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