Imported Upstream version 16.04
[deb_dpdk.git] / examples / netmap_compat / netmap / netmap.h
diff --git a/examples/netmap_compat/netmap/netmap.h b/examples/netmap_compat/netmap/netmap.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..677c8a9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,289 @@
+/*
+ * Copyright (C) 2011 Matteo Landi, Luigi Rizzo. All rights reserved.
+ *
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+ * THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+/*
+ * $FreeBSD: head/sys/net/netmap.h 231198 2012-02-08 11:43:29Z luigi $
+ * $Id: netmap.h 10879 2012-04-12 22:48:59Z luigi $
+ *
+ * Definitions of constants and the structures used by the netmap
+ * framework, for the part visible to both kernel and userspace.
+ * Detailed info on netmap is available with "man netmap" or at
+ *
+ *     http://info.iet.unipi.it/~luigi/netmap/
+ */
+
+#ifndef _NET_NETMAP_H_
+#define _NET_NETMAP_H_
+
+/*
+ * --- Netmap data structures ---
+ *
+ * The data structures used by netmap are shown below. Those in
+ * capital letters are in an mmapp()ed area shared with userspace,
+ * while others are private to the kernel.
+ * Shared structures do not contain pointers but only memory
+ * offsets, so that addressing is portable between kernel and userspace.
+
+
+ softc
++----------------+
+| standard fields|
+| if_pspare[0] ----------+
++----------------+       |
+                         |
++----------------+<------+
+|(netmap_adapter)|
+|                |                             netmap_kring
+| tx_rings *--------------------------------->+---------------+
+|                |       netmap_kring         | ring    *---------.
+| rx_rings *--------->+---------------+       | nr_hwcur      |   |
++----------------+    | ring    *--------.    | nr_hwavail    |   V
+                      | nr_hwcur      |  |    | selinfo       |   |
+                      | nr_hwavail    |  |    +---------------+   .
+                      | selinfo       |  |    |     ...       |   .
+                      +---------------+  |    |(ntx+1 entries)|
+                      |    ....       |  |    |               |
+                      |(nrx+1 entries)|  |    +---------------+
+                      |               |  |
+   KERNEL             +---------------+  |
+                                         |
+  ====================================================================
+                                         |
+   USERSPACE                             |      NETMAP_RING
+                                         +---->+-------------+
+                                             / | cur         |
+   NETMAP_IF  (nifp, one per file desc.)    /  | avail       |
+    +---------------+                      /   | buf_ofs     |
+    | ni_tx_rings   |                     /    +=============+
+    | ni_rx_rings   |                    /     | buf_idx     | slot[0]
+    |               |                   /      | len, flags  |
+    |               |                  /       +-------------+
+    +===============+                 /        | buf_idx     | slot[1]
+    | txring_ofs[0] | (rel.to nifp)--'         | len, flags  |
+    | txring_ofs[1] |                          +-------------+
+  (num_rings+1 entries)                     (nr_num_slots entries)
+    | txring_ofs[n] |                          | buf_idx     | slot[n-1]
+    +---------------+                          | len, flags  |
+    | rxring_ofs[0] |                          +-------------+
+    | rxring_ofs[1] |
+  (num_rings+1 entries)
+    | txring_ofs[n] |
+    +---------------+
+
+ * The private descriptor ('softc' or 'adapter') of each interface
+ * is extended with a "struct netmap_adapter" containing netmap-related
+ * info (see description in dev/netmap/netmap_kernel.h.
+ * Among other things, tx_rings and rx_rings point to the arrays of
+ * "struct netmap_kring" which in turn reache the various
+ * "struct netmap_ring", shared with userspace.
+
+ * The NETMAP_RING is the userspace-visible replica of the NIC ring.
+ * Each slot has the index of a buffer, its length and some flags.
+ * In user space, the buffer address is computed as
+ *     (char *)ring + buf_ofs + index*NETMAP_BUF_SIZE
+ * In the kernel, buffers do not necessarily need to be contiguous,
+ * and the virtual and physical addresses are derived through
+ * a lookup table.
+ * To associate a different buffer to a slot, applications must
+ * write the new index in buf_idx, and set NS_BUF_CHANGED flag to
+ * make sure that the kernel updates the hardware ring as needed.
+ *
+ * Normally the driver is not requested to report the result of
+ * transmissions (this can dramatically speed up operation).
+ * However the user may request to report completion by setting
+ * NS_REPORT.
+ */
+struct netmap_slot {
+       uint32_t buf_idx; /* buffer index */
+       uint16_t len;   /* packet length, to be copied to/from the hw ring */
+       uint16_t flags; /* buf changed, etc. */
+#define        NS_BUF_CHANGED  0x0001  /* must resync the map, buffer changed */
+#define        NS_REPORT       0x0002  /* ask the hardware to report results
+                                * e.g. by generating an interrupt
+                                */
+};
+
+/*
+ * Netmap representation of a TX or RX ring (also known as "queue").
+ * This is a queue implemented as a fixed-size circular array.
+ * At the software level, two fields are important: avail and cur.
+ *
+ * In TX rings:
+ *     avail   indicates the number of slots available for transmission.
+ *             It is updated by the kernel after every netmap system call.
+ *             It MUST BE decremented by the application when it appends a
+ *             packet.
+ *     cur     indicates the slot to use for the next packet
+ *             to send (i.e. the "tail" of the queue).
+ *             It MUST BE incremented by the application before
+ *             netmap system calls to reflect the number of newly
+ *             sent packets.
+ *             It is checked by the kernel on netmap system calls
+ *             (normally unmodified by the kernel unless invalid).
+ *
+ *   The kernel side of netmap uses two additional fields in its own
+ *   private ring structure, netmap_kring:
+ *     nr_hwcur is a copy of nr_cur on an NIOCTXSYNC.
+ *     nr_hwavail is the number of slots known as available by the
+ *             hardware. It is updated on an INTR (inc by the
+ *             number of packets sent) and on a NIOCTXSYNC
+ *             (decrease by nr_cur - nr_hwcur)
+ *             A special case, nr_hwavail is -1 if the transmit
+ *             side is idle (no pending transmits).
+ *
+ * In RX rings:
+ *     avail   is the number of packets available (possibly 0).
+ *             It MUST BE decremented by the application when it consumes
+ *             a packet, and it is updated to nr_hwavail on a NIOCRXSYNC
+ *     cur     indicates the first slot that contains a packet not
+ *             processed yet (the "head" of the queue).
+ *             It MUST BE incremented by the software when it consumes
+ *             a packet.
+ *     reserved        indicates the number of buffers before 'cur'
+ *             that the application has still in use. Normally 0,
+ *             it MUST BE incremented by the application when it
+ *             does not return the buffer immediately, and decremented
+ *             when the buffer is finally freed.
+ *
+ *   The kernel side of netmap uses two additional fields in the kring:
+ *     nr_hwcur is a copy of nr_cur on an NIOCRXSYNC
+ *     nr_hwavail is the number of packets available. It is updated
+ *             on INTR (inc by the number of new packets arrived)
+ *             and on NIOCRXSYNC (decreased by nr_cur - nr_hwcur).
+ *
+ * DATA OWNERSHIP/LOCKING:
+ *     The netmap_ring is owned by the user program and it is only
+ *     accessed or modified in the upper half of the kernel during
+ *     a system call.
+ *
+ *     The netmap_kring is only modified by the upper half of the kernel.
+ */
+struct netmap_ring {
+       /*
+        * nr_buf_base_ofs is meant to be used through macros.
+        * It contains the offset of the buffer region from this
+        * descriptor.
+        */
+       ssize_t buf_ofs;
+       uint32_t        num_slots;      /* number of slots in the ring. */
+       uint32_t        avail;          /* number of usable slots */
+       uint32_t        cur;            /* 'current' r/w position */
+       uint32_t        reserved;       /* not refilled before current */
+
+       uint16_t        nr_buf_size;
+       uint16_t        flags;
+#define        NR_TIMESTAMP    0x0002          /* set timestamp on *sync() */
+
+       struct timeval  ts;             /* time of last *sync() */
+
+       /* the slots follow. This struct has variable size */
+       struct netmap_slot slot[0];     /* array of slots. */
+};
+
+
+/*
+ * Netmap representation of an interface and its queue(s).
+ * There is one netmap_if for each file descriptor on which we want
+ * to select/poll.  We assume that on each interface has the same number
+ * of receive and transmit queues.
+ * select/poll operates on one or all pairs depending on the value of
+ * nmr_queueid passed on the ioctl.
+ */
+struct netmap_if {
+       char            ni_name[IFNAMSIZ]; /* name of the interface. */
+       u_int   ni_version;     /* API version, currently unused */
+       u_int   ni_rx_rings;    /* number of rx rings */
+       u_int   ni_tx_rings;    /* if zero, same as ni_rx_rings */
+       /*
+        * The following array contains the offset of each netmap ring
+        * from this structure. The first ni_tx_queues+1 entries refer
+        * to the tx rings, the next ni_rx_queues+1 refer to the rx rings
+        * (the last entry in each block refers to the host stack rings).
+        * The area is filled up by the kernel on NIOCREG,
+        * and then only read by userspace code.
+        */
+       ssize_t ring_ofs[0];
+};
+
+#ifndef NIOCREGIF
+/*
+ * ioctl names and related fields
+ *
+ * NIOCGINFO takes a struct ifreq, the interface name is the input,
+ *     the outputs are number of queues and number of descriptor
+ *     for each queue (useful to set number of threads etc.).
+ *
+ * NIOCREGIF takes an interface name within a struct ifreq,
+ *     and activates netmap mode on the interface (if possible).
+ *
+ * NIOCUNREGIF unregisters the interface associated to the fd.
+ *
+ * NIOCTXSYNC, NIOCRXSYNC synchronize tx or rx queues,
+ *     whose identity is set in NIOCREGIF through nr_ringid
+ */
+
+/*
+ * struct nmreq overlays a struct ifreq
+ */
+struct nmreq {
+       char            nr_name[IFNAMSIZ];
+       uint32_t        nr_version;     /* API version */
+#define        NETMAP_API      3               /* current version */
+       uint32_t        nr_offset;      /* nifp offset in the shared region */
+       uint32_t        nr_memsize;     /* size of the shared region */
+       uint32_t        nr_tx_slots;    /* slots in tx rings */
+       uint32_t        nr_rx_slots;    /* slots in rx rings */
+       uint16_t        nr_tx_rings;    /* number of tx rings */
+       uint16_t        nr_rx_rings;    /* number of rx rings */
+       uint16_t        nr_ringid;      /* ring(s) we care about */
+#define NETMAP_HW_RING 0x4000          /* low bits indicate one hw ring */
+#define NETMAP_SW_RING 0x2000          /* process the sw ring */
+#define NETMAP_NO_TX_POLL      0x1000  /* no automatic txsync on poll */
+#define NETMAP_RING_MASK 0xfff         /* the ring number */
+       uint16_t        spare1;
+       uint32_t        spare2[4];
+};
+
+/*
+ * FreeBSD uses the size value embedded in the _IOWR to determine
+ * how much to copy in/out. So we need it to match the actual
+ * data structure we pass. We put some spares in the structure
+ * to ease compatibility with other versions
+ */
+#define NIOCGINFO      _IOWR('i', 145, struct nmreq) /* return IF info */
+#define NIOCREGIF      _IOWR('i', 146, struct nmreq) /* interface register */
+#define NIOCUNREGIF    _IO('i', 147) /* interface unregister */
+#define NIOCTXSYNC     _IO('i', 148) /* sync tx queues */
+#define NIOCRXSYNC     _IO('i', 149) /* sync rx queues */
+#endif /* !NIOCREGIF */
+
+#endif /* _NET_NETMAP_H_ */