lib/librte_vhost/vhost.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2016 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <linux/vhost.h>
  35 #include <linux/virtio_net.h>
  36 #include <stddef.h>
  37 #include <stdint.h>
  38 #include <stdlib.h>
  39 #ifdef RTE_LIBRTE_VHOST_NUMA
  40 #include <numaif.h>
  41 #endif
  42
  43 #include <rte_ethdev.h>
  44 #include <rte_log.h>
  45 #include <rte_string_fns.h>
  46 #include <rte_memory.h>
  47 #include <rte_malloc.h>
  48 #include <rte_virtio_net.h>
  49
  50 #include "vhost.h"
  51
  52 #define VHOST_USER_F_PROTOCOL_FEATURES  30
  53
  54 /* Features supported by this lib. */
  55 #define VHOST_SUPPORTED_FEATURES ((1ULL << VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF) | \
  56                                 (1ULL << VIRTIO_NET_F_CTRL_VQ) | \
  57                                 (1ULL << VIRTIO_NET_F_CTRL_RX) | \
  58                                 (1ULL << VIRTIO_NET_F_GUEST_ANNOUNCE) | \
  59                                 (1ULL << VIRTIO_NET_F_MQ)      | \
  60                                 (1ULL << VIRTIO_F_VERSION_1)   | \
  61                                 (1ULL << VHOST_F_LOG_ALL)      | \
  62                                 (1ULL << VHOST_USER_F_PROTOCOL_FEATURES) | \
  63                                 (1ULL << VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4) | \
  64                                 (1ULL << VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6) | \
  65                                 (1ULL << VIRTIO_NET_F_CSUM)    | \
  66                                 (1ULL << VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM) | \
  67                                 (1ULL << VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4) | \
  68                                 (1ULL << VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6) | \
  69                                 (1ULL << VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
  70
  71 uint64_t VHOST_FEATURES = VHOST_SUPPORTED_FEATURES;
  72
  73 struct virtio_net *vhost_devices[MAX_VHOST_DEVICE];
  74
  75 /* device ops to add/remove device to/from data core. */
  76 struct virtio_net_device_ops const *notify_ops;
  77
  78 struct virtio_net *
  79 get_device(int vid)
  80 {
  81         struct virtio_net *dev = vhost_devices[vid];
  82
  83         if (unlikely(!dev)) {
  84                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
  85                         "(%d) device not found.\n", vid);
  86         }
  87
  88         return dev;
  89 }
  90
  91 static void
  92 cleanup_vq(struct vhost_virtqueue *vq, int destroy)
  93 {
  94         if ((vq->callfd >= 0) && (destroy != 0))
  95                 close(vq->callfd);
  96         if (vq->kickfd >= 0)
  97                 close(vq->kickfd);
  98 }
  99
 100 /*
 101  * Unmap any memory, close any file descriptors and
 102  * free any memory owned by a device.
 103  */
 104 void
 105 cleanup_device(struct virtio_net *dev, int destroy)
 106 {
 107         uint32_t i;
 108
 109         vhost_backend_cleanup(dev);
 110
 111         for (i = 0; i < dev->virt_qp_nb; i++) {
 112                 cleanup_vq(dev->virtqueue[i * VIRTIO_QNUM + VIRTIO_RXQ], destroy);
 113                 cleanup_vq(dev->virtqueue[i * VIRTIO_QNUM + VIRTIO_TXQ], destroy);
 114         }
 115 }
 116
 117 /*
 118  * Release virtqueues and device memory.
 119  */
 120 static void
 121 free_device(struct virtio_net *dev)
 122 {
 123         uint32_t i;
 124         struct vhost_virtqueue *rxq, *txq;
 125
 126         for (i = 0; i < dev->virt_qp_nb; i++) {
 127                 rxq = dev->virtqueue[i * VIRTIO_QNUM + VIRTIO_RXQ];
 128                 txq = dev->virtqueue[i * VIRTIO_QNUM + VIRTIO_TXQ];
 129
 130                 rte_free(rxq->shadow_used_ring);
 131                 rte_free(txq->shadow_used_ring);
 132
 133                 /* rxq and txq are allocated together as queue-pair */
 134                 rte_free(rxq);
 135         }
 136
 137         rte_free(dev);
 138 }
 139
 140 static void
 141 init_vring_queue(struct vhost_virtqueue *vq, int qp_idx)
 142 {
 143         memset(vq, 0, sizeof(struct vhost_virtqueue));
 144
 145         vq->kickfd = VIRTIO_UNINITIALIZED_EVENTFD;
 146         vq->callfd = VIRTIO_UNINITIALIZED_EVENTFD;
 147
 148         /* Backends are set to -1 indicating an inactive device. */
 149         vq->backend = -1;
 150
 151         /* always set the default vq pair to enabled */
 152         if (qp_idx == 0)
 153                 vq->enabled = 1;
 154
 155         TAILQ_INIT(&vq->zmbuf_list);
 156 }
 157
 158 static void
 159 init_vring_queue_pair(struct virtio_net *dev, uint32_t qp_idx)
 160 {
 161         uint32_t base_idx = qp_idx * VIRTIO_QNUM;
 162
 163         init_vring_queue(dev->virtqueue[base_idx + VIRTIO_RXQ], qp_idx);
 164         init_vring_queue(dev->virtqueue[base_idx + VIRTIO_TXQ], qp_idx);
 165 }
 166
 167 static void
 168 reset_vring_queue(struct vhost_virtqueue *vq, int qp_idx)
 169 {
 170         int callfd;
 171
 172         callfd = vq->callfd;
 173         init_vring_queue(vq, qp_idx);
 174         vq->callfd = callfd;
 175 }
 176
 177 static void
 178 reset_vring_queue_pair(struct virtio_net *dev, uint32_t qp_idx)
 179 {
 180         uint32_t base_idx = qp_idx * VIRTIO_QNUM;
 181
 182         reset_vring_queue(dev->virtqueue[base_idx + VIRTIO_RXQ], qp_idx);
 183         reset_vring_queue(dev->virtqueue[base_idx + VIRTIO_TXQ], qp_idx);
 184 }
 185
 186 int
 187 alloc_vring_queue_pair(struct virtio_net *dev, uint32_t qp_idx)
 188 {
 189         struct vhost_virtqueue *virtqueue = NULL;
 190         uint32_t virt_rx_q_idx = qp_idx * VIRTIO_QNUM + VIRTIO_RXQ;
 191         uint32_t virt_tx_q_idx = qp_idx * VIRTIO_QNUM + VIRTIO_TXQ;
 192
 193         virtqueue = rte_malloc(NULL,
 194                                sizeof(struct vhost_virtqueue) * VIRTIO_QNUM, 0);
 195         if (virtqueue == NULL) {
 196                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 197                         "Failed to allocate memory for virt qp:%d.\n", qp_idx);
 198                 return -1;
 199         }
 200
 201         dev->virtqueue[virt_rx_q_idx] = virtqueue;
 202         dev->virtqueue[virt_tx_q_idx] = virtqueue + VIRTIO_TXQ;
 203
 204         init_vring_queue_pair(dev, qp_idx);
 205         rte_spinlock_init(&dev->virtqueue[virt_rx_q_idx]->access_lock);
 206         rte_spinlock_init(&dev->virtqueue[virt_tx_q_idx]->access_lock);
 207
 208         dev->virt_qp_nb += 1;
 209
 210         return 0;
 211 }
 212
 213 /*
 214  * Reset some variables in device structure, while keeping few
 215  * others untouched, such as vid, ifname, virt_qp_nb: they
 216  * should be same unless the device is removed.
 217  */
 218 void
 219 reset_device(struct virtio_net *dev)
 220 {
 221         uint32_t i;
 222
 223         dev->features = 0;
 224         dev->protocol_features = 0;
 225         dev->flags = 0;
 226
 227         for (i = 0; i < dev->virt_qp_nb; i++)
 228                 reset_vring_queue_pair(dev, i);
 229 }
 230
 231 /*
 232  * Invoked when there is a new vhost-user connection established (when
 233  * there is a new virtio device being attached).
 234  */
 235 int
 236 vhost_new_device(void)
 237 {
 238         struct virtio_net *dev;
 239         int i;
 240
 241         dev = rte_zmalloc(NULL, sizeof(struct virtio_net), 0);
 242         if (dev == NULL) {
 243                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 244                         "Failed to allocate memory for new dev.\n");
 245                 return -1;
 246         }
 247
 248         for (i = 0; i < MAX_VHOST_DEVICE; i++) {
 249                 if (vhost_devices[i] == NULL)
 250                         break;
 251         }
 252         if (i == MAX_VHOST_DEVICE) {
 253                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 254                         "Failed to find a free slot for new device.\n");
 255                 rte_free(dev);
 256                 return -1;
 257         }
 258
 259         vhost_devices[i] = dev;
 260         dev->vid = i;
 261
 262         return i;
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Invoked when there is the vhost-user connection is broken (when
 267  * the virtio device is being detached).
 268  */
 269 void
 270 vhost_destroy_device(int vid)
 271 {
 272         struct virtio_net *dev = get_device(vid);
 273
 274         if (dev == NULL)
 275                 return;
 276
 277         if (dev->flags & VIRTIO_DEV_RUNNING) {
 278                 dev->flags &= ~VIRTIO_DEV_RUNNING;
 279                 notify_ops->destroy_device(vid);
 280         }
 281
 282         cleanup_device(dev, 1);
 283         free_device(dev);
 284
 285         vhost_devices[vid] = NULL;
 286 }
 287
 288 void
 289 vhost_set_ifname(int vid, const char *if_name, unsigned int if_len)
 290 {
 291         struct virtio_net *dev;
 292         unsigned int len;
 293
 294         dev = get_device(vid);
 295         if (dev == NULL)
 296                 return;
 297
 298         len = if_len > sizeof(dev->ifname) ?
 299                 sizeof(dev->ifname) : if_len;
 300
 301         strncpy(dev->ifname, if_name, len);
 302         dev->ifname[sizeof(dev->ifname) - 1] = '\0';
 303 }
 304
 305 void
 306 vhost_enable_dequeue_zero_copy(int vid)
 307 {
 308         struct virtio_net *dev = get_device(vid);
 309
 310         if (dev == NULL)
 311                 return;
 312
 313         dev->dequeue_zero_copy = 1;
 314 }
 315
 316 int
 317 rte_vhost_get_numa_node(int vid)
 318 {
 319 #ifdef RTE_LIBRTE_VHOST_NUMA
 320         struct virtio_net *dev = get_device(vid);
 321         int numa_node;
 322         int ret;
 323
 324         if (dev == NULL)
 325                 return -1;
 326
 327         ret = get_mempolicy(&numa_node, NULL, 0, dev,
 328                             MPOL_F_NODE | MPOL_F_ADDR);
 329         if (ret < 0) {
 330                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 331                         "(%d) failed to query numa node: %d\n", vid, ret);
 332                 return -1;
 333         }
 334
 335         return numa_node;
 336 #else
 337         RTE_SET_USED(vid);
 338         return -1;
 339 #endif
 340 }
 341
 342 uint32_t
 343 rte_vhost_get_queue_num(int vid)
 344 {
 345         struct virtio_net *dev = get_device(vid);
 346
 347         if (dev == NULL)
 348                 return 0;
 349
 350         return dev->virt_qp_nb;
 351 }
 352
 353 int
 354 rte_vhost_get_ifname(int vid, char *buf, size_t len)
 355 {
 356         struct virtio_net *dev = get_device(vid);
 357
 358         if (dev == NULL)
 359                 return -1;
 360
 361         len = RTE_MIN(len, sizeof(dev->ifname));
 362
 363         strncpy(buf, dev->ifname, len);
 364         buf[len - 1] = '\0';
 365
 366         return 0;
 367 }
 368
 369 uint16_t
 370 rte_vhost_avail_entries(int vid, uint16_t queue_id)
 371 {
 372         struct virtio_net *dev;
 373         struct vhost_virtqueue *vq;
 374
 375         dev = get_device(vid);
 376         if (!dev)
 377                 return 0;
 378
 379         vq = dev->virtqueue[queue_id];
 380         if (!vq->enabled)
 381                 return 0;
 382
 383         return *(volatile uint16_t *)&vq->avail->idx - vq->last_used_idx;
 384 }
 385
 386 int
 387 rte_vhost_enable_guest_notification(int vid, uint16_t queue_id, int enable)
 388 {
 389         struct virtio_net *dev = get_device(vid);
 390
 391         if (dev == NULL)
 392                 return -1;
 393
 394         if (enable) {
 395                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 396                         "guest notification isn't supported.\n");
 397                 return -1;
 398         }
 399
 400         dev->virtqueue[queue_id]->used->flags = VRING_USED_F_NO_NOTIFY;
 401         return 0;
 402 }
 403
 404 uint64_t rte_vhost_feature_get(void)
 405 {
 406         return VHOST_FEATURES;
 407 }
 408
 409 int rte_vhost_feature_disable(uint64_t feature_mask)
 410 {
 411         VHOST_FEATURES = VHOST_FEATURES & ~feature_mask;
 412         return 0;
 413 }
 414
 415 int rte_vhost_feature_enable(uint64_t feature_mask)
 416 {
 417         if ((feature_mask & VHOST_SUPPORTED_FEATURES) == feature_mask) {
 418                 VHOST_FEATURES = VHOST_FEATURES | feature_mask;
 419                 return 0;
 420         }
 421         return -1;
 422 }
 423
 424 /*
 425  * Register ops so that we can add/remove device to data core.
 426  */
 427 int
 428 rte_vhost_driver_callback_register(struct virtio_net_device_ops const * const ops)
 429 {
 430         notify_ops = ops;
 431
 432         return 0;
 433 }