vnet/vnet/devices/af_packet/af_packet.c

   1 /*
   2  *------------------------------------------------------------------
   3  * af_packet.c - linux kernel packet interface
   4  *
   5  * Copyright (c) 2016 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 <linux/if_ether.h>
  21 #include <linux/if_packet.h>
  22
  23 #include <vlib/vlib.h>
  24 #include <vlib/unix/unix.h>
  25 #include <vnet/ip/ip.h>
  26 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  27
  28 #include <vnet/devices/af_packet/af_packet.h>
  29
  30 #define AF_PACKET_DEBUG_SOCKET          0
  31
  32 #define AF_PACKET_TX_FRAMES_PER_BLOCK   1024
  33 #define AF_PACKET_TX_FRAME_SIZE         (2048 * 5)
  34 #define AF_PACKET_TX_BLOCK_NR           1
  35 #define AF_PACKET_TX_FRAME_NR           (AF_PACKET_TX_BLOCK_NR * \
  36                                          AF_PACKET_TX_FRAMES_PER_BLOCK)
  37 #define AF_PACKET_TX_BLOCK_SIZE         (AF_PACKET_TX_FRAME_SIZE * \
  38                                          AF_PACKET_TX_FRAMES_PER_BLOCK)
  39
  40 #define AF_PACKET_RX_FRAMES_PER_BLOCK   1024
  41 #define AF_PACKET_RX_FRAME_SIZE         (2048 * 5)
  42 #define AF_PACKET_RX_BLOCK_NR           1
  43 #define AF_PACKET_RX_FRAME_NR           (AF_PACKET_RX_BLOCK_NR * \
  44                                          AF_PACKET_RX_FRAMES_PER_BLOCK)
  45 #define AF_PACKET_RX_BLOCK_SIZE         (AF_PACKET_RX_FRAME_SIZE * \
  46                                          AF_PACKET_RX_FRAMES_PER_BLOCK)
  47
  48 #if AF_PACKET_DEBUG_SOCKET == 1
  49 #define DBG_SOCK(args...) clib_warning(args);
  50 #else
  51 #define DBG_SOCK(args...)
  52 #endif
  53
  54 /*defined in net/if.h but clashes with dpdk headers */
  55 unsigned int if_nametoindex(const char *ifname);
  56
  57 typedef struct tpacket_req tpacket_req_t;
  58
  59 static u32
  60 af_packet_eth_flag_change (vnet_main_t * vnm, vnet_hw_interface_t * hi, u32 flags)
  61 {
  62   /* nothing for now */
  63   return 0;
  64 }
  65
  66 static clib_error_t * af_packet_fd_read_ready (unix_file_t * uf)
  67 {
  68   vlib_main_t * vm = vlib_get_main();
  69   af_packet_main_t * apm = &af_packet_main;
  70   u32 idx = uf->private_data;
  71
  72   apm->pending_input_bitmap = clib_bitmap_set (apm->pending_input_bitmap, idx, 1);
  73
  74   /* Schedule the rx node */
  75   vlib_node_set_interrupt_pending (vm, af_packet_input_node.index);
  76
  77   return 0;
  78 }
  79
  80 static int
  81 create_packet_v2_sock(u8 * name, tpacket_req_t * rx_req, tpacket_req_t * tx_req,
  82                       int *fd, u8 ** ring)
  83 {
  84   int ret, err;
  85   struct sockaddr_ll sll;
  86   uint host_if_index;
  87   int ver = TPACKET_V2;
  88   socklen_t req_sz = sizeof(struct tpacket_req);
  89   u32 ring_sz = rx_req->tp_block_size * rx_req->tp_block_nr +
  90                 tx_req->tp_block_size * tx_req->tp_block_nr;
  91
  92   host_if_index = if_nametoindex((const char *) name);
  93
  94   if (!host_if_index)
  95     {
  96       DBG_SOCK("Wrong host interface name");
  97       ret = VNET_API_ERROR_INVALID_INTERFACE;
  98       goto error;
  99     }
 100
 101   if ((*fd = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL))) < 0)
 102     {
 103       DBG_SOCK("Failed to create socket");
 104       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 105       goto error;
 106     }
 107
 108   if ((err = setsockopt(*fd, SOL_PACKET, PACKET_VERSION, &ver, sizeof(ver))) < 0)
 109     {
 110       DBG_SOCK("Failed to set rx packet interface version");
 111       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 112       goto error;
 113     }
 114
 115   int opt = 1;
 116   if ((err = setsockopt(*fd, SOL_PACKET, PACKET_LOSS, &opt, sizeof(opt))) < 0)
 117     {
 118       DBG_SOCK("Failed to set rx packet interface version");
 119       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 120       goto error;
 121     }
 122
 123   if ((err = setsockopt(*fd, SOL_PACKET, PACKET_RX_RING, rx_req, req_sz)) < 0)
 124     {
 125       DBG_SOCK("Failed to set packet rx ring options");
 126       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 127       goto error;
 128     }
 129
 130   if ((err = setsockopt(*fd, SOL_PACKET, PACKET_TX_RING, tx_req, req_sz)) < 0)
 131     {
 132       DBG_SOCK("Failed to set packet rx ring options");
 133       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 134       goto error;
 135     }
 136
 137   *ring = mmap(NULL, ring_sz, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_LOCKED, *fd, 0);
 138   if (*ring == MAP_FAILED)
 139     {
 140       DBG_SOCK("mmap failure");
 141       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 142       goto error;
 143     }
 144
 145   memset(&sll, 0, sizeof(sll));
 146   sll.sll_family = PF_PACKET;
 147   sll.sll_protocol = htons(ETH_P_ALL);
 148   sll.sll_ifindex = host_if_index;
 149
 150   if ((err = bind(*fd, (struct sockaddr *) &sll, sizeof(sll))) < 0)
 151     {
 152       DBG_SOCK("Failed to bind rx packet socket (error %d)", err);
 153       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 154       goto error;
 155     }
 156
 157   return 0;
 158 error:
 159   close(*fd);
 160   *fd = -1;
 161   return ret;
 162 }
 163
 164 int
 165 af_packet_create_if(vlib_main_t * vm, u8 * host_if_name, u8 * hw_addr_set)
 166 {
 167   af_packet_main_t * apm = &af_packet_main;
 168   int ret, fd = -1;
 169   struct tpacket_req * rx_req = 0;
 170   struct tpacket_req * tx_req = 0;
 171   u8 * ring = 0;
 172   af_packet_if_t * apif = 0;
 173   u8 hw_addr[6];
 174   clib_error_t * error;
 175   vnet_sw_interface_t * sw;
 176   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main();
 177   uword * p;
 178   uword if_index;
 179
 180   p = mhash_get (&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name);
 181   if (p)
 182     {
 183       return VNET_API_ERROR_SUBIF_ALREADY_EXISTS;
 184     }
 185
 186   vec_validate(rx_req, 0);
 187   rx_req->tp_block_size = AF_PACKET_RX_BLOCK_SIZE;
 188   rx_req->tp_frame_size = AF_PACKET_RX_FRAME_SIZE;
 189   rx_req->tp_block_nr = AF_PACKET_RX_BLOCK_NR;
 190   rx_req->tp_frame_nr = AF_PACKET_RX_FRAME_NR;
 191
 192   vec_validate(tx_req, 0);
 193   tx_req->tp_block_size = AF_PACKET_TX_BLOCK_SIZE;
 194   tx_req->tp_frame_size = AF_PACKET_TX_FRAME_SIZE;
 195   tx_req->tp_block_nr = AF_PACKET_TX_BLOCK_NR;
 196   tx_req->tp_frame_nr = AF_PACKET_TX_FRAME_NR;
 197
 198   ret = create_packet_v2_sock(host_if_name, rx_req, tx_req, &fd, &ring);
 199
 200   if (ret != 0)
 201     goto error;
 202
 203   /* So far everything looks good, let's create interface */
 204   pool_get (apm->interfaces, apif);
 205   if_index = apif - apm->interfaces;
 206
 207   apif->fd = fd;
 208   apif->rx_ring = ring;
 209   apif->tx_ring = ring + rx_req->tp_block_size * rx_req->tp_block_nr;
 210   apif->rx_req = rx_req;
 211   apif->tx_req = tx_req;
 212   apif->host_if_name = host_if_name;
 213   apif->per_interface_next_index = ~0;
 214   apif->next_tx_frame = 0;
 215   apif->next_rx_frame = 0;
 216
 217   {
 218     unix_file_t template = {0};
 219     template.read_function = af_packet_fd_read_ready;
 220     template.file_descriptor = fd;
 221     template.private_data = if_index;
 222     template.flags = UNIX_FILE_EVENT_EDGE_TRIGGERED;
 223     apif->unix_file_index = unix_file_add (&unix_main, &template);
 224   }
 225
 226   /*use configured or generate random MAC address */
 227   if (hw_addr_set)
 228     clib_memcpy(hw_addr, hw_addr_set, 6);
 229   else
 230     {
 231       f64 now = vlib_time_now(vm);
 232       u32 rnd;
 233       rnd = (u32) (now * 1e6);
 234       rnd = random_u32 (&rnd);
 235
 236       clib_memcpy (hw_addr+2, &rnd, sizeof(rnd));
 237       hw_addr[0] = 2;
 238       hw_addr[1] = 0xfe;
 239     }
 240
 241   error = ethernet_register_interface(vnm, af_packet_device_class.index,
 242                                       if_index, hw_addr, &apif->hw_if_index,
 243                                       af_packet_eth_flag_change);
 244
 245   if (error)
 246     {
 247       memset(apif, 0, sizeof(*apif));
 248       pool_put(apm->interfaces, apif);
 249       clib_error_report (error);
 250       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 251       goto error;
 252     }
 253
 254   sw = vnet_get_hw_sw_interface (vnm, apif->hw_if_index);
 255   apif->sw_if_index = sw->sw_if_index;
 256
 257   vnet_hw_interface_set_flags (vnm, apif->hw_if_index,
 258                                VNET_HW_INTERFACE_FLAG_LINK_UP);
 259
 260   mhash_set_mem (&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name, &if_index, 0);
 261
 262   return 0;
 263
 264 error:
 265   vec_free(host_if_name);
 266   vec_free(rx_req);
 267   vec_free(tx_req);
 268   return ret;
 269 }
 270
 271 int
 272 af_packet_delete_if(vlib_main_t *vm, u8 *host_if_name)
 273 {
 274   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main();
 275   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
 276   af_packet_if_t *apif;
 277   uword *p;
 278   uword if_index;
 279   u32 ring_sz;
 280
 281   p = mhash_get(&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name);
 282   if (p == NULL) {
 283     clib_warning("Host interface %s does not exist", host_if_name);
 284     return VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 285   }
 286   apif = pool_elt_at_index(apm->interfaces, p[0]);
 287   if_index = apif - apm->interfaces;
 288
 289   /* bring down the interface */
 290   vnet_hw_interface_set_flags(vnm, apif->hw_if_index, 0);
 291
 292   /* clean up */
 293   if (apif->unix_file_index != ~0) {
 294     unix_file_del(&unix_main, unix_main.file_pool + apif->unix_file_index);
 295     apif->unix_file_index = ~0;
 296   }
 297   ring_sz = apif->rx_req->tp_block_size * apif->rx_req->tp_block_nr +
 298             apif->tx_req->tp_block_size * apif->tx_req->tp_block_nr;
 299   if (munmap(apif->rx_ring, ring_sz))
 300     clib_warning("Host interface %s could not free rx/tx ring", host_if_name);
 301   apif->rx_ring = NULL;
 302   apif->tx_ring = NULL;
 303   close(apif->fd);
 304   apif->fd = -1;
 305
 306   vec_free(apif->rx_req);
 307   apif->rx_req = NULL;
 308   vec_free(apif->tx_req);
 309   apif->tx_req = NULL;
 310
 311   vec_free(apif->host_if_name);
 312   apif->host_if_name = NULL;
 313
 314   mhash_unset(&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name, &if_index);
 315
 316   ethernet_delete_interface(vnm, apif->hw_if_index);
 317
 318   pool_put(apm->interfaces, apif);
 319
 320   return 0;
 321 }
 322
 323 static clib_error_t *
 324 af_packet_init (vlib_main_t * vm)
 325 {
 326   af_packet_main_t * apm = &af_packet_main;
 327
 328   memset (apm, 0, sizeof (af_packet_main_t));
 329
 330   mhash_init_vec_string (&apm->if_index_by_host_if_name, sizeof (uword));
 331
 332   return 0;
 333 }
 334
 335 VLIB_INIT_FUNCTION (af_packet_init);