src/vnet/devices/tap/tap.c

   1 /*
   2  *------------------------------------------------------------------
   3  * Copyright (c) 2017 Cisco and/or its affiliates.
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  *------------------------------------------------------------------
  16  */
  17
  18 #define _GNU_SOURCE
  19 #include <sys/types.h>
  20 #include <sys/stat.h>
  21 #include <fcntl.h>
  22 #include <net/if.h>
  23 #include <linux/if_tun.h>
  24 #include <sys/ioctl.h>
  25 #include <linux/virtio_net.h>
  26 #include <linux/vhost.h>
  27 #include <sys/eventfd.h>
  28 #include <sched.h>
  29
  30 #include <linux/netlink.h>
  31 #include <linux/rtnetlink.h>
  32
  33 #include <vlib/vlib.h>
  34 #include <vlib/log.h>
  35 #include <vlib/unix/unix.h>
  36 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  37 #include <vnet/ip/ip4_packet.h>
  38 #include <vnet/ip/ip6_packet.h>
  39 #include <vnet/devices/netlink.h>
  40 #include <vnet/devices/virtio/virtio.h>
  41 #include <vnet/devices/tap/tap.h>
  42
  43 tap_main_t tap_main;
  44
  45 #define _IOCTL(fd,a,...) \
  46   if (ioctl (fd, a, __VA_ARGS__) < 0) \
  47     { \
  48       err = clib_error_return_unix (0, "ioctl(" #a ")"); \
  49       goto error; \
  50     }
  51
  52 static u32
  53 virtio_eth_flag_change (vnet_main_t * vnm, vnet_hw_interface_t * hi,
  54                         u32 flags)
  55 {
  56   /* nothing for now */
  57   //TODO On MTU change call vnet_netlink_set_if_mtu
  58   return 0;
  59 }
  60
  61 static int
  62 open_netns_fd (char *netns)
  63 {
  64   u8 *s = 0;
  65   int fd;
  66
  67   if (strncmp (netns, "pid:", 4) == 0)
  68     s = format (0, "/proc/%u/ns/net%c", atoi (netns + 4), 0);
  69   else if (netns[0] == '/')
  70     s = format (0, "%s%c", netns, 0);
  71   else
  72     s = format (0, "/var/run/netns/%s%c", netns, 0);
  73
  74   fd = open ((char *) s, O_RDONLY);
  75   vec_free (s);
  76   return fd;
  77 }
  78
  79
  80 void
  81 tap_create_if (vlib_main_t * vm, tap_create_if_args_t * args)
  82 {
  83   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
  84   vlib_thread_main_t *thm = vlib_get_thread_main ();
  85   virtio_main_t *vim = &virtio_main;
  86   tap_main_t *tm = &tap_main;
  87   vnet_sw_interface_t *sw;
  88   vnet_hw_interface_t *hw;
  89   int i;
  90   int old_netns_fd = -1;
  91   struct ifreq ifr;
  92   size_t hdrsz;
  93   struct vhost_memory *vhost_mem = 0;
  94   virtio_if_t *vif = 0;
  95   clib_error_t *err = 0;
  96   uword *p;
  97
  98   if (args->id != ~0)
  99     {
 100       p = hash_get (tm->dev_instance_by_interface_id, args->id);
 101       if (p)
 102         {
 103           args->rv = VNET_API_ERROR_INVALID_INTERFACE;
 104           args->error = clib_error_return (0, "interface already exists");
 105           return;
 106         }
 107     }
 108   else
 109     {
 110       int tries = 1000;
 111       while (--tries)
 112         {
 113           args->id = tm->last_used_interface_id++;
 114           p = hash_get (tm->dev_instance_by_interface_id, args->id);
 115           if (!p)
 116             break;
 117         }
 118
 119       if (!tries)
 120         {
 121           args->rv = VNET_API_ERROR_UNSPECIFIED;
 122           args->error =
 123             clib_error_return (0, "cannot find free interface id");
 124           return;
 125         }
 126     }
 127
 128   memset (&ifr, 0, sizeof (ifr));
 129   pool_get (vim->interfaces, vif);
 130   vif->dev_instance = vif - vim->interfaces;
 131   vif->tap_fd = -1;
 132   vif->id = args->id;
 133
 134   if ((vif->fd = open ("/dev/vhost-net", O_RDWR | O_NONBLOCK)) < 0)
 135     {
 136       args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 137       args->error = clib_error_return_unix (0, "open '/dev/vhost-net'");
 138       goto error;
 139     }
 140
 141   _IOCTL (vif->fd, VHOST_GET_FEATURES, &vif->remote_features);
 142
 143   if ((vif->remote_features & (1ULL << VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF)) == 0)
 144     {
 145       args->rv = VNET_API_ERROR_UNSUPPORTED;
 146       args->error = clib_error_return (0, "vhost-net backend doesn't support "
 147                                        "VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF feature");
 148       goto error;
 149     }
 150
 151   if ((vif->remote_features & (1ULL << VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC)) == 0)
 152     {
 153       args->rv = VNET_API_ERROR_UNSUPPORTED;
 154       args->error = clib_error_return (0, "vhost-net backend doesn't support "
 155                                        "VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC feature");
 156       goto error;
 157     }
 158
 159   if ((vif->remote_features & (1ULL << VIRTIO_F_VERSION_1)) == 0)
 160     {
 161       args->rv = VNET_API_ERROR_UNSUPPORTED;
 162       args->error = clib_error_return (0, "vhost-net backend doesn't support "
 163                                        "VIRTIO_F_VERSION_1 features");
 164       goto error;
 165     }
 166
 167   vif->features |= 1ULL << VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF;
 168   vif->features |= 1ULL << VIRTIO_F_VERSION_1;
 169   vif->features |= 1ULL << VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC;
 170
 171   _IOCTL (vif->fd, VHOST_SET_FEATURES, &vif->features);
 172
 173   if ((vif->tap_fd = open ("/dev/net/tun", O_RDWR | O_NONBLOCK)) < 0)
 174     {
 175       args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_2;
 176       args->error = clib_error_return_unix (0, "open '/dev/net/tun'");
 177       goto error;
 178     }
 179
 180   ifr.ifr_flags = IFF_TAP | IFF_NO_PI | IFF_ONE_QUEUE | IFF_VNET_HDR;
 181   _IOCTL (vif->tap_fd, TUNSETIFF, (void *) &ifr);
 182   vif->ifindex = if_nametoindex (ifr.ifr_ifrn.ifrn_name);
 183
 184   unsigned int offload = 0;
 185   hdrsz = sizeof (struct virtio_net_hdr_v1);
 186   _IOCTL (vif->tap_fd, TUNSETOFFLOAD, offload);
 187   _IOCTL (vif->tap_fd, TUNSETVNETHDRSZ, &hdrsz);
 188   _IOCTL (vif->fd, VHOST_SET_OWNER, 0);
 189
 190   /* if namespace is specified, all further netlink messages should be excuted
 191      after we change our net namespace */
 192   if (args->host_namespace)
 193     {
 194       int fd;
 195       old_netns_fd = open ("/proc/self/ns/net", O_RDONLY);
 196       if ((fd = open_netns_fd ((char *) args->host_namespace)) == -1)
 197         {
 198           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_2;
 199           args->error = clib_error_return_unix (0, "open_netns_fd '%s'",
 200                                                 args->host_namespace);
 201           goto error;
 202         }
 203       args->error = vnet_netlink_set_link_netns (vif->ifindex, fd,
 204                                                  (char *) args->host_if_name);
 205       if (args->error)
 206         {
 207           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 208           goto error;
 209         }
 210       if (setns (fd, CLONE_NEWNET) == -1)
 211         {
 212           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_3;
 213           args->error = clib_error_return_unix (0, "setns '%s'",
 214                                                 args->host_namespace);
 215           goto error;
 216         }
 217       close (fd);
 218       if ((vif->ifindex = if_nametoindex ((char *) args->host_if_name)) == 0)
 219         {
 220           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_3;
 221           args->error = clib_error_return_unix (0, "if_nametoindex '%s'",
 222                                                 args->host_if_name);
 223           goto error;
 224         }
 225     }
 226   else
 227     {
 228       if (args->host_if_name)
 229         {
 230           args->error = vnet_netlink_set_link_name (vif->ifindex,
 231                                                     (char *)
 232                                                     args->host_if_name);
 233           if (args->error)
 234             {
 235               args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 236               goto error;
 237             }
 238         }
 239     }
 240
 241   if (!ethernet_mac_address_is_zero (args->host_mac_addr))
 242     {
 243       args->error = vnet_netlink_set_link_addr (vif->ifindex,
 244                                                 args->host_mac_addr);
 245       if (args->error)
 246         {
 247           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 248           goto error;
 249         }
 250     }
 251
 252   if (args->host_bridge)
 253     {
 254       args->error = vnet_netlink_set_link_master (vif->ifindex,
 255                                                   (char *) args->host_bridge);
 256       if (args->error)
 257         {
 258           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 259           goto error;
 260         }
 261     }
 262
 263
 264   if (args->host_ip4_prefix_len)
 265     {
 266       args->error = vnet_netlink_add_ip4_addr (vif->ifindex,
 267                                                &args->host_ip4_addr,
 268                                                args->host_ip4_prefix_len);
 269       if (args->error)
 270         {
 271           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 272           goto error;
 273         }
 274     }
 275
 276   if (args->host_ip6_prefix_len)
 277     {
 278       args->error = vnet_netlink_add_ip6_addr (vif->ifindex,
 279                                                &args->host_ip6_addr,
 280                                                args->host_ip6_prefix_len);
 281       if (args->error)
 282         {
 283           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 284           goto error;
 285         }
 286     }
 287
 288   args->error = vnet_netlink_set_link_state (vif->ifindex, 1 /* UP */ );
 289   if (args->error)
 290     {
 291       args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 292       goto error;
 293     }
 294
 295   if (args->host_ip4_gw_set)
 296     {
 297       args->error = vnet_netlink_add_ip4_route (0, 0, &args->host_ip4_gw);
 298       if (args->error)
 299         {
 300           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 301           goto error;
 302         }
 303     }
 304
 305   if (args->host_ip6_gw_set)
 306     {
 307       args->error = vnet_netlink_add_ip6_route (0, 0, &args->host_ip6_gw);
 308       if (args->error)
 309         {
 310           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 311           goto error;
 312         }
 313     }
 314
 315   /* switch back to old net namespace */
 316   if (args->host_namespace)
 317     {
 318       if (setns (old_netns_fd, CLONE_NEWNET) == -1)
 319         {
 320           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_2;
 321           args->error = clib_error_return_unix (0, "setns '%s'",
 322                                                 args->host_namespace);
 323           goto error;
 324         }
 325     }
 326
 327   /* Set vhost memory table */
 328   i = sizeof (struct vhost_memory) + sizeof (struct vhost_memory_region);
 329   vhost_mem = clib_mem_alloc (i);
 330   memset (vhost_mem, 0, i);
 331   vhost_mem->nregions = 1;
 332   vhost_mem->regions[0].memory_size = (1ULL << 47) - 4096;
 333   _IOCTL (vif->fd, VHOST_SET_MEM_TABLE, vhost_mem);
 334
 335   if ((args->error = virtio_vring_init (vm, vif, 0, args->rx_ring_sz)))
 336     {
 337       args->rv = VNET_API_ERROR_INIT_FAILED;
 338       goto error;
 339     }
 340
 341   if ((args->error = virtio_vring_init (vm, vif, 1, args->tx_ring_sz)))
 342     {
 343       args->rv = VNET_API_ERROR_INIT_FAILED;
 344       goto error;
 345     }
 346
 347   if (!args->mac_addr_set)
 348     {
 349       f64 now = vlib_time_now (vm);
 350       u32 rnd;
 351       rnd = (u32) (now * 1e6);
 352       rnd = random_u32 (&rnd);
 353
 354       memcpy (args->mac_addr + 2, &rnd, sizeof (rnd));
 355       args->mac_addr[0] = 2;
 356       args->mac_addr[1] = 0xfe;
 357     }
 358   vif->rx_ring_sz = args->rx_ring_sz != 0 ? args->rx_ring_sz : 256;
 359   vif->tx_ring_sz = args->tx_ring_sz != 0 ? args->tx_ring_sz : 256;
 360   vif->host_if_name = args->host_if_name;
 361   args->host_if_name = 0;
 362   vif->net_ns = args->host_namespace;
 363   args->host_namespace = 0;
 364   vif->host_bridge = args->host_bridge;
 365   args->host_bridge = 0;
 366   clib_memcpy (vif->host_mac_addr, args->host_mac_addr, 6);
 367   vif->host_ip4_prefix_len = args->host_ip4_prefix_len;
 368   vif->host_ip6_prefix_len = args->host_ip6_prefix_len;
 369   if (args->host_ip4_prefix_len)
 370     clib_memcpy (&vif->host_ip4_addr, &args->host_ip4_addr, 4);
 371   if (args->host_ip6_prefix_len)
 372     clib_memcpy (&vif->host_ip6_addr, &args->host_ip6_addr, 16);
 373
 374   args->error = ethernet_register_interface (vnm, virtio_device_class.index,
 375                                              vif->dev_instance,
 376                                              args->mac_addr,
 377                                              &vif->hw_if_index,
 378                                              virtio_eth_flag_change);
 379   if (args->error)
 380     {
 381       args->rv = VNET_API_ERROR_INVALID_REGISTRATION;
 382       goto error;
 383     }
 384
 385   hash_set (tm->dev_instance_by_interface_id, vif->id, vif->dev_instance);
 386
 387   sw = vnet_get_hw_sw_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 388   vif->sw_if_index = sw->sw_if_index;
 389   args->sw_if_index = vif->sw_if_index;
 390   hw = vnet_get_hw_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 391   hw->flags |= VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SUPPORTS_INT_MODE;
 392   vnet_hw_interface_set_input_node (vnm, vif->hw_if_index,
 393                                     virtio_input_node.index);
 394   vnet_hw_interface_assign_rx_thread (vnm, vif->hw_if_index, 0, ~0);
 395   vnet_hw_interface_set_rx_mode (vnm, vif->hw_if_index, 0,
 396                                  VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_DEFAULT);
 397   vif->per_interface_next_index = ~0;
 398   vif->type = VIRTIO_IF_TYPE_TAP;
 399   vif->flags |= VIRTIO_IF_FLAG_ADMIN_UP;
 400   vnet_hw_interface_set_flags (vnm, vif->hw_if_index,
 401                                VNET_HW_INTERFACE_FLAG_LINK_UP);
 402   if (thm->n_vlib_mains > 1)
 403     clib_spinlock_init (&vif->lockp);
 404   goto done;
 405
 406 error:
 407   if (err)
 408     {
 409       ASSERT (args->error == 0);
 410       args->error = err;
 411       args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_3;
 412     }
 413   if (vif->tap_fd != -1)
 414     close (vif->tap_fd);
 415   if (vif->fd != -1)
 416     close (vif->fd);
 417   vec_foreach_index (i, vif->vrings) virtio_vring_free (vm, vif, i);
 418   memset (vif, 0, sizeof (virtio_if_t));
 419   pool_put (vim->interfaces, vif);
 420
 421 done:
 422   if (vhost_mem)
 423     clib_mem_free (vhost_mem);
 424   if (old_netns_fd != -1)
 425     close (old_netns_fd);
 426 }
 427
 428 int
 429 tap_delete_if (vlib_main_t * vm, u32 sw_if_index)
 430 {
 431   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 432   virtio_main_t *mm = &virtio_main;
 433   tap_main_t *tm = &tap_main;
 434   int i;
 435   virtio_if_t *vif;
 436   vnet_hw_interface_t *hw;
 437
 438   hw = vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index);
 439   if (hw == NULL || virtio_device_class.index != hw->dev_class_index)
 440     return VNET_API_ERROR_INVALID_SW_IF_INDEX;
 441
 442   vif = pool_elt_at_index (mm->interfaces, hw->dev_instance);
 443
 444   /* bring down the interface */
 445   vnet_hw_interface_set_flags (vnm, vif->hw_if_index, 0);
 446   vnet_sw_interface_set_flags (vnm, vif->sw_if_index, 0);
 447   vnet_hw_interface_unassign_rx_thread (vnm, vif->hw_if_index, 0);
 448
 449   ethernet_delete_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 450   vif->hw_if_index = ~0;
 451
 452   if (vif->tap_fd != -1)
 453     close (vif->tap_fd);
 454   if (vif->fd != -1)
 455     close (vif->fd);
 456
 457   vec_foreach_index (i, vif->vrings) virtio_vring_free (vm, vif, i);
 458   vec_free (vif->vrings);
 459
 460   hash_unset (tm->dev_instance_by_interface_id, vif->id);
 461   clib_spinlock_free (&vif->lockp);
 462   memset (vif, 0, sizeof (*vif));
 463   pool_put (mm->interfaces, vif);
 464
 465   return 0;
 466 }
 467
 468 int
 469 tap_dump_ifs (tap_interface_details_t ** out_tapids)
 470 {
 471   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 472   virtio_main_t *mm = &virtio_main;
 473   virtio_if_t *vif;
 474   vnet_hw_interface_t *hi;
 475   tap_interface_details_t *r_tapids = NULL;
 476   tap_interface_details_t *tapid = NULL;
 477
 478   /* *INDENT-OFF* */
 479   pool_foreach (vif, mm->interfaces,
 480     vec_add2(r_tapids, tapid, 1);
 481     memset (tapid, 0, sizeof (*tapid));
 482     tapid->id = vif->id;
 483     tapid->sw_if_index = vif->sw_if_index;
 484     hi = vnet_get_hw_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 485     clib_memcpy(tapid->dev_name, hi->name,
 486                 MIN (ARRAY_LEN (tapid->dev_name) - 1,
 487                      strlen ((const char *) hi->name)));
 488     tapid->rx_ring_sz = vif->rx_ring_sz;
 489     tapid->tx_ring_sz = vif->tx_ring_sz;
 490     clib_memcpy(tapid->host_mac_addr, vif->host_mac_addr, 6);
 491     if (vif->host_if_name)
 492       {
 493         clib_memcpy(tapid->host_if_name, vif->host_if_name,
 494                     MIN (ARRAY_LEN (tapid->host_if_name) - 1,
 495                     strlen ((const char *) vif->host_if_name)));
 496       }
 497     if (vif->net_ns)
 498       {
 499         clib_memcpy(tapid->host_namespace, vif->net_ns,
 500                     MIN (ARRAY_LEN (tapid->host_namespace) - 1,
 501                     strlen ((const char *) vif->net_ns)));
 502       }
 503     if (vif->host_bridge)
 504       {
 505         clib_memcpy(tapid->host_bridge, vif->host_bridge,
 506                     MIN (ARRAY_LEN (tapid->host_bridge) - 1,
 507                     strlen ((const char *) vif->host_bridge)));
 508       }
 509     if (vif->host_ip4_prefix_len)
 510       clib_memcpy(tapid->host_ip4_addr, &vif->host_ip4_addr, 4);
 511     tapid->host_ip4_prefix_len = vif->host_ip4_prefix_len;
 512     if (vif->host_ip6_prefix_len)
 513       clib_memcpy(tapid->host_ip6_addr, &vif->host_ip6_addr, 16);
 514     tapid->host_ip6_prefix_len = vif->host_ip6_prefix_len;
 515   );
 516   /* *INDENT-ON* */
 517
 518   *out_tapids = r_tapids;
 519
 520   return 0;
 521 }
 522
 523 #define vlib_log_info(...) vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_INFO, __VA_ARGS__)
 524
 525 static clib_error_t *
 526 tap_init (vlib_main_t * vm)
 527 {
 528   tap_main_t *tm = &tap_main;
 529   clib_error_t *error;
 530   error = vlib_call_init_function (vm, vlib_log_init);
 531   if (error)
 532     return error;
 533   tm->dev_instance_by_interface_id = hash_create (0, sizeof (uword));
 534   tm->log_default = vlib_log_register_class ("tap", 0);
 535   vlib_log_info (tm->log_default, "initialized");
 536   return 0;
 537 }
 538
 539 VLIB_INIT_FUNCTION (tap_init);
 540
 541 /*
 542  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 543  *
 544  * Local Variables:
 545  * eval: (c-set-style "gnu")
 546  * End:
 547  */