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