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 #define TAP_MAX_INSTANCE 1024
  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
  97   if (args->id != ~0)
  98     {
  99       if (clib_bitmap_get (tm->tap_ids, args->id))
 100         {
 101           args->rv = VNET_API_ERROR_INVALID_INTERFACE;
 102           args->error = clib_error_return (0, "interface already exists");
 103           return;
 104         }
 105     }
 106   else
 107     {
 108       args->id = clib_bitmap_first_clear (tm->tap_ids);
 109     }
 110
 111   if (args->id > TAP_MAX_INSTANCE)
 112     {
 113       args->rv = VNET_API_ERROR_UNSPECIFIED;
 114       args->error = clib_error_return (0, "cannot find free interface id");
 115       return;
 116     }
 117
 118   clib_memset (&ifr, 0, sizeof (ifr));
 119   pool_get (vim->interfaces, vif);
 120   vif->dev_instance = vif - vim->interfaces;
 121   vif->tap_fd = -1;
 122   vif->id = args->id;
 123
 124   if ((vif->fd = open ("/dev/vhost-net", O_RDWR | O_NONBLOCK)) < 0)
 125     {
 126       args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_1;
 127       args->error = clib_error_return_unix (0, "open '/dev/vhost-net'");
 128       goto error;
 129     }
 130
 131   _IOCTL (vif->fd, VHOST_GET_FEATURES, &vif->remote_features);
 132
 133   if ((vif->remote_features & (1ULL << VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF)) == 0)
 134     {
 135       args->rv = VNET_API_ERROR_UNSUPPORTED;
 136       args->error = clib_error_return (0, "vhost-net backend doesn't support "
 137                                        "VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF feature");
 138       goto error;
 139     }
 140
 141   if ((vif->remote_features & (1ULL << VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC)) == 0)
 142     {
 143       args->rv = VNET_API_ERROR_UNSUPPORTED;
 144       args->error = clib_error_return (0, "vhost-net backend doesn't support "
 145                                        "VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC feature");
 146       goto error;
 147     }
 148
 149   if ((vif->remote_features & (1ULL << VIRTIO_F_VERSION_1)) == 0)
 150     {
 151       args->rv = VNET_API_ERROR_UNSUPPORTED;
 152       args->error = clib_error_return (0, "vhost-net backend doesn't support "
 153                                        "VIRTIO_F_VERSION_1 features");
 154       goto error;
 155     }
 156
 157   vif->features |= 1ULL << VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF;
 158   vif->features |= 1ULL << VIRTIO_F_VERSION_1;
 159   vif->features |= 1ULL << VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC;
 160
 161   _IOCTL (vif->fd, VHOST_SET_FEATURES, &vif->features);
 162
 163   if ((vif->tap_fd = open ("/dev/net/tun", O_RDWR | O_NONBLOCK)) < 0)
 164     {
 165       args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_2;
 166       args->error = clib_error_return_unix (0, "open '/dev/net/tun'");
 167       goto error;
 168     }
 169
 170   ifr.ifr_flags = IFF_TAP | IFF_NO_PI | IFF_ONE_QUEUE | IFF_VNET_HDR;
 171   _IOCTL (vif->tap_fd, TUNSETIFF, (void *) &ifr);
 172   vif->ifindex = if_nametoindex (ifr.ifr_ifrn.ifrn_name);
 173
 174   unsigned int offload = 0;
 175   hdrsz = sizeof (struct virtio_net_hdr_v1);
 176   _IOCTL (vif->tap_fd, TUNSETOFFLOAD, offload);
 177   _IOCTL (vif->tap_fd, TUNSETVNETHDRSZ, &hdrsz);
 178   _IOCTL (vif->fd, VHOST_SET_OWNER, 0);
 179
 180   /* if namespace is specified, all further netlink messages should be excuted
 181      after we change our net namespace */
 182   if (args->host_namespace)
 183     {
 184       int fd;
 185       old_netns_fd = open ("/proc/self/ns/net", O_RDONLY);
 186       if ((fd = open_netns_fd ((char *) args->host_namespace)) == -1)
 187         {
 188           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_2;
 189           args->error = clib_error_return_unix (0, "open_netns_fd '%s'",
 190                                                 args->host_namespace);
 191           goto error;
 192         }
 193       args->error = vnet_netlink_set_link_netns (vif->ifindex, fd,
 194                                                  (char *) args->host_if_name);
 195       if (args->error)
 196         {
 197           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 198           goto error;
 199         }
 200       if (setns (fd, CLONE_NEWNET) == -1)
 201         {
 202           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_3;
 203           args->error = clib_error_return_unix (0, "setns '%s'",
 204                                                 args->host_namespace);
 205           goto error;
 206         }
 207       close (fd);
 208       if ((vif->ifindex = if_nametoindex ((char *) args->host_if_name)) == 0)
 209         {
 210           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_3;
 211           args->error = clib_error_return_unix (0, "if_nametoindex '%s'",
 212                                                 args->host_if_name);
 213           goto error;
 214         }
 215     }
 216   else
 217     {
 218       if (args->host_if_name)
 219         {
 220           args->error = vnet_netlink_set_link_name (vif->ifindex,
 221                                                     (char *)
 222                                                     args->host_if_name);
 223           if (args->error)
 224             {
 225               args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 226               goto error;
 227             }
 228         }
 229     }
 230
 231   if (!ethernet_mac_address_is_zero (args->host_mac_addr))
 232     {
 233       args->error = vnet_netlink_set_link_addr (vif->ifindex,
 234                                                 args->host_mac_addr);
 235       if (args->error)
 236         {
 237           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 238           goto error;
 239         }
 240     }
 241
 242   if (args->host_bridge)
 243     {
 244       args->error = vnet_netlink_set_link_master (vif->ifindex,
 245                                                   (char *) args->host_bridge);
 246       if (args->error)
 247         {
 248           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 249           goto error;
 250         }
 251     }
 252
 253
 254   if (args->host_ip4_prefix_len)
 255     {
 256       args->error = vnet_netlink_add_ip4_addr (vif->ifindex,
 257                                                &args->host_ip4_addr,
 258                                                args->host_ip4_prefix_len);
 259       if (args->error)
 260         {
 261           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 262           goto error;
 263         }
 264     }
 265
 266   if (args->host_ip6_prefix_len)
 267     {
 268       args->error = vnet_netlink_add_ip6_addr (vif->ifindex,
 269                                                &args->host_ip6_addr,
 270                                                args->host_ip6_prefix_len);
 271       if (args->error)
 272         {
 273           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 274           goto error;
 275         }
 276     }
 277
 278   args->error = vnet_netlink_set_link_state (vif->ifindex, 1 /* UP */ );
 279   if (args->error)
 280     {
 281       args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 282       goto error;
 283     }
 284
 285   if (args->host_ip4_gw_set)
 286     {
 287       args->error = vnet_netlink_add_ip4_route (0, 0, &args->host_ip4_gw);
 288       if (args->error)
 289         {
 290           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 291           goto error;
 292         }
 293     }
 294
 295   if (args->host_ip6_gw_set)
 296     {
 297       args->error = vnet_netlink_add_ip6_route (0, 0, &args->host_ip6_gw);
 298       if (args->error)
 299         {
 300           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 301           goto error;
 302         }
 303     }
 304
 305   /* switch back to old net namespace */
 306   if (args->host_namespace)
 307     {
 308       if (setns (old_netns_fd, CLONE_NEWNET) == -1)
 309         {
 310           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_2;
 311           args->error = clib_error_return_unix (0, "setns '%s'",
 312                                                 args->host_namespace);
 313           goto error;
 314         }
 315     }
 316
 317   /* Set vhost memory table */
 318   i = sizeof (struct vhost_memory) + sizeof (struct vhost_memory_region);
 319   vhost_mem = clib_mem_alloc (i);
 320   clib_memset (vhost_mem, 0, i);
 321   vhost_mem->nregions = 1;
 322   vhost_mem->regions[0].memory_size = (1ULL << 47) - 4096;
 323   _IOCTL (vif->fd, VHOST_SET_MEM_TABLE, vhost_mem);
 324
 325   if ((args->error = virtio_vring_init (vm, vif, 0, args->rx_ring_sz)))
 326     {
 327       args->rv = VNET_API_ERROR_INIT_FAILED;
 328       goto error;
 329     }
 330
 331   if ((args->error = virtio_vring_init (vm, vif, 1, args->tx_ring_sz)))
 332     {
 333       args->rv = VNET_API_ERROR_INIT_FAILED;
 334       goto error;
 335     }
 336
 337   if (!args->mac_addr_set)
 338     {
 339       f64 now = vlib_time_now (vm);
 340       u32 rnd;
 341       rnd = (u32) (now * 1e6);
 342       rnd = random_u32 (&rnd);
 343
 344       memcpy (args->mac_addr + 2, &rnd, sizeof (rnd));
 345       args->mac_addr[0] = 2;
 346       args->mac_addr[1] = 0xfe;
 347     }
 348   vif->rx_ring_sz = args->rx_ring_sz != 0 ? args->rx_ring_sz : 256;
 349   vif->tx_ring_sz = args->tx_ring_sz != 0 ? args->tx_ring_sz : 256;
 350   vif->host_if_name = args->host_if_name;
 351   args->host_if_name = 0;
 352   vif->net_ns = args->host_namespace;
 353   args->host_namespace = 0;
 354   vif->host_bridge = args->host_bridge;
 355   args->host_bridge = 0;
 356   clib_memcpy (vif->host_mac_addr, args->host_mac_addr, 6);
 357   vif->host_ip4_prefix_len = args->host_ip4_prefix_len;
 358   vif->host_ip6_prefix_len = args->host_ip6_prefix_len;
 359   if (args->host_ip4_prefix_len)
 360     clib_memcpy (&vif->host_ip4_addr, &args->host_ip4_addr, 4);
 361   if (args->host_ip6_prefix_len)
 362     clib_memcpy (&vif->host_ip6_addr, &args->host_ip6_addr, 16);
 363
 364   args->error = ethernet_register_interface (vnm, virtio_device_class.index,
 365                                              vif->dev_instance,
 366                                              args->mac_addr,
 367                                              &vif->hw_if_index,
 368                                              virtio_eth_flag_change);
 369   if (args->error)
 370     {
 371       args->rv = VNET_API_ERROR_INVALID_REGISTRATION;
 372       goto error;
 373     }
 374
 375   tm->tap_ids = clib_bitmap_set (tm->tap_ids, vif->id, 1);
 376   sw = vnet_get_hw_sw_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 377   vif->sw_if_index = sw->sw_if_index;
 378   args->sw_if_index = vif->sw_if_index;
 379   hw = vnet_get_hw_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 380   hw->flags |= VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SUPPORTS_INT_MODE;
 381   vnet_hw_interface_set_input_node (vnm, vif->hw_if_index,
 382                                     virtio_input_node.index);
 383   vnet_hw_interface_assign_rx_thread (vnm, vif->hw_if_index, 0, ~0);
 384   vnet_hw_interface_set_rx_mode (vnm, vif->hw_if_index, 0,
 385                                  VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_DEFAULT);
 386   vif->per_interface_next_index = ~0;
 387   vif->type = VIRTIO_IF_TYPE_TAP;
 388   vif->flags |= VIRTIO_IF_FLAG_ADMIN_UP;
 389   vnet_hw_interface_set_flags (vnm, vif->hw_if_index,
 390                                VNET_HW_INTERFACE_FLAG_LINK_UP);
 391   if (thm->n_vlib_mains > 1)
 392     clib_spinlock_init (&vif->lockp);
 393   goto done;
 394
 395 error:
 396   if (err)
 397     {
 398       ASSERT (args->error == 0);
 399       args->error = err;
 400       args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_3;
 401     }
 402   if (vif->tap_fd != -1)
 403     close (vif->tap_fd);
 404   if (vif->fd != -1)
 405     close (vif->fd);
 406   vec_foreach_index (i, vif->vrings) virtio_vring_free (vm, vif, i);
 407   vec_free (vif->vrings);
 408   clib_memset (vif, 0, sizeof (virtio_if_t));
 409   pool_put (vim->interfaces, vif);
 410
 411 done:
 412   if (vhost_mem)
 413     clib_mem_free (vhost_mem);
 414   if (old_netns_fd != -1)
 415     close (old_netns_fd);
 416 }
 417
 418 int
 419 tap_delete_if (vlib_main_t * vm, u32 sw_if_index)
 420 {
 421   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 422   virtio_main_t *mm = &virtio_main;
 423   tap_main_t *tm = &tap_main;
 424   int i;
 425   virtio_if_t *vif;
 426   vnet_hw_interface_t *hw;
 427
 428   hw = vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index);
 429   if (hw == NULL || virtio_device_class.index != hw->dev_class_index)
 430     return VNET_API_ERROR_INVALID_SW_IF_INDEX;
 431
 432   vif = pool_elt_at_index (mm->interfaces, hw->dev_instance);
 433
 434   /* bring down the interface */
 435   vnet_hw_interface_set_flags (vnm, vif->hw_if_index, 0);
 436   vnet_sw_interface_set_flags (vnm, vif->sw_if_index, 0);
 437   vnet_hw_interface_unassign_rx_thread (vnm, vif->hw_if_index, 0);
 438
 439   ethernet_delete_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 440   vif->hw_if_index = ~0;
 441
 442   if (vif->tap_fd != -1)
 443     close (vif->tap_fd);
 444   if (vif->fd != -1)
 445     close (vif->fd);
 446
 447   vec_foreach_index (i, vif->vrings) virtio_vring_free (vm, vif, i);
 448   vec_free (vif->vrings);
 449
 450   tm->tap_ids = clib_bitmap_set (tm->tap_ids, vif->id, 0);
 451   clib_spinlock_free (&vif->lockp);
 452   clib_memset (vif, 0, sizeof (*vif));
 453   pool_put (mm->interfaces, vif);
 454
 455   return 0;
 456 }
 457
 458 int
 459 tap_dump_ifs (tap_interface_details_t ** out_tapids)
 460 {
 461   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 462   virtio_main_t *mm = &virtio_main;
 463   virtio_if_t *vif;
 464   vnet_hw_interface_t *hi;
 465   tap_interface_details_t *r_tapids = NULL;
 466   tap_interface_details_t *tapid = NULL;
 467
 468   /* *INDENT-OFF* */
 469   pool_foreach (vif, mm->interfaces,
 470     vec_add2(r_tapids, tapid, 1);
 471     clib_memset (tapid, 0, sizeof (*tapid));
 472     tapid->id = vif->id;
 473     tapid->sw_if_index = vif->sw_if_index;
 474     hi = vnet_get_hw_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 475     clib_memcpy(tapid->dev_name, hi->name,
 476                 MIN (ARRAY_LEN (tapid->dev_name) - 1,
 477                      strlen ((const char *) hi->name)));
 478     tapid->rx_ring_sz = vif->rx_ring_sz;
 479     tapid->tx_ring_sz = vif->tx_ring_sz;
 480     clib_memcpy(tapid->host_mac_addr, vif->host_mac_addr, 6);
 481     if (vif->host_if_name)
 482       {
 483         clib_memcpy(tapid->host_if_name, vif->host_if_name,
 484                     MIN (ARRAY_LEN (tapid->host_if_name) - 1,
 485                     strlen ((const char *) vif->host_if_name)));
 486       }
 487     if (vif->net_ns)
 488       {
 489         clib_memcpy(tapid->host_namespace, vif->net_ns,
 490                     MIN (ARRAY_LEN (tapid->host_namespace) - 1,
 491                     strlen ((const char *) vif->net_ns)));
 492       }
 493     if (vif->host_bridge)
 494       {
 495         clib_memcpy(tapid->host_bridge, vif->host_bridge,
 496                     MIN (ARRAY_LEN (tapid->host_bridge) - 1,
 497                     strlen ((const char *) vif->host_bridge)));
 498       }
 499     if (vif->host_ip4_prefix_len)
 500       clib_memcpy(tapid->host_ip4_addr, &vif->host_ip4_addr, 4);
 501     tapid->host_ip4_prefix_len = vif->host_ip4_prefix_len;
 502     if (vif->host_ip6_prefix_len)
 503       clib_memcpy(tapid->host_ip6_addr, &vif->host_ip6_addr, 16);
 504     tapid->host_ip6_prefix_len = vif->host_ip6_prefix_len;
 505   );
 506   /* *INDENT-ON* */
 507
 508   *out_tapids = r_tapids;
 509
 510   return 0;
 511 }
 512
 513 static clib_error_t *
 514 tap_init (vlib_main_t * vm)
 515 {
 516   tap_main_t *tm = &tap_main;
 517   clib_error_t *error = 0;
 518
 519   tm->log_default = vlib_log_register_class ("tap", 0);
 520   vlib_log_debug (tm->log_default, "initialized");
 521
 522   return error;
 523 }
 524
 525 VLIB_INIT_FUNCTION (tap_init);
 526
 527 /*
 528  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 529  *
 530  * Local Variables:
 531  * eval: (c-set-style "gnu")
 532  * End:
 533  */