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 packet tx ring error handling option");
 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   if (*fd >= 0)
 160     close(*fd);
 161   *fd = -1;
 162   return ret;
 163 }
 164
 165 int
 166 af_packet_create_if(vlib_main_t * vm, u8 * host_if_name, u8 * hw_addr_set, u32 *sw_if_index)
 167 {
 168   af_packet_main_t * apm = &af_packet_main;
 169   int ret, fd = -1;
 170   struct tpacket_req * rx_req = 0;
 171   struct tpacket_req * tx_req = 0;
 172   u8 * ring = 0;
 173   af_packet_if_t * apif = 0;
 174   u8 hw_addr[6];
 175   clib_error_t * error;
 176   vnet_sw_interface_t * sw;
 177   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main();
 178   uword * p;
 179   uword if_index;
 180
 181   p = mhash_get (&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name);
 182   if (p)
 183     {
 184       return VNET_API_ERROR_SUBIF_ALREADY_EXISTS;
 185     }
 186
 187   vec_validate(rx_req, 0);
 188   rx_req->tp_block_size = AF_PACKET_RX_BLOCK_SIZE;
 189   rx_req->tp_frame_size = AF_PACKET_RX_FRAME_SIZE;
 190   rx_req->tp_block_nr = AF_PACKET_RX_BLOCK_NR;
 191   rx_req->tp_frame_nr = AF_PACKET_RX_FRAME_NR;
 192
 193   vec_validate(tx_req, 0);
 194   tx_req->tp_block_size = AF_PACKET_TX_BLOCK_SIZE;
 195   tx_req->tp_frame_size = AF_PACKET_TX_FRAME_SIZE;
 196   tx_req->tp_block_nr = AF_PACKET_TX_BLOCK_NR;
 197   tx_req->tp_frame_nr = AF_PACKET_TX_FRAME_NR;
 198
 199   ret = create_packet_v2_sock(host_if_name, rx_req, tx_req, &fd, &ring);
 200
 201   if (ret != 0)
 202     goto error;
 203
 204   /* So far everything looks good, let's create interface */
 205   pool_get (apm->interfaces, apif);
 206   if_index = apif - apm->interfaces;
 207
 208   apif->fd = fd;
 209   apif->rx_ring = ring;
 210   apif->tx_ring = ring + rx_req->tp_block_size * rx_req->tp_block_nr;
 211   apif->rx_req = rx_req;
 212   apif->tx_req = tx_req;
 213   apif->host_if_name = host_if_name;
 214   apif->per_interface_next_index = ~0;
 215   apif->next_tx_frame = 0;
 216   apif->next_rx_frame = 0;
 217
 218   {
 219     unix_file_t template = {0};
 220     template.read_function = af_packet_fd_read_ready;
 221     template.file_descriptor = fd;
 222     template.private_data = if_index;
 223     template.flags = UNIX_FILE_EVENT_EDGE_TRIGGERED;
 224     apif->unix_file_index = unix_file_add (&unix_main, &template);
 225   }
 226
 227   /*use configured or generate random MAC address */
 228   if (hw_addr_set)
 229     clib_memcpy(hw_addr, hw_addr_set, 6);
 230   else
 231     {
 232       f64 now = vlib_time_now(vm);
 233       u32 rnd;
 234       rnd = (u32) (now * 1e6);
 235       rnd = random_u32 (&rnd);
 236
 237       clib_memcpy (hw_addr+2, &rnd, sizeof(rnd));
 238       hw_addr[0] = 2;
 239       hw_addr[1] = 0xfe;
 240     }
 241
 242   error = ethernet_register_interface(vnm, af_packet_device_class.index,
 243                                       if_index, hw_addr, &apif->hw_if_index,
 244                                       af_packet_eth_flag_change);
 245
 246   if (error)
 247     {
 248       memset(apif, 0, sizeof(*apif));
 249       pool_put(apm->interfaces, apif);
 250       clib_error_report (error);
 251       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 252       goto error;
 253     }
 254
 255   sw = vnet_get_hw_sw_interface (vnm, apif->hw_if_index);
 256   apif->sw_if_index = sw->sw_if_index;
 257
 258   vnet_hw_interface_set_flags (vnm, apif->hw_if_index,
 259                                VNET_HW_INTERFACE_FLAG_LINK_UP);
 260
 261   mhash_set_mem (&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name, &if_index, 0);
 262   if (sw_if_index)
 263     *sw_if_index = apif->sw_if_index;
 264   return 0;
 265
 266 error:
 267   vec_free(host_if_name);
 268   vec_free(rx_req);
 269   vec_free(tx_req);
 270   return ret;
 271 }
 272
 273 int
 274 af_packet_delete_if(vlib_main_t *vm, u8 *host_if_name)
 275 {
 276   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main();
 277   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
 278   af_packet_if_t *apif;
 279   uword *p;
 280   uword if_index;
 281   u32 ring_sz;
 282
 283   p = mhash_get(&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name);
 284   if (p == NULL) {
 285     clib_warning("Host interface %s does not exist", host_if_name);
 286     return VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 287   }
 288   apif = pool_elt_at_index(apm->interfaces, p[0]);
 289   if_index = apif - apm->interfaces;
 290
 291   /* bring down the interface */
 292   vnet_hw_interface_set_flags(vnm, apif->hw_if_index, 0);
 293
 294   /* clean up */
 295   if (apif->unix_file_index != ~0) {
 296     unix_file_del(&unix_main, unix_main.file_pool + apif->unix_file_index);
 297     apif->unix_file_index = ~0;
 298   }
 299   ring_sz = apif->rx_req->tp_block_size * apif->rx_req->tp_block_nr +
 300             apif->tx_req->tp_block_size * apif->tx_req->tp_block_nr;
 301   if (munmap(apif->rx_ring, ring_sz))
 302     clib_warning("Host interface %s could not free rx/tx ring", host_if_name);
 303   apif->rx_ring = NULL;
 304   apif->tx_ring = NULL;
 305   close(apif->fd);
 306   apif->fd = -1;
 307
 308   vec_free(apif->rx_req);
 309   apif->rx_req = NULL;
 310   vec_free(apif->tx_req);
 311   apif->tx_req = NULL;
 312
 313   vec_free(apif->host_if_name);
 314   apif->host_if_name = NULL;
 315
 316   mhash_unset(&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name, &if_index);
 317
 318   ethernet_delete_interface(vnm, apif->hw_if_index);
 319
 320   pool_put(apm->interfaces, apif);
 321
 322   return 0;
 323 }
 324
 325 static clib_error_t *
 326 af_packet_init (vlib_main_t * vm)
 327 {
 328   af_packet_main_t * apm = &af_packet_main;
 329
 330   memset (apm, 0, sizeof (af_packet_main_t));
 331
 332   mhash_init_vec_string (&apm->if_index_by_host_if_name, sizeof (uword));
 333
 334   return 0;
 335 }
 336
 337 VLIB_INIT_FUNCTION (af_packet_init);