vnet/vnet/devices/af_packet/node.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_packet.h>
  21
  22 #include <vlib/vlib.h>
  23 #include <vlib/unix/unix.h>
  24 #include <vnet/ip/ip.h>
  25 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  26
  27 #include <vnet/devices/af_packet/af_packet.h>
  28
  29 #define foreach_af_packet_input_error
  30
  31 typedef enum {
  32 #define _(f,s) AF_PACKET_INPUT_ERROR_##f,
  33   foreach_af_packet_input_error
  34 #undef _
  35   AF_PACKET_INPUT_N_ERROR,
  36 } af_packet_input_error_t;
  37
  38 static char * af_packet_input_error_strings[] = {
  39 #define _(n,s) s,
  40     foreach_af_packet_input_error
  41 #undef _
  42 };
  43
  44 enum {
  45   AF_PACKET_INPUT_NEXT_DROP,
  46   AF_PACKET_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT,
  47   AF_PACKET_INPUT_N_NEXT,
  48 };
  49
  50 typedef struct {
  51   u32 next_index;
  52   u32 hw_if_index;
  53   int block;
  54   struct tpacket2_hdr tph;
  55 } af_packet_input_trace_t;
  56
  57 static u8 * format_af_packet_input_trace (u8 * s, va_list * args)
  58 {
  59   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  60   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  61   af_packet_input_trace_t * t = va_arg (*args, af_packet_input_trace_t *);
  62   uword indent = format_get_indent (s);
  63
  64   s = format (s, "af_packet: hw_if_index %d next-index %d",
  65               t->hw_if_index, t->next_index);
  66
  67   s = format (s, "\n%Utpacket2_hdr:\n%Ustatus 0x%x len %u snaplen %u mac %u net %u"
  68               "\n%Usec 0x%x nsec 0x%x vlan_tci %u"
  69 #ifdef TP_STATUS_VLAN_TPID_VALID
  70               " vlan_tpid %u"
  71 #endif
  72               ,
  73               format_white_space, indent + 2,
  74               format_white_space, indent + 4,
  75               t->tph.tp_status,
  76               t->tph.tp_len,
  77               t->tph.tp_snaplen,
  78               t->tph.tp_mac,
  79               t->tph.tp_net,
  80               format_white_space, indent + 4,
  81               t->tph.tp_sec,
  82               t->tph.tp_nsec,
  83               t->tph.tp_vlan_tci,
  84 #ifdef TP_STATUS_VLAN_TPID_VALID
  85               t->tph.tp_vlan_tpid,
  86 #endif
  87               t->tph.tp_net);
  88   return s;
  89 }
  90
  91 always_inline void
  92 buffer_add_to_chain(vlib_main_t *vm, u32 bi, u32 first_bi, u32 prev_bi)
  93 {
  94   vlib_buffer_t * b = vlib_get_buffer (vm, bi);
  95   vlib_buffer_t * first_b = vlib_get_buffer (vm, first_bi);
  96   vlib_buffer_t * prev_b = vlib_get_buffer (vm, prev_bi);
  97 #if DPDK > 0
  98   struct rte_mbuf * mbuf = ((struct rte_mbuf *) b) - 1;
  99   struct rte_mbuf * first_mbuf = ((struct rte_mbuf *) first_b) - 1;
 100   struct rte_mbuf * prev_mbuf = ((struct rte_mbuf *) prev_b) - 1;
 101 #endif
 102
 103   /* update first buffer */
 104   first_b->total_length_not_including_first_buffer +=  b->current_length;
 105
 106   /* update previous buffer */
 107   prev_b->next_buffer = bi;
 108   prev_b->flags |= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
 109
 110   /* update current buffer */
 111   b->next_buffer = 0;
 112
 113 #if DPDK > 0
 114   first_mbuf->nb_segs++;
 115   prev_mbuf->next = mbuf;
 116   mbuf->data_len = b->current_length;
 117   mbuf->data_off = RTE_PKTMBUF_HEADROOM + b->current_data;
 118   mbuf->next = 0;
 119 #endif
 120 }
 121
 122 always_inline uword
 123 af_packet_device_input_fn  (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 124                             vlib_frame_t * frame, u32 device_idx)
 125 {
 126   af_packet_main_t * apm = &af_packet_main;
 127   af_packet_if_t * apif = pool_elt_at_index(apm->interfaces, device_idx);
 128   struct tpacket2_hdr *tph;
 129   u32 next_index = AF_PACKET_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT;
 130   u32 block = 0;
 131   u32 rx_frame;
 132   u32 n_free_bufs;
 133   u32 n_rx_packets = 0;
 134   u32 n_rx_bytes = 0;
 135   u32 * to_next = 0;
 136   u32 block_size = apif->rx_req->tp_block_size;
 137   u32 frame_size = apif->rx_req->tp_frame_size;
 138   u32 frame_num = apif->rx_req->tp_frame_nr;
 139   u8 * block_start = apif->rx_ring + block * block_size;
 140   uword n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
 141   u32 n_buffer_bytes = vlib_buffer_free_list_buffer_size (vm,
 142     VLIB_BUFFER_DEFAULT_FREE_LIST_INDEX);
 143   u32 min_bufs = apif->rx_req->tp_frame_size / n_buffer_bytes;
 144
 145   n_free_bufs = vec_len (apm->rx_buffers);
 146   if (PREDICT_FALSE(n_free_bufs < VLIB_FRAME_SIZE))
 147     {
 148       vec_validate(apm->rx_buffers, VLIB_FRAME_SIZE + n_free_bufs - 1);
 149       n_free_bufs += vlib_buffer_alloc(vm, &apm->rx_buffers[n_free_bufs], VLIB_FRAME_SIZE);
 150       _vec_len (apm->rx_buffers) = n_free_bufs;
 151     }
 152
 153   rx_frame = apif->next_rx_frame;
 154   tph = (struct tpacket2_hdr *) (block_start + rx_frame * frame_size);
 155   while ((tph->tp_status & TP_STATUS_USER) && (n_free_bufs > min_bufs))
 156     {
 157       vlib_buffer_t * b0, * first_b0 = 0;
 158       u32 next0 = AF_PACKET_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT;
 159
 160       u32 n_left_to_next;
 161       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 162       while ((tph->tp_status & TP_STATUS_USER) && (n_free_bufs > min_bufs) &&
 163              n_left_to_next)
 164         {
 165           u32 data_len = tph->tp_snaplen;
 166           u32 offset = 0;
 167           u32 bi0, first_bi0 = 0, prev_bi0;
 168
 169           while (data_len)
 170             {
 171               /* grab free buffer */
 172               u32 last_empty_buffer = vec_len (apm->rx_buffers) - 1;
 173               prev_bi0 = bi0;
 174               bi0 = apm->rx_buffers[last_empty_buffer];
 175               b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 176               _vec_len (apm->rx_buffers) = last_empty_buffer;
 177               n_free_bufs--;
 178
 179               /* copy data */
 180               u32 bytes_to_copy = data_len > n_buffer_bytes ? n_buffer_bytes : data_len;
 181               b0->current_data = 0;
 182               memcpy (vlib_buffer_get_current (b0), (u8 *) tph + tph->tp_mac + offset, bytes_to_copy);
 183
 184               /* fill buffer header */
 185               b0->clone_count = 0;
 186               b0->current_length = bytes_to_copy;
 187
 188               if (offset == 0)
 189                 {
 190                   b0->total_length_not_including_first_buffer = 0;
 191                   b0->flags = VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
 192                   vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = apif->sw_if_index;
 193                   vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = (u32)~0;
 194                   first_bi0 = bi0;
 195                   first_b0 = vlib_get_buffer(vm, first_bi0);
 196                 }
 197               else
 198                 buffer_add_to_chain(vm, bi0, first_bi0, prev_bi0);
 199
 200               offset += bytes_to_copy;
 201               data_len -= bytes_to_copy;
 202             }
 203           n_rx_packets++;
 204           n_rx_bytes += tph->tp_snaplen;
 205           to_next[0] = first_bi0;
 206           to_next += 1;
 207           n_left_to_next--;
 208
 209           /* trace */
 210           VLIB_BUFFER_TRACE_TRAJECTORY_INIT(first_b0);
 211           if (PREDICT_FALSE(n_trace > 0))
 212             {
 213               af_packet_input_trace_t *tr;
 214               vlib_trace_buffer (vm, node, next0, first_b0, /* follow_chain */ 0);
 215               vlib_set_trace_count (vm, node, --n_trace);
 216               tr = vlib_add_trace (vm, node, first_b0, sizeof (*tr));
 217               tr->next_index = next0;
 218               tr->hw_if_index = apif->hw_if_index;
 219               memcpy(&tr->tph, tph, sizeof(struct tpacket2_hdr));
 220             }
 221           /* enque and take next packet */
 222           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
 223                                            n_left_to_next, first_bi0, next0);
 224
 225            /* next packet */
 226           tph->tp_status = TP_STATUS_KERNEL;
 227           rx_frame = (rx_frame + 1) % frame_num;
 228           tph = (struct tpacket2_hdr *) (block_start + rx_frame * frame_size);
 229         }
 230
 231       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 232     }
 233
 234   apif->next_rx_frame = rx_frame;
 235
 236   vlib_increment_combined_counter
 237     (vnet_get_main()->interface_main.combined_sw_if_counters
 238      + VNET_INTERFACE_COUNTER_RX,
 239      os_get_cpu_number(),
 240      apif->hw_if_index,
 241      n_rx_packets, n_rx_bytes);
 242
 243   return n_rx_packets;
 244 }
 245
 246 static uword
 247 af_packet_input_fn (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 248                     vlib_frame_t * frame)
 249 {
 250   int i;
 251   u32 n_rx_packets = 0;
 252
 253   af_packet_main_t * apm = &af_packet_main;
 254
 255   clib_bitmap_foreach (i, apm->pending_input_bitmap,
 256     ({
 257       n_rx_packets += af_packet_device_input_fn(vm, node, frame, i);
 258     }));
 259
 260   return n_rx_packets;
 261 }
 262
 263
 264 VLIB_REGISTER_NODE (af_packet_input_node) = {
 265   .function = af_packet_input_fn,
 266   .name = "af-packet-input",
 267   .format_trace = format_af_packet_input_trace,
 268   .type = VLIB_NODE_TYPE_INPUT,
 269   .state = VLIB_NODE_STATE_INTERRUPT,
 270   .n_errors = AF_PACKET_INPUT_N_ERROR,
 271   .error_strings = af_packet_input_error_strings,
 272
 273   .n_next_nodes = AF_PACKET_INPUT_N_NEXT,
 274   .next_nodes = {
 275     [AF_PACKET_INPUT_NEXT_DROP] = "error-drop",
 276     [AF_PACKET_INPUT_NEXT_ETHERNET_INPUT] = "ethernet-input",
 277   },
 278 };