lib/librte_vhost/vhost_user/virtio-net-user.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 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 <stdint.h>
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <string.h>
  38 #include <unistd.h>
  39 #include <sys/mman.h>
  40 #include <sys/types.h>
  41 #include <sys/stat.h>
  42
  43 #include <rte_common.h>
  44 #include <rte_log.h>
  45
  46 #include "virtio-net-user.h"
  47 #include "vhost-net-user.h"
  48 #include "vhost-net.h"
  49
  50 struct orig_region_map {
  51         int fd;
  52         uint64_t mapped_address;
  53         uint64_t mapped_size;
  54         uint64_t blksz;
  55 };
  56
  57 #define orig_region(ptr, nregions) \
  58         ((struct orig_region_map *)RTE_PTR_ADD((ptr), \
  59                 sizeof(struct virtio_memory) + \
  60                 sizeof(struct virtio_memory_regions) * (nregions)))
  61
  62 static uint64_t
  63 get_blk_size(int fd)
  64 {
  65         struct stat stat;
  66         int ret;
  67
  68         ret = fstat(fd, &stat);
  69         return ret == -1 ? (uint64_t)-1 : (uint64_t)stat.st_blksize;
  70 }
  71
  72 static void
  73 free_mem_region(struct virtio_net *dev)
  74 {
  75         struct orig_region_map *region;
  76         unsigned int idx;
  77
  78         if (!dev || !dev->mem)
  79                 return;
  80
  81         region = orig_region(dev->mem, dev->mem->nregions);
  82         for (idx = 0; idx < dev->mem->nregions; idx++) {
  83                 if (region[idx].mapped_address) {
  84                         munmap((void *)(uintptr_t)region[idx].mapped_address,
  85                                         region[idx].mapped_size);
  86                         close(region[idx].fd);
  87                 }
  88         }
  89 }
  90
  91 void
  92 vhost_backend_cleanup(struct virtio_net *dev)
  93 {
  94         if (dev->mem) {
  95                 free_mem_region(dev);
  96                 free(dev->mem);
  97                 dev->mem = NULL;
  98         }
  99         if (dev->log_addr) {
 100                 munmap((void *)(uintptr_t)dev->log_addr, dev->log_size);
 101                 dev->log_addr = 0;
 102         }
 103 }
 104
 105 int
 106 user_set_mem_table(int vid, struct VhostUserMsg *pmsg)
 107 {
 108         struct VhostUserMemory memory = pmsg->payload.memory;
 109         struct virtio_memory_regions *pregion;
 110         uint64_t mapped_address, mapped_size;
 111         struct virtio_net *dev;
 112         unsigned int idx = 0;
 113         struct orig_region_map *pregion_orig;
 114         uint64_t alignment;
 115
 116         /* unmap old memory regions one by one*/
 117         dev = get_device(vid);
 118         if (dev == NULL)
 119                 return -1;
 120
 121         /* Remove from the data plane. */
 122         if (dev->flags & VIRTIO_DEV_RUNNING) {
 123                 dev->flags &= ~VIRTIO_DEV_RUNNING;
 124                 notify_ops->destroy_device(vid);
 125         }
 126
 127         if (dev->mem) {
 128                 free_mem_region(dev);
 129                 free(dev->mem);
 130                 dev->mem = NULL;
 131         }
 132
 133         dev->mem = calloc(1,
 134                 sizeof(struct virtio_memory) +
 135                 sizeof(struct virtio_memory_regions) * memory.nregions +
 136                 sizeof(struct orig_region_map) * memory.nregions);
 137         if (dev->mem == NULL) {
 138                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 139                         "(%d) failed to allocate memory for dev->mem\n",
 140                         dev->vid);
 141                 return -1;
 142         }
 143         dev->mem->nregions = memory.nregions;
 144
 145         pregion_orig = orig_region(dev->mem, memory.nregions);
 146         for (idx = 0; idx < memory.nregions; idx++) {
 147                 pregion = &dev->mem->regions[idx];
 148                 pregion->guest_phys_address =
 149                         memory.regions[idx].guest_phys_addr;
 150                 pregion->guest_phys_address_end =
 151                         memory.regions[idx].guest_phys_addr +
 152                         memory.regions[idx].memory_size;
 153                 pregion->memory_size =
 154                         memory.regions[idx].memory_size;
 155                 pregion->userspace_address =
 156                         memory.regions[idx].userspace_addr;
 157
 158                 /* This is ugly */
 159                 mapped_size = memory.regions[idx].memory_size +
 160                         memory.regions[idx].mmap_offset;
 161
 162                 /* mmap() without flag of MAP_ANONYMOUS, should be called
 163                  * with length argument aligned with hugepagesz at older
 164                  * longterm version Linux, like 2.6.32 and 3.2.72, or
 165                  * mmap() will fail with EINVAL.
 166                  *
 167                  * to avoid failure, make sure in caller to keep length
 168                  * aligned.
 169                  */
 170                 alignment = get_blk_size(pmsg->fds[idx]);
 171                 if (alignment == (uint64_t)-1) {
 172                         RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 173                                 "couldn't get hugepage size through fstat\n");
 174                         goto err_mmap;
 175                 }
 176                 mapped_size = RTE_ALIGN_CEIL(mapped_size, alignment);
 177
 178                 mapped_address = (uint64_t)(uintptr_t)mmap(NULL,
 179                         mapped_size,
 180                         PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 181                         pmsg->fds[idx],
 182                         0);
 183
 184                 RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 185                         "mapped region %d fd:%d to:%p sz:0x%"PRIx64" "
 186                         "off:0x%"PRIx64" align:0x%"PRIx64"\n",
 187                         idx, pmsg->fds[idx], (void *)(uintptr_t)mapped_address,
 188                         mapped_size, memory.regions[idx].mmap_offset,
 189                         alignment);
 190
 191                 if (mapped_address == (uint64_t)(uintptr_t)MAP_FAILED) {
 192                         RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 193                                 "mmap qemu guest failed.\n");
 194                         goto err_mmap;
 195                 }
 196
 197                 pregion_orig[idx].mapped_address = mapped_address;
 198                 pregion_orig[idx].mapped_size = mapped_size;
 199                 pregion_orig[idx].blksz = alignment;
 200                 pregion_orig[idx].fd = pmsg->fds[idx];
 201
 202                 mapped_address +=  memory.regions[idx].mmap_offset;
 203
 204                 pregion->address_offset = mapped_address -
 205                         pregion->guest_phys_address;
 206
 207                 if (memory.regions[idx].guest_phys_addr == 0) {
 208                         dev->mem->base_address =
 209                                 memory.regions[idx].userspace_addr;
 210                         dev->mem->mapped_address =
 211                                 pregion->address_offset;
 212                 }
 213
 214                 LOG_DEBUG(VHOST_CONFIG,
 215                         "REGION: %u GPA: %p QEMU VA: %p SIZE (%"PRIu64")\n",
 216                         idx,
 217                         (void *)(uintptr_t)pregion->guest_phys_address,
 218                         (void *)(uintptr_t)pregion->userspace_address,
 219                          pregion->memory_size);
 220         }
 221
 222         return 0;
 223
 224 err_mmap:
 225         while (idx--) {
 226                 munmap((void *)(uintptr_t)pregion_orig[idx].mapped_address,
 227                                 pregion_orig[idx].mapped_size);
 228                 close(pregion_orig[idx].fd);
 229         }
 230         free(dev->mem);
 231         dev->mem = NULL;
 232         return -1;
 233 }
 234
 235 static int
 236 vq_is_ready(struct vhost_virtqueue *vq)
 237 {
 238         return vq && vq->desc   &&
 239                vq->kickfd != VIRTIO_UNINITIALIZED_EVENTFD &&
 240                vq->callfd != VIRTIO_UNINITIALIZED_EVENTFD;
 241 }
 242
 243 static int
 244 virtio_is_ready(struct virtio_net *dev)
 245 {
 246         struct vhost_virtqueue *rvq, *tvq;
 247         uint32_t i;
 248
 249         for (i = 0; i < dev->virt_qp_nb; i++) {
 250                 rvq = dev->virtqueue[i * VIRTIO_QNUM + VIRTIO_RXQ];
 251                 tvq = dev->virtqueue[i * VIRTIO_QNUM + VIRTIO_TXQ];
 252
 253                 if (!vq_is_ready(rvq) || !vq_is_ready(tvq)) {
 254                         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 255                                 "virtio is not ready for processing.\n");
 256                         return 0;
 257                 }
 258         }
 259
 260         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 261                 "virtio is now ready for processing.\n");
 262         return 1;
 263 }
 264
 265 void
 266 user_set_vring_call(int vid, struct VhostUserMsg *pmsg)
 267 {
 268         struct vhost_vring_file file;
 269
 270         file.index = pmsg->payload.u64 & VHOST_USER_VRING_IDX_MASK;
 271         if (pmsg->payload.u64 & VHOST_USER_VRING_NOFD_MASK)
 272                 file.fd = VIRTIO_INVALID_EVENTFD;
 273         else
 274                 file.fd = pmsg->fds[0];
 275         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 276                 "vring call idx:%d file:%d\n", file.index, file.fd);
 277         vhost_set_vring_call(vid, &file);
 278 }
 279
 280
 281 /*
 282  *  In vhost-user, when we receive kick message, will test whether virtio
 283  *  device is ready for packet processing.
 284  */
 285 void
 286 user_set_vring_kick(int vid, struct VhostUserMsg *pmsg)
 287 {
 288         struct vhost_vring_file file;
 289         struct virtio_net *dev = get_device(vid);
 290
 291         if (!dev)
 292                 return;
 293
 294         file.index = pmsg->payload.u64 & VHOST_USER_VRING_IDX_MASK;
 295         if (pmsg->payload.u64 & VHOST_USER_VRING_NOFD_MASK)
 296                 file.fd = VIRTIO_INVALID_EVENTFD;
 297         else
 298                 file.fd = pmsg->fds[0];
 299         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 300                 "vring kick idx:%d file:%d\n", file.index, file.fd);
 301         vhost_set_vring_kick(vid, &file);
 302
 303         if (virtio_is_ready(dev) && !(dev->flags & VIRTIO_DEV_RUNNING)) {
 304                 if (notify_ops->new_device(vid) == 0)
 305                         dev->flags |= VIRTIO_DEV_RUNNING;
 306         }
 307 }
 308
 309 /*
 310  * when virtio is stopped, qemu will send us the GET_VRING_BASE message.
 311  */
 312 int
 313 user_get_vring_base(int vid, struct vhost_vring_state *state)
 314 {
 315         struct virtio_net *dev = get_device(vid);
 316
 317         if (dev == NULL)
 318                 return -1;
 319         /* We have to stop the queue (virtio) if it is running. */
 320         if (dev->flags & VIRTIO_DEV_RUNNING) {
 321                 dev->flags &= ~VIRTIO_DEV_RUNNING;
 322                 notify_ops->destroy_device(vid);
 323         }
 324
 325         /* Here we are safe to get the last used index */
 326         vhost_get_vring_base(vid, state->index, state);
 327
 328         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 329                 "vring base idx:%d file:%d\n", state->index, state->num);
 330         /*
 331          * Based on current qemu vhost-user implementation, this message is
 332          * sent and only sent in vhost_vring_stop.
 333          * TODO: cleanup the vring, it isn't usable since here.
 334          */
 335         if (dev->virtqueue[state->index]->kickfd >= 0)
 336                 close(dev->virtqueue[state->index]->kickfd);
 337
 338         dev->virtqueue[state->index]->kickfd = VIRTIO_UNINITIALIZED_EVENTFD;
 339
 340         return 0;
 341 }
 342
 343 /*
 344  * when virtio queues are ready to work, qemu will send us to
 345  * enable the virtio queue pair.
 346  */
 347 int
 348 user_set_vring_enable(int vid, struct vhost_vring_state *state)
 349 {
 350         struct virtio_net *dev;
 351         int enable = (int)state->num;
 352
 353         dev = get_device(vid);
 354         if (dev == NULL)
 355                 return -1;
 356
 357         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 358                 "set queue enable: %d to qp idx: %d\n",
 359                 enable, state->index);
 360
 361         if (notify_ops->vring_state_changed)
 362                 notify_ops->vring_state_changed(vid, state->index, enable);
 363
 364         dev->virtqueue[state->index]->enabled = enable;
 365
 366         return 0;
 367 }
 368
 369 void
 370 user_set_protocol_features(int vid, uint64_t protocol_features)
 371 {
 372         struct virtio_net *dev;
 373
 374         dev = get_device(vid);
 375         if (dev == NULL || protocol_features & ~VHOST_USER_PROTOCOL_FEATURES)
 376                 return;
 377
 378         dev->protocol_features = protocol_features;
 379 }
 380
 381 int
 382 user_set_log_base(int vid, struct VhostUserMsg *msg)
 383 {
 384         struct virtio_net *dev;
 385         int fd = msg->fds[0];
 386         uint64_t size, off;
 387         void *addr;
 388
 389         dev = get_device(vid);
 390         if (!dev)
 391                 return -1;
 392
 393         if (fd < 0) {
 394                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG, "invalid log fd: %d\n", fd);
 395                 return -1;
 396         }
 397
 398         if (msg->size != sizeof(VhostUserLog)) {
 399                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG,
 400                         "invalid log base msg size: %"PRId32" != %d\n",
 401                         msg->size, (int)sizeof(VhostUserLog));
 402                 return -1;
 403         }
 404
 405         size = msg->payload.log.mmap_size;
 406         off  = msg->payload.log.mmap_offset;
 407         RTE_LOG(INFO, VHOST_CONFIG,
 408                 "log mmap size: %"PRId64", offset: %"PRId64"\n",
 409                 size, off);
 410
 411         /*
 412          * mmap from 0 to workaround a hugepage mmap bug: mmap will
 413          * fail when offset is not page size aligned.
 414          */
 415         addr = mmap(0, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
 416         close(fd);
 417         if (addr == MAP_FAILED) {
 418                 RTE_LOG(ERR, VHOST_CONFIG, "mmap log base failed!\n");
 419                 return -1;
 420         }
 421
 422         /*
 423          * Free previously mapped log memory on occasionally
 424          * multiple VHOST_USER_SET_LOG_BASE.
 425          */
 426         if (dev->log_addr) {
 427                 munmap((void *)(uintptr_t)dev->log_addr, dev->log_size);
 428         }
 429         dev->log_addr = (uint64_t)(uintptr_t)addr;
 430         dev->log_base = dev->log_addr + off;
 431         dev->log_size = size;
 432
 433         return 0;
 434 }
 435
 436 /*
 437  * An rarp packet is constructed and broadcasted to notify switches about
 438  * the new location of the migrated VM, so that packets from outside will
 439  * not be lost after migration.
 440  *
 441  * However, we don't actually "send" a rarp packet here, instead, we set
 442  * a flag 'broadcast_rarp' to let rte_vhost_dequeue_burst() inject it.
 443  */
 444 int
 445 user_send_rarp(int vid, struct VhostUserMsg *msg)
 446 {
 447         struct virtio_net *dev;
 448         uint8_t *mac = (uint8_t *)&msg->payload.u64;
 449
 450         dev = get_device(vid);
 451         if (!dev)
 452                 return -1;
 453
 454         RTE_LOG(DEBUG, VHOST_CONFIG,
 455                 ":: mac: %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
 456                 mac[0], mac[1], mac[2], mac[3], mac[4], mac[5]);
 457         memcpy(dev->mac.addr_bytes, mac, 6);
 458
 459         /*
 460          * Set the flag to inject a RARP broadcast packet at
 461          * rte_vhost_dequeue_burst().
 462          *
 463          * rte_smp_wmb() is for making sure the mac is copied
 464          * before the flag is set.
 465          */
 466         rte_smp_wmb();
 467         rte_atomic16_set(&dev->broadcast_rarp, 1);
 468
 469         return 0;
 470 }