Quelle  udpgso_bench_rx.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

#define _GNU_SOURCE

#include <arpa/inet.h>
#include <error.h>
#include <errno.h>
#include <limits.h>
#include <linux/errqueue.h>
#include <linux/if_packet.h>
#include <linux/socket.h>
#include <linux/sockios.h>
#include <net/ethernet.h>
#include <net/if.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/ip6.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <netinet/udp.h>
#include <poll.h>
#include <sched.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

#ifndef UDP_GRO
#define UDP_GRO  104
#endif

static int  cfg_port  = 8000;
static bool cfg_tcp;
static bool cfg_verify;
static bool cfg_read_all;
static bool cfg_gro_segment;
static int  cfg_family  = PF_INET6;
static int  cfg_alen   = sizeof(struct sockaddr_in6);
static int  cfg_expected_pkt_nr;
static int  cfg_expected_pkt_len;
static int  cfg_expected_gso_size;
static int  cfg_connect_timeout_ms;
static int  cfg_rcv_timeout_ms;
static struct sockaddr_storage cfg_bind_addr;

static bool interrupted;
static unsigned long packets, bytes;

static void sigint_handler(int signum)
{
 if (signum == SIGINT)
  interrupted = true;
}

static void setup_sockaddr(int domain, const char *str_addr, void *sockaddr)
{
 struct sockaddr_in6 *addr6 = (void *) sockaddr;
 struct sockaddr_in *addr4 = (void *) sockaddr;

 switch (domain) {
 case PF_INET:
  addr4->sin_family = AF_INET;
  addr4->sin_port = htons(cfg_port);
  if (inet_pton(AF_INET, str_addr, &(addr4->sin_addr)) != 1)
   error(1, 0, "ipv4 parse error: %s", str_addr);
  break;
 case PF_INET6:
  addr6->sin6_family = AF_INET6;
  addr6->sin6_port = htons(cfg_port);
  if (inet_pton(AF_INET6, str_addr, &(addr6->sin6_addr)) != 1)
   error(1, 0, "ipv6 parse error: %s", str_addr);
  break;
 default:
  error(1, 0, "illegal domain");
 }
}

static unsigned long gettimeofday_ms(void)
{
 struct timeval tv;

 gettimeofday(&tv, NULL);
 return (tv.tv_sec * 1000) + (tv.tv_usec / 1000);
}

static void do_poll(int fd, int timeout_ms)
{
 struct pollfd pfd;
 int ret;

 pfd.events = POLLIN;
 pfd.revents = 0;
 pfd.fd = fd;

 do {
  ret = poll(&pfd, 1, 10);
  if (interrupted)
   break;
  if (ret == -1)
   error(1, errno, "poll");
  if (ret == 0) {
   if (!timeout_ms)
    continue;

   timeout_ms -= 10;
   if (timeout_ms <= 0) {
    interrupted = true;
    break;
   }

   /* no events and more time to wait, do poll again */
   continue;
  }
  if (pfd.revents != POLLIN)
   error(1, errno, "poll: 0x%x expected 0x%x\n",
     pfd.revents, POLLIN);
 } while (!ret);
}

static int do_socket(bool do_tcp)
{
 int fd, val;

 fd = socket(cfg_family, cfg_tcp ? SOCK_STREAM : SOCK_DGRAM, 0);
 if (fd == -1)
  error(1, errno, "socket");

 val = 1 << 21;
 if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &val, sizeof(val)))
  error(1, errno, "setsockopt rcvbuf");
 val = 1;
 if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &val, sizeof(val)))
  error(1, errno, "setsockopt reuseport");

 if (bind(fd, (void *)&cfg_bind_addr, cfg_alen))
  error(1, errno, "bind");

 if (do_tcp) {
  int accept_fd = fd;

  if (listen(accept_fd, 1))
   error(1, errno, "listen");

  do_poll(accept_fd, cfg_connect_timeout_ms);
  if (interrupted)
   exit(0);

  fd = accept(accept_fd, NULL, NULL);
  if (fd == -1)
   error(1, errno, "accept");
  if (close(accept_fd))
   error(1, errno, "close accept fd");
 }

 return fd;
}

/* Flush all outstanding bytes for the tcp receive queue */
static void do_flush_tcp(int fd)
{
 int ret;

 while (true) {
  /* MSG_TRUNC flushes up to len bytes */
  ret = recv(fd, NULL, 1 << 21, MSG_TRUNC | MSG_DONTWAIT);
  if (ret == -1 && errno == EAGAIN)
   return;
  if (ret == -1)
   error(1, errno, "flush");
  if (ret == 0) {
   /* client detached */
   exit(0);
  }

  packets++;
  bytes += ret;
 }

}

static char sanitized_char(char val)
{
 return (val >= 'a' && val <= 'z') ? val : '.';
}

static void do_verify_udp(const char *data, int len)
{
 char cur = data[0];
 int i;

 /* verify contents */
 if (cur < 'a' || cur > 'z')
  error(1, 0, "data initial byte out of range");

 for (i = 1; i < len; i++) {
  if (cur == 'z')
   cur = 'a';
  else
   cur++;

  if (data[i] != cur)
   error(1, 0, "data[%d]: len %d, %c(%hhu) != %c(%hhu)\n",
         i, len,
         sanitized_char(data[i]), data[i],
         sanitized_char(cur), cur);
 }
}

static int recv_msg(int fd, char *buf, int len, int *gso_size)
{
 char control[CMSG_SPACE(sizeof(int))] = {0};
 struct msghdr msg = {0};
 struct iovec iov = {0};
 struct cmsghdr *cmsg;
 int ret;

 iov.iov_base = buf;
 iov.iov_len = len;

 msg.msg_iov = &iov;
 msg.msg_iovlen = 1;

 msg.msg_control = control;
 msg.msg_controllen = sizeof(control);

 *gso_size = -1;
 ret = recvmsg(fd, &msg, MSG_TRUNC | MSG_DONTWAIT);
 if (ret != -1) {
  for (cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg); cmsg != NULL;
       cmsg = CMSG_NXTHDR(&msg, cmsg)) {
   if (cmsg->cmsg_level == SOL_UDP
       && cmsg->cmsg_type == UDP_GRO) {
    *gso_size = *(int *)CMSG_DATA(cmsg);
    break;
   }
  }
 }
 return ret;
}

/* Flush all outstanding datagrams. Verify first few bytes of each. */
static void do_flush_udp(int fd)
{
 static char rbuf[ETH_MAX_MTU];
 int ret, len, gso_size = 0, budget = 256;

 len = cfg_read_all ? sizeof(rbuf) : 0;
 while (budget--) {
  /* MSG_TRUNC will make return value full datagram length */
  if (!cfg_expected_gso_size)
   ret = recv(fd, rbuf, len, MSG_TRUNC | MSG_DONTWAIT);
  else
   ret = recv_msg(fd, rbuf, len, &gso_size);
  if (ret == -1 && errno == EAGAIN)
   break;
  if (ret == -1)
   error(1, errno, "recv");
  if (cfg_expected_pkt_len && ret != cfg_expected_pkt_len)
   error(1, 0, "recv: bad packet len, got %d,"
         " expected %d\n", ret, cfg_expected_pkt_len);
  if (len && cfg_verify) {
   if (ret == 0)
    error(1, errno, "recv: 0 byte datagram\n");

   do_verify_udp(rbuf, ret);
  }
  if (cfg_expected_gso_size && cfg_expected_gso_size != gso_size)
   error(1, 0, "recv: bad gso size, got %d, expected %d "
         "(-1 == no gso cmsg))\n", gso_size,
         cfg_expected_gso_size);

  packets++;
  bytes += ret;
  if (cfg_expected_pkt_nr && packets >= cfg_expected_pkt_nr)
   break;
 }
}

static void usage(const char *filepath)
{
 error(1, 0, "Usage: %s [-C connect_timeout] [-Grtv] [-b addr] [-p port]"
       " [-l pktlen] [-n packetnr] [-R rcv_timeout] [-S gsosize]",
       filepath);
}

static void parse_opts(int argc, char **argv)
{
 const char *bind_addr = NULL;
 int c;

 while ((c = getopt(argc, argv, "4b:C:Gl:n:p:rR:S:tv")) != -1) {
  switch (c) {
  case '4':
   cfg_family = PF_INET;
   cfg_alen = sizeof(struct sockaddr_in);
   break;
  case 'b':
   bind_addr = optarg;
   break;
  case 'C':
   cfg_connect_timeout_ms = strtoul(optarg, NULL, 0);
   break;
  case 'G':
   cfg_gro_segment = true;
   break;
  case 'l':
   cfg_expected_pkt_len = strtoul(optarg, NULL, 0);
   break;
  case 'n':
   cfg_expected_pkt_nr = strtoul(optarg, NULL, 0);
   break;
  case 'p':
   cfg_port = strtoul(optarg, NULL, 0);
   break;
  case 'r':
   cfg_read_all = true;
   break;
  case 'R':
   cfg_rcv_timeout_ms = strtoul(optarg, NULL, 0);
   break;
  case 'S':
   cfg_expected_gso_size = strtol(optarg, NULL, 0);
   break;
  case 't':
   cfg_tcp = true;
   break;
  case 'v':
   cfg_verify = true;
   cfg_read_all = true;
   break;
  default:
   exit(1);
  }
 }

 if (!bind_addr)
  bind_addr = cfg_family == PF_INET6 ? "::" : "0.0.0.0";

 setup_sockaddr(cfg_family, bind_addr, &cfg_bind_addr);

 if (optind != argc)
  usage(argv[0]);

 if (cfg_tcp && cfg_verify)
  error(1, 0, "TODO: implement verify mode for tcp");
}

static void do_recv(void)
{
 int timeout_ms = cfg_tcp ? cfg_rcv_timeout_ms : cfg_connect_timeout_ms;
 unsigned long tnow, treport;
 int fd;

 fd = do_socket(cfg_tcp);

 if (cfg_gro_segment && !cfg_tcp) {
  int val = 1;
  if (setsockopt(fd, IPPROTO_UDP, UDP_GRO, &val, sizeof(val)))
   error(1, errno, "setsockopt UDP_GRO");
 }

 treport = gettimeofday_ms() + 1000;
 do {
  do_poll(fd, timeout_ms);

  if (cfg_tcp)
   do_flush_tcp(fd);
  else
   do_flush_udp(fd);

  tnow = gettimeofday_ms();
  if (!cfg_expected_pkt_nr && tnow > treport) {
   if (packets)
    fprintf(stderr,
     "%s rx: %6lu MB/s %8lu calls/s\n",
     cfg_tcp ? "tcp" : "udp",
     bytes >> 20, packets);
   bytes = packets = 0;
   treport = tnow + 1000;
  }

  timeout_ms = cfg_rcv_timeout_ms;

 } while (!interrupted);

 if (cfg_expected_pkt_nr && (packets != cfg_expected_pkt_nr))
  error(1, 0, "wrong packet number! got %ld, expected %d\n",
        packets, cfg_expected_pkt_nr);

 if (close(fd))
  error(1, errno, "close");
}

int main(int argc, char **argv)
{
 parse_opts(argc, argv);

 signal(SIGINT, sigint_handler);

 do_recv();

 return 0;
}