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/capability.h>
  28 #include <sys/mman.h>
  29 #include <sys/resource.h>
  30 #include <sys/socket.h>
  31 #include <sys/types.h>
  32 #include <sys/un.h>
  33 #include <time.h>
  34 #include <unistd.h>
  35
  36 #include <bpf/libbpf.h>
  37 #include <bpf/xsk.h>
  38 #include <bpf/bpf.h>
  39 #include "xdpsock.h"
  40
  41 #ifndef SOL_XDP
  42 #define SOL_XDP 283
  43 #endif
  44
  45 #ifndef AF_XDP
  46 #define AF_XDP 44
  47 #endif
  48
  49 #ifndef PF_XDP
  50 #define PF_XDP AF_XDP
  51 #endif
  52
  53 #define NUM_FRAMES (4 * 1024)
  54 #define MIN_PKT_SIZE 64
  55
  56 #define DEBUG_HEXDUMP 0
  57
  58 typedef __u64 u64;
  59 typedef __u32 u32;
  60 typedef __u16 u16;
  61 typedef __u8  u8;
  62
  63 static unsigned long prev_time;
  64
  65 enum benchmark_type {
  66         BENCH_RXDROP = 0,
  67         BENCH_TXONLY = 1,
  68         BENCH_L2FWD = 2,
  69 };
  70
  71 static enum benchmark_type opt_bench = BENCH_RXDROP;
  72 static u32 opt_xdp_flags = XDP_FLAGS_UPDATE_IF_NOEXIST;
  73 static const char *opt_if = "";
  74 static int opt_ifindex;
  75 static int opt_queue;
  76 static unsigned long opt_duration;
  77 static unsigned long start_time;
  78 static bool benchmark_done;
  79 static u32 opt_batch_size = 64;
  80 static int opt_pkt_count;
  81 static u16 opt_pkt_size = MIN_PKT_SIZE;
  82 static u32 opt_pkt_fill_pattern = 0x12345678;
  83 static bool opt_extra_stats;
  84 static bool opt_quiet;
  85 static bool opt_app_stats;
  86 static const char *opt_irq_str = "";
  87 static u32 irq_no;
  88 static int irqs_at_init = -1;
  89 static int opt_poll;
  90 static int opt_interval = 1;
  91 static u32 opt_xdp_bind_flags = XDP_USE_NEED_WAKEUP;
  92 static u32 opt_umem_flags;
  93 static int opt_unaligned_chunks;
  94 static int opt_mmap_flags;
  95 static int opt_xsk_frame_size = XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SIZE;
  96 static int opt_timeout = 1000;
  97 static bool opt_need_wakeup = true;
  98 static u32 opt_num_xsks = 1;
  99 static bool opt_busy_poll;
 100 static bool opt_reduced_cap;
 101
 102 struct xsk_ring_stats {
 103         unsigned long rx_npkts;
 104         unsigned long tx_npkts;
 105         unsigned long rx_dropped_npkts;
 106         unsigned long rx_invalid_npkts;
 107         unsigned long tx_invalid_npkts;
 108         unsigned long rx_full_npkts;
 109         unsigned long rx_fill_empty_npkts;
 110         unsigned long tx_empty_npkts;
 111         unsigned long prev_rx_npkts;
 112         unsigned long prev_tx_npkts;
 113         unsigned long prev_rx_dropped_npkts;
 114         unsigned long prev_rx_invalid_npkts;
 115         unsigned long prev_tx_invalid_npkts;
 116         unsigned long prev_rx_full_npkts;
 117         unsigned long prev_rx_fill_empty_npkts;
 118         unsigned long prev_tx_empty_npkts;
 119 };
 120
 121 struct xsk_driver_stats {
 122         unsigned long intrs;
 123         unsigned long prev_intrs;
 124 };
 125
 126 struct xsk_app_stats {
 127         unsigned long rx_empty_polls;
 128         unsigned long fill_fail_polls;
 129         unsigned long copy_tx_sendtos;
 130         unsigned long tx_wakeup_sendtos;
 131         unsigned long opt_polls;
 132         unsigned long prev_rx_empty_polls;
 133         unsigned long prev_fill_fail_polls;
 134         unsigned long prev_copy_tx_sendtos;
 135         unsigned long prev_tx_wakeup_sendtos;
 136         unsigned long prev_opt_polls;
 137 };
 138
 139 struct xsk_umem_info {
 140         struct xsk_ring_prod fq;
 141         struct xsk_ring_cons cq;
 142         struct xsk_umem *umem;
 143         void *buffer;
 144 };
 145
 146 struct xsk_socket_info {
 147         struct xsk_ring_cons rx;
 148         struct xsk_ring_prod tx;
 149         struct xsk_umem_info *umem;
 150         struct xsk_socket *xsk;
 151         struct xsk_ring_stats ring_stats;
 152         struct xsk_app_stats app_stats;
 153         struct xsk_driver_stats drv_stats;
 154         u32 outstanding_tx;
 155 };
 156
 157 static int num_socks;
 158 struct xsk_socket_info *xsks[MAX_SOCKS];
 159 int sock;
 160
 161 static unsigned long get_nsecs(void)
 162 {
 163         struct timespec ts;
 164
 165         clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
 166         return ts.tv_sec * 1000000000UL + ts.tv_nsec;
 167 }
 168
 169 static void print_benchmark(bool running)
 170 {
 171         const char *bench_str = "INVALID";
 172
 173         if (opt_bench == BENCH_RXDROP)
 174                 bench_str = "rxdrop";
 175         else if (opt_bench == BENCH_TXONLY)
 176                 bench_str = "txonly";
 177         else if (opt_bench == BENCH_L2FWD)
 178                 bench_str = "l2fwd";
 179
 180         printf("%s:%d %s ", opt_if, opt_queue, bench_str);
 181         if (opt_xdp_flags & XDP_FLAGS_SKB_MODE)
 182                 printf("xdp-skb ");
 183         else if (opt_xdp_flags & XDP_FLAGS_DRV_MODE)
 184                 printf("xdp-drv ");
 185         else
 186                 printf("        ");
 187
 188         if (opt_poll)
 189                 printf("poll() ");
 190
 191         if (running) {
 192                 printf("running...");
 193                 fflush(stdout);
 194         }
 195 }
 196
 197 static int xsk_get_xdp_stats(int fd, struct xsk_socket_info *xsk)
 198 {
 199         struct xdp_statistics stats;
 200         socklen_t optlen;
 201         int err;
 202
 203         optlen = sizeof(stats);
 204         err = getsockopt(fd, SOL_XDP, XDP_STATISTICS, &stats, &optlen);
 205         if (err)
 206                 return err;
 207
 208         if (optlen == sizeof(struct xdp_statistics)) {
 209                 xsk->ring_stats.rx_dropped_npkts = stats.rx_dropped;
 210                 xsk->ring_stats.rx_invalid_npkts = stats.rx_invalid_descs;
 211                 xsk->ring_stats.tx_invalid_npkts = stats.tx_invalid_descs;
 212                 xsk->ring_stats.rx_full_npkts = stats.rx_ring_full;
 213                 xsk->ring_stats.rx_fill_empty_npkts = stats.rx_fill_ring_empty_descs;
 214                 xsk->ring_stats.tx_empty_npkts = stats.tx_ring_empty_descs;
 215                 return 0;
 216         }
 217
 218         return -EINVAL;
 219 }
 220
 221 static void dump_app_stats(long dt)
 222 {
 223         int i;
 224
 225         for (i = 0; i < num_socks && xsks[i]; i++) {
 226                 char *fmt = "%-18s %'-14.0f %'-14lu\n";
 227                 double rx_empty_polls_ps, fill_fail_polls_ps, copy_tx_sendtos_ps,
 228                                 tx_wakeup_sendtos_ps, opt_polls_ps;
 229
 230                 rx_empty_polls_ps = (xsks[i]->app_stats.rx_empty_polls -
 231                                         xsks[i]->app_stats.prev_rx_empty_polls) * 1000000000. / dt;
 232                 fill_fail_polls_ps = (xsks[i]->app_stats.fill_fail_polls -
 233                                         xsks[i]->app_stats.prev_fill_fail_polls) * 1000000000. / dt;
 234                 copy_tx_sendtos_ps = (xsks[i]->app_stats.copy_tx_sendtos -
 235                                         xsks[i]->app_stats.prev_copy_tx_sendtos) * 1000000000. / dt;
 236                 tx_wakeup_sendtos_ps = (xsks[i]->app_stats.tx_wakeup_sendtos -
 237                                         xsks[i]->app_stats.prev_tx_wakeup_sendtos)
 238                                                                                 * 1000000000. / dt;
 239                 opt_polls_ps = (xsks[i]->app_stats.opt_polls -
 240                                         xsks[i]->app_stats.prev_opt_polls) * 1000000000. / dt;
 241
 242                 printf("\n%-18s %-14s %-14s\n", "", "calls/s", "count");
 243                 printf(fmt, "rx empty polls", rx_empty_polls_ps, xsks[i]->app_stats.rx_empty_polls);
 244                 printf(fmt, "fill fail polls", fill_fail_polls_ps,
 245                                                         xsks[i]->app_stats.fill_fail_polls);
 246                 printf(fmt, "copy tx sendtos", copy_tx_sendtos_ps,
 247                                                         xsks[i]->app_stats.copy_tx_sendtos);
 248                 printf(fmt, "tx wakeup sendtos", tx_wakeup_sendtos_ps,
 249                                                         xsks[i]->app_stats.tx_wakeup_sendtos);
 250                 printf(fmt, "opt polls", opt_polls_ps, xsks[i]->app_stats.opt_polls);
 251
 252                 xsks[i]->app_stats.prev_rx_empty_polls = xsks[i]->app_stats.rx_empty_polls;
 253                 xsks[i]->app_stats.prev_fill_fail_polls = xsks[i]->app_stats.fill_fail_polls;
 254                 xsks[i]->app_stats.prev_copy_tx_sendtos = xsks[i]->app_stats.copy_tx_sendtos;
 255                 xsks[i]->app_stats.prev_tx_wakeup_sendtos = xsks[i]->app_stats.tx_wakeup_sendtos;
 256                 xsks[i]->app_stats.prev_opt_polls = xsks[i]->app_stats.opt_polls;
 257         }
 258 }
 259
 260 static bool get_interrupt_number(void)
 261 {
 262         FILE *f_int_proc;
 263         char line[4096];
 264         bool found = false;
 265
 266         f_int_proc = fopen("/proc/interrupts", "r");
 267         if (f_int_proc == NULL) {
 268                 printf("Failed to open /proc/interrupts.\n");
 269                 return found;
 270         }
 271
 272         while (!feof(f_int_proc) && !found) {
 273                 /* Make sure to read a full line at a time */
 274                 if (fgets(line, sizeof(line), f_int_proc) == NULL ||
 275                                 line[strlen(line) - 1] != '\n') {
 276                         printf("Error reading from interrupts file\n");
 277                         break;
 278                 }
 279
 280                 /* Extract interrupt number from line */
 281                 if (strstr(line, opt_irq_str) != NULL) {
 282                         irq_no = atoi(line);
 283                         found = true;
 284                         break;
 285                 }
 286         }
 287
 288         fclose(f_int_proc);
 289
 290         return found;
 291 }
 292
 293 static int get_irqs(void)
 294 {
 295         char count_path[PATH_MAX];
 296         int total_intrs = -1;
 297         FILE *f_count_proc;
 298         char line[4096];
 299
 300         snprintf(count_path, sizeof(count_path),
 301                 "/sys/kernel/irq/%i/per_cpu_count", irq_no);
 302         f_count_proc = fopen(count_path, "r");
 303         if (f_count_proc == NULL) {
 304                 printf("Failed to open %s\n", count_path);
 305                 return total_intrs;
 306         }
 307
 308         if (fgets(line, sizeof(line), f_count_proc) == NULL ||
 309                         line[strlen(line) - 1] != '\n') {
 310                 printf("Error reading from %s\n", count_path);
 311         } else {
 312                 static const char com[2] = ",";
 313                 char *token;
 314
 315                 total_intrs = 0;
 316                 token = strtok(line, com);
 317                 while (token != NULL) {
 318                         /* sum up interrupts across all cores */
 319                         total_intrs += atoi(token);
 320                         token = strtok(NULL, com);
 321                 }
 322         }
 323
 324         fclose(f_count_proc);
 325
 326         return total_intrs;
 327 }
 328
 329 static void dump_driver_stats(long dt)
 330 {
 331         int i;
 332
 333         for (i = 0; i < num_socks && xsks[i]; i++) {
 334                 char *fmt = "%-18s %'-14.0f %'-14lu\n";
 335                 double intrs_ps;
 336                 int n_ints = get_irqs();
 337
 338                 if (n_ints < 0) {
 339                         printf("error getting intr info for intr %i\n", irq_no);
 340                         return;
 341                 }
 342                 xsks[i]->drv_stats.intrs = n_ints - irqs_at_init;
 343
 344                 intrs_ps = (xsks[i]->drv_stats.intrs - xsks[i]->drv_stats.prev_intrs) *
 345                          1000000000. / dt;
 346
 347                 printf("\n%-18s %-14s %-14s\n", "", "intrs/s", "count");
 348                 printf(fmt, "irqs", intrs_ps, xsks[i]->drv_stats.intrs);
 349
 350                 xsks[i]->drv_stats.prev_intrs = xsks[i]->drv_stats.intrs;
 351         }
 352 }
 353
 354 static void dump_stats(void)
 355 {
 356         unsigned long now = get_nsecs();
 357         long dt = now - prev_time;
 358         int i;
 359
 360         prev_time = now;
 361
 362         for (i = 0; i < num_socks && xsks[i]; i++) {
 363                 char *fmt = "%-18s %'-14.0f %'-14lu\n";
 364                 double rx_pps, tx_pps, dropped_pps, rx_invalid_pps, full_pps, fill_empty_pps,
 365                         tx_invalid_pps, tx_empty_pps;
 366
 367                 rx_pps = (xsks[i]->ring_stats.rx_npkts - xsks[i]->ring_stats.prev_rx_npkts) *
 368                          1000000000. / dt;
 369                 tx_pps = (xsks[i]->ring_stats.tx_npkts - xsks[i]->ring_stats.prev_tx_npkts) *
 370                          1000000000. / dt;
 371
 372                 printf("\n sock%d@", i);
 373                 print_benchmark(false);
 374                 printf("\n");
 375
 376                 printf("%-18s %-14s %-14s %-14.2f\n", "", "pps", "pkts",
 377                        dt / 1000000000.);
 378                 printf(fmt, "rx", rx_pps, xsks[i]->ring_stats.rx_npkts);
 379                 printf(fmt, "tx", tx_pps, xsks[i]->ring_stats.tx_npkts);
 380
 381                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_npkts = xsks[i]->ring_stats.rx_npkts;
 382                 xsks[i]->ring_stats.prev_tx_npkts = xsks[i]->ring_stats.tx_npkts;
 383
 384                 if (opt_extra_stats) {
 385                         if (!xsk_get_xdp_stats(xsk_socket__fd(xsks[i]->xsk), xsks[i])) {
 386                                 dropped_pps = (xsks[i]->ring_stats.rx_dropped_npkts -
 387                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_dropped_npkts) *
 388                                                         1000000000. / dt;
 389                                 rx_invalid_pps = (xsks[i]->ring_stats.rx_invalid_npkts -
 390                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_invalid_npkts) *
 391                                                         1000000000. / dt;
 392                                 tx_invalid_pps = (xsks[i]->ring_stats.tx_invalid_npkts -
 393                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_tx_invalid_npkts) *
 394                                                         1000000000. / dt;
 395                                 full_pps = (xsks[i]->ring_stats.rx_full_npkts -
 396                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_full_npkts) *
 397                                                         1000000000. / dt;
 398                                 fill_empty_pps = (xsks[i]->ring_stats.rx_fill_empty_npkts -
 399                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_fill_empty_npkts) *
 400                                                         1000000000. / dt;
 401                                 tx_empty_pps = (xsks[i]->ring_stats.tx_empty_npkts -
 402                                                 xsks[i]->ring_stats.prev_tx_empty_npkts) *
 403                                                         1000000000. / dt;
 404
 405                                 printf(fmt, "rx dropped", dropped_pps,
 406                                        xsks[i]->ring_stats.rx_dropped_npkts);
 407                                 printf(fmt, "rx invalid", rx_invalid_pps,
 408                                        xsks[i]->ring_stats.rx_invalid_npkts);
 409                                 printf(fmt, "tx invalid", tx_invalid_pps,
 410                                        xsks[i]->ring_stats.tx_invalid_npkts);
 411                                 printf(fmt, "rx queue full", full_pps,
 412                                        xsks[i]->ring_stats.rx_full_npkts);
 413                                 printf(fmt, "fill ring empty", fill_empty_pps,
 414                                        xsks[i]->ring_stats.rx_fill_empty_npkts);
 415                                 printf(fmt, "tx ring empty", tx_empty_pps,
 416                                        xsks[i]->ring_stats.tx_empty_npkts);
 417
 418                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_dropped_npkts =
 419                                         xsks[i]->ring_stats.rx_dropped_npkts;
 420                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_invalid_npkts =
 421                                         xsks[i]->ring_stats.rx_invalid_npkts;
 422                                 xsks[i]->ring_stats.prev_tx_invalid_npkts =
 423                                         xsks[i]->ring_stats.tx_invalid_npkts;
 424                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_full_npkts =
 425                                         xsks[i]->ring_stats.rx_full_npkts;
 426                                 xsks[i]->ring_stats.prev_rx_fill_empty_npkts =
 427                                         xsks[i]->ring_stats.rx_fill_empty_npkts;
 428                                 xsks[i]->ring_stats.prev_tx_empty_npkts =
 429                                         xsks[i]->ring_stats.tx_empty_npkts;
 430                         } else {
 431                                 printf("%-15s\n", "Error retrieving extra stats");
 432                         }
 433                 }
 434         }
 435
 436         if (opt_app_stats)
 437                 dump_app_stats(dt);
 438         if (irq_no)
 439                 dump_driver_stats(dt);
 440 }
 441
 442 static bool is_benchmark_done(void)
 443 {
 444         if (opt_duration > 0) {
 445                 unsigned long dt = (get_nsecs() - start_time);
 446
 447                 if (dt >= opt_duration)
 448                         benchmark_done = true;
 449         }
 450         return benchmark_done;
 451 }
 452
 453 static void *poller(void *arg)
 454 {
 455         (void)arg;
 456         while (!is_benchmark_done()) {
 457                 sleep(opt_interval);
 458                 dump_stats();
 459         }
 460
 461         return NULL;
 462 }
 463
 464 static void int_exit(int sig)
 465 {
 466         benchmark_done = true;
 467 }
 468
 469 static void __exit_with_error(int error, const char *file, const char *func,
 470                               int line)
 471 {
 472         fprintf(stderr, "%s:%s:%i: errno: %d/\"%s\"\n", file, func,
 473                 line, error, strerror(error));
 474         exit(EXIT_FAILURE);
 475 }
 476
 477 #define exit_with_error(error) __exit_with_error(error, __FILE__, __func__, __LINE__)
 478
 479 static void xdpsock_cleanup(void)
 480 {
 481         struct xsk_umem *umem = xsks[0]->umem->umem;
 482         int i, cmd = CLOSE_CONN;
 483
 484         dump_stats();
 485         for (i = 0; i < num_socks; i++)
 486                 xsk_socket__delete(xsks[i]->xsk);
 487         (void)xsk_umem__delete(umem);
 488
 489         if (opt_reduced_cap) {
 490                 if (write(sock, &cmd, sizeof(int)) < 0)
 491                         exit_with_error(errno);
 492         }
 493 }
 494
 495 static void swap_mac_addresses(void *data)
 496 {
 497         struct ether_header *eth = (struct ether_header *)data;
 498         struct ether_addr *src_addr = (struct ether_addr *)&eth->ether_shost;
 499         struct ether_addr *dst_addr = (struct ether_addr *)&eth->ether_dhost;
 500         struct ether_addr tmp;
 501
 502         tmp = *src_addr;
 503         *src_addr = *dst_addr;
 504         *dst_addr = tmp;
 505 }
 506
 507 static void hex_dump(void *pkt, size_t length, u64 addr)
 508 {
 509         const unsigned char *address = (unsigned char *)pkt;
 510         const unsigned char *line = address;
 511         size_t line_size = 32;
 512         unsigned char c;
 513         char buf[32];
 514         int i = 0;
 515
 516         if (!DEBUG_HEXDUMP)
 517                 return;
 518
 519         sprintf(buf, "addr=%llu", addr);
 520         printf("length = %zu\n", length);
 521         printf("%s | ", buf);
 522         while (length-- > 0) {
 523                 printf("%02X ", *address++);
 524                 if (!(++i % line_size) || (length == 0 && i % line_size)) {
 525                         if (length == 0) {
 526                                 while (i++ % line_size)
 527                                         printf("__ ");
 528                         }
 529                         printf(" | ");  /* right close */
 530                         while (line < address) {
 531                                 c = *line++;
 532                                 printf("%c", (c < 33 || c == 255) ? 0x2E : c);
 533                         }
 534                         printf("\n");
 535                         if (length > 0)
 536                                 printf("%s | ", buf);
 537                 }
 538         }
 539         printf("\n");
 540 }
 541
 542 static void *memset32_htonl(void *dest, u32 val, u32 size)
 543 {
 544         u32 *ptr = (u32 *)dest;
 545         int i;
 546
 547         val = htonl(val);
 548
 549         for (i = 0; i < (size & (~0x3)); i += 4)
 550                 ptr[i >> 2] = val;
 551
 552         for (; i < size; i++)
 553                 ((char *)dest)[i] = ((char *)&val)[i & 3];
 554
 555         return dest;
 556 }
 557
 558 /*
 559  * This function code has been taken from
 560  * Linux kernel lib/checksum.c
 561  */
 562 static inline unsigned short from32to16(unsigned int x)
 563 {
 564         /* add up 16-bit and 16-bit for 16+c bit */
 565         x = (x & 0xffff) + (x >> 16);
 566         /* add up carry.. */
 567         x = (x & 0xffff) + (x >> 16);
 568         return x;
 569 }
 570
 571 /*
 572  * This function code has been taken from
 573  * Linux kernel lib/checksum.c
 574  */
 575 static unsigned int do_csum(const unsigned char *buff, int len)
 576 {
 577         unsigned int result = 0;
 578         int odd;
 579
 580         if (len <= 0)
 581                 goto out;
 582         odd = 1 & (unsigned long)buff;
 583         if (odd) {
 584 #ifdef __LITTLE_ENDIAN
 585                 result += (*buff << 8);
 586 #else
 587                 result = *buff;
 588 #endif
 589                 len--;
 590                 buff++;
 591         }
 592         if (len >= 2) {
 593                 if (2 & (unsigned long)buff) {
 594                         result += *(unsigned short *)buff;
 595                         len -= 2;
 596                         buff += 2;
 597                 }
 598                 if (len >= 4) {
 599                         const unsigned char *end = buff +
 600                                                    ((unsigned int)len & ~3);
 601                         unsigned int carry = 0;
 602
 603                         do {
 604                                 unsigned int w = *(unsigned int *)buff;
 605
 606                                 buff += 4;
 607                                 result += carry;
 608                                 result += w;
 609                                 carry = (w > result);
 610                         } while (buff < end);
 611                         result += carry;
 612                         result = (result & 0xffff) + (result >> 16);
 613                 }
 614                 if (len & 2) {
 615                         result += *(unsigned short *)buff;
 616                         buff += 2;
 617                 }
 618         }
 619         if (len & 1)
 620 #ifdef __LITTLE_ENDIAN
 621                 result += *buff;
 622 #else
 623                 result += (*buff << 8);
 624 #endif
 625         result = from32to16(result);
 626         if (odd)
 627                 result = ((result >> 8) & 0xff) | ((result & 0xff) << 8);
 628 out:
 629         return result;
 630 }
 631
 632 __sum16 ip_fast_csum(const void *iph, unsigned int ihl);
 633
 634 /*
 635  *      This is a version of ip_compute_csum() optimized for IP headers,
 636  *      which always checksum on 4 octet boundaries.
 637  *      This function code has been taken from
 638  *      Linux kernel lib/checksum.c
 639  */
 640 __sum16 ip_fast_csum(const void *iph, unsigned int ihl)
 641 {
 642         return (__force __sum16)~do_csum(iph, ihl * 4);
 643 }
 644
 645 /*
 646  * Fold a partial checksum
 647  * This function code has been taken from
 648  * Linux kernel include/asm-generic/checksum.h
 649  */
 650 static inline __sum16 csum_fold(__wsum csum)
 651 {
 652         u32 sum = (__force u32)csum;
 653
 654         sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
 655         sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
 656         return (__force __sum16)~sum;
 657 }
 658
 659 /*
 660  * This function code has been taken from
 661  * Linux kernel lib/checksum.c
 662  */
 663 static inline u32 from64to32(u64 x)
 664 {
 665         /* add up 32-bit and 32-bit for 32+c bit */
 666         x = (x & 0xffffffff) + (x >> 32);
 667         /* add up carry.. */
 668         x = (x & 0xffffffff) + (x >> 32);
 669         return (u32)x;
 670 }
 671
 672 __wsum csum_tcpudp_nofold(__be32 saddr, __be32 daddr,
 673                           __u32 len, __u8 proto, __wsum sum);
 674
 675 /*
 676  * This function code has been taken from
 677  * Linux kernel lib/checksum.c
 678  */
 679 __wsum csum_tcpudp_nofold(__be32 saddr, __be32 daddr,
 680                           __u32 len, __u8 proto, __wsum sum)
 681 {
 682         unsigned long long s = (__force u32)sum;
 683
 684         s += (__force u32)saddr;
 685         s += (__force u32)daddr;
 686 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 687         s += proto + len;
 688 #else
 689         s += (proto + len) << 8;
 690 #endif
 691         return (__force __wsum)from64to32(s);
 692 }
 693
 694 /*
 695  * This function has been taken from
 696  * Linux kernel include/asm-generic/checksum.h
 697  */
 698 static inline __sum16
 699 csum_tcpudp_magic(__be32 saddr, __be32 daddr, __u32 len,
 700                   __u8 proto, __wsum sum)
 701 {
 702         return csum_fold(csum_tcpudp_nofold(saddr, daddr, len, proto, sum));
 703 }
 704
 705 static inline u16 udp_csum(u32 saddr, u32 daddr, u32 len,
 706                            u8 proto, u16 *udp_pkt)
 707 {
 708         u32 csum = 0;
 709         u32 cnt = 0;
 710
 711         /* udp hdr and data */
 712         for (; cnt < len; cnt += 2)
 713                 csum += udp_pkt[cnt >> 1];
 714
 715         return csum_tcpudp_magic(saddr, daddr, len, proto, csum);
 716 }
 717
 718 #define ETH_FCS_SIZE 4
 719
 720 #define PKT_HDR_SIZE (sizeof(struct ethhdr) + sizeof(struct iphdr) + \
 721                       sizeof(struct udphdr))
 722
 723 #define PKT_SIZE                (opt_pkt_size - ETH_FCS_SIZE)
 724 #define IP_PKT_SIZE             (PKT_SIZE - sizeof(struct ethhdr))
 725 #define UDP_PKT_SIZE            (IP_PKT_SIZE - sizeof(struct iphdr))
 726 #define UDP_PKT_DATA_SIZE       (UDP_PKT_SIZE - sizeof(struct udphdr))
 727
 728 static u8 pkt_data[XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SIZE];
 729
 730 static void gen_eth_hdr_data(void)
 731 {
 732         struct udphdr *udp_hdr = (struct udphdr *)(pkt_data +
 733                                                    sizeof(struct ethhdr) +
 734                                                    sizeof(struct iphdr));
 735         struct iphdr *ip_hdr = (struct iphdr *)(pkt_data +
 736                                                 sizeof(struct ethhdr));
 737         struct ethhdr *eth_hdr = (struct ethhdr *)pkt_data;
 738
 739         /* ethernet header */
 740         memcpy(eth_hdr->h_dest, "\x3c\xfd\xfe\x9e\x7f\x71", ETH_ALEN);
 741         memcpy(eth_hdr->h_source, "\xec\xb1\xd7\x98\x3a\xc0", ETH_ALEN);
 742         eth_hdr->h_proto = htons(ETH_P_IP);
 743
 744         /* IP header */
 745         ip_hdr->version = IPVERSION;
 746         ip_hdr->ihl = 0x5; /* 20 byte header */
 747         ip_hdr->tos = 0x0;
 748         ip_hdr->tot_len = htons(IP_PKT_SIZE);
 749         ip_hdr->id = 0;
 750         ip_hdr->frag_off = 0;
 751         ip_hdr->ttl = IPDEFTTL;
 752         ip_hdr->protocol = IPPROTO_UDP;
 753         ip_hdr->saddr = htonl(0x0a0a0a10);
 754         ip_hdr->daddr = htonl(0x0a0a0a20);
 755
 756         /* IP header checksum */
 757         ip_hdr->check = 0;
 758         ip_hdr->check = ip_fast_csum((const void *)ip_hdr, ip_hdr->ihl);
 759
 760         /* UDP header */
 761         udp_hdr->source = htons(0x1000);
 762         udp_hdr->dest = htons(0x1000);
 763         udp_hdr->len = htons(UDP_PKT_SIZE);
 764
 765         /* UDP data */
 766         memset32_htonl(pkt_data + PKT_HDR_SIZE, opt_pkt_fill_pattern,
 767                        UDP_PKT_DATA_SIZE);
 768
 769         /* UDP header checksum */
 770         udp_hdr->check = 0;
 771         udp_hdr->check = udp_csum(ip_hdr->saddr, ip_hdr->daddr, UDP_PKT_SIZE,
 772                                   IPPROTO_UDP, (u16 *)udp_hdr);
 773 }
 774
 775 static void gen_eth_frame(struct xsk_umem_info *umem, u64 addr)
 776 {
 777         memcpy(xsk_umem__get_data(umem->buffer, addr), pkt_data,
 778                PKT_SIZE);
 779 }
 780
 781 static struct xsk_umem_info *xsk_configure_umem(void *buffer, u64 size)
 782 {
 783         struct xsk_umem_info *umem;
 784         struct xsk_umem_config cfg = {
 785                 /* We recommend that you set the fill ring size >= HW RX ring size +
 786                  * AF_XDP RX ring size. Make sure you fill up the fill ring
 787                  * with buffers at regular intervals, and you will with this setting
 788                  * avoid allocation failures in the driver. These are usually quite
 789                  * expensive since drivers have not been written to assume that
 790                  * allocation failures are common. For regular sockets, kernel
 791                  * allocated memory is used that only runs out in OOM situations
 792                  * that should be rare.
 793                  */
 794                 .fill_size = XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS * 2,
 795                 .comp_size = XSK_RING_CONS__DEFAULT_NUM_DESCS,
 796                 .frame_size = opt_xsk_frame_size,
 797                 .frame_headroom = XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_HEADROOM,
 798                 .flags = opt_umem_flags
 799         };
 800         int ret;
 801
 802         umem = calloc(1, sizeof(*umem));
 803         if (!umem)
 804                 exit_with_error(errno);
 805
 806         ret = xsk_umem__create(&umem->umem, buffer, size, &umem->fq, &umem->cq,
 807                                &cfg);
 808         if (ret)
 809                 exit_with_error(-ret);
 810
 811         umem->buffer = buffer;
 812         return umem;
 813 }
 814
 815 static void xsk_populate_fill_ring(struct xsk_umem_info *umem)
 816 {
 817         int ret, i;
 818         u32 idx;
 819
 820         ret = xsk_ring_prod__reserve(&umem->fq,
 821                                      XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS * 2, &idx);
 822         if (ret != XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS * 2)
 823                 exit_with_error(-ret);
 824         for (i = 0; i < XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS * 2; i++)
 825                 *xsk_ring_prod__fill_addr(&umem->fq, idx++) =
 826                         i * opt_xsk_frame_size;
 827         xsk_ring_prod__submit(&umem->fq, XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS * 2);
 828 }
 829
 830 static struct xsk_socket_info *xsk_configure_socket(struct xsk_umem_info *umem,
 831                                                     bool rx, bool tx)
 832 {
 833         struct xsk_socket_config cfg;
 834         struct xsk_socket_info *xsk;
 835         struct xsk_ring_cons *rxr;
 836         struct xsk_ring_prod *txr;
 837         int ret;
 838
 839         xsk = calloc(1, sizeof(*xsk));
 840         if (!xsk)
 841                 exit_with_error(errno);
 842
 843         xsk->umem = umem;
 844         cfg.rx_size = XSK_RING_CONS__DEFAULT_NUM_DESCS;
 845         cfg.tx_size = XSK_RING_PROD__DEFAULT_NUM_DESCS;
 846         if (opt_num_xsks > 1 || opt_reduced_cap)
 847                 cfg.libbpf_flags = XSK_LIBBPF_FLAGS__INHIBIT_PROG_LOAD;
 848         else
 849                 cfg.libbpf_flags = 0;
 850         cfg.xdp_flags = opt_xdp_flags;
 851         cfg.bind_flags = opt_xdp_bind_flags;
 852
 853         rxr = rx ? &xsk->rx : NULL;
 854         txr = tx ? &xsk->tx : NULL;
 855         ret = xsk_socket__create(&xsk->xsk, opt_if, opt_queue, umem->umem,
 856                                  rxr, txr, &cfg);
 857         if (ret)
 858                 exit_with_error(-ret);
 859
 860         xsk->app_stats.rx_empty_polls = 0;
 861         xsk->app_stats.fill_fail_polls = 0;
 862         xsk->app_stats.copy_tx_sendtos = 0;
 863         xsk->app_stats.tx_wakeup_sendtos = 0;
 864         xsk->app_stats.opt_polls = 0;
 865         xsk->app_stats.prev_rx_empty_polls = 0;
 866         xsk->app_stats.prev_fill_fail_polls = 0;
 867         xsk->app_stats.prev_copy_tx_sendtos = 0;
 868         xsk->app_stats.prev_tx_wakeup_sendtos = 0;
 869         xsk->app_stats.prev_opt_polls = 0;
 870
 871         return xsk;
 872 }
 873
 874 static struct option long_options[] = {
 875         {"rxdrop", no_argument, 0, 'r'},
 876         {"txonly", no_argument, 0, 't'},
 877         {"l2fwd", no_argument, 0, 'l'},
 878         {"interface", required_argument, 0, 'i'},
 879         {"queue", required_argument, 0, 'q'},
 880         {"poll", no_argument, 0, 'p'},
 881         {"xdp-skb", no_argument, 0, 'S'},
 882         {"xdp-native", no_argument, 0, 'N'},
 883         {"interval", required_argument, 0, 'n'},
 884         {"zero-copy", no_argument, 0, 'z'},
 885         {"copy", no_argument, 0, 'c'},
 886         {"frame-size", required_argument, 0, 'f'},
 887         {"no-need-wakeup", no_argument, 0, 'm'},
 888         {"unaligned", no_argument, 0, 'u'},
 889         {"shared-umem", no_argument, 0, 'M'},
 890         {"force", no_argument, 0, 'F'},
 891         {"duration", required_argument, 0, 'd'},
 892         {"batch-size", required_argument, 0, 'b'},
 893         {"tx-pkt-count", required_argument, 0, 'C'},
 894         {"tx-pkt-size", required_argument, 0, 's'},
 895         {"tx-pkt-pattern", required_argument, 0, 'P'},
 896         {"extra-stats", no_argument, 0, 'x'},
 897         {"quiet", no_argument, 0, 'Q'},
 898         {"app-stats", no_argument, 0, 'a'},
 899         {"irq-string", no_argument, 0, 'I'},
 900         {"busy-poll", no_argument, 0, 'B'},
 901         {"reduce-cap", no_argument, 0, 'R'},
 902         {0, 0, 0, 0}
 903 };
 904
 905 static void usage(const char *prog)
 906 {
 907         const char *str =
 908                 "  Usage: %s [OPTIONS]\n"
 909                 "  Options:\n"
 910                 "  -r, --rxdrop         Discard all incoming packets (default)\n"
 911                 "  -t, --txonly         Only send packets\n"
 912                 "  -l, --l2fwd          MAC swap L2 forwarding\n"
 913                 "  -i, --interface=n    Run on interface n\n"
 914                 "  -q, --queue=n        Use queue n (default 0)\n"
 915                 "  -p, --poll           Use poll syscall\n"
 916                 "  -S, --xdp-skb=n      Use XDP skb-mod\n"
 917                 "  -N, --xdp-native=n   Enforce XDP native mode\n"
 918                 "  -n, --interval=n     Specify statistics update interval (default 1 sec).\n"
 919                 "  -z, --zero-copy      Force zero-copy mode.\n"
 920                 "  -c, --copy           Force copy mode.\n"
 921                 "  -m, --no-need-wakeup Turn off use of driver need wakeup flag.\n"
 922                 "  -f, --frame-size=n   Set the frame size (must be a power of two in aligned mode, default is %d).\n"
 923                 "  -u, --unaligned      Enable unaligned chunk placement\n"
 924                 "  -M, --shared-umem    Enable XDP_SHARED_UMEM (cannot be used with -R)\n"
 925                 "  -F, --force          Force loading the XDP prog\n"
 926                 "  -d, --duration=n     Duration in secs to run command.\n"
 927                 "                       Default: forever.\n"
 928                 "  -b, --batch-size=n   Batch size for sending or receiving\n"
 929                 "                       packets. Default: %d\n"
 930                 "  -C, --tx-pkt-count=n Number of packets to send.\n"
 931                 "                       Default: Continuous packets.\n"
 932                 "  -s, --tx-pkt-size=n  Transmit packet size.\n"
 933                 "                       (Default: %d bytes)\n"
 934                 "                       Min size: %d, Max size %d.\n"
 935                 "  -P, --tx-pkt-pattern=nPacket fill pattern. Default: 0x%x\n"
 936                 "  -x, --extra-stats    Display extra statistics.\n"
 937                 "  -Q, --quiet          Do not display any stats.\n"
 938                 "  -a, --app-stats      Display application (syscall) statistics.\n"
 939                 "  -I, --irq-string     Display driver interrupt statistics for interface associated with irq-string.\n"
 940                 "  -B, --busy-poll      Busy poll.\n"
 941                 "  -R, --reduce-cap     Use reduced capabilities (cannot be used with -M)\n"
 942                 "\n";
 943         fprintf(stderr, str, prog, XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SIZE,
 944                 opt_batch_size, MIN_PKT_SIZE, MIN_PKT_SIZE,
 945                 XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SIZE, opt_pkt_fill_pattern);
 946
 947         exit(EXIT_FAILURE);
 948 }
 949
 950 static void parse_command_line(int argc, char **argv)
 951 {
 952         int option_index, c;
 953
 954         opterr = 0;
 955
 956         for (;;) {
 957                 c = getopt_long(argc, argv, "Frtli:q:pSNn:czf:muMd:b:C:s:P:xQaI:BR",
 958                                 long_options, &option_index);
 959                 if (c == -1)
 960                         break;
 961
 962                 switch (c) {
 963                 case 'r':
 964                         opt_bench = BENCH_RXDROP;
 965                         break;
 966                 case 't':
 967                         opt_bench = BENCH_TXONLY;
 968                         break;
 969                 case 'l':
 970                         opt_bench = BENCH_L2FWD;
 971                         break;
 972                 case 'i':
 973                         opt_if = optarg;
 974                         break;
 975                 case 'q':
 976                         opt_queue = atoi(optarg);
 977                         break;
 978                 case 'p':
 979                         opt_poll = 1;
 980                         break;
 981                 case 'S':
 982                         opt_xdp_flags |= XDP_FLAGS_SKB_MODE;
 983                         opt_xdp_bind_flags |= XDP_COPY;
 984                         break;
 985                 case 'N':
 986                         /* default, set below */
 987                         break;
 988                 case 'n':
 989                         opt_interval = atoi(optarg);
 990                         break;
 991                 case 'z':
 992                         opt_xdp_bind_flags |= XDP_ZEROCOPY;
 993                         break;
 994                 case 'c':
 995                         opt_xdp_bind_flags |= XDP_COPY;
 996                         break;
 997                 case 'u':
 998                         opt_umem_flags |= XDP_UMEM_UNALIGNED_CHUNK_FLAG;
 999                         opt_unaligned_chunks = 1;
1000                         opt_mmap_flags = MAP_HUGETLB;
1001                         break;
1002                 case 'F':
1003                         opt_xdp_flags &= ~XDP_FLAGS_UPDATE_IF_NOEXIST;
1004                         break;
1005                 case 'f':
1006                         opt_xsk_frame_size = atoi(optarg);
1007                         break;
1008                 case 'm':
1009                         opt_need_wakeup = false;
1010                         opt_xdp_bind_flags &= ~XDP_USE_NEED_WAKEUP;
1011                         break;
1012                 case 'M':
1013                         opt_num_xsks = MAX_SOCKS;
1014                         break;
1015                 case 'd':
1016                         opt_duration = atoi(optarg);
1017                         opt_duration *= 1000000000;
1018                         break;
1019                 case 'b':
1020                         opt_batch_size = atoi(optarg);
1021                         break;
1022                 case 'C':
1023                         opt_pkt_count = atoi(optarg);
1024                         break;
1025                 case 's':
1026                         opt_pkt_size = atoi(optarg);
1027                         if (opt_pkt_size > (XSK_UMEM__DEFAULT_FRAME_SIZE) ||
1028                             opt_pkt_size < MIN_PKT_SIZE) {
1029                                 fprintf(stderr,
1030                                         "ERROR: Invalid frame size %d\n",
1031                                         opt_pkt_size);
1032                                 usage(basename(argv[0]));
1033                         }
1034                         break;
1035                 case 'P':
1036                         opt_pkt_fill_pattern = strtol(optarg, NULL, 16);
1037                         break;
1038                 case 'x':
1039                         opt_extra_stats = 1;
1040                         break;
1041                 case 'Q':
1042                         opt_quiet = 1;
1043                         break;
1044                 case 'a':
1045                         opt_app_stats = 1;
1046                         break;
1047                 case 'I':
1048                         opt_irq_str = optarg;
1049                         if (get_interrupt_number())
1050                                 irqs_at_init = get_irqs();
1051                         if (irqs_at_init < 0) {
1052                                 fprintf(stderr, "ERROR: Failed to get irqs for %s\n", opt_irq_str);
1053                                 usage(basename(argv[0]));
1054                         }
1055                         break;
1056                 case 'B':
1057                         opt_busy_poll = 1;
1058                         break;
1059                 case 'R':
1060                         opt_reduced_cap = true;
1061                         break;
1062                 default:
1063                         usage(basename(argv[0]));
1064                 }
1065         }
1066
1067         if (!(opt_xdp_flags & XDP_FLAGS_SKB_MODE))
1068                 opt_xdp_flags |= XDP_FLAGS_DRV_MODE;
1069
1070         opt_ifindex = if_nametoindex(opt_if);
1071         if (!opt_ifindex) {
1072                 fprintf(stderr, "ERROR: interface \"%s\" does not exist\n",
1073                         opt_if);
1074                 usage(basename(argv[0]));
1075         }
1076
1077         if ((opt_xsk_frame_size & (opt_xsk_frame_size - 1)) &&
1078             !opt_unaligned_chunks) {
1079                 fprintf(stderr, "--frame-size=%d is not a power of two\n",
1080                         opt_xsk_frame_size);
1081                 usage(basename(argv[0]));
1082         }
1083
1084         if (opt_reduced_cap && opt_num_xsks > 1) {
1085                 fprintf(stderr, "ERROR: -M and -R cannot be used together\n");
1086                 usage(basename(argv[0]));
1087         }
1088 }
1089
1090 static void kick_tx(struct xsk_socket_info *xsk)
1091 {
1092         int ret;
1093
1094         ret = sendto(xsk_socket__fd(xsk->xsk), NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL, 0);
1095         if (ret >= 0 || errno == ENOBUFS || errno == EAGAIN ||
1096             errno == EBUSY || errno == ENETDOWN)
1097                 return;
1098         exit_with_error(errno);
1099 }
1100
1101 static inline void complete_tx_l2fwd(struct xsk_socket_info *xsk)
1102 {
1103         struct xsk_umem_info *umem = xsk->umem;
1104         u32 idx_cq = 0, idx_fq = 0;
1105         unsigned int rcvd;
1106         size_t ndescs;
1107
1108         if (!xsk->outstanding_tx)
1109                 return;
1110
1111         /* In copy mode, Tx is driven by a syscall so we need to use e.g. sendto() to
1112          * really send the packets. In zero-copy mode we do not have to do this, since Tx
1113          * is driven by the NAPI loop. So as an optimization, we do not have to call
1114          * sendto() all the time in zero-copy mode for l2fwd.
1115          */
1116         if (opt_xdp_bind_flags & XDP_COPY) {
1117                 xsk->app_stats.copy_tx_sendtos++;
1118                 kick_tx(xsk);
1119         }
1120
1121         ndescs = (xsk->outstanding_tx > opt_batch_size) ? opt_batch_size :
1122                 xsk->outstanding_tx;
1123
1124         /* re-add completed Tx buffers */
1125         rcvd = xsk_ring_cons__peek(&umem->cq, ndescs, &idx_cq);
1126         if (rcvd > 0) {
1127                 unsigned int i;
1128                 int ret;
1129
1130                 ret = xsk_ring_prod__reserve(&umem->fq, rcvd, &idx_fq);
1131                 while (ret != rcvd) {
1132                         if (ret < 0)
1133                                 exit_with_error(-ret);
1134                         if (opt_busy_poll || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&umem->fq)) {
1135                                 xsk->app_stats.fill_fail_polls++;
1136                                 recvfrom(xsk_socket__fd(xsk->xsk), NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL,
1137                                          NULL);
1138                         }
1139                         ret = xsk_ring_prod__reserve(&umem->fq, rcvd, &idx_fq);
1140                 }
1141
1142                 for (i = 0; i < rcvd; i++)
1143                         *xsk_ring_prod__fill_addr(&umem->fq, idx_fq++) =
1144                                 *xsk_ring_cons__comp_addr(&umem->cq, idx_cq++);
1145
1146                 xsk_ring_prod__submit(&xsk->umem->fq, rcvd);
1147                 xsk_ring_cons__release(&xsk->umem->cq, rcvd);
1148                 xsk->outstanding_tx -= rcvd;
1149         }
1150 }
1151
1152 static inline void complete_tx_only(struct xsk_socket_info *xsk,
1153                                     int batch_size)
1154 {
1155         unsigned int rcvd;
1156         u32 idx;
1157
1158         if (!xsk->outstanding_tx)
1159                 return;
1160
1161         if (!opt_need_wakeup || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&xsk->tx)) {
1162                 xsk->app_stats.tx_wakeup_sendtos++;
1163                 kick_tx(xsk);
1164         }
1165
1166         rcvd = xsk_ring_cons__peek(&xsk->umem->cq, batch_size, &idx);
1167         if (rcvd > 0) {
1168                 xsk_ring_cons__release(&xsk->umem->cq, rcvd);
1169                 xsk->outstanding_tx -= rcvd;
1170         }
1171 }
1172
1173 static void rx_drop(struct xsk_socket_info *xsk)
1174 {
1175         unsigned int rcvd, i;
1176         u32 idx_rx = 0, idx_fq = 0;
1177         int ret;
1178
1179         rcvd = xsk_ring_cons__peek(&xsk->rx, opt_batch_size, &idx_rx);
1180         if (!rcvd) {
1181                 if (opt_busy_poll || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&xsk->umem->fq)) {
1182                         xsk->app_stats.rx_empty_polls++;
1183                         recvfrom(xsk_socket__fd(xsk->xsk), NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL, NULL);
1184                 }
1185                 return;
1186         }
1187
1188         ret = xsk_ring_prod__reserve(&xsk->umem->fq, rcvd, &idx_fq);
1189         while (ret != rcvd) {
1190                 if (ret < 0)
1191                         exit_with_error(-ret);
1192                 if (opt_busy_poll || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&xsk->umem->fq)) {
1193                         xsk->app_stats.fill_fail_polls++;
1194                         recvfrom(xsk_socket__fd(xsk->xsk), NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL, NULL);
1195                 }
1196                 ret = xsk_ring_prod__reserve(&xsk->umem->fq, rcvd, &idx_fq);
1197         }
1198
1199         for (i = 0; i < rcvd; i++) {
1200                 u64 addr = xsk_ring_cons__rx_desc(&xsk->rx, idx_rx)->addr;
1201                 u32 len = xsk_ring_cons__rx_desc(&xsk->rx, idx_rx++)->len;
1202                 u64 orig = xsk_umem__extract_addr(addr);
1203
1204                 addr = xsk_umem__add_offset_to_addr(addr);
1205                 char *pkt = xsk_umem__get_data(xsk->umem->buffer, addr);
1206
1207                 hex_dump(pkt, len, addr);
1208                 *xsk_ring_prod__fill_addr(&xsk->umem->fq, idx_fq++) = orig;
1209         }
1210
1211         xsk_ring_prod__submit(&xsk->umem->fq, rcvd);
1212         xsk_ring_cons__release(&xsk->rx, rcvd);
1213         xsk->ring_stats.rx_npkts += rcvd;
1214 }
1215
1216 static void rx_drop_all(void)
1217 {
1218         struct pollfd fds[MAX_SOCKS] = {};
1219         int i, ret;
1220
1221         for (i = 0; i < num_socks; i++) {
1222                 fds[i].fd = xsk_socket__fd(xsks[i]->xsk);
1223                 fds[i].events = POLLIN;
1224         }
1225
1226         for (;;) {
1227                 if (opt_poll) {
1228                         for (i = 0; i < num_socks; i++)
1229                                 xsks[i]->app_stats.opt_polls++;
1230                         ret = poll(fds, num_socks, opt_timeout);
1231                         if (ret <= 0)
1232                                 continue;
1233                 }
1234
1235                 for (i = 0; i < num_socks; i++)
1236                         rx_drop(xsks[i]);
1237
1238                 if (benchmark_done)
1239                         break;
1240         }
1241 }
1242
1243 static void tx_only(struct xsk_socket_info *xsk, u32 *frame_nb, int batch_size)
1244 {
1245         u32 idx;
1246         unsigned int i;
1247
1248         while (xsk_ring_prod__reserve(&xsk->tx, batch_size, &idx) <
1249                                       batch_size) {
1250                 complete_tx_only(xsk, batch_size);
1251                 if (benchmark_done)
1252                         return;
1253         }
1254
1255         for (i = 0; i < batch_size; i++) {
1256                 struct xdp_desc *tx_desc = xsk_ring_prod__tx_desc(&xsk->tx,
1257                                                                   idx + i);
1258                 tx_desc->addr = (*frame_nb + i) * opt_xsk_frame_size;
1259                 tx_desc->len = PKT_SIZE;
1260         }
1261
1262         xsk_ring_prod__submit(&xsk->tx, batch_size);
1263         xsk->ring_stats.tx_npkts += batch_size;
1264         xsk->outstanding_tx += batch_size;
1265         *frame_nb += batch_size;
1266         *frame_nb %= NUM_FRAMES;
1267         complete_tx_only(xsk, batch_size);
1268 }
1269
1270 static inline int get_batch_size(int pkt_cnt)
1271 {
1272         if (!opt_pkt_count)
1273                 return opt_batch_size;
1274
1275         if (pkt_cnt + opt_batch_size <= opt_pkt_count)
1276                 return opt_batch_size;
1277
1278         return opt_pkt_count - pkt_cnt;
1279 }
1280
1281 static void complete_tx_only_all(void)
1282 {
1283         bool pending;
1284         int i;
1285
1286         do {
1287                 pending = false;
1288                 for (i = 0; i < num_socks; i++) {
1289                         if (xsks[i]->outstanding_tx) {
1290                                 complete_tx_only(xsks[i], opt_batch_size);
1291                                 pending = !!xsks[i]->outstanding_tx;
1292                         }
1293                 }
1294         } while (pending);
1295 }
1296
1297 static void tx_only_all(void)
1298 {
1299         struct pollfd fds[MAX_SOCKS] = {};
1300         u32 frame_nb[MAX_SOCKS] = {};
1301         int pkt_cnt = 0;
1302         int i, ret;
1303
1304         for (i = 0; i < num_socks; i++) {
1305                 fds[0].fd = xsk_socket__fd(xsks[i]->xsk);
1306                 fds[0].events = POLLOUT;
1307         }
1308
1309         while ((opt_pkt_count && pkt_cnt < opt_pkt_count) || !opt_pkt_count) {
1310                 int batch_size = get_batch_size(pkt_cnt);
1311
1312                 if (opt_poll) {
1313                         for (i = 0; i < num_socks; i++)
1314                                 xsks[i]->app_stats.opt_polls++;
1315                         ret = poll(fds, num_socks, opt_timeout);
1316                         if (ret <= 0)
1317                                 continue;
1318
1319                         if (!(fds[0].revents & POLLOUT))
1320                                 continue;
1321                 }
1322
1323                 for (i = 0; i < num_socks; i++)
1324                         tx_only(xsks[i], &frame_nb[i], batch_size);
1325
1326                 pkt_cnt += batch_size;
1327
1328                 if (benchmark_done)
1329                         break;
1330         }
1331
1332         if (opt_pkt_count)
1333                 complete_tx_only_all();
1334 }
1335
1336 static void l2fwd(struct xsk_socket_info *xsk)
1337 {
1338         unsigned int rcvd, i;
1339         u32 idx_rx = 0, idx_tx = 0;
1340         int ret;
1341
1342         complete_tx_l2fwd(xsk);
1343
1344         rcvd = xsk_ring_cons__peek(&xsk->rx, opt_batch_size, &idx_rx);
1345         if (!rcvd) {
1346                 if (opt_busy_poll || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&xsk->umem->fq)) {
1347                         xsk->app_stats.rx_empty_polls++;
1348                         recvfrom(xsk_socket__fd(xsk->xsk), NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL, NULL);
1349                 }
1350                 return;
1351         }
1352         xsk->ring_stats.rx_npkts += rcvd;
1353
1354         ret = xsk_ring_prod__reserve(&xsk->tx, rcvd, &idx_tx);
1355         while (ret != rcvd) {
1356                 if (ret < 0)
1357                         exit_with_error(-ret);
1358                 complete_tx_l2fwd(xsk);
1359                 if (opt_busy_poll || xsk_ring_prod__needs_wakeup(&xsk->tx)) {
1360                         xsk->app_stats.tx_wakeup_sendtos++;
1361                         kick_tx(xsk);
1362                 }
1363                 ret = xsk_ring_prod__reserve(&xsk->tx, rcvd, &idx_tx);
1364         }
1365
1366         for (i = 0; i < rcvd; i++) {
1367                 u64 addr = xsk_ring_cons__rx_desc(&xsk->rx, idx_rx)->addr;
1368                 u32 len = xsk_ring_cons__rx_desc(&xsk->rx, idx_rx++)->len;
1369                 u64 orig = addr;
1370
1371                 addr = xsk_umem__add_offset_to_addr(addr);
1372                 char *pkt = xsk_umem__get_data(xsk->umem->buffer, addr);
1373
1374                 swap_mac_addresses(pkt);
1375
1376                 hex_dump(pkt, len, addr);
1377                 xsk_ring_prod__tx_desc(&xsk->tx, idx_tx)->addr = orig;
1378                 xsk_ring_prod__tx_desc(&xsk->tx, idx_tx++)->len = len;
1379         }
1380
1381         xsk_ring_prod__submit(&xsk->tx, rcvd);
1382         xsk_ring_cons__release(&xsk->rx, rcvd);
1383
1384         xsk->ring_stats.tx_npkts += rcvd;
1385         xsk->outstanding_tx += rcvd;
1386 }
1387
1388 static void l2fwd_all(void)
1389 {
1390         struct pollfd fds[MAX_SOCKS] = {};
1391         int i, ret;
1392
1393         for (;;) {
1394                 if (opt_poll) {
1395                         for (i = 0; i < num_socks; i++) {
1396                                 fds[i].fd = xsk_socket__fd(xsks[i]->xsk);
1397                                 fds[i].events = POLLOUT | POLLIN;
1398                                 xsks[i]->app_stats.opt_polls++;
1399                         }
1400                         ret = poll(fds, num_socks, opt_timeout);
1401                         if (ret <= 0)
1402                                 continue;
1403                 }
1404
1405                 for (i = 0; i < num_socks; i++)
1406                         l2fwd(xsks[i]);
1407
1408                 if (benchmark_done)
1409                         break;
1410         }
1411 }
1412
1413 static void load_xdp_program(char **argv, struct bpf_object **obj)
1414 {
1415         struct bpf_prog_load_attr prog_load_attr = {
1416                 .prog_type      = BPF_PROG_TYPE_XDP,
1417         };
1418         char xdp_filename[256];
1419         int prog_fd;
1420
1421         snprintf(xdp_filename, sizeof(xdp_filename), "%s_kern.o", argv[0]);
1422         prog_load_attr.file = xdp_filename;
1423
1424         if (bpf_prog_load_xattr(&prog_load_attr, obj, &prog_fd))
1425                 exit(EXIT_FAILURE);
1426         if (prog_fd < 0) {
1427                 fprintf(stderr, "ERROR: no program found: %s\n",
1428                         strerror(prog_fd));
1429                 exit(EXIT_FAILURE);
1430         }
1431
1432         if (bpf_set_link_xdp_fd(opt_ifindex, prog_fd, opt_xdp_flags) < 0) {
1433                 fprintf(stderr, "ERROR: link set xdp fd failed\n");
1434                 exit(EXIT_FAILURE);
1435         }
1436 }
1437
1438 static void enter_xsks_into_map(struct bpf_object *obj)
1439 {
1440         struct bpf_map *map;
1441         int i, xsks_map;
1442
1443         map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "xsks_map");
1444         xsks_map = bpf_map__fd(map);
1445         if (xsks_map < 0) {
1446                 fprintf(stderr, "ERROR: no xsks map found: %s\n",
1447                         strerror(xsks_map));
1448                         exit(EXIT_FAILURE);
1449         }
1450
1451         for (i = 0; i < num_socks; i++) {
1452                 int fd = xsk_socket__fd(xsks[i]->xsk);
1453                 int key, ret;
1454
1455                 key = i;
1456                 ret = bpf_map_update_elem(xsks_map, &key, &fd, 0);
1457                 if (ret) {
1458                         fprintf(stderr, "ERROR: bpf_map_update_elem %d\n", i);
1459                         exit(EXIT_FAILURE);
1460                 }
1461         }
1462 }
1463
1464 static void apply_setsockopt(struct xsk_socket_info *xsk)
1465 {
1466         int sock_opt;
1467
1468         if (!opt_busy_poll)
1469                 return;
1470
1471         sock_opt = 1;
1472         if (setsockopt(xsk_socket__fd(xsk->xsk), SOL_SOCKET, SO_PREFER_BUSY_POLL,
1473                        (void *)&sock_opt, sizeof(sock_opt)) < 0)
1474                 exit_with_error(errno);
1475
1476         sock_opt = 20;
1477         if (setsockopt(xsk_socket__fd(xsk->xsk), SOL_SOCKET, SO_BUSY_POLL,
1478                        (void *)&sock_opt, sizeof(sock_opt)) < 0)
1479                 exit_with_error(errno);
1480
1481         sock_opt = opt_batch_size;
1482         if (setsockopt(xsk_socket__fd(xsk->xsk), SOL_SOCKET, SO_BUSY_POLL_BUDGET,
1483                        (void *)&sock_opt, sizeof(sock_opt)) < 0)
1484                 exit_with_error(errno);
1485 }
1486
1487 static int recv_xsks_map_fd_from_ctrl_node(int sock, int *_fd)
1488 {
1489         char cms[CMSG_SPACE(sizeof(int))];
1490         struct cmsghdr *cmsg;
1491         struct msghdr msg;
1492         struct iovec iov;
1493         int value;
1494         int len;
1495
1496         iov.iov_base = &value;
1497         iov.iov_len = sizeof(int);
1498
1499         msg.msg_name = 0;
1500         msg.msg_namelen = 0;
1501         msg.msg_iov = &iov;
1502         msg.msg_iovlen = 1;
1503         msg.msg_flags = 0;
1504         msg.msg_control = (caddr_t)cms;
1505         msg.msg_controllen = sizeof(cms);
1506
1507         len = recvmsg(sock, &msg, 0);
1508
1509         if (len < 0) {
1510                 fprintf(stderr, "Recvmsg failed length incorrect.\n");
1511                 return -EINVAL;
1512         }
1513
1514         if (len == 0) {
1515                 fprintf(stderr, "Recvmsg failed no data\n");
1516                 return -EINVAL;
1517         }
1518
1519         cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
1520         *_fd = *(int *)CMSG_DATA(cmsg);
1521
1522         return 0;
1523 }
1524
1525 static int
1526 recv_xsks_map_fd(int *xsks_map_fd)
1527 {
1528         struct sockaddr_un server;
1529         int err;
1530
1531         sock = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
1532         if (sock < 0) {
1533                 fprintf(stderr, "Error opening socket stream: %s", strerror(errno));
1534                 return errno;
1535         }
1536
1537         server.sun_family = AF_UNIX;
1538         strcpy(server.sun_path, SOCKET_NAME);
1539
1540         if (connect(sock, (struct sockaddr *)&server, sizeof(struct sockaddr_un)) < 0) {
1541                 close(sock);
1542                 fprintf(stderr, "Error connecting stream socket: %s", strerror(errno));
1543                 return errno;
1544         }
1545
1546         err = recv_xsks_map_fd_from_ctrl_node(sock, xsks_map_fd);
1547         if (err) {
1548                 fprintf(stderr, "Error %d receiving fd\n", err);
1549                 return err;
1550         }
1551         return 0;
1552 }
1553
1554 int main(int argc, char **argv)
1555 {
1556         struct __user_cap_header_struct hdr = { _LINUX_CAPABILITY_VERSION_3, 0 };
1557         struct __user_cap_data_struct data[2] = { { 0 } };
1558         struct rlimit r = {RLIM_INFINITY, RLIM_INFINITY};
1559         bool rx = false, tx = false;
1560         struct xsk_umem_info *umem;
1561         struct bpf_object *obj;
1562         int xsks_map_fd = 0;
1563         pthread_t pt;
1564         int i, ret;
1565         void *bufs;
1566
1567         parse_command_line(argc, argv);
1568
1569         if (opt_reduced_cap) {
1570                 if (capget(&hdr, data)  < 0)
1571                         fprintf(stderr, "Error getting capabilities\n");
1572
1573                 data->effective &= CAP_TO_MASK(CAP_NET_RAW);
1574                 data->permitted &= CAP_TO_MASK(CAP_NET_RAW);
1575
1576                 if (capset(&hdr, data) < 0)
1577                         fprintf(stderr, "Setting capabilities failed\n");
1578
1579                 if (capget(&hdr, data)  < 0) {
1580                         fprintf(stderr, "Error getting capabilities\n");
1581                 } else {
1582                         fprintf(stderr, "Capabilities EFF %x Caps INH %x Caps Per %x\n",
1583                                 data[0].effective, data[0].inheritable, data[0].permitted);
1584                         fprintf(stderr, "Capabilities EFF %x Caps INH %x Caps Per %x\n",
1585                                 data[1].effective, data[1].inheritable, data[1].permitted);
1586                 }
1587         } else {
1588                 if (setrlimit(RLIMIT_MEMLOCK, &r)) {
1589                         fprintf(stderr, "ERROR: setrlimit(RLIMIT_MEMLOCK) \"%s\"\n",
1590                                 strerror(errno));
1591                         exit(EXIT_FAILURE);
1592                 }
1593
1594                 if (opt_num_xsks > 1)
1595                         load_xdp_program(argv, &obj);
1596         }
1597
1598         /* Reserve memory for the umem. Use hugepages if unaligned chunk mode */
1599         bufs = mmap(NULL, NUM_FRAMES * opt_xsk_frame_size,
1600                     PROT_READ | PROT_WRITE,
1601                     MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | opt_mmap_flags, -1, 0);
1602         if (bufs == MAP_FAILED) {
1603                 printf("ERROR: mmap failed\n");
1604                 exit(EXIT_FAILURE);
1605         }
1606
1607         /* Create sockets... */
1608         umem = xsk_configure_umem(bufs, NUM_FRAMES * opt_xsk_frame_size);
1609         if (opt_bench == BENCH_RXDROP || opt_bench == BENCH_L2FWD) {
1610                 rx = true;
1611                 xsk_populate_fill_ring(umem);
1612         }
1613         if (opt_bench == BENCH_L2FWD || opt_bench == BENCH_TXONLY)
1614                 tx = true;
1615         for (i = 0; i < opt_num_xsks; i++)
1616                 xsks[num_socks++] = xsk_configure_socket(umem, rx, tx);
1617
1618         for (i = 0; i < opt_num_xsks; i++)
1619                 apply_setsockopt(xsks[i]);
1620
1621         if (opt_bench == BENCH_TXONLY) {
1622                 gen_eth_hdr_data();
1623
1624                 for (i = 0; i < NUM_FRAMES; i++)
1625                         gen_eth_frame(umem, i * opt_xsk_frame_size);
1626         }
1627
1628         if (opt_num_xsks > 1 && opt_bench != BENCH_TXONLY)
1629                 enter_xsks_into_map(obj);
1630
1631         if (opt_reduced_cap) {
1632                 ret = recv_xsks_map_fd(&xsks_map_fd);
1633                 if (ret) {
1634                         fprintf(stderr, "Error %d receiving xsks_map_fd\n", ret);
1635                         exit_with_error(ret);
1636                 }
1637                 if (xsks[0]->xsk) {
1638                         ret = xsk_socket__update_xskmap(xsks[0]->xsk, xsks_map_fd);
1639                         if (ret) {
1640                                 fprintf(stderr, "Update of BPF map failed(%d)\n", ret);
1641                                 exit_with_error(ret);
1642                         }
1643                 }
1644         }
1645
1646         signal(SIGINT, int_exit);
1647         signal(SIGTERM, int_exit);
1648         signal(SIGABRT, int_exit);
1649
1650         setlocale(LC_ALL, "");
1651
1652         if (!opt_quiet) {
1653                 ret = pthread_create(&pt, NULL, poller, NULL);
1654                 if (ret)
1655                         exit_with_error(ret);
1656         }
1657
1658         prev_time = get_nsecs();
1659         start_time = prev_time;
1660
1661         if (opt_bench == BENCH_RXDROP)
1662                 rx_drop_all();
1663         else if (opt_bench == BENCH_TXONLY)
1664                 tx_only_all();
1665         else
1666                 l2fwd_all();
1667
1668         benchmark_done = true;
1669
1670         if (!opt_quiet)
1671                 pthread_join(pt, NULL);
1672
1673         xdpsock_cleanup();
1674
1675         munmap(bufs, NUM_FRAMES * opt_xsk_frame_size);
1676
1677         return 0;
1678 }