned", no_argument, 0, 'u'},
 904         {"shared-umem", no_argument, 0, 'M'},
 905         {"force", no_argument, 0, 'F'},
 906         {"duration", required_argument, 0, 'd'},
 907         {"batch-size", required_argument, 0, 'b'},
 908         {"tx-pkt-count", required_argument, 0, 'C'},
 909         {"tx-pkt-size", required_argument, 0, 's'},
 910         {"tx-pkt-pattern", required_argument, 0, 'P'},
 911         {"extra-stats", no_argument, 0, 'x'},
 912         {"quiet", no_argument, 0, 'Q'},
 913         {"app-stats", no_argument, 0, 'a'},
 914         {"irq-string", no_argument, 0, 'I'},
 915         {"busy-poll", no_argument, 0, 'B'},
 916         {0, 0, 0, 0}
 917 };
 918
 919 static void usage(const char *prog)
 920 {
 921         const char *str =
 922                 "  Usage: %s [OPTIONS]\n"
 923                 "  Options:\n"
 924                 "  -r, --rxdrop         Discard all incoming packets (default)\n"
 925                 "  -t, --txonly         Only send packets\n"
 926                 "  -l, --l2fwd          MAC swap L2 forwarding\n"
 927                 "  -i, --interface=n    Run on interface n\n"
 928                 "  -q, --queue=n        Use queue n (default 0)\n"
 929                 "  -p, --poll           Use poll syscall\n"
 930                 "  -S, --xdp-skb=n      Use XDP skb-mod\n"
 931                 "  -N, --xdp-native=n   Enforce XDP native mode\n"
 932                 "  -n, --interval=n     Specify statistics update interval (default 1 sec).\n"
 933                 "  -z, --zero-copy      Force zero-copy mode.\n"
 934                 "  -c, --copy           Force copy mode.\n"
 935                 "  -m, --no-need-wakeup Turn off use of driver need wakeup flag.\n"
 936                 "  -f, --frame-size=n   Set the frame size (must be a power of two in aligned mode, default is %d).\n"
 937                 "  -u, --unaligned      Enable unaligned chunk placement\n"
 938                 "  -M, --shared-umem    Enable XDP_SHARED_UMEM\n"
 939                 "  -F, --force          Force loading the XDP prog\n"
 940                 "  -d, --duration=n     Duration in secs to run command.\n"
 941                 "                       Default: forever.\n"
 942                 "  -b, --batch-size=n   Batch size for sending or receiving\n"
 943                 "                       packets. Default: %d\n"
 944                 "  -C, --tx-pkt-count=n Number of packets to send.\n"
 945                 "                       Default: Continuous packets.\n"
 946                 "  -s, --tx-pkt-size=n  Transmit packet size.\n"
 947                 "                       (Default: %d bytes)\n"
 948                 "                       Min size: %d, Max size %d.\n"
 949                 "  -P, --tx-pkt-pattern=nPacket fill pattern. Default: 0x%x\n"
 950                 "  -x, --extra-stats    Display extra statistics.\n"
 951                 "  -Q, --quiet          Do not display any stats.\n"
 952                 "  -a, --app-stats      Display application (syscall) statistics.\n"
 953                 "  -I, --irq-string     Display driver interrupt statistics for interface associated with irq-string.\n"
 954                 "  -B, --busy-poll      Busy poll.\n"
 955                 "\n";
 956         fprintf(stderr, str, prog, XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SIZE,
 957                 opt_batch_size, MIN_PKT_SIZE, MIN_PKT_SIZE,
 958                 XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SIZE, opt_pkt_fill_pattern);
 959
 960         exit(EXIT_FAILURE);
 961 }
 962
 963 static void parse_command_line(int argc, char **argv)
 964 {
 965         int option_index, c;
 966
 967         opterr = 0;
 968
 969         for (;;) {
 970                 c = getopt_long(argc, argv, "Frtli:q:pSNn:czf:muMd:b:C:s:P:xQaI:B",
 971                                 long_options, &option_index);
 972                 if (c == -1)
 973                         break;
 974
 975                 switch (c) {
 976                 case 'r':
 977                         opt_bench = BENCH_RXDROP;
 978                         break;
 979                 case 't':
 980                         opt_bench = BENCH_TXONLY;
 981                         break;
 982                 case 'l':
 983                         opt_bench = BENCH_L2FWD;
 984                         break;
 985                 case 'i':
 986                         opt_if = optarg;
 987                         break;
 988                 case 'q':
 989                         opt_queue = atoi(optarg);
 990                         break;
 991                 case 'p':
 992                         opt_poll = 1;
 993                         break;
 994                 case 'S':
 995                         opt_xdp_flags |= XDP_FLAGS_SKB_MODE;
 996                         opt_xdp_bind_flags |= XDP_COPY;
 997                         break;
 998                 case 'N':
 999                         /* default, set below */
1000                         break;
1001                 case 'n':
1002                         opt_interval = atoi(optarg);
1003                         break;
1004                 case 'z':
1005                         opt_xdp_bind_flags |= XDP_ZEROCOPY;
1006                         break;
1007                 case 'c':
1008                         opt_xdp_bind_flags |= XDP_COPY;
1009                         break;
1010                 case 'u':
1011                         opt_umem_flags |= XDP_UMEM_UNALIGNED_CHUNK_FLAG;
1012                         opt_unaligned_chunks = 1;
1013                         opt_mmap_flags = MAP_HUGETLB;
1014                         break;
1015                 case 'F':
1016                         opt_xdp_flags &= ~XDP_FLAGS_UPDATE_IF_NOEXIST;
1017                         break;
1018                 case 'f':
1019                         opt_xsk_frame_size = atoi(optarg);
1020                         break;
1021                 case 'm':
1022                         opt_need_wakeup = false;
1023                         opt_xdp_bind_flags &= ~XDP_USE_NEED_WAKEUP;
1024                         break;
1025                 case 'M':
1026                         opt_num_xsks = MAX_SOCKS;
1027                         break;
1028                 case 'd':
1029                         opt_duration = atoi(optarg);
1030                         opt_duration *= 1000000000;
1031                         break;
1032                 case 'b':
1033                         opt_batch_size = atoi(optarg);
1034                         break;
1035                 case 'C':
1036                         opt_pkt_count = atoi(optarg);
1037                         break;
1038                 case 's':
1039                         opt_pkt_size = atoi(optarg);
1040                         if (opt_pkt_size > (XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SIZE) ||
1041                             opt_pkt_size < MIN_PKT_SIZE) {
1042                                 fprintf(stderr,
1043                                         "ERROR: Invalid frame size %d\n",
1044                                         opt_pkt_size);
1045                                 usage(basename(argv[0]));
1046                         }
1047                         break;
1048                 case 'P':
1049                         opt_pkt_fill_pattern = strtol(optarg, NULL, 16);
1050                         break;
1051                 case 'x':
1052                         opt_extra_stats = 1;
1053                         break;
1054                 case 'Q':
1055                         opt_quiet = 1;
1056                         break;
1057                 case 'a':
1058                         opt_app_stats = 1;
1059                         break;
1060                 case 'I':
1061                         opt_irq_str = optarg;
1062                         if (get_interrupt_number())
1063                                 irqs_at_init = get_irqs();
1064                         if (irqs_at_init < 0) {
1065                                 fprintf(stderr, "ERROR: Failed to get irqs for %s\n", opt_irq_str);
1066                                 usage(basename(argv[0]));
1067                         }
1068                         break;
1069                 case 'B':
1070                         opt_busy_poll = 1;
1071                         break;
1072                 default:
1073                         usage(basename(argv[0]));
1074                 }
1075         }
1076
1077         if (!(opt_xdp_flags & XDP_FLAGS_SKB_MODE))
1078                 opt_xdp_flags |= XDP_FLAGS_DRV_MODE;
1079
1080         opt_ifindex = if_nametoindex(opt_if);
1081         if (!opt_ifindex) {
1082                 fprintf(stderr, "ERROR: interface \"%s\" does not exist\n",
1083                         opt_if);
1084                 usage(basename(argv[0]));
1085         }
1086
1087         if ((opt_xsk_frame_size & (opt_xsk_frame_size - 1)) &&
1088             !opt_unaligned_chunks) {
1089                 fprintf(stderr, "--frame-size=%d is not a power of two\n",
1090                         opt_xsk_frame_size);
1091                 usage(basename(argv[0]));
1092         }
1093 }
1094
1095 static void kick_tx(struct xsk_socket_info *xsk)
1096 {
1097         int ret;
1098
1099         ret = sendto(xsk_socket__fd(xsk->xsk), NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL, 0);
1100         if (ret >= 0 || errno == ENOBUFS || errno == EAGAIN ||
1101             errno == EBUSY || errno == ENETDOWN)
1102                 return;
1103         exit_with_error(errno);
1104 }
1105
1106 static inline void complete_tx_l2fwd(struct xsk_socket_info *xsk)
1107 {
1108         struct xsk_umem_info *umem = xsk->umem;
1109         u32 idx_cq = 0, idx_fq = 0;
1110         unsigned int rcvd;
1111         size_t ndescs;
1112
1113         if (!xsk->outstanding_tx)
1114                 return;
1115
1116         /* In copy mode, Tx is driven by a syscall so we need to use e.g. sendto() to
1117          * really send the packets. In zero-copy mode we do not have to do this, since Tx
1118          * is driven by the NAPI loop. So as an optimization, we do not have to call
1119          * sendto() all the time in zero-copy mode for l2fwd.
1120          */
1121         if (opt_xdp_bind_flags & XDP_COPY) {
1122                 xsk->app_stats.copy_tx_sendtos++;
1123                 kick_tx(xsk);
1124         }
1125
1126         ndescs = (xsk->outstanding_tx > opt_batch_size) ? opt_batch_size :
1127                 xsk->outstanding_tx;
1128
1129         /* re-add completed Tx buffers */
1130         rcvd = xsk_ring_cons__peek(&umem->cq, ndescs, &idx_cq);
1131         if (rcvd > 0) {
1132                 unsigned int i;
1133                 int ret;
1134
1135                 ret = xsk_ring_prod__reserve(&umem->fq, rcvd, &idx_fq);
1136                 while (ret != rcvd) {
1137                         if (ret < 0)
1138                                 exit_with_error(-ret);
1139                         if (opt_busy_poll || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&umem->fq)) {
1140                                 xsk->app_stats.fill_fail_polls++;
1141                                 recvfrom(xsk_socket__fd(xsk->xsk), NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL,
1142                                          NULL);
1143                         }
1144                         ret = xsk_ring_prod__reserve(&umem->fq, rcvd, &idx_fq);
1145                 }
1146
1147                 for (i = 0; i < rcvd; i++)
1148                         *xsk_ring_prod__fill_addr(&umem->fq, idx_fq++) =
1149                                 *xsk_ring_cons__comp_addr(&umem->cq, idx_cq++);
1150
1151                 xsk_ring_prod__submit(&xsk->umem->fq, rcvd);
1152                 xsk_ring_cons__release(&xsk->umem->cq, rcvd);
1153                 xsk->outstanding_tx -= rcvd;
1154         }
1155 }
1156
1157 static inline void complete_tx_only(struct xsk_socket_info *xsk,
1158                                     int batch_size)
1159 {
1160         unsigned int rcvd;
1161         u32 idx;
1162
1163         if (!xsk->outstanding_tx)
1164                 return;
1165
1166         if (!opt_need_wakeup || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&xsk->tx)) {
1167                 xsk->app_stats.tx_wakeup_sendtos++;
1168                 kick_tx(xsk);
1169         }
1170
1171         rcvd = xsk_ring_cons__peek(&xsk->umem->cq, batch_size, &idx);
1172         if (rcvd > 0) {
1173                 xsk_ring_cons__release(&xsk->umem->cq, rcvd);
1174                 xsk->outstanding_tx -= rcvd;
1175         }
1176 }
1177
1178 static void rx_drop(struct xsk_socket_info *xsk)
1179 {
1180         unsigned int rcvd, i;
1181         u32 idx_rx = 0, idx_fq = 0;
1182         int ret;
1183
1184         rcvd = xsk_ring_cons__peek(&xsk->rx, opt_batch_size, &idx_rx);
1185         if (!rcvd) {
1186                 if (opt_busy_poll || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&xsk->umem->fq)) {
1187                         xsk->app_stats.rx_empty_polls++;
1188                         recvfrom(xsk_socket__fd(xsk->xsk), NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL, NULL);
1189                 }
1190                 return;
1191         }
1192
1193         ret = xsk_ring_prod__reserve(&xsk->umem->fq, rcvd, &idx_fq);
1194         while (ret != rcvd) {
1195                 if (ret < 0)
1196                         exit_with_error(-ret);
1197                 if (opt_busy_poll || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&xsk->umem->fq)) {
1198                         xsk->app_stats.fill_fail_polls++;
1199                         recvfrom(xsk_socket__fd(xsk->xsk), NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL, NULL);
1200                 }
1201                 ret = xsk_ring_prod__reserve(&xsk->umem->fq, rcvd, &idx_fq);
1202         }
1203
1204         for (i = 0; i < rcvd; i++) {
1205                 u64 addr = xsk_ring_cons__rx_desc(&xsk->rx, idx_rx)->addr;
1206                 u32 len = xsk_ring_cons__rx_desc(&xsk->rx, idx_rx++)->len;
1207                 u64 orig = xsk_umem__extract_addr(addr);
1208
1209                 addr = xsk_umem__add_offset_to_addr(addr);
1210                 char *pkt = xsk_umem__get_data(xsk->umem->buffer, addr);
1211
1212                 hex_dump(pkt, len, addr);
1213                 *xsk_ring_prod__fill_addr(&xsk->umem->fq, idx_fq++) = orig;
1214         }
1215
1216         xsk_ring_prod__submit(&xsk->umem->fq, rcvd);
1217         xsk_ring_cons__release(&xsk->rx, rcvd);
1218         xsk->ring_stats.rx_npkts += rcvd;
1219 }
1220
1221 static void rx_drop_all(void)
1222 {
1223         struct pollfd fds[MAX_SOCKS] = {};
1224         int i, ret;
1225
1226         for (i = 0; i < num_socks; i++) {
1227                 fds[i].fd = xsk_socket__fd(xsks[i]->xsk);
1228                 fds[i].events = POLLIN;
1229         }
1230
1231         for (;;) {
1232                 if (opt_poll) {
1233                         for (i = 0; i < num_socks; i++)
1234                                 xsks[i]->app_stats.opt_polls++;
1235                         ret = poll(fds, num_socks, opt_timeout);
1236                         if (ret <= 0)
1237                                 continue;
1238                 }
1239
1240                 for (i = 0; i < num_socks; i++)
1241                         rx_drop(xsks[i]);
1242
1243                 if (benchmark_done)
1244                         break;
1245         }
1246 }
1247
1248 static void tx_only(struct xsk_socket_info *xsk, u32 *frame_nb, int batch_size)
1249 {
1250         u32 idx;
1251         unsigned int i;
1252
1253         while (xsk_ring_prod__reserve(&xsk->tx, batch_size, &idx) <
1254                                       batch_size) {
1255                 complete_tx_only(xsk, batch_size);
1256         }
1257
1258         for (i = 0; i < batch_size; i++) {
1259                 struct xdp_desc *tx_desc = xsk_ring_prod__tx_desc(&xsk->tx,
1260                                                                   idx + i);
1261                 tx_desc->addr = (*frame_nb + i) << XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SHIFT;
1262                 tx_desc->len = PKT_SIZE;
1263         }
1264
1265         xsk_ring_prod__submit(&xsk->tx, batch_size);
1266         xsk->ring_stats.tx_npkts += batch_size;
1267         xsk->outstanding_tx += batch_size;
1268         *frame_nb += batch_size;
1269         *frame_nb %= NUM_FRAMES;
1270         complete_tx_only(xsk, batch_size);
1271 }
1272
1273 static inline int get_batch_size(int pkt_cnt)
1274 {
1275         if (!opt_pkt_count)
1276                 return opt_batch_size;
1277
1278         if (pkt_cnt + opt_batch_size <= opt_pkt_count)
1279                 return opt_batch_size;
1280
1281         return opt_pkt_count - pkt_cnt;
1282 }
1283
1284 static void complete_tx_only_all(void)
1285 {
1286         bool pending;
1287         int i;
1288
1289         do {
1290                 pending = false;
1291                 for (i = 0; i < num_socks; i++) {
1292                         if (xsks[i]->outstanding_tx) {
1293                                 complete_tx_only(xsks[i], opt_batch_size);
1294                                 pending = !!xsks[i]->outstanding_tx;
1295                         }
1296                 }
1297         } while (pending);
1298 }
1299
1300 static void tx_only_all(void)
1301 {
1302         struct pollfd fds[MAX_SOCKS] = {};
1303         u32 frame_nb[MAX_SOCKS] = {};
1304         int pkt_cnt = 0;
1305         int i, ret;
1306
1307         for (i = 0; i < num_socks; i++) {
1308                 fds[0].fd = xsk_socket__fd(xsks[i]->xsk);
1309                 fds[0].events = POLLOUT;
1310         }
1311
1312         while ((opt_pkt_count && pkt_cnt < opt_pkt_count) || !opt_pkt_count) {
1313                 int batch_size = get_batch_size(pkt_cnt);
1314
1315                 if (opt_poll) {
1316                         for (i = 0; i < num_socks; i++)
1317                                 xsks[i]->app_stats.opt_polls++;
1318                         ret = poll(fds, num_socks, opt_timeout);
1319                         if (ret <= 0)
1320                                 continue;
1321
1322                         if (!(fds[0].revents & POLLOUT))
1323                                 continue;
1324                 }
1325
1326                 for (i = 0; i < num_socks; i++)
1327                         tx_only(xsks[i], &frame_nb[i], batch_size);
1328
1329                 pkt_cnt += batch_size;
1330
1331                 if (benchmark_done)
1332                         break;
1333         }
1334
1335         if (opt_pkt_count)
1336                 complete_tx_only_all();
1337 }
1338
1339 static void l2fwd(struct xsk_socket_info *xsk)
1340 {
1341         unsigned int rcvd, i;
1342         u32 idx_rx = 0, idx_tx = 0;
1343         int ret;
1344
1345         complete_tx_l2fwd(xsk);
1346
1347         rcvd = xsk_ring_cons__peek(&xsk->rx, opt_batch_size, &idx_rx);
1348         if (!rcvd) {
1349                 if (opt_busy_poll || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&xsk->umem->fq)) {
1350                         xsk->app_stats.rx_empty_polls++;
1351                         recvfrom(xsk_socket__fd(xsk->xsk), NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL, NULL);
1352                 }
1353                 return;
1354         }
1355         xsk->ring_stats.rx_npkts += rcvd;
1356
1357         ret = xsk_ring_prod__reserve(&xsk->tx, rcvd, &idx_tx);
1358         while (ret != rcvd) {
1359                 if (ret < 0)
1360                         exit_with_error(-ret);
1361                 complete_tx_l2fwd(xsk);
1362                 if (opt_busy_poll || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&xsk->tx)) {
1363                         xsk->app_stats.tx_wakeup_sendtos++;
1364                         kick_tx(xsk);
1365                 }
1366                 ret = xsk_ring_prod__reserve(&xsk->tx, rcvd, &idx_tx);
1367         }
1368
1369         for (i = 0; i < rcvd; i++) {
1370                 u64 addr = xsk_ring_cons__rx_desc(&xsk->rx, idx_rx)->addr;
1371                 u32 len = xsk_ring_cons__rx_desc(&xsk->rx, idx_rx++)->len;
1372                 u64 orig = addr;
1373
1374                 addr = xsk_umem__add_offset_to_addr(addr);
1375                 char *pkt = xsk_umem__get_data(xsk->umem->buffer, addr);
1376
1377                 swap_mac_addresses(pkt);
1378
1379                 hex_dump(pkt, len, addr);
1380                 xsk_ring_prod__tx_desc(&xsk->tx, idx_tx)->addr = orig;
1381                 xsk_ring_prod__tx_desc(&xsk->tx, idx_tx++)->len = len;
1382         }
1383
1384         xsk_ring_prod__submit(&xsk->tx, rcvd);
1385         xsk_ring_cons__release(&xsk->rx, rcvd);
1386
1387         xsk->ring_stats.tx_npkts += rcvd;
1388         xsk->outstanding_tx += rcvd;
1389 }
1390
1391 static void l2fwd_all(void)
1392 {
1393         struct pollfd fds[MAX_SOCKS] = {};
1394         int i, ret;
1395
1396         for (;;) {
1397                 if (opt_poll) {
1398                         for (i = 0; i < num_socks; i++) {
1399                                 fds[i].fd = xsk_socket__fd(xsks[i]->xsk);
1400                                 fds[i].events = POLLOUT | POLLIN;
1401                                 xsks[i]->app_stats.opt_polls++;
1402                         }
1403                         ret = poll(fds, num_socks, opt_timeout);
1404                         if (ret <= 0)
1405                                 continue;
1406                 }
1407
1408                 for (i = 0; i < num_socks; i++)
1409                         l2fwd(xsks[i]);
1410
1411                 if (benchmark_done)
1412                         break;
1413         }
1414 }
1415
1416 static void load_xdp_program(char **argv, struct bpf_object **obj)
1417 {
1418         struct bpf_prog_load_attr prog_load_attr = {
1419                 .prog_type      = BPF_PROG_TYPE_XDP,
1420         };
1421         char xdp_filename[256];
1422         int prog_fd;
1423
1424         snprintf(xdp_filename, sizeof(xdp_filename), "%s_kern.o", argv[0]);
1425         prog_load_attr.file = xdp_filename;
1426
1427         if (bpf_prog_load_xattr(&prog_load_attr, obj, &prog_fd))
1428                 exit(EXIT_FAILURE);
1429         if (prog_fd < 0) {
1430                 fprintf(stderr, "ERROR: no program found: %s\n",
1431                         strerror(prog_fd));
1432                 exit(EXIT_FAILURE);
1433         }
1434
1435         if (bpf_set_link_xdp_fd(opt_ifindex, prog_fd, opt_xdp_flags) < 0) {
1436                 fprintf(stderr, "ERROR: link set xdp fd failed\n");
1437                 exit(EXIT_FAILURE);
1438         }
1439 }
1440
1441 static void enter_xsks_into_map(struct bpf_object *obj)
1442 {
1443         struct bpf_map *map;
1444         int i, xsks_map;
1445
1446         map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "xsks_map");
1447         xsks_map = bpf_map__fd(map);
1448         if (xsks_map < 0) {
1449                 fprintf(stderr, "ERROR: no xsks map found: %s\n",
1450                         strerror(xsks_map));
1451                         exit(EXIT_FAILURE);
1452         }
1453
1454         for (i = 0; i < num_socks; i++) {
1455                 int fd = xsk_socket__fd(xsks[i]->xsk);
1456                 int key, ret;
1457
1458                 key = i;
1459                 ret = bpf_map_update_elem(xsks_map, &key, &fd, 0);
1460                 if (ret) {
1461                         fprintf(stderr, "ERROR: bpf_map_update_elem %d\n", i);
1462                         exit(EXIT_FAILURE);
1463                 }
1464         }
1465 }
1466
1467 static void apply_setsockopt(struct xsk_socket_info *xsk)
1468 {
1469         int sock_opt;
1470
1471         if (!opt_busy_poll)
1472                 return;
1473
1474         sock_opt = 1;
1475         if (setsockopt(xsk_socket__fd(xsk->xsk), SOL_SOCKET, SO_PREFER_BUSY_POLL,
1476                        (void *)&sock_opt, sizeof(sock_opt)) < 0)
1477                 exit_with_error(errno);
1478
1479         sock_opt = 20;
1480         if (setsockopt(xsk_socket__fd(xsk->xsk), SOL_SOCKET, SO_BUSY_POLL,
1481                        (void *)&sock_opt, sizeof(sock_opt)) < 0)
1482                 exit_with_error(errno);
1483
1484         sock_opt = opt_batch_size;
1485         if (setsockopt(xsk_socket__fd(xsk->xsk), SOL_SOCKET, SO_BUSY_POLL_BUDGET,
1486                        (void *)&sock_opt, sizeof(sock_opt)) < 0)
1487                 exit_with_error(errno);
1488 }
1489
1490 int main(int argc, char **argv)
1491 {
1492         bool rx = false, tx = false;
1493         struct xsk_umem_info *umem;
1494         struct bpf_object *obj;
1495         pthread_t pt;
1496         int i, ret;
1497         void *bufs;
1498
1499         parse_command_line(argc, argv);
1500
1501         if (opt_num_xsks > 1)
1502                 load_xdp_program(argv, &obj);
1503
1504         /* Reserve memory for the umem. Use hugepages if unaligned chunk mode */
1505         bufs = mmap(NULL, NUM_FRAMES * opt_xsk_frame_size,
1506                     PROT_READ | PROT_WRITE,
1507                     MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | opt_mmap_flags, -1, 0);
1508         if (bufs == MAP_FAILED) {
1509                 printf("ERROR: mmap failed\n");
1510                 exit(EXIT_FAILURE);
1511         }
1512
1513         /* Create sockets... */
1514         umem = xsk_configure_umem(bufs, NUM_FRAMES * opt_xsk_frame_size);
1515         if (opt_bench == BENCH_RXDROP || opt_bench == BENCH_L2FWD) {
1516                 rx = true;
1517                 xsk_populate_fill_ring(umem);
1518         }
1519         if (opt_bench == BENCH_L2FWD || opt_bench == BENCH_TXONLY)
1520                 tx = true;
1521         for (i = 0; i < opt_num_xsks; i++)
1522                 xsks[num_socks++] = xsk_configure_socket(umem, rx, tx);
1523
1524         for (i = 0; i < opt_num_xsks; i++)
1525                 apply_setsockopt(xsks[i]);
1526
1527         if (opt_bench == BENCH_TXONLY) {
1528                 gen_eth_hdr_data();
1529
1530                 for (i = 0; i < NUM_FRAMES; i++)
1531                         gen_eth_frame(umem, i * opt_xsk_frame_size);
1532         }
1533
1534         if (opt_num_xsks > 1 && opt_bench != BENCH_TXONLY)
1535                 enter_xsks_into_map(obj);
1536
1537         signal(SIGINT, int_exit);
1538         signal(SIGTERM, int_exit);
1539         signal(SIGABRT, int_exit);
1540
1541         setlocale(LC_ALL, "");
1542
1543         if (!opt_quiet) {
1544                 ret = pthread_create(&pt, NULL, poller, NULL);
1545                 if (ret)
1546                         exit_with_error(ret);
1547         }
1548
1549         prev_time = get_nsecs();
1550         start_time = prev_time;
1551
1552         if (opt_bench == BENCH_RXDROP)
1553                 rx_drop_all();
1554         else if (opt_bench == BENCH_TXONLY)
1555                 tx_only_all();
1556         else
1557                 l2fwd_all();
1558
1559         benchmark_done = true;
1560
1561         if (!opt_quiet)
1562                 pthread_join(pt, NULL);
1563
1564         xdpsock_cleanup();
1565
1566         return 0;
1567 }