src/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 #include <dirent.h>
  23 #include <sys/stat.h>
  24 #include <sys/types.h>
  25 #include <fcntl.h>
  26
  27 #include <vppinfra/linux/sysfs.h>
  28 #include <vlib/vlib.h>
  29 #include <vlib/unix/unix.h>
  30 #include <vnet/ip/ip.h>
  31 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  32
  33 #include <vnet/devices/af_packet/af_packet.h>
  34
  35 #define AF_PACKET_DEBUG_SOCKET          0
  36
  37 #define AF_PACKET_TX_FRAMES_PER_BLOCK   1024
  38 #define AF_PACKET_TX_FRAME_SIZE         (2048 * 5)
  39 #define AF_PACKET_TX_BLOCK_NR           1
  40 #define AF_PACKET_TX_FRAME_NR           (AF_PACKET_TX_BLOCK_NR * \
  41                                          AF_PACKET_TX_FRAMES_PER_BLOCK)
  42 #define AF_PACKET_TX_BLOCK_SIZE         (AF_PACKET_TX_FRAME_SIZE * \
  43                                          AF_PACKET_TX_FRAMES_PER_BLOCK)
  44
  45 #define AF_PACKET_RX_FRAMES_PER_BLOCK   1024
  46 #define AF_PACKET_RX_FRAME_SIZE         (2048 * 5)
  47 #define AF_PACKET_RX_BLOCK_NR           1
  48 #define AF_PACKET_RX_FRAME_NR           (AF_PACKET_RX_BLOCK_NR * \
  49                                          AF_PACKET_RX_FRAMES_PER_BLOCK)
  50 #define AF_PACKET_RX_BLOCK_SIZE         (AF_PACKET_RX_FRAME_SIZE * \
  51                                          AF_PACKET_RX_FRAMES_PER_BLOCK)
  52
  53 #if AF_PACKET_DEBUG_SOCKET == 1
  54 #define DBG_SOCK(args...) clib_warning(args);
  55 #else
  56 #define DBG_SOCK(args...)
  57 #endif
  58
  59 /*defined in net/if.h but clashes with dpdk headers */
  60 unsigned int if_nametoindex (const char *ifname);
  61
  62 typedef struct tpacket_req tpacket_req_t;
  63
  64 static u32
  65 af_packet_eth_flag_change (vnet_main_t * vnm, vnet_hw_interface_t * hi,
  66                            u32 flags)
  67 {
  68   clib_error_t *error;
  69   u8 *s;
  70   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
  71   af_packet_if_t *apif =
  72     pool_elt_at_index (apm->interfaces, hi->dev_instance);
  73
  74   if (ETHERNET_INTERFACE_FLAG_MTU == (flags & ETHERNET_INTERFACE_FLAG_MTU))
  75     {
  76       s = format (0, "/sys/class/net/%s/mtu%c", apif->host_if_name, 0);
  77
  78       error = clib_sysfs_write ((char *) s, "%d", hi->max_packet_bytes);
  79       vec_free (s);
  80
  81       if (error)
  82         {
  83           clib_error_report (error);
  84           return VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
  85         }
  86     }
  87
  88   return 0;
  89 }
  90
  91 static clib_error_t *
  92 af_packet_fd_read_ready (clib_file_t * uf)
  93 {
  94   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
  95   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
  96   u32 idx = uf->private_data;
  97   af_packet_if_t *apif = pool_elt_at_index (apm->interfaces, idx);
  98
  99   apm->pending_input_bitmap =
 100     clib_bitmap_set (apm->pending_input_bitmap, idx, 1);
 101
 102   /* Schedule the rx node */
 103   vnet_device_input_set_interrupt_pending (vnm, apif->hw_if_index, 0);
 104
 105   return 0;
 106 }
 107
 108 static int
 109 is_bridge (const u8 * host_if_name)
 110 {
 111   u8 *s;
 112   DIR *dir = NULL;
 113
 114   s = format (0, "/sys/class/net/%s/bridge%c", host_if_name, 0);
 115   dir = opendir ((char *) s);
 116   vec_free (s);
 117
 118   if (dir)
 119     {
 120       closedir (dir);
 121       return 0;
 122     }
 123
 124   return -1;
 125 }
 126
 127 static int
 128 create_packet_v2_sock (int host_if_index, tpacket_req_t * rx_req,
 129                        tpacket_req_t * tx_req, int *fd, u8 ** ring)
 130 {
 131   int ret, err;
 132   struct sockaddr_ll sll;
 133   int ver = TPACKET_V2;
 134   socklen_t req_sz = sizeof (struct tpacket_req);
 135   u32 ring_sz = rx_req->tp_block_size * rx_req->tp_block_nr +
 136     tx_req->tp_block_size * tx_req->tp_block_nr;
 137
 138   if ((*fd = socket (AF_PACKET, SOCK_RAW, htons (ETH_P_ALL))) < 0)
 139     {
 140       DBG_SOCK ("Failed to create socket");
 141       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 142       goto error;
 143     }
 144
 145   if ((err =
 146        setsockopt (*fd, SOL_PACKET, PACKET_VERSION, &ver, sizeof (ver))) < 0)
 147     {
 148       DBG_SOCK ("Failed to set rx packet interface version");
 149       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 150       goto error;
 151     }
 152
 153   int opt = 1;
 154   if ((err =
 155        setsockopt (*fd, SOL_PACKET, PACKET_LOSS, &opt, sizeof (opt))) < 0)
 156     {
 157       DBG_SOCK ("Failed to set packet tx ring error handling option");
 158       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 159       goto error;
 160     }
 161
 162   if ((err =
 163        setsockopt (*fd, SOL_PACKET, PACKET_RX_RING, rx_req, req_sz)) < 0)
 164     {
 165       DBG_SOCK ("Failed to set packet rx ring options");
 166       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 167       goto error;
 168     }
 169
 170   if ((err =
 171        setsockopt (*fd, SOL_PACKET, PACKET_TX_RING, tx_req, req_sz)) < 0)
 172     {
 173       DBG_SOCK ("Failed to set packet rx ring options");
 174       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 175       goto error;
 176     }
 177
 178   *ring =
 179     mmap (NULL, ring_sz, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_LOCKED, *fd,
 180           0);
 181   if (*ring == MAP_FAILED)
 182     {
 183       DBG_SOCK ("mmap failure");
 184       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 185       goto error;
 186     }
 187
 188   memset (&sll, 0, sizeof (sll));
 189   sll.sll_family = PF_PACKET;
 190   sll.sll_protocol = htons (ETH_P_ALL);
 191   sll.sll_ifindex = host_if_index;
 192
 193   if ((err = bind (*fd, (struct sockaddr *) &sll, sizeof (sll))) < 0)
 194     {
 195       DBG_SOCK ("Failed to bind rx packet socket (error %d)", err);
 196       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 197       goto error;
 198     }
 199
 200   return 0;
 201 error:
 202   if (*fd >= 0)
 203     close (*fd);
 204   *fd = -1;
 205   return ret;
 206 }
 207
 208 int
 209 af_packet_create_if (vlib_main_t * vm, u8 * host_if_name, u8 * hw_addr_set,
 210                      u32 * sw_if_index)
 211 {
 212   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
 213   int ret, fd = -1;
 214   struct tpacket_req *rx_req = 0;
 215   struct tpacket_req *tx_req = 0;
 216   u8 *ring = 0;
 217   af_packet_if_t *apif = 0;
 218   u8 hw_addr[6];
 219   clib_error_t *error;
 220   vnet_sw_interface_t *sw;
 221   vnet_hw_interface_t *hw;
 222   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
 223   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 224   uword *p;
 225   uword if_index;
 226   u8 *host_if_name_dup = vec_dup (host_if_name);
 227   int host_if_index = -1;
 228
 229   p = mhash_get (&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name);
 230   if (p)
 231     {
 232       return VNET_API_ERROR_SUBIF_ALREADY_EXISTS;
 233     }
 234
 235   vec_validate (rx_req, 0);
 236   rx_req->tp_block_size = AF_PACKET_RX_BLOCK_SIZE;
 237   rx_req->tp_frame_size = AF_PACKET_RX_FRAME_SIZE;
 238   rx_req->tp_block_nr = AF_PACKET_RX_BLOCK_NR;
 239   rx_req->tp_frame_nr = AF_PACKET_RX_FRAME_NR;
 240
 241   vec_validate (tx_req, 0);
 242   tx_req->tp_block_size = AF_PACKET_TX_BLOCK_SIZE;
 243   tx_req->tp_frame_size = AF_PACKET_TX_FRAME_SIZE;
 244   tx_req->tp_block_nr = AF_PACKET_TX_BLOCK_NR;
 245   tx_req->tp_frame_nr = AF_PACKET_TX_FRAME_NR;
 246
 247   host_if_index = if_nametoindex ((const char *) host_if_name);
 248
 249   if (!host_if_index)
 250     {
 251       DBG_SOCK ("Wrong host interface name");
 252       return VNET_API_ERROR_INVALID_INTERFACE;
 253     }
 254
 255   ret = create_packet_v2_sock (host_if_index, rx_req, tx_req, &fd, &ring);
 256
 257   if (ret != 0)
 258     goto error;
 259
 260   ret = is_bridge (host_if_name);
 261
 262   if (ret == 0)                 /* is a bridge, ignore state */
 263     host_if_index = -1;
 264
 265   /* So far everything looks good, let's create interface */
 266   pool_get (apm->interfaces, apif);
 267   if_index = apif - apm->interfaces;
 268
 269   apif->host_if_index = host_if_index;
 270   apif->fd = fd;
 271   apif->rx_ring = ring;
 272   apif->tx_ring = ring + rx_req->tp_block_size * rx_req->tp_block_nr;
 273   apif->rx_req = rx_req;
 274   apif->tx_req = tx_req;
 275   apif->host_if_name = host_if_name_dup;
 276   apif->per_interface_next_index = ~0;
 277   apif->next_tx_frame = 0;
 278   apif->next_rx_frame = 0;
 279
 280   if (tm->n_vlib_mains > 1)
 281     clib_spinlock_init (&apif->lockp);
 282
 283   {
 284     clib_file_t template = { 0 };
 285     template.read_function = af_packet_fd_read_ready;
 286     template.file_descriptor = fd;
 287     template.private_data = if_index;
 288     template.flags = UNIX_FILE_EVENT_EDGE_TRIGGERED;
 289     apif->clib_file_index = clib_file_add (&file_main, &template);
 290   }
 291
 292   /*use configured or generate random MAC address */
 293   if (hw_addr_set)
 294     clib_memcpy (hw_addr, hw_addr_set, 6);
 295   else
 296     {
 297       f64 now = vlib_time_now (vm);
 298       u32 rnd;
 299       rnd = (u32) (now * 1e6);
 300       rnd = random_u32 (&rnd);
 301
 302       clib_memcpy (hw_addr + 2, &rnd, sizeof (rnd));
 303       hw_addr[0] = 2;
 304       hw_addr[1] = 0xfe;
 305     }
 306
 307   error = ethernet_register_interface (vnm, af_packet_device_class.index,
 308                                        if_index, hw_addr, &apif->hw_if_index,
 309                                        af_packet_eth_flag_change);
 310
 311   if (error)
 312     {
 313       memset (apif, 0, sizeof (*apif));
 314       pool_put (apm->interfaces, apif);
 315       clib_error_report (error);
 316       ret = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 317       goto error;
 318     }
 319
 320   sw = vnet_get_hw_sw_interface (vnm, apif->hw_if_index);
 321   hw = vnet_get_hw_interface (vnm, apif->hw_if_index);
 322   apif->sw_if_index = sw->sw_if_index;
 323   vnet_hw_interface_set_input_node (vnm, apif->hw_if_index,
 324                                     af_packet_input_node.index);
 325
 326   vnet_hw_interface_assign_rx_thread (vnm, apif->hw_if_index, 0,        /* queue */
 327                                       ~0 /* any cpu */ );
 328
 329   hw->flags |= VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SUPPORTS_INT_MODE;
 330   vnet_hw_interface_set_flags (vnm, apif->hw_if_index,
 331                                VNET_HW_INTERFACE_FLAG_LINK_UP);
 332
 333   vnet_hw_interface_set_rx_mode (vnm, apif->hw_if_index, 0,
 334                                  VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_INTERRUPT);
 335
 336   mhash_set_mem (&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name_dup, &if_index,
 337                  0);
 338   if (sw_if_index)
 339     *sw_if_index = apif->sw_if_index;
 340
 341   return 0;
 342
 343 error:
 344   vec_free (host_if_name_dup);
 345   vec_free (rx_req);
 346   vec_free (tx_req);
 347   return ret;
 348 }
 349
 350 int
 351 af_packet_delete_if (vlib_main_t * vm, u8 * host_if_name)
 352 {
 353   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 354   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
 355   af_packet_if_t *apif;
 356   uword *p;
 357   uword if_index;
 358   u32 ring_sz;
 359
 360   p = mhash_get (&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name);
 361   if (p == NULL)
 362     {
 363       clib_warning ("Host interface %s does not exist", host_if_name);
 364       return VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 365     }
 366   apif = pool_elt_at_index (apm->interfaces, p[0]);
 367   if_index = apif - apm->interfaces;
 368
 369   /* bring down the interface */
 370   vnet_hw_interface_set_flags (vnm, apif->hw_if_index, 0);
 371   vnet_hw_interface_unassign_rx_thread (vnm, apif->hw_if_index, 0);
 372
 373   /* clean up */
 374   if (apif->clib_file_index != ~0)
 375     {
 376       clib_file_del (&file_main, file_main.file_pool + apif->clib_file_index);
 377       apif->clib_file_index = ~0;
 378     }
 379   else
 380     close (apif->fd);
 381
 382   ring_sz = apif->rx_req->tp_block_size * apif->rx_req->tp_block_nr +
 383     apif->tx_req->tp_block_size * apif->tx_req->tp_block_nr;
 384   if (munmap (apif->rx_ring, ring_sz))
 385     clib_warning ("Host interface %s could not free rx/tx ring",
 386                   host_if_name);
 387   apif->rx_ring = NULL;
 388   apif->tx_ring = NULL;
 389   apif->fd = -1;
 390
 391   vec_free (apif->rx_req);
 392   apif->rx_req = NULL;
 393   vec_free (apif->tx_req);
 394   apif->tx_req = NULL;
 395
 396   vec_free (apif->host_if_name);
 397   apif->host_if_name = NULL;
 398   apif->host_if_index = -1;
 399
 400   mhash_unset (&apm->if_index_by_host_if_name, host_if_name, &if_index);
 401
 402   ethernet_delete_interface (vnm, apif->hw_if_index);
 403
 404   pool_put (apm->interfaces, apif);
 405
 406   return 0;
 407 }
 408
 409 int
 410 af_packet_set_l4_cksum_offload (vlib_main_t * vm, u32 sw_if_index, u8 set)
 411 {
 412   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 413   vnet_hw_interface_t *hw;
 414
 415   hw = vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index);
 416
 417   if (set)
 418     hw->flags &= ~VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SUPPORTS_TX_L4_CKSUM_OFFLOAD;
 419   else
 420     hw->flags |= VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SUPPORTS_TX_L4_CKSUM_OFFLOAD;
 421
 422   return 0;
 423 }
 424
 425 static clib_error_t *
 426 af_packet_init (vlib_main_t * vm)
 427 {
 428   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
 429   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
 430
 431   memset (apm, 0, sizeof (af_packet_main_t));
 432
 433   mhash_init_vec_string (&apm->if_index_by_host_if_name, sizeof (uword));
 434
 435   vec_validate_aligned (apm->rx_buffers, tm->n_vlib_mains - 1,
 436                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 437
 438   return 0;
 439 }
 440
 441 VLIB_INIT_FUNCTION (af_packet_init);
 442
 443 /*
 444  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 445  *
 446  * Local Variables:
 447  * eval: (c-set-style "gnu")
 448  * End:
 449  */