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 & VIRTIO_FEATURE (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 & VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC)) ==
 142       0)
 143     {
 144       args->rv = VNET_API_ERROR_UNSUPPORTED;
 145       args->error = clib_error_return (0, "vhost-net backend doesn't support "
 146                                        "VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC feature");
 147       goto error;
 148     }
 149
 150   if ((vif->remote_features & VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_F_VERSION_1)) == 0)
 151     {
 152       args->rv = VNET_API_ERROR_UNSUPPORTED;
 153       args->error = clib_error_return (0, "vhost-net backend doesn't support "
 154                                        "VIRTIO_F_VERSION_1 features");
 155       goto error;
 156     }
 157
 158   vif->features |= VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF);
 159   vif->features |= VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_F_VERSION_1);
 160   vif->features |= VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC);
 161
 162   virtio_set_net_hdr_size (vif);
 163
 164   _IOCTL (vif->fd, VHOST_SET_FEATURES, &vif->features);
 165
 166   if ((vif->tap_fd = open ("/dev/net/tun", O_RDWR | O_NONBLOCK)) < 0)
 167     {
 168       args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_2;
 169       args->error = clib_error_return_unix (0, "open '/dev/net/tun'");
 170       goto error;
 171     }
 172
 173   ifr.ifr_flags = IFF_TAP | IFF_NO_PI | IFF_ONE_QUEUE | IFF_VNET_HDR;
 174   _IOCTL (vif->tap_fd, TUNSETIFF, (void *) &ifr);
 175   vif->ifindex = if_nametoindex (ifr.ifr_ifrn.ifrn_name);
 176
 177   unsigned int offload = 0;
 178   hdrsz = sizeof (struct virtio_net_hdr_v1);
 179   _IOCTL (vif->tap_fd, TUNSETOFFLOAD, offload);
 180   _IOCTL (vif->tap_fd, TUNSETVNETHDRSZ, &hdrsz);
 181   _IOCTL (vif->fd, VHOST_SET_OWNER, 0);
 182
 183   /* if namespace is specified, all further netlink messages should be excuted
 184      after we change our net namespace */
 185   if (args->host_namespace)
 186     {
 187       int fd;
 188       int rc;
 189       old_netns_fd = open ("/proc/self/ns/net", O_RDONLY);
 190       if ((fd = open_netns_fd ((char *) args->host_namespace)) == -1)
 191         {
 192           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_2;
 193           args->error = clib_error_return_unix (0, "open_netns_fd '%s'",
 194                                                 args->host_namespace);
 195           goto error;
 196         }
 197       args->error = vnet_netlink_set_link_netns (vif->ifindex, fd,
 198                                                  (char *) args->host_if_name);
 199       if (args->error)
 200         {
 201           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 202           goto error;
 203         }
 204       rc = setns (fd, CLONE_NEWNET);
 205       close (fd);
 206       if (rc == -1)
 207         {
 208           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_3;
 209           args->error = clib_error_return_unix (0, "setns '%s'",
 210                                                 args->host_namespace);
 211           goto error;
 212         }
 213       if ((vif->ifindex = if_nametoindex ((char *) args->host_if_name)) == 0)
 214         {
 215           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_3;
 216           args->error = clib_error_return_unix (0, "if_nametoindex '%s'",
 217                                                 args->host_if_name);
 218           goto error;
 219         }
 220     }
 221   else
 222     {
 223       if (args->host_if_name)
 224         {
 225           args->error = vnet_netlink_set_link_name (vif->ifindex,
 226                                                     (char *)
 227                                                     args->host_if_name);
 228           if (args->error)
 229             {
 230               args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 231               goto error;
 232             }
 233         }
 234     }
 235
 236   if (!ethernet_mac_address_is_zero (args->host_mac_addr))
 237     {
 238       args->error = vnet_netlink_set_link_addr (vif->ifindex,
 239                                                 args->host_mac_addr);
 240       if (args->error)
 241         {
 242           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 243           goto error;
 244         }
 245     }
 246
 247   if (args->host_bridge)
 248     {
 249       args->error = vnet_netlink_set_link_master (vif->ifindex,
 250                                                   (char *) args->host_bridge);
 251       if (args->error)
 252         {
 253           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 254           goto error;
 255         }
 256     }
 257
 258
 259   if (args->host_ip4_prefix_len)
 260     {
 261       args->error = vnet_netlink_add_ip4_addr (vif->ifindex,
 262                                                &args->host_ip4_addr,
 263                                                args->host_ip4_prefix_len);
 264       if (args->error)
 265         {
 266           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 267           goto error;
 268         }
 269     }
 270
 271   if (args->host_ip6_prefix_len)
 272     {
 273       args->error = vnet_netlink_add_ip6_addr (vif->ifindex,
 274                                                &args->host_ip6_addr,
 275                                                args->host_ip6_prefix_len);
 276       if (args->error)
 277         {
 278           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 279           goto error;
 280         }
 281     }
 282
 283   args->error = vnet_netlink_set_link_state (vif->ifindex, 1 /* UP */ );
 284   if (args->error)
 285     {
 286       args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 287       goto error;
 288     }
 289
 290   if (args->host_ip4_gw_set)
 291     {
 292       args->error = vnet_netlink_add_ip4_route (0, 0, &args->host_ip4_gw);
 293       if (args->error)
 294         {
 295           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 296           goto error;
 297         }
 298     }
 299
 300   if (args->host_ip6_gw_set)
 301     {
 302       args->error = vnet_netlink_add_ip6_route (0, 0, &args->host_ip6_gw);
 303       if (args->error)
 304         {
 305           args->rv = VNET_API_ERROR_NETLINK_ERROR;
 306           goto error;
 307         }
 308     }
 309
 310   /* switch back to old net namespace */
 311   if (args->host_namespace)
 312     {
 313       if (setns (old_netns_fd, CLONE_NEWNET) == -1)
 314         {
 315           args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_2;
 316           args->error = clib_error_return_unix (0, "setns '%s'",
 317                                                 args->host_namespace);
 318           goto error;
 319         }
 320     }
 321
 322   /* Set vhost memory table */
 323   i = sizeof (struct vhost_memory) + sizeof (struct vhost_memory_region);
 324   vhost_mem = clib_mem_alloc (i);
 325   clib_memset (vhost_mem, 0, i);
 326   vhost_mem->nregions = 1;
 327   vhost_mem->regions[0].memory_size = (1ULL << 47) - 4096;
 328   _IOCTL (vif->fd, VHOST_SET_MEM_TABLE, vhost_mem);
 329
 330   if ((args->error = virtio_vring_init (vm, vif, 0, args->rx_ring_sz)))
 331     {
 332       args->rv = VNET_API_ERROR_INIT_FAILED;
 333       goto error;
 334     }
 335
 336   if ((args->error = virtio_vring_init (vm, vif, 1, args->tx_ring_sz)))
 337     {
 338       args->rv = VNET_API_ERROR_INIT_FAILED;
 339       goto error;
 340     }
 341
 342   if (!args->mac_addr_set)
 343     {
 344       f64 now = vlib_time_now (vm);
 345       u32 rnd;
 346       rnd = (u32) (now * 1e6);
 347       rnd = random_u32 (&rnd);
 348
 349       memcpy (args->mac_addr + 2, &rnd, sizeof (rnd));
 350       args->mac_addr[0] = 2;
 351       args->mac_addr[1] = 0xfe;
 352     }
 353   vif->rx_ring_sz = args->rx_ring_sz != 0 ? args->rx_ring_sz : 256;
 354   vif->tx_ring_sz = args->tx_ring_sz != 0 ? args->tx_ring_sz : 256;
 355   clib_memcpy (vif->mac_addr, args->mac_addr, 6);
 356
 357   vif->host_if_name = args->host_if_name;
 358   args->host_if_name = 0;
 359   vif->net_ns = args->host_namespace;
 360   args->host_namespace = 0;
 361   vif->host_bridge = args->host_bridge;
 362   args->host_bridge = 0;
 363   clib_memcpy (vif->host_mac_addr, args->host_mac_addr, 6);
 364   vif->host_ip4_prefix_len = args->host_ip4_prefix_len;
 365   vif->host_ip6_prefix_len = args->host_ip6_prefix_len;
 366   if (args->host_ip4_prefix_len)
 367     clib_memcpy (&vif->host_ip4_addr, &args->host_ip4_addr, 4);
 368   if (args->host_ip6_prefix_len)
 369     clib_memcpy (&vif->host_ip6_addr, &args->host_ip6_addr, 16);
 370
 371   vif->type = VIRTIO_IF_TYPE_TAP;
 372   args->error = ethernet_register_interface (vnm, virtio_device_class.index,
 373                                              vif->dev_instance,
 374                                              vif->mac_addr,
 375                                              &vif->hw_if_index,
 376                                              virtio_eth_flag_change);
 377   if (args->error)
 378     {
 379       args->rv = VNET_API_ERROR_INVALID_REGISTRATION;
 380       goto error;
 381     }
 382
 383   tm->tap_ids = clib_bitmap_set (tm->tap_ids, vif->id, 1);
 384   sw = vnet_get_hw_sw_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 385   vif->sw_if_index = sw->sw_if_index;
 386   args->sw_if_index = vif->sw_if_index;
 387   hw = vnet_get_hw_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 388   hw->flags |= VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SUPPORTS_INT_MODE;
 389   vnet_hw_interface_set_input_node (vnm, vif->hw_if_index,
 390                                     virtio_input_node.index);
 391   vnet_hw_interface_assign_rx_thread (vnm, vif->hw_if_index, 0, ~0);
 392   vnet_hw_interface_set_rx_mode (vnm, vif->hw_if_index, 0,
 393                                  VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_DEFAULT);
 394   vif->per_interface_next_index = ~0;
 395   vif->flags |= VIRTIO_IF_FLAG_ADMIN_UP;
 396   vnet_hw_interface_set_flags (vnm, vif->hw_if_index,
 397                                VNET_HW_INTERFACE_FLAG_LINK_UP);
 398   if (thm->n_vlib_mains > 1)
 399     clib_spinlock_init (&vif->lockp);
 400   goto done;
 401
 402 error:
 403   if (err)
 404     {
 405       ASSERT (args->error == 0);
 406       args->error = err;
 407       args->rv = VNET_API_ERROR_SYSCALL_ERROR_3;
 408     }
 409   if (vif->tap_fd != -1)
 410     close (vif->tap_fd);
 411   if (vif->fd != -1)
 412     close (vif->fd);
 413   vec_foreach_index (i, vif->vrings) virtio_vring_free (vm, vif, i);
 414   vec_free (vif->vrings);
 415   clib_memset (vif, 0, sizeof (virtio_if_t));
 416   pool_put (vim->interfaces, vif);
 417
 418 done:
 419   if (vhost_mem)
 420     clib_mem_free (vhost_mem);
 421   if (old_netns_fd != -1)
 422     close (old_netns_fd);
 423 }
 424
 425 int
 426 tap_delete_if (vlib_main_t * vm, u32 sw_if_index)
 427 {
 428   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 429   virtio_main_t *mm = &virtio_main;
 430   tap_main_t *tm = &tap_main;
 431   int i;
 432   virtio_if_t *vif;
 433   vnet_hw_interface_t *hw;
 434
 435   hw = vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index);
 436   if (hw == NULL || virtio_device_class.index != hw->dev_class_index)
 437     return VNET_API_ERROR_INVALID_SW_IF_INDEX;
 438
 439   vif = pool_elt_at_index (mm->interfaces, hw->dev_instance);
 440
 441   if (vif->type != VIRTIO_IF_TYPE_TAP)
 442     return VNET_API_ERROR_INVALID_INTERFACE;
 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   tm->tap_ids = clib_bitmap_set (tm->tap_ids, vif->id, 0);
 461   clib_spinlock_free (&vif->lockp);
 462   clib_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     if (vif->type != VIRTIO_IF_TYPE_TAP)
 481       continue;
 482     vec_add2(r_tapids, tapid, 1);
 483     clib_memset (tapid, 0, sizeof (*tapid));
 484     tapid->id = vif->id;
 485     tapid->sw_if_index = vif->sw_if_index;
 486     hi = vnet_get_hw_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 487     clib_memcpy(tapid->dev_name, hi->name,
 488                 MIN (ARRAY_LEN (tapid->dev_name) - 1,
 489                      strlen ((const char *) hi->name)));
 490     tapid->rx_ring_sz = vif->rx_ring_sz;
 491     tapid->tx_ring_sz = vif->tx_ring_sz;
 492     clib_memcpy(tapid->host_mac_addr, vif->host_mac_addr, 6);
 493     if (vif->host_if_name)
 494       {
 495         clib_memcpy(tapid->host_if_name, vif->host_if_name,
 496                     MIN (ARRAY_LEN (tapid->host_if_name) - 1,
 497                     strlen ((const char *) vif->host_if_name)));
 498       }
 499     if (vif->net_ns)
 500       {
 501         clib_memcpy(tapid->host_namespace, vif->net_ns,
 502                     MIN (ARRAY_LEN (tapid->host_namespace) - 1,
 503                     strlen ((const char *) vif->net_ns)));
 504       }
 505     if (vif->host_bridge)
 506       {
 507         clib_memcpy(tapid->host_bridge, vif->host_bridge,
 508                     MIN (ARRAY_LEN (tapid->host_bridge) - 1,
 509                     strlen ((const char *) vif->host_bridge)));
 510       }
 511     if (vif->host_ip4_prefix_len)
 512       clib_memcpy(tapid->host_ip4_addr, &vif->host_ip4_addr, 4);
 513     tapid->host_ip4_prefix_len = vif->host_ip4_prefix_len;
 514     if (vif->host_ip6_prefix_len)
 515       clib_memcpy(tapid->host_ip6_addr, &vif->host_ip6_addr, 16);
 516     tapid->host_ip6_prefix_len = vif->host_ip6_prefix_len;
 517   );
 518   /* *INDENT-ON* */
 519
 520   *out_tapids = r_tapids;
 521
 522   return 0;
 523 }
 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 = 0;
 530
 531   tm->log_default = vlib_log_register_class ("tap", 0);
 532   vlib_log_debug (tm->log_default, "initialized");
 533
 534   return error;
 535 }
 536
 537 VLIB_INIT_FUNCTION (tap_init);
 538
 539 /*
 540  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 541  *
 542  * Local Variables:
 543  * eval: (c-set-style "gnu")
 544  * End:
 545  */