tap: refactor existing flags
[vpp.git] / src / vnet / devices / virtio / vhost_user_output.c
1 /*
2  *------------------------------------------------------------------
3  * vhost-user-output
4  *
5  * Copyright (c) 2014-2018 Cisco and/or its affiliates.
6  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
7  * you may not use this file except in compliance with the License.
8  * You may obtain a copy of the License at:
9  *
10  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
11  *
12  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
13  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
14  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
15  * See the License for the specific language governing permissions and
16  * limitations under the License.
17  *------------------------------------------------------------------
18  */
19
20 #include <stddef.h>
21 #include <fcntl.h>              /* for open */
22 #include <sys/ioctl.h>
23 #include <sys/socket.h>
24 #include <sys/un.h>
25 #include <sys/stat.h>
26 #include <sys/types.h>
27 #include <sys/uio.h>            /* for iovec */
28 #include <netinet/in.h>
29 #include <sys/vfs.h>
30
31 #include <linux/if_arp.h>
32 #include <linux/if_tun.h>
33
34 #include <vlib/vlib.h>
35 #include <vlib/unix/unix.h>
36
37 #include <vnet/ip/ip.h>
38
39 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
40 #include <vnet/devices/devices.h>
41 #include <vnet/feature/feature.h>
42
43 #include <vnet/devices/virtio/virtio.h>
44 #include <vnet/devices/virtio/vhost_user.h>
45 #include <vnet/devices/virtio/vhost_user_inline.h>
46
47 #include <vnet/gso/hdr_offset_parser.h>
48 /*
49  * On the transmit side, we keep processing the buffers from vlib in the while
50  * loop and prepare the copy order to be executed later. However, the static
51  * array which we keep the copy order is limited to VHOST_USER_COPY_ARRAY_N
52  * entries. In order to not corrupt memory, we have to do the copy when the
53  * static array reaches the copy threshold. We subtract 40 in case the code
54  * goes into the inner loop for a maximum of 64k frames which may require
55  * more array entries. We subtract 200 because our default buffer size is
56  * 2048 and the default desc len is likely 1536. While it takes less than 40
57  * vlib buffers for the jumbo frame, it may take twice as much descriptors
58  * for the same jumbo frame. Use 200 for the extra head room.
59  */
60 #define VHOST_USER_TX_COPY_THRESHOLD (VHOST_USER_COPY_ARRAY_N - 200)
61
62 extern vnet_device_class_t vhost_user_device_class;
63
64 #define foreach_vhost_user_tx_func_error      \
65   _(NONE, "no error")  \
66   _(NOT_READY, "vhost vring not ready")  \
67   _(DOWN, "vhost interface is down")  \
68   _(PKT_DROP_NOBUF, "tx packet drops (no available descriptors)")  \
69   _(PKT_DROP_NOMRG, "tx packet drops (cannot merge descriptors)")  \
70   _(MMAP_FAIL, "mmap failure") \
71   _(INDIRECT_OVERFLOW, "indirect descriptor table overflow")
72
73 typedef enum
74 {
75 #define _(f,s) VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_##f,
76   foreach_vhost_user_tx_func_error
77 #undef _
78     VHOST_USER_TX_FUNC_N_ERROR,
79 } vhost_user_tx_func_error_t;
80
81 static __clib_unused char *vhost_user_tx_func_error_strings[] = {
82 #define _(n,s) s,
83   foreach_vhost_user_tx_func_error
84 #undef _
85 };
86
87 static __clib_unused u8 *
88 format_vhost_user_interface_name (u8 * s, va_list * args)
89 {
90   u32 i = va_arg (*args, u32);
91   u32 show_dev_instance = ~0;
92   vhost_user_main_t *vum = &vhost_user_main;
93
94   if (i < vec_len (vum->show_dev_instance_by_real_dev_instance))
95     show_dev_instance = vum->show_dev_instance_by_real_dev_instance[i];
96
97   if (show_dev_instance != ~0)
98     i = show_dev_instance;
99
100   s = format (s, "VirtualEthernet0/0/%d", i);
101   return s;
102 }
103
104 static __clib_unused int
105 vhost_user_name_renumber (vnet_hw_interface_t * hi, u32 new_dev_instance)
106 {
107   // FIXME: check if the new dev instance is already used
108   vhost_user_main_t *vum = &vhost_user_main;
109   vhost_user_intf_t *vui = pool_elt_at_index (vum->vhost_user_interfaces,
110                                               hi->dev_instance);
111
112   vec_validate_init_empty (vum->show_dev_instance_by_real_dev_instance,
113                            hi->dev_instance, ~0);
114
115   vum->show_dev_instance_by_real_dev_instance[hi->dev_instance] =
116     new_dev_instance;
117
118   vu_log_debug (vui, "renumbered vhost-user interface dev_instance %d to %d",
119                 hi->dev_instance, new_dev_instance);
120
121   return 0;
122 }
123
124 /**
125  * @brief Try once to lock the vring
126  * @return 0 on success, non-zero on failure.
127  */
128 static_always_inline int
129 vhost_user_vring_try_lock (vhost_user_intf_t * vui, u32 qid)
130 {
131   return clib_atomic_test_and_set (vui->vring_locks[qid]);
132 }
133
134 /**
135  * @brief Spin until the vring is successfully locked
136  */
137 static_always_inline void
138 vhost_user_vring_lock (vhost_user_intf_t * vui, u32 qid)
139 {
140   while (vhost_user_vring_try_lock (vui, qid))
141     ;
142 }
143
144 /**
145  * @brief Unlock the vring lock
146  */
147 static_always_inline void
148 vhost_user_vring_unlock (vhost_user_intf_t * vui, u32 qid)
149 {
150   clib_atomic_release (vui->vring_locks[qid]);
151 }
152
153 static_always_inline void
154 vhost_user_tx_trace (vhost_trace_t * t,
155                      vhost_user_intf_t * vui, u16 qid,
156                      vlib_buffer_t * b, vhost_user_vring_t * rxvq)
157 {
158   vhost_user_main_t *vum = &vhost_user_main;
159   u32 last_avail_idx = rxvq->last_avail_idx;
160   u32 desc_current = rxvq->avail->ring[last_avail_idx & rxvq->qsz_mask];
161   vring_desc_t *hdr_desc = 0;
162   u32 hint = 0;
163
164   clib_memset (t, 0, sizeof (*t));
165   t->device_index = vui - vum->vhost_user_interfaces;
166   t->qid = qid;
167
168   hdr_desc = &rxvq->desc[desc_current];
169   if (rxvq->desc[desc_current].flags & VIRTQ_DESC_F_INDIRECT)
170     {
171       t->virtio_ring_flags |= 1 << VIRTIO_TRACE_F_INDIRECT;
172       /* Header is the first here */
173       hdr_desc = map_guest_mem (vui, rxvq->desc[desc_current].addr, &hint);
174     }
175   if (rxvq->desc[desc_current].flags & VIRTQ_DESC_F_NEXT)
176     {
177       t->virtio_ring_flags |= 1 << VIRTIO_TRACE_F_SIMPLE_CHAINED;
178     }
179   if (!(rxvq->desc[desc_current].flags & VIRTQ_DESC_F_NEXT) &&
180       !(rxvq->desc[desc_current].flags & VIRTQ_DESC_F_INDIRECT))
181     {
182       t->virtio_ring_flags |= 1 << VIRTIO_TRACE_F_SINGLE_DESC;
183     }
184
185   t->first_desc_len = hdr_desc ? hdr_desc->len : 0;
186 }
187
188 static_always_inline u32
189 vhost_user_tx_copy (vhost_user_intf_t * vui, vhost_copy_t * cpy,
190                     u16 copy_len, u32 * map_hint)
191 {
192   void *dst0, *dst1, *dst2, *dst3;
193   if (PREDICT_TRUE (copy_len >= 4))
194     {
195       if (PREDICT_FALSE (!(dst2 = map_guest_mem (vui, cpy[0].dst, map_hint))))
196         return 1;
197       if (PREDICT_FALSE (!(dst3 = map_guest_mem (vui, cpy[1].dst, map_hint))))
198         return 1;
199       while (PREDICT_TRUE (copy_len >= 4))
200         {
201           dst0 = dst2;
202           dst1 = dst3;
203
204           if (PREDICT_FALSE
205               (!(dst2 = map_guest_mem (vui, cpy[2].dst, map_hint))))
206             return 1;
207           if (PREDICT_FALSE
208               (!(dst3 = map_guest_mem (vui, cpy[3].dst, map_hint))))
209             return 1;
210
211           CLIB_PREFETCH ((void *) cpy[2].src, 64, LOAD);
212           CLIB_PREFETCH ((void *) cpy[3].src, 64, LOAD);
213
214           clib_memcpy_fast (dst0, (void *) cpy[0].src, cpy[0].len);
215           clib_memcpy_fast (dst1, (void *) cpy[1].src, cpy[1].len);
216
217           vhost_user_log_dirty_pages_2 (vui, cpy[0].dst, cpy[0].len, 1);
218           vhost_user_log_dirty_pages_2 (vui, cpy[1].dst, cpy[1].len, 1);
219           copy_len -= 2;
220           cpy += 2;
221         }
222     }
223   while (copy_len)
224     {
225       if (PREDICT_FALSE (!(dst0 = map_guest_mem (vui, cpy->dst, map_hint))))
226         return 1;
227       clib_memcpy_fast (dst0, (void *) cpy->src, cpy->len);
228       vhost_user_log_dirty_pages_2 (vui, cpy->dst, cpy->len, 1);
229       copy_len -= 1;
230       cpy += 1;
231     }
232   return 0;
233 }
234
235 static_always_inline void
236 vhost_user_handle_tx_offload (vhost_user_intf_t * vui, vlib_buffer_t * b,
237                               virtio_net_hdr_t * hdr)
238 {
239   generic_header_offset_t gho = { 0 };
240   vnet_generic_header_offset_parser (b, &gho);
241   if (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_IP_CKSUM)
242     {
243       ip4_header_t *ip4;
244
245       ip4 =
246         (ip4_header_t *) (vlib_buffer_get_current (b) + gho.l3_hdr_offset);
247       ip4->checksum = ip4_header_checksum (ip4);
248     }
249
250   /* checksum offload */
251   if (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM)
252     {
253       hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
254       hdr->csum_start = gho.l4_hdr_offset;
255       hdr->csum_offset = offsetof (udp_header_t, checksum);
256       udp_header_t *udp =
257         (udp_header_t *) (vlib_buffer_get_current (b) + gho.l4_hdr_offset);
258       udp->checksum = 0;
259     }
260   else if (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM)
261     {
262       hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
263       hdr->csum_start = gho.l4_hdr_offset;
264       hdr->csum_offset = offsetof (tcp_header_t, checksum);
265       tcp_header_t *tcp =
266         (tcp_header_t *) (vlib_buffer_get_current (b) + gho.l4_hdr_offset);
267       tcp->checksum = 0;
268     }
269
270   /* GSO offload */
271   if (b->flags & VNET_BUFFER_F_GSO)
272     {
273       if (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM)
274         {
275           if ((b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP4) &&
276               (vui->features & (1ULL << FEAT_VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4)))
277             {
278               hdr->gso_size = vnet_buffer2 (b)->gso_size;
279               hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4;
280             }
281           else if ((b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP6) &&
282                    (vui->features & (1ULL << FEAT_VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6)))
283             {
284               hdr->gso_size = vnet_buffer2 (b)->gso_size;
285               hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6;
286             }
287         }
288       else if ((vui->features & (1ULL << FEAT_VIRTIO_NET_F_GUEST_UFO)) &&
289                (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM))
290         {
291           hdr->gso_size = vnet_buffer2 (b)->gso_size;
292           hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP;
293         }
294     }
295 }
296
297 static_always_inline void
298 vhost_user_mark_desc_available (vlib_main_t * vm, vhost_user_vring_t * rxvq,
299                                 u16 * n_descs_processed, u8 chained,
300                                 vlib_frame_t * frame, u32 n_left)
301 {
302   u16 desc_idx, flags;
303   vring_packed_desc_t *desc_table = rxvq->packed_desc;
304   u16 last_used_idx = rxvq->last_used_idx;
305
306   if (PREDICT_FALSE (*n_descs_processed == 0))
307     return;
308
309   if (rxvq->used_wrap_counter)
310     flags = desc_table[last_used_idx & rxvq->qsz_mask].flags |
311       (VIRTQ_DESC_F_AVAIL | VIRTQ_DESC_F_USED);
312   else
313     flags = desc_table[last_used_idx & rxvq->qsz_mask].flags &
314       ~(VIRTQ_DESC_F_AVAIL | VIRTQ_DESC_F_USED);
315
316   vhost_user_advance_last_used_idx (rxvq);
317
318   for (desc_idx = 1; desc_idx < *n_descs_processed; desc_idx++)
319     {
320       if (rxvq->used_wrap_counter)
321         desc_table[rxvq->last_used_idx & rxvq->qsz_mask].flags |=
322           (VIRTQ_DESC_F_AVAIL | VIRTQ_DESC_F_USED);
323       else
324         desc_table[rxvq->last_used_idx & rxvq->qsz_mask].flags &=
325           ~(VIRTQ_DESC_F_AVAIL | VIRTQ_DESC_F_USED);
326       vhost_user_advance_last_used_idx (rxvq);
327     }
328
329   desc_table[last_used_idx & rxvq->qsz_mask].flags = flags;
330
331   *n_descs_processed = 0;
332
333   if (chained)
334     {
335       vring_packed_desc_t *desc_table = rxvq->packed_desc;
336
337       while (desc_table[rxvq->last_used_idx & rxvq->qsz_mask].flags &
338              VIRTQ_DESC_F_NEXT)
339         vhost_user_advance_last_used_idx (rxvq);
340
341       /* Advance past the current chained table entries */
342       vhost_user_advance_last_used_idx (rxvq);
343     }
344
345   /* interrupt (call) handling */
346   if ((rxvq->callfd_idx != ~0) &&
347       (rxvq->avail_event->flags != VRING_EVENT_F_DISABLE))
348     {
349       vhost_user_main_t *vum = &vhost_user_main;
350
351       rxvq->n_since_last_int += frame->n_vectors - n_left;
352       if (rxvq->n_since_last_int > vum->coalesce_frames)
353         vhost_user_send_call (vm, rxvq);
354     }
355 }
356
357 static_always_inline void
358 vhost_user_tx_trace_packed (vhost_trace_t * t, vhost_user_intf_t * vui,
359                             u16 qid, vlib_buffer_t * b,
360                             vhost_user_vring_t * rxvq)
361 {
362   vhost_user_main_t *vum = &vhost_user_main;
363   u32 last_avail_idx = rxvq->last_avail_idx;
364   u32 desc_current = last_avail_idx & rxvq->qsz_mask;
365   vring_packed_desc_t *hdr_desc = 0;
366   u32 hint = 0;
367
368   clib_memset (t, 0, sizeof (*t));
369   t->device_index = vui - vum->vhost_user_interfaces;
370   t->qid = qid;
371
372   hdr_desc = &rxvq->packed_desc[desc_current];
373   if (rxvq->packed_desc[desc_current].flags & VIRTQ_DESC_F_INDIRECT)
374     {
375       t->virtio_ring_flags |= 1 << VIRTIO_TRACE_F_INDIRECT;
376       /* Header is the first here */
377       hdr_desc = map_guest_mem (vui, rxvq->packed_desc[desc_current].addr,
378                                 &hint);
379     }
380   if (rxvq->packed_desc[desc_current].flags & VIRTQ_DESC_F_NEXT)
381     {
382       t->virtio_ring_flags |= 1 << VIRTIO_TRACE_F_SIMPLE_CHAINED;
383     }
384   if (!(rxvq->packed_desc[desc_current].flags & VIRTQ_DESC_F_NEXT) &&
385       !(rxvq->packed_desc[desc_current].flags & VIRTQ_DESC_F_INDIRECT))
386     {
387       t->virtio_ring_flags |= 1 << VIRTIO_TRACE_F_SINGLE_DESC;
388     }
389
390   t->first_desc_len = hdr_desc ? hdr_desc->len : 0;
391 }
392
393 static_always_inline uword
394 vhost_user_device_class_packed (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
395                                 vlib_frame_t * frame)
396 {
397   u32 *buffers = vlib_frame_vector_args (frame);
398   u32 n_left = frame->n_vectors;
399   vhost_user_main_t *vum = &vhost_user_main;
400   vnet_interface_output_runtime_t *rd = (void *) node->runtime_data;
401   vhost_user_intf_t *vui =
402     pool_elt_at_index (vum->vhost_user_interfaces, rd->dev_instance);
403   u32 qid;
404   vhost_user_vring_t *rxvq;
405   u8 error;
406   u32 thread_index = vm->thread_index;
407   vhost_cpu_t *cpu = &vum->cpus[thread_index];
408   u32 map_hint = 0;
409   u8 retry = 8;
410   u16 copy_len;
411   u16 tx_headers_len;
412   vring_packed_desc_t *desc_table;
413   u32 or_flags;
414   u16 desc_head, desc_index, desc_len;
415   u16 n_descs_processed;
416   u8 indirect, chained;
417
418   qid = VHOST_VRING_IDX_RX (*vec_elt_at_index (vui->per_cpu_tx_qid,
419                                                thread_index));
420   rxvq = &vui->vrings[qid];
421
422 retry:
423   error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_NONE;
424   tx_headers_len = 0;
425   copy_len = 0;
426   n_descs_processed = 0;
427
428   while (n_left > 0)
429     {
430       vlib_buffer_t *b0, *current_b0;
431       uword buffer_map_addr;
432       u32 buffer_len;
433       u16 bytes_left;
434       u32 total_desc_len = 0;
435       u16 n_entries = 0;
436
437       indirect = 0;
438       chained = 0;
439       if (PREDICT_TRUE (n_left > 1))
440         vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[1], LOAD);
441
442       b0 = vlib_get_buffer (vm, buffers[0]);
443       if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
444         {
445           cpu->current_trace = vlib_add_trace (vm, node, b0,
446                                                sizeof (*cpu->current_trace));
447           vhost_user_tx_trace_packed (cpu->current_trace, vui, qid / 2, b0,
448                                       rxvq);
449         }
450
451       desc_table = rxvq->packed_desc;
452       desc_head = desc_index = rxvq->last_avail_idx & rxvq->qsz_mask;
453       if (PREDICT_FALSE (!vhost_user_packed_desc_available (rxvq, desc_head)))
454         {
455           error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_PKT_DROP_NOBUF;
456           goto done;
457         }
458       /*
459        * Go deeper in case of indirect descriptor.
460        * To test it, turn off mrg_rxbuf.
461        */
462       if (desc_table[desc_head].flags & VIRTQ_DESC_F_INDIRECT)
463         {
464           indirect = 1;
465           if (PREDICT_FALSE (desc_table[desc_head].len <
466                              sizeof (vring_packed_desc_t)))
467             {
468               error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_INDIRECT_OVERFLOW;
469               goto done;
470             }
471           n_entries = desc_table[desc_head].len >> 4;
472           desc_table = map_guest_mem (vui, desc_table[desc_index].addr,
473                                       &map_hint);
474           if (PREDICT_FALSE (desc_table == 0))
475             {
476               error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_MMAP_FAIL;
477               goto done;
478             }
479           desc_index = 0;
480         }
481       else if (rxvq->packed_desc[desc_head].flags & VIRTQ_DESC_F_NEXT)
482         chained = 1;
483
484       desc_len = vui->virtio_net_hdr_sz;
485       buffer_map_addr = desc_table[desc_index].addr;
486       buffer_len = desc_table[desc_index].len;
487
488       /* Get a header from the header array */
489       virtio_net_hdr_mrg_rxbuf_t *hdr = &cpu->tx_headers[tx_headers_len];
490       tx_headers_len++;
491       hdr->hdr.flags = 0;
492       hdr->hdr.gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE;
493       hdr->num_buffers = 1;
494
495       or_flags = (b0->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_IP_CKSUM) ||
496         (b0->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM) ||
497         (b0->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM);
498
499       /* Guest supports csum offload and buffer requires checksum offload? */
500       if (or_flags &&
501           (vui->features & (1ULL << FEAT_VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM)))
502         vhost_user_handle_tx_offload (vui, b0, &hdr->hdr);
503
504       /* Prepare a copy order executed later for the header */
505       ASSERT (copy_len < VHOST_USER_COPY_ARRAY_N);
506       vhost_copy_t *cpy = &cpu->copy[copy_len];
507       copy_len++;
508       cpy->len = vui->virtio_net_hdr_sz;
509       cpy->dst = buffer_map_addr;
510       cpy->src = (uword) hdr;
511
512       buffer_map_addr += vui->virtio_net_hdr_sz;
513       buffer_len -= vui->virtio_net_hdr_sz;
514       bytes_left = b0->current_length;
515       current_b0 = b0;
516       while (1)
517         {
518           if (buffer_len == 0)
519             {
520               /* Get new output */
521               if (chained)
522                 {
523                   /*
524                    * Next one is chained
525                    * Test it with both indirect and mrg_rxbuf off
526                    */
527                   if (PREDICT_FALSE (!(desc_table[desc_index].flags &
528                                        VIRTQ_DESC_F_NEXT)))
529                     {
530                       /*
531                        * Last descriptor in chain.
532                        * Dequeue queued descriptors for this packet
533                        */
534                       vhost_user_dequeue_chained_descs (rxvq,
535                                                         &n_descs_processed);
536                       error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_PKT_DROP_NOBUF;
537                       goto done;
538                     }
539                   vhost_user_advance_last_avail_idx (rxvq);
540                   desc_index = rxvq->last_avail_idx & rxvq->qsz_mask;
541                   n_descs_processed++;
542                   buffer_map_addr = desc_table[desc_index].addr;
543                   buffer_len = desc_table[desc_index].len;
544                   total_desc_len += desc_len;
545                   desc_len = 0;
546                 }
547               else if (indirect)
548                 {
549                   /*
550                    * Indirect table
551                    * Test it with mrg_rxnuf off
552                    */
553                   if (PREDICT_TRUE (n_entries > 0))
554                     n_entries--;
555                   else
556                     {
557                       /* Dequeue queued descriptors for this packet */
558                       vhost_user_dequeue_chained_descs (rxvq,
559                                                         &n_descs_processed);
560                       error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_INDIRECT_OVERFLOW;
561                       goto done;
562                     }
563                   total_desc_len += desc_len;
564                   desc_index = (desc_index + 1) & rxvq->qsz_mask;
565                   buffer_map_addr = desc_table[desc_index].addr;
566                   buffer_len = desc_table[desc_index].len;
567                   desc_len = 0;
568                 }
569               else if (vui->virtio_net_hdr_sz == 12)
570                 {
571                   /*
572                    * MRG is available
573                    * This is the default setting for the guest VM
574                    */
575                   virtio_net_hdr_mrg_rxbuf_t *hdr =
576                     &cpu->tx_headers[tx_headers_len - 1];
577
578                   desc_table[desc_index].len = desc_len;
579                   vhost_user_advance_last_avail_idx (rxvq);
580                   desc_head = desc_index =
581                     rxvq->last_avail_idx & rxvq->qsz_mask;
582                   hdr->num_buffers++;
583                   n_descs_processed++;
584                   desc_len = 0;
585
586                   if (PREDICT_FALSE (!vhost_user_packed_desc_available
587                                      (rxvq, desc_index)))
588                     {
589                       /* Dequeue queued descriptors for this packet */
590                       vhost_user_dequeue_descs (rxvq, hdr,
591                                                 &n_descs_processed);
592                       error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_PKT_DROP_NOBUF;
593                       goto done;
594                     }
595
596                   buffer_map_addr = desc_table[desc_index].addr;
597                   buffer_len = desc_table[desc_index].len;
598                 }
599               else
600                 {
601                   error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_PKT_DROP_NOMRG;
602                   goto done;
603                 }
604             }
605
606           ASSERT (copy_len < VHOST_USER_COPY_ARRAY_N);
607           vhost_copy_t *cpy = &cpu->copy[copy_len];
608           copy_len++;
609           cpy->len = bytes_left;
610           cpy->len = (cpy->len > buffer_len) ? buffer_len : cpy->len;
611           cpy->dst = buffer_map_addr;
612           cpy->src = (uword) vlib_buffer_get_current (current_b0) +
613             current_b0->current_length - bytes_left;
614
615           bytes_left -= cpy->len;
616           buffer_len -= cpy->len;
617           buffer_map_addr += cpy->len;
618           desc_len += cpy->len;
619
620           CLIB_PREFETCH (&rxvq->packed_desc, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
621
622           /* Check if vlib buffer has more data. If not, get more or break */
623           if (PREDICT_TRUE (!bytes_left))
624             {
625               if (PREDICT_FALSE
626                   (current_b0->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
627                 {
628                   current_b0 = vlib_get_buffer (vm, current_b0->next_buffer);
629                   bytes_left = current_b0->current_length;
630                 }
631               else
632                 {
633                   /* End of packet */
634                   break;
635                 }
636             }
637         }
638
639       /* Move from available to used ring */
640       total_desc_len += desc_len;
641       rxvq->packed_desc[desc_head].len = total_desc_len;
642
643       vhost_user_advance_last_avail_table_idx (vui, rxvq, chained);
644       n_descs_processed++;
645
646       if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
647         cpu->current_trace->hdr = cpu->tx_headers[tx_headers_len - 1];
648
649       n_left--;
650
651       /*
652        * Do the copy periodically to prevent
653        * cpu->copy array overflow and corrupt memory
654        */
655       if (PREDICT_FALSE (copy_len >= VHOST_USER_TX_COPY_THRESHOLD) || chained)
656         {
657           if (PREDICT_FALSE (vhost_user_tx_copy (vui, cpu->copy, copy_len,
658                                                  &map_hint)))
659             vlib_error_count (vm, node->node_index,
660                               VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_MMAP_FAIL, 1);
661           copy_len = 0;
662
663           /* give buffers back to driver */
664           vhost_user_mark_desc_available (vm, rxvq, &n_descs_processed,
665                                           chained, frame, n_left);
666         }
667
668       buffers++;
669     }
670
671 done:
672   if (PREDICT_TRUE (copy_len))
673     {
674       if (PREDICT_FALSE (vhost_user_tx_copy (vui, cpu->copy, copy_len,
675                                              &map_hint)))
676         vlib_error_count (vm, node->node_index,
677                           VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_MMAP_FAIL, 1);
678
679       vhost_user_mark_desc_available (vm, rxvq, &n_descs_processed, chained,
680                                       frame, n_left);
681     }
682
683   /*
684    * When n_left is set, error is always set to something too.
685    * In case error is due to lack of remaining buffers, we go back up and
686    * retry.
687    * The idea is that it is better to waste some time on packets
688    * that have been processed already than dropping them and get
689    * more fresh packets with a good likelyhood that they will be dropped too.
690    * This technique also gives more time to VM driver to pick-up packets.
691    * In case the traffic flows from physical to virtual interfaces, this
692    * technique will end-up leveraging the physical NIC buffer in order to
693    * absorb the VM's CPU jitter.
694    */
695   if (n_left && (error == VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_PKT_DROP_NOBUF) && retry)
696     {
697       retry--;
698       goto retry;
699     }
700
701   vhost_user_vring_unlock (vui, qid);
702
703   if (PREDICT_FALSE (n_left && error != VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_NONE))
704     {
705       vlib_error_count (vm, node->node_index, error, n_left);
706       vlib_increment_simple_counter
707         (vnet_main.interface_main.sw_if_counters +
708          VNET_INTERFACE_COUNTER_DROP, thread_index, vui->sw_if_index, n_left);
709     }
710
711   vlib_buffer_free (vm, vlib_frame_vector_args (frame), frame->n_vectors);
712   return frame->n_vectors;
713 }
714
715 VNET_DEVICE_CLASS_TX_FN (vhost_user_device_class) (vlib_main_t * vm,
716                                                    vlib_node_runtime_t *
717                                                    node, vlib_frame_t * frame)
718 {
719   u32 *buffers = vlib_frame_vector_args (frame);
720   u32 n_left = frame->n_vectors;
721   vhost_user_main_t *vum = &vhost_user_main;
722   vnet_interface_output_runtime_t *rd = (void *) node->runtime_data;
723   vhost_user_intf_t *vui =
724     pool_elt_at_index (vum->vhost_user_interfaces, rd->dev_instance);
725   u32 qid = ~0;
726   vhost_user_vring_t *rxvq;
727   u8 error;
728   u32 thread_index = vm->thread_index;
729   vhost_cpu_t *cpu = &vum->cpus[thread_index];
730   u32 map_hint = 0;
731   u8 retry = 8;
732   u16 copy_len;
733   u16 tx_headers_len;
734   u32 or_flags;
735
736   if (PREDICT_FALSE (!vui->admin_up))
737     {
738       error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_DOWN;
739       goto done3;
740     }
741
742   if (PREDICT_FALSE (!vui->is_ready))
743     {
744       error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_NOT_READY;
745       goto done3;
746     }
747
748   qid = VHOST_VRING_IDX_RX (*vec_elt_at_index (vui->per_cpu_tx_qid,
749                                                thread_index));
750   rxvq = &vui->vrings[qid];
751   if (PREDICT_FALSE (rxvq->avail == 0))
752     {
753       error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_MMAP_FAIL;
754       goto done3;
755     }
756
757   if (PREDICT_FALSE (vui->use_tx_spinlock))
758     vhost_user_vring_lock (vui, qid);
759
760   if (vhost_user_is_packed_ring_supported (vui))
761     return (vhost_user_device_class_packed (vm, node, frame));
762
763 retry:
764   error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_NONE;
765   tx_headers_len = 0;
766   copy_len = 0;
767   while (n_left > 0)
768     {
769       vlib_buffer_t *b0, *current_b0;
770       u16 desc_head, desc_index, desc_len;
771       vring_desc_t *desc_table;
772       uword buffer_map_addr;
773       u32 buffer_len;
774       u16 bytes_left;
775
776       if (PREDICT_TRUE (n_left > 1))
777         vlib_prefetch_buffer_with_index (vm, buffers[1], LOAD);
778
779       b0 = vlib_get_buffer (vm, buffers[0]);
780
781       if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
782         {
783           cpu->current_trace = vlib_add_trace (vm, node, b0,
784                                                sizeof (*cpu->current_trace));
785           vhost_user_tx_trace (cpu->current_trace, vui, qid / 2, b0, rxvq);
786         }
787
788       if (PREDICT_FALSE (rxvq->last_avail_idx == rxvq->avail->idx))
789         {
790           error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_PKT_DROP_NOBUF;
791           goto done;
792         }
793
794       desc_table = rxvq->desc;
795       desc_head = desc_index =
796         rxvq->avail->ring[rxvq->last_avail_idx & rxvq->qsz_mask];
797
798       /* Go deeper in case of indirect descriptor
799        * I don't know of any driver providing indirect for RX. */
800       if (PREDICT_FALSE (rxvq->desc[desc_head].flags & VIRTQ_DESC_F_INDIRECT))
801         {
802           if (PREDICT_FALSE
803               (rxvq->desc[desc_head].len < sizeof (vring_desc_t)))
804             {
805               error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_INDIRECT_OVERFLOW;
806               goto done;
807             }
808           if (PREDICT_FALSE
809               (!(desc_table =
810                  map_guest_mem (vui, rxvq->desc[desc_index].addr,
811                                 &map_hint))))
812             {
813               error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_MMAP_FAIL;
814               goto done;
815             }
816           desc_index = 0;
817         }
818
819       desc_len = vui->virtio_net_hdr_sz;
820       buffer_map_addr = desc_table[desc_index].addr;
821       buffer_len = desc_table[desc_index].len;
822
823       {
824         // Get a header from the header array
825         virtio_net_hdr_mrg_rxbuf_t *hdr = &cpu->tx_headers[tx_headers_len];
826         tx_headers_len++;
827         hdr->hdr.flags = 0;
828         hdr->hdr.gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE;
829         hdr->num_buffers = 1;   //This is local, no need to check
830
831         or_flags = (b0->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_IP_CKSUM) ||
832           (b0->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM) ||
833           (b0->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM);
834
835         /* Guest supports csum offload and buffer requires checksum offload? */
836         if (or_flags
837             && (vui->features & (1ULL << FEAT_VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM)))
838           vhost_user_handle_tx_offload (vui, b0, &hdr->hdr);
839
840         // Prepare a copy order executed later for the header
841         ASSERT (copy_len < VHOST_USER_COPY_ARRAY_N);
842         vhost_copy_t *cpy = &cpu->copy[copy_len];
843         copy_len++;
844         cpy->len = vui->virtio_net_hdr_sz;
845         cpy->dst = buffer_map_addr;
846         cpy->src = (uword) hdr;
847       }
848
849       buffer_map_addr += vui->virtio_net_hdr_sz;
850       buffer_len -= vui->virtio_net_hdr_sz;
851       bytes_left = b0->current_length;
852       current_b0 = b0;
853       while (1)
854         {
855           if (buffer_len == 0)
856             {                   //Get new output
857               if (desc_table[desc_index].flags & VIRTQ_DESC_F_NEXT)
858                 {
859                   //Next one is chained
860                   desc_index = desc_table[desc_index].next;
861                   buffer_map_addr = desc_table[desc_index].addr;
862                   buffer_len = desc_table[desc_index].len;
863                 }
864               else if (vui->virtio_net_hdr_sz == 12)    //MRG is available
865                 {
866                   virtio_net_hdr_mrg_rxbuf_t *hdr =
867                     &cpu->tx_headers[tx_headers_len - 1];
868
869                   //Move from available to used buffer
870                   rxvq->used->ring[rxvq->last_used_idx & rxvq->qsz_mask].id =
871                     desc_head;
872                   rxvq->used->ring[rxvq->last_used_idx & rxvq->qsz_mask].len =
873                     desc_len;
874                   vhost_user_log_dirty_ring (vui, rxvq,
875                                              ring[rxvq->last_used_idx &
876                                                   rxvq->qsz_mask]);
877
878                   rxvq->last_avail_idx++;
879                   rxvq->last_used_idx++;
880                   hdr->num_buffers++;
881                   desc_len = 0;
882
883                   if (PREDICT_FALSE
884                       (rxvq->last_avail_idx == rxvq->avail->idx))
885                     {
886                       //Dequeue queued descriptors for this packet
887                       rxvq->last_used_idx -= hdr->num_buffers - 1;
888                       rxvq->last_avail_idx -= hdr->num_buffers - 1;
889                       error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_PKT_DROP_NOBUF;
890                       goto done;
891                     }
892
893                   desc_table = rxvq->desc;
894                   desc_head = desc_index =
895                     rxvq->avail->ring[rxvq->last_avail_idx & rxvq->qsz_mask];
896                   if (PREDICT_FALSE
897                       (rxvq->desc[desc_head].flags & VIRTQ_DESC_F_INDIRECT))
898                     {
899                       //It is seriously unlikely that a driver will put indirect descriptor
900                       //after non-indirect descriptor.
901                       if (PREDICT_FALSE
902                           (rxvq->desc[desc_head].len < sizeof (vring_desc_t)))
903                         {
904                           error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_INDIRECT_OVERFLOW;
905                           goto done;
906                         }
907                       if (PREDICT_FALSE
908                           (!(desc_table =
909                              map_guest_mem (vui,
910                                             rxvq->desc[desc_index].addr,
911                                             &map_hint))))
912                         {
913                           error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_MMAP_FAIL;
914                           goto done;
915                         }
916                       desc_index = 0;
917                     }
918                   buffer_map_addr = desc_table[desc_index].addr;
919                   buffer_len = desc_table[desc_index].len;
920                 }
921               else
922                 {
923                   error = VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_PKT_DROP_NOMRG;
924                   goto done;
925                 }
926             }
927
928           {
929             ASSERT (copy_len < VHOST_USER_COPY_ARRAY_N);
930             vhost_copy_t *cpy = &cpu->copy[copy_len];
931             copy_len++;
932             cpy->len = bytes_left;
933             cpy->len = (cpy->len > buffer_len) ? buffer_len : cpy->len;
934             cpy->dst = buffer_map_addr;
935             cpy->src = (uword) vlib_buffer_get_current (current_b0) +
936               current_b0->current_length - bytes_left;
937
938             bytes_left -= cpy->len;
939             buffer_len -= cpy->len;
940             buffer_map_addr += cpy->len;
941             desc_len += cpy->len;
942
943             CLIB_PREFETCH (&rxvq->desc, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
944           }
945
946           // Check if vlib buffer has more data. If not, get more or break.
947           if (PREDICT_TRUE (!bytes_left))
948             {
949               if (PREDICT_FALSE
950                   (current_b0->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
951                 {
952                   current_b0 = vlib_get_buffer (vm, current_b0->next_buffer);
953                   bytes_left = current_b0->current_length;
954                 }
955               else
956                 {
957                   //End of packet
958                   break;
959                 }
960             }
961         }
962
963       //Move from available to used ring
964       rxvq->used->ring[rxvq->last_used_idx & rxvq->qsz_mask].id = desc_head;
965       rxvq->used->ring[rxvq->last_used_idx & rxvq->qsz_mask].len = desc_len;
966       vhost_user_log_dirty_ring (vui, rxvq,
967                                  ring[rxvq->last_used_idx & rxvq->qsz_mask]);
968       rxvq->last_avail_idx++;
969       rxvq->last_used_idx++;
970
971       if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
972         {
973           cpu->current_trace->hdr = cpu->tx_headers[tx_headers_len - 1];
974         }
975
976       n_left--;                 //At the end for error counting when 'goto done' is invoked
977
978       /*
979        * Do the copy periodically to prevent
980        * cpu->copy array overflow and corrupt memory
981        */
982       if (PREDICT_FALSE (copy_len >= VHOST_USER_TX_COPY_THRESHOLD))
983         {
984           if (PREDICT_FALSE (vhost_user_tx_copy (vui, cpu->copy, copy_len,
985                                                  &map_hint)))
986             {
987               vlib_error_count (vm, node->node_index,
988                                 VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_MMAP_FAIL, 1);
989             }
990           copy_len = 0;
991
992           /* give buffers back to driver */
993           CLIB_MEMORY_BARRIER ();
994           rxvq->used->idx = rxvq->last_used_idx;
995           vhost_user_log_dirty_ring (vui, rxvq, idx);
996         }
997       buffers++;
998     }
999
1000 done:
1001   //Do the memory copies
1002   if (PREDICT_FALSE (vhost_user_tx_copy (vui, cpu->copy, copy_len,
1003                                          &map_hint)))
1004     {
1005       vlib_error_count (vm, node->node_index,
1006                         VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_MMAP_FAIL, 1);
1007     }
1008
1009   CLIB_MEMORY_BARRIER ();
1010   rxvq->used->idx = rxvq->last_used_idx;
1011   vhost_user_log_dirty_ring (vui, rxvq, idx);
1012
1013   /*
1014    * When n_left is set, error is always set to something too.
1015    * In case error is due to lack of remaining buffers, we go back up and
1016    * retry.
1017    * The idea is that it is better to waste some time on packets
1018    * that have been processed already than dropping them and get
1019    * more fresh packets with a good likelihood that they will be dropped too.
1020    * This technique also gives more time to VM driver to pick-up packets.
1021    * In case the traffic flows from physical to virtual interfaces, this
1022    * technique will end-up leveraging the physical NIC buffer in order to
1023    * absorb the VM's CPU jitter.
1024    */
1025   if (n_left && (error == VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_PKT_DROP_NOBUF) && retry)
1026     {
1027       retry--;
1028       goto retry;
1029     }
1030
1031   /* interrupt (call) handling */
1032   if ((rxvq->callfd_idx != ~0) &&
1033       !(rxvq->avail->flags & VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT))
1034     {
1035       rxvq->n_since_last_int += frame->n_vectors - n_left;
1036
1037       if (rxvq->n_since_last_int > vum->coalesce_frames)
1038         vhost_user_send_call (vm, rxvq);
1039     }
1040
1041   vhost_user_vring_unlock (vui, qid);
1042
1043 done3:
1044   if (PREDICT_FALSE (n_left && error != VHOST_USER_TX_FUNC_ERROR_NONE))
1045     {
1046       vlib_error_count (vm, node->node_index, error, n_left);
1047       vlib_increment_simple_counter
1048         (vnet_main.interface_main.sw_if_counters
1049          + VNET_INTERFACE_COUNTER_DROP,
1050          thread_index, vui->sw_if_index, n_left);
1051     }
1052
1053   vlib_buffer_free (vm, vlib_frame_vector_args (frame), frame->n_vectors);
1054   return frame->n_vectors;
1055 }
1056
1057 static __clib_unused clib_error_t *
1058 vhost_user_interface_rx_mode_change (vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index,
1059                                      u32 qid, vnet_hw_interface_rx_mode mode)
1060 {
1061   vlib_main_t *vm = vnm->vlib_main;
1062   vnet_hw_interface_t *hif = vnet_get_hw_interface (vnm, hw_if_index);
1063   vhost_user_main_t *vum = &vhost_user_main;
1064   vhost_user_intf_t *vui =
1065     pool_elt_at_index (vum->vhost_user_interfaces, hif->dev_instance);
1066   vhost_user_vring_t *txvq = &vui->vrings[VHOST_VRING_IDX_TX (qid)];
1067
1068   if ((mode == VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_INTERRUPT) ||
1069       (mode == VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_ADAPTIVE))
1070     {
1071       if (txvq->kickfd_idx == ~0)
1072         {
1073           // We cannot support interrupt mode if the driver opts out
1074           return clib_error_return (0, "Driver does not support interrupt");
1075         }
1076       if (txvq->mode == VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_POLLING)
1077         {
1078           vum->ifq_count++;
1079           // Start the timer if this is the first encounter on interrupt
1080           // interface/queue
1081           if ((vum->ifq_count == 1) &&
1082               (vum->coalesce_time > 0.0) && (vum->coalesce_frames > 0))
1083             vlib_process_signal_event (vm,
1084                                        vhost_user_send_interrupt_node.index,
1085                                        VHOST_USER_EVENT_START_TIMER, 0);
1086         }
1087     }
1088   else if (mode == VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_POLLING)
1089     {
1090       if (((txvq->mode == VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_INTERRUPT) ||
1091            (txvq->mode == VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_ADAPTIVE)) &&
1092           vum->ifq_count)
1093         {
1094           vum->ifq_count--;
1095           // Stop the timer if there is no more interrupt interface/queue
1096           if ((vum->ifq_count == 0) &&
1097               (vum->coalesce_time > 0.0) && (vum->coalesce_frames > 0))
1098             vlib_process_signal_event (vm,
1099                                        vhost_user_send_interrupt_node.index,
1100                                        VHOST_USER_EVENT_STOP_TIMER, 0);
1101         }
1102     }
1103
1104   txvq->mode = mode;
1105   if (mode == VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_POLLING)
1106     txvq->used->flags = VRING_USED_F_NO_NOTIFY;
1107   else if ((mode == VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_ADAPTIVE) ||
1108            (mode == VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_INTERRUPT))
1109     txvq->used->flags = 0;
1110   else
1111     {
1112       vu_log_err (vui, "unhandled mode %d changed for if %d queue %d", mode,
1113                   hw_if_index, qid);
1114       return clib_error_return (0, "unsupported");
1115     }
1116
1117   return 0;
1118 }
1119
1120 static __clib_unused clib_error_t *
1121 vhost_user_interface_admin_up_down (vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index,
1122                                     u32 flags)
1123 {
1124   vnet_hw_interface_t *hif = vnet_get_hw_interface (vnm, hw_if_index);
1125   vhost_user_main_t *vum = &vhost_user_main;
1126   vhost_user_intf_t *vui =
1127     pool_elt_at_index (vum->vhost_user_interfaces, hif->dev_instance);
1128   u8 link_old, link_new;
1129
1130   link_old = vui_is_link_up (vui);
1131
1132   vui->admin_up = (flags & VNET_SW_INTERFACE_FLAG_ADMIN_UP) != 0;
1133
1134   link_new = vui_is_link_up (vui);
1135
1136   if (link_old != link_new)
1137     vnet_hw_interface_set_flags (vnm, vui->hw_if_index, link_new ?
1138                                  VNET_HW_INTERFACE_FLAG_LINK_UP : 0);
1139
1140   return /* no error */ 0;
1141 }
1142
1143 /* *INDENT-OFF* */
1144 VNET_DEVICE_CLASS (vhost_user_device_class) = {
1145   .name = "vhost-user",
1146   .tx_function_n_errors = VHOST_USER_TX_FUNC_N_ERROR,
1147   .tx_function_error_strings = vhost_user_tx_func_error_strings,
1148   .format_device_name = format_vhost_user_interface_name,
1149   .name_renumber = vhost_user_name_renumber,
1150   .admin_up_down_function = vhost_user_interface_admin_up_down,
1151   .rx_mode_change_function = vhost_user_interface_rx_mode_change,
1152   .format_tx_trace = format_vhost_trace,
1153 };
1154
1155 /* *INDENT-ON* */
1156
1157 /*
1158  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1159  *
1160  * Local Variables:
1161  * eval: (c-set-style "gnu")
1162  * End:
1163  */