src/vnet/devices/af_packet/device.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_packet.h>
  21 #include <sys/socket.h>
  22 #include <sys/ioctl.h>
  23 #include <net/if.h>
  24 #include <net/if_arp.h>
  25
  26 #include <vlib/vlib.h>
  27 #include <vlib/unix/unix.h>
  28 #include <vnet/ip/ip.h>
  29 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  30
  31 #include <vnet/devices/af_packet/af_packet.h>
  32
  33 #define foreach_af_packet_tx_func_error               \
  34 _(FRAME_NOT_READY, "tx frame not ready")              \
  35 _(TXRING_EAGAIN,   "tx sendto temporary failure")     \
  36 _(TXRING_FATAL,    "tx sendto fatal failure")         \
  37 _(TXRING_OVERRUN,  "tx ring overrun")
  38
  39 typedef enum
  40 {
  41 #define _(f,s) AF_PACKET_TX_ERROR_##f,
  42   foreach_af_packet_tx_func_error
  43 #undef _
  44     AF_PACKET_TX_N_ERROR,
  45 } af_packet_tx_func_error_t;
  46
  47 static char *af_packet_tx_func_error_strings[] = {
  48 #define _(n,s) s,
  49   foreach_af_packet_tx_func_error
  50 #undef _
  51 };
  52
  53
  54 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
  55 u8 *
  56 format_af_packet_device_name (u8 * s, va_list * args)
  57 {
  58   u32 i = va_arg (*args, u32);
  59   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
  60   af_packet_if_t *apif = pool_elt_at_index (apm->interfaces, i);
  61
  62   s = format (s, "host-%s", apif->host_if_name);
  63   return s;
  64 }
  65 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
  66
  67 static u8 *
  68 format_af_packet_device (u8 * s, va_list * args)
  69 {
  70   u32 dev_instance = va_arg (*args, u32);
  71   u32 indent = format_get_indent (s);
  72   int __clib_unused verbose = va_arg (*args, int);
  73
  74   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
  75   af_packet_if_t *apif = pool_elt_at_index (apm->interfaces, dev_instance);
  76   clib_spinlock_lock_if_init (&apif->lockp);
  77   u32 block_size = apif->tx_req->tp_block_size;
  78   u32 frame_size = apif->tx_req->tp_frame_size;
  79   u32 frame_num = apif->tx_req->tp_frame_nr;
  80   int block = 0;
  81   u8 *block_start = apif->tx_ring + block * block_size;
  82   u32 tx_frame = apif->next_tx_frame;
  83   struct tpacket2_hdr *tph;
  84
  85   s = format (s, "Linux PACKET socket interface\n");
  86   s = format (s, "%Ublock:%d frame:%d\n", format_white_space, indent,
  87               block_size, frame_size);
  88   s = format (s, "%Unext frame:%d\n", format_white_space, indent,
  89               apif->next_tx_frame);
  90
  91   int n_send_req = 0, n_avail = 0, n_sending = 0, n_tot = 0, n_wrong = 0;
  92   do
  93     {
  94       tph = (struct tpacket2_hdr *) (block_start + tx_frame * frame_size);
  95       tx_frame = (tx_frame + 1) % frame_num;
  96       if (tph->tp_status == 0)
  97         n_avail++;
  98       else if (tph->tp_status & TP_STATUS_SEND_REQUEST)
  99         n_send_req++;
 100       else if (tph->tp_status & TP_STATUS_SENDING)
 101         n_sending++;
 102       else
 103         n_wrong++;
 104       n_tot++;
 105     }
 106   while (tx_frame != apif->next_tx_frame);
 107   s = format (s, "%Uavailable:%d request:%d sending:%d wrong:%d total:%d\n",
 108               format_white_space, indent, n_avail, n_send_req, n_sending,
 109               n_wrong, n_tot);
 110
 111   clib_spinlock_unlock_if_init (&apif->lockp);
 112   return s;
 113 }
 114
 115 static u8 *
 116 format_af_packet_tx_trace (u8 * s, va_list * args)
 117 {
 118   s = format (s, "Unimplemented...");
 119   return s;
 120 }
 121
 122 VNET_DEVICE_CLASS_TX_FN (af_packet_device_class) (vlib_main_t * vm,
 123                                                   vlib_node_runtime_t * node,
 124                                                   vlib_frame_t * frame)
 125 {
 126   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
 127   u32 *buffers = vlib_frame_vector_args (frame);
 128   u32 n_left = frame->n_vectors;
 129   u32 n_sent = 0;
 130   vnet_interface_output_runtime_t *rd = (void *) node->runtime_data;
 131   af_packet_if_t *apif =
 132     pool_elt_at_index (apm->interfaces, rd->dev_instance);
 133   clib_spinlock_lock_if_init (&apif->lockp);
 134   int block = 0;
 135   u32 block_size = apif->tx_req->tp_block_size;
 136   u32 frame_size = apif->tx_req->tp_frame_size;
 137   u32 frame_num = apif->tx_req->tp_frame_nr;
 138   u8 *block_start = apif->tx_ring + block * block_size;
 139   u32 tx_frame = apif->next_tx_frame;
 140   struct tpacket2_hdr *tph;
 141   u32 frame_not_ready = 0;
 142
 143   while (n_left)
 144     {
 145       u32 len;
 146       u32 offset = 0;
 147       vlib_buffer_t *b0;
 148       n_left--;
 149       u32 bi = buffers[0];
 150       buffers++;
 151
 152     nextframe:
 153       tph = (struct tpacket2_hdr *) (block_start + tx_frame * frame_size);
 154       if (PREDICT_FALSE (tph->tp_status &
 155                          (TP_STATUS_SEND_REQUEST | TP_STATUS_SENDING)))
 156         {
 157           tx_frame = (tx_frame + 1) % frame_num;
 158           frame_not_ready++;
 159           /* check if we've exhausted the ring */
 160           if (PREDICT_FALSE (frame_not_ready + n_sent == frame_num))
 161             break;
 162           goto nextframe;
 163         }
 164
 165       do
 166         {
 167           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi);
 168           len = b0->current_length;
 169           clib_memcpy_fast ((u8 *) tph +
 170                             TPACKET_ALIGN (sizeof (struct tpacket2_hdr)) +
 171                             offset, vlib_buffer_get_current (b0), len);
 172           offset += len;
 173         }
 174       while ((bi =
 175               (b0->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) ? b0->next_buffer : 0));
 176
 177       tph->tp_len = tph->tp_snaplen = offset;
 178       tph->tp_status = TP_STATUS_SEND_REQUEST;
 179       n_sent++;
 180
 181       tx_frame = (tx_frame + 1) % frame_num;
 182
 183       /* check if we've exhausted the ring */
 184       if (PREDICT_FALSE (frame_not_ready + n_sent == frame_num))
 185         break;
 186     }
 187
 188   CLIB_MEMORY_BARRIER ();
 189
 190   apif->next_tx_frame = tx_frame;
 191
 192   if (PREDICT_TRUE (n_sent))
 193     if (PREDICT_FALSE (sendto (apif->fd, NULL, 0, MSG_DONTWAIT, NULL, 0) ==
 194                        -1))
 195       {
 196         /* Uh-oh, drop & move on, but count whether it was fatal or not.
 197          * Note that we have no reliable way to properly determine the
 198          * disposition of the packets we just enqueued for delivery.
 199          */
 200         vlib_error_count (vm, node->node_index,
 201                           unix_error_is_fatal (errno) ?
 202                             AF_PACKET_TX_ERROR_TXRING_FATAL :
 203                             AF_PACKET_TX_ERROR_TXRING_EAGAIN,
 204                           n_sent);
 205       }
 206
 207   clib_spinlock_unlock_if_init (&apif->lockp);
 208
 209   if (PREDICT_FALSE (frame_not_ready))
 210     vlib_error_count (vm, node->node_index,
 211                       AF_PACKET_TX_ERROR_FRAME_NOT_READY, frame_not_ready);
 212
 213   if (PREDICT_FALSE (frame_not_ready + n_sent == frame_num))
 214     vlib_error_count (vm, node->node_index, AF_PACKET_TX_ERROR_TXRING_OVERRUN,
 215                       n_left);
 216
 217   vlib_buffer_free (vm, vlib_frame_vector_args (frame), frame->n_vectors);
 218   return frame->n_vectors;
 219 }
 220
 221 static void
 222 af_packet_set_interface_next_node (vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index,
 223                                    u32 node_index)
 224 {
 225   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
 226   vnet_hw_interface_t *hw = vnet_get_hw_interface (vnm, hw_if_index);
 227   af_packet_if_t *apif =
 228     pool_elt_at_index (apm->interfaces, hw->dev_instance);
 229
 230   /* Shut off redirection */
 231   if (node_index == ~0)
 232     {
 233       apif->per_interface_next_index = node_index;
 234       return;
 235     }
 236
 237   apif->per_interface_next_index =
 238     vlib_node_add_next (vlib_get_main (), af_packet_input_node.index,
 239                         node_index);
 240 }
 241
 242 static void
 243 af_packet_clear_hw_interface_counters (u32 instance)
 244 {
 245   /* Nothing for now */
 246 }
 247
 248 static clib_error_t *
 249 af_packet_interface_admin_up_down (vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index,
 250                                    u32 flags)
 251 {
 252   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
 253   vnet_hw_interface_t *hw = vnet_get_hw_interface (vnm, hw_if_index);
 254   af_packet_if_t *apif =
 255     pool_elt_at_index (apm->interfaces, hw->dev_instance);
 256   u32 hw_flags;
 257   int rv, fd = socket (AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);
 258   struct ifreq ifr;
 259
 260   if (0 > fd)
 261     {
 262       vlib_log_warn (apm->log_class, "af_packet_%s could not open socket",
 263                      apif->host_if_name);
 264       return 0;
 265     }
 266
 267   /* if interface is a bridge ignore */
 268   if (apif->host_if_index < 0)
 269     goto error;                 /* no error */
 270
 271   /* use host_if_index in case host name has changed */
 272   ifr.ifr_ifindex = apif->host_if_index;
 273   if ((rv = ioctl (fd, SIOCGIFNAME, &ifr)) < 0)
 274     {
 275       vlib_log_warn (apm->log_class,
 276                      "af_packet_%s ioctl could not retrieve eth name",
 277                      apif->host_if_name);
 278       goto error;
 279     }
 280
 281   apif->is_admin_up = (flags & VNET_SW_INTERFACE_FLAG_ADMIN_UP) != 0;
 282
 283   if ((rv = ioctl (fd, SIOCGIFFLAGS, &ifr)) < 0)
 284     {
 285       vlib_log_warn (apm->log_class, "af_packet_%s error: %d",
 286                      apif->is_admin_up ? "up" : "down", rv);
 287       goto error;
 288     }
 289
 290   if (apif->is_admin_up)
 291     {
 292       hw_flags = VNET_HW_INTERFACE_FLAG_LINK_UP;
 293       ifr.ifr_flags |= IFF_UP;
 294     }
 295   else
 296     {
 297       hw_flags = 0;
 298       ifr.ifr_flags &= ~IFF_UP;
 299     }
 300
 301   if ((rv = ioctl (fd, SIOCSIFFLAGS, &ifr)) < 0)
 302     {
 303       vlib_log_warn (apm->log_class, "af_packet_%s error: %d",
 304                      apif->is_admin_up ? "up" : "down", rv);
 305       goto error;
 306     }
 307
 308   vnet_hw_interface_set_flags (vnm, hw_if_index, hw_flags);
 309
 310 error:
 311   if (0 <= fd)
 312     close (fd);
 313
 314   return 0;                     /* no error */
 315 }
 316
 317 static clib_error_t *
 318 af_packet_subif_add_del_function (vnet_main_t * vnm,
 319                                   u32 hw_if_index,
 320                                   struct vnet_sw_interface_t *st, int is_add)
 321 {
 322   /* Nothing for now */
 323   return 0;
 324 }
 325
 326 static clib_error_t *af_packet_set_mac_address_function
 327   (struct vnet_hw_interface_t *hi, const u8 * old_address, const u8 * address)
 328 {
 329   af_packet_main_t *apm = &af_packet_main;
 330   af_packet_if_t *apif =
 331     pool_elt_at_index (apm->interfaces, hi->dev_instance);
 332   int rv, fd = socket (AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);
 333   struct ifreq ifr;
 334
 335   if (0 > fd)
 336     {
 337       vlib_log_warn (apm->log_class, "af_packet_%s could not open socket",
 338                      apif->host_if_name);
 339       return 0;
 340     }
 341
 342   /* if interface is a bridge ignore */
 343   if (apif->host_if_index < 0)
 344     goto error;                 /* no error */
 345
 346   /* use host_if_index in case host name has changed */
 347   ifr.ifr_ifindex = apif->host_if_index;
 348   if ((rv = ioctl (fd, SIOCGIFNAME, &ifr)) < 0)
 349     {
 350       vlib_log_warn
 351         (apm->log_class,
 352          "af_packet_%s ioctl could not retrieve eth name, error: %d",
 353          apif->host_if_name, rv);
 354       goto error;
 355     }
 356
 357   clib_memcpy (ifr.ifr_hwaddr.sa_data, address, 6);
 358   ifr.ifr_hwaddr.sa_family = ARPHRD_ETHER;
 359
 360   if ((rv = ioctl (fd, SIOCSIFHWADDR, &ifr)) < 0)
 361     {
 362       vlib_log_warn (apm->log_class,
 363                      "af_packet_%s ioctl could not set mac, error: %d",
 364                      apif->host_if_name, rv);
 365       goto error;
 366     }
 367
 368 error:
 369
 370   if (0 <= fd)
 371     close (fd);
 372
 373   return 0;                     /* no error */
 374 }
 375
 376 /* *INDENT-OFF* */
 377 VNET_DEVICE_CLASS (af_packet_device_class) = {
 378   .name = "af-packet",
 379   .format_device_name = format_af_packet_device_name,
 380   .format_device = format_af_packet_device,
 381   .format_tx_trace = format_af_packet_tx_trace,
 382   .tx_function_n_errors = AF_PACKET_TX_N_ERROR,
 383   .tx_function_error_strings = af_packet_tx_func_error_strings,
 384   .rx_redirect_to_node = af_packet_set_interface_next_node,
 385   .clear_counters = af_packet_clear_hw_interface_counters,
 386   .admin_up_down_function = af_packet_interface_admin_up_down,
 387   .subif_add_del_function = af_packet_subif_add_del_function,
 388   .mac_addr_change_function = af_packet_set_mac_address_function,
 389 };
 390 /* *INDENT-ON* */
 391
 392 /*
 393  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 394  *
 395  * Local Variables:
 396  * eval: (c-set-style "gnu")
 397  * End:
 398  */