src/vnet/devices/virtio/vhost_user.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15 #ifndef __VIRTIO_VHOST_USER_H__
  16 #define __VIRTIO_VHOST_USER_H__
  17
  18 #include <vnet/devices/virtio/virtio_std.h>
  19 #include <vnet/devices/virtio/vhost_std.h>
  20
  21 /* vhost-user data structures */
  22
  23 #define VHOST_MEMORY_MAX_NREGIONS       8
  24 #define VHOST_USER_MSG_HDR_SZ           12
  25 #define VHOST_VRING_INIT_MQ_PAIR_SZ     8       //8TX + 8RX
  26
  27 /*
  28  * qid is one byte in size in the spec. Please see VHOST_USER_SET_VRING_CALL,
  29  * VHOST_USER_SET_VRING_KICK, and VHOST_USER_SET_VRING_ERR.
  30  * The max number for q pair is naturally 128.
  31  */
  32 #define VHOST_VRING_MAX_MQ_PAIR_SZ      128
  33 #define VHOST_VRING_IDX_RX(qid)         (2 * (qid))
  34 #define VHOST_VRING_IDX_TX(qid)         (2 * (qid) + 1)
  35
  36 #define VHOST_USER_VRING_NOFD_MASK      0x100
  37
  38 #define VHOST_USER_PROTOCOL_F_MQ   0
  39 #define VHOST_USER_PROTOCOL_F_LOG_SHMFD 1
  40 #define VHOST_VRING_F_LOG 0
  41
  42 #define VHOST_USER_PROTOCOL_FEATURES   ((1ULL << VHOST_USER_PROTOCOL_F_MQ) |    \
  43                                         (1ULL << VHOST_USER_PROTOCOL_F_LOG_SHMFD))
  44
  45 #define vu_log_debug(dev, f, ...) \
  46 {                                                                             \
  47   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_DEBUG, vhost_user_main.log_default, "%U: " f,       \
  48            format_vnet_hw_if_index_name, vnet_get_main(),                     \
  49            dev->hw_if_index, ##__VA_ARGS__);                                  \
  50 };
  51
  52 #define vu_log_warn(dev, f, ...) \
  53 {                                                                             \
  54   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_WARNING, vhost_user_main.log_default, "%U: " f,     \
  55            format_vnet_hw_if_index_name, vnet_get_main(),                     \
  56            dev->hw_if_index, ##__VA_ARGS__);                                  \
  57 };
  58 #define vu_log_err(dev, f, ...) \
  59 {                                                                             \
  60   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_ERR, vhost_user_main.log_default, "%U: " f,         \
  61            format_vnet_hw_if_index_name, vnet_get_main(),                     \
  62            dev->hw_if_index, ##__VA_ARGS__);                                  \
  63 };
  64
  65 #define UNIX_GET_FD(unixfd_idx) ({ \
  66     typeof(unixfd_idx) __unixfd_idx = (unixfd_idx); \
  67     (__unixfd_idx != ~0) ? \
  68         pool_elt_at_index (file_main.file_pool, \
  69                            __unixfd_idx)->file_descriptor : -1; })
  70
  71 #define foreach_virtio_trace_flags \
  72   _ (SIMPLE_CHAINED, 0, "Simple descriptor chaining") \
  73   _ (SINGLE_DESC,  1, "Single descriptor packet") \
  74   _ (INDIRECT, 2, "Indirect descriptor") \
  75   _ (MAP_ERROR, 4, "Memory mapping error")
  76
  77 typedef enum
  78 {
  79 #define _(n,i,s) VIRTIO_TRACE_F_##n,
  80   foreach_virtio_trace_flags
  81 #undef _
  82 } virtio_trace_flag_t;
  83
  84 #define FEATURE_VIRTIO_NET_F_HOST_TSO_FEATURE_BITS \
  85   (VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_NET_F_CSUM) |            \
  86    VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_NET_F_HOST_UFO) |        \
  87    VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4) |       \
  88    VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6))
  89
  90 #define FEATURE_VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO_FEATURE_BITS \
  91   (VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM) |       \
  92    VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_NET_F_GUEST_UFO) |        \
  93    VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4) |       \
  94    VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6))
  95
  96 #define FEATURE_VIRTIO_NET_F_HOST_GUEST_TSO_FEATURE_BITS \
  97   (FEATURE_VIRTIO_NET_F_HOST_TSO_FEATURE_BITS |          \
  98    FEATURE_VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO_FEATURE_BITS)
  99
 100
 101 typedef struct
 102 {
 103   char *sock_filename;
 104   u64 feature_mask;
 105   u32 custom_dev_instance;
 106   u8 hwaddr[6];
 107   u8 renumber;
 108   u8 is_server;
 109   u8 enable_gso;
 110   u8 enable_packed;
 111   u8 enable_event_idx;
 112   u8 use_custom_mac;
 113
 114   /* return */
 115   u32 sw_if_index;
 116 } vhost_user_create_if_args_t;
 117
 118 int vhost_user_create_if (vnet_main_t * vnm, vlib_main_t * vm,
 119                           vhost_user_create_if_args_t * args);
 120 int vhost_user_modify_if (vnet_main_t * vnm, vlib_main_t * vm,
 121                           vhost_user_create_if_args_t * args);
 122 int vhost_user_delete_if (vnet_main_t * vnm, vlib_main_t * vm,
 123                           u32 sw_if_index);
 124
 125 /* *INDENT-OFF* */
 126 typedef struct vhost_user_memory_region
 127 {
 128   u64 guest_phys_addr;
 129   u64 memory_size;
 130   u64 userspace_addr;
 131   u64 mmap_offset;
 132 } __attribute ((packed)) vhost_user_memory_region_t;
 133
 134 typedef struct vhost_user_memory
 135 {
 136   u32 nregions;
 137   u32 padding;
 138   vhost_user_memory_region_t regions[VHOST_MEMORY_MAX_NREGIONS];
 139 } __attribute ((packed)) vhost_user_memory_t;
 140
 141 typedef enum vhost_user_req
 142 {
 143   VHOST_USER_NONE = 0,
 144   VHOST_USER_GET_FEATURES = 1,
 145   VHOST_USER_SET_FEATURES = 2,
 146   VHOST_USER_SET_OWNER = 3,
 147   VHOST_USER_RESET_OWNER = 4,
 148   VHOST_USER_SET_MEM_TABLE = 5,
 149   VHOST_USER_SET_LOG_BASE = 6,
 150   VHOST_USER_SET_LOG_FD = 7,
 151   VHOST_USER_SET_VRING_NUM = 8,
 152   VHOST_USER_SET_VRING_ADDR = 9,
 153   VHOST_USER_SET_VRING_BASE = 10,
 154   VHOST_USER_GET_VRING_BASE = 11,
 155   VHOST_USER_SET_VRING_KICK = 12,
 156   VHOST_USER_SET_VRING_CALL = 13,
 157   VHOST_USER_SET_VRING_ERR = 14,
 158   VHOST_USER_GET_PROTOCOL_FEATURES = 15,
 159   VHOST_USER_SET_PROTOCOL_FEATURES = 16,
 160   VHOST_USER_GET_QUEUE_NUM = 17,
 161   VHOST_USER_SET_VRING_ENABLE = 18,
 162   VHOST_USER_MAX
 163 } vhost_user_req_t;
 164
 165 typedef struct vhost_user_msg {
 166   vhost_user_req_t request;
 167   u32 flags;
 168   u32 size;
 169   union
 170     {
 171       u64 u64;
 172       vhost_vring_state_t state;
 173       vhost_vring_addr_t addr;
 174       vhost_user_memory_t memory;
 175       vhost_user_log_t log;
 176     };
 177 } __attribute ((packed)) vhost_user_msg_t;
 178 /* *INDENT-ON* */
 179
 180 typedef struct
 181 {
 182   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 183   u16 qsz_mask;
 184   u16 last_avail_idx;
 185   u16 last_used_idx;
 186   u16 n_since_last_int;
 187   union
 188   {
 189     vnet_virtio_vring_desc_t *desc;
 190     vnet_virtio_vring_packed_desc_t *packed_desc;
 191   };
 192   union
 193   {
 194     vnet_virtio_vring_avail_t *avail;
 195     vnet_virtio_vring_desc_event_t *avail_event;
 196   };
 197   union
 198   {
 199     vnet_virtio_vring_used_t *used;
 200     vnet_virtio_vring_desc_event_t *used_event;
 201   };
 202   uword desc_user_addr;
 203   uword used_user_addr;
 204   uword avail_user_addr;
 205   f64 int_deadline;
 206   u8 started;
 207   u8 enabled;
 208   u8 log_used;
 209   clib_spinlock_t vring_lock;
 210
 211   //Put non-runtime in a different cache line
 212     CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline1);
 213   int errfd;
 214   u32 callfd_idx;
 215   u32 kickfd_idx;
 216   u64 log_guest_addr;
 217
 218   /* The rx queue policy (interrupt/adaptive/polling) for this queue */
 219   u32 mode;
 220
 221   /*
 222    * It contains the device queue number. -1 if it does not. The idea is
 223    * to not invoke vnet_hw_interface_assign_rx_thread and
 224    * vnet_hw_interface_unassign_rx_thread more than once for the duration of
 225    * the interface even if it is disconnected and reconnected.
 226    */
 227   i16 qid;
 228
 229   u16 used_wrap_counter;
 230   u16 avail_wrap_counter;
 231   u16 last_kick;
 232   u8 first_kick;
 233   u32 queue_index;
 234   u32 thread_index;
 235 } vhost_user_vring_t;
 236
 237 #define VHOST_USER_EVENT_START_TIMER 1
 238 #define VHOST_USER_EVENT_STOP_TIMER  2
 239
 240 typedef struct
 241 {
 242   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 243   u32 is_ready;
 244   u32 admin_up;
 245   u32 unix_server_index;
 246   u32 clib_file_index;
 247   char sock_filename[256];
 248   int sock_errno;
 249   uword if_index;
 250   u32 hw_if_index, sw_if_index;
 251
 252   //Feature negotiation
 253   u64 features;
 254   u64 feature_mask;
 255   u64 protocol_features;
 256
 257   //Memory region information
 258   u32 nregions;
 259   vhost_user_memory_region_t regions[VHOST_MEMORY_MAX_NREGIONS];
 260   void *region_mmap_addr[VHOST_MEMORY_MAX_NREGIONS];
 261   u64 region_guest_addr_lo[VHOST_MEMORY_MAX_NREGIONS];
 262   u64 region_guest_addr_hi[VHOST_MEMORY_MAX_NREGIONS];
 263   u32 region_mmap_fd[VHOST_MEMORY_MAX_NREGIONS];
 264
 265   //Virtual rings
 266   vhost_user_vring_t *vrings;
 267
 268   /*
 269    * vrings is a dynamic array. It may have more elements than it is
 270    * currently used. num_qid indicates the current total qid's in the
 271    * vrings. For example, vec_len(vrings) = 64, num_qid = 60, so the
 272    * current valid/used qid is (0, 59) in the vrings array.
 273    */
 274   u32 num_qid;
 275
 276   int virtio_net_hdr_sz;
 277   int is_any_layout;
 278
 279   void *log_base_addr;
 280   u64 log_size;
 281
 282   u8 enable_gso;
 283
 284   /* Packed ring configured */
 285   u8 enable_packed;
 286
 287   u8 enable_event_idx;
 288 } vhost_user_intf_t;
 289
 290 #define FOR_ALL_VHOST_TXQ(qid, vui) for (qid = 1; qid < vui->num_qid; qid += 2)
 291
 292 #define FOR_ALL_VHOST_RXQ(qid, vui) for (qid = 0; qid < vui->num_qid; qid += 2)
 293
 294 #define FOR_ALL_VHOST_RX_TXQ(qid, vui) for (qid = 0; qid < vui->num_qid; qid++)
 295
 296 typedef struct
 297 {
 298   uword dst;
 299   uword src;
 300   u32 len;
 301 } vhost_copy_t;
 302
 303 typedef struct
 304 {
 305   u16 qid; /** The interface queue index (Not the virtio vring idx) */
 306   u16 device_index; /** The device index */
 307   u32 virtio_ring_flags; /** Runtime queue flags  **/
 308   u16 first_desc_len; /** Length of the first data descriptor **/
 309   vnet_virtio_net_hdr_mrg_rxbuf_t hdr; /** Virtio header **/
 310 } vhost_trace_t;
 311
 312 #define VHOST_USER_RX_BUFFERS_N (2 * VLIB_FRAME_SIZE + 2)
 313 #define VHOST_USER_COPY_ARRAY_N (4 * VLIB_FRAME_SIZE)
 314
 315 typedef struct
 316 {
 317   u32 rx_buffers_len;
 318   u32 rx_buffers[VHOST_USER_RX_BUFFERS_N];
 319
 320   vnet_virtio_net_hdr_mrg_rxbuf_t tx_headers[VLIB_FRAME_SIZE];
 321   vhost_copy_t copy[VHOST_USER_COPY_ARRAY_N];
 322
 323   /* This is here so it doesn't end-up
 324    * using stack or registers. */
 325   vhost_trace_t *current_trace;
 326
 327   u32 *to_next_list;
 328   vlib_buffer_t **rx_buffers_pdesc;
 329   u32 polling_q_count;
 330 } vhost_cpu_t;
 331
 332 typedef struct
 333 {
 334   mhash_t if_index_by_sock_name;
 335   u32 mtu_bytes;
 336   vhost_user_intf_t *vhost_user_interfaces;
 337   u32 *show_dev_instance_by_real_dev_instance;
 338   u32 coalesce_frames;
 339   f64 coalesce_time;
 340   int dont_dump_vhost_user_memory;
 341
 342   /** Per-CPU data for vhost-user */
 343   vhost_cpu_t *cpus;
 344
 345   /** Pseudo random iterator */
 346   u32 random;
 347
 348   /* The number of rx interface/queue pairs in interrupt mode */
 349   u32 ifq_count;
 350
 351   /* logging */
 352   vlib_log_class_t log_default;
 353
 354   /* gso interface count */
 355   u32 gso_count;
 356 } vhost_user_main_t;
 357
 358 typedef struct
 359 {
 360   u8 if_name[64];
 361   u32 sw_if_index;
 362   u32 virtio_net_hdr_sz;
 363   u64 features;
 364   u8 is_server;
 365   u8 sock_filename[256];
 366   u32 num_regions;
 367   int sock_errno;
 368 } vhost_user_intf_details_t;
 369
 370 int vhost_user_dump_ifs (vnet_main_t * vnm, vlib_main_t * vm,
 371                          vhost_user_intf_details_t ** out_vuids);
 372 void vhost_user_set_operation_mode (vhost_user_intf_t *vui,
 373                                     vhost_user_vring_t *txvq);
 374
 375 extern vlib_node_registration_t vhost_user_send_interrupt_node;
 376 extern vnet_device_class_t vhost_user_device_class;
 377 extern vlib_node_registration_t vhost_user_input_node;
 378 extern vhost_user_main_t vhost_user_main;
 379
 380 #endif
 381
 382 /*
 383  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 384  *
 385  * Local Variables:
 386  * eval: (c-set-style "gnu")
 387  * End:
 388  */