src/vnet/devices/virtio/device.c

   1 /*
   2  *------------------------------------------------------------------
   3  * Copyright (c) 2016 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 #include <sys/types.h>
  19 #include <sys/stat.h>
  20 #include <fcntl.h>
  21
  22 #include <vlib/vlib.h>
  23 #include <vlib/unix/unix.h>
  24 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  25 #include <vnet/ip/ip4_packet.h>
  26 #include <vnet/ip/ip6_packet.h>
  27 #include <vnet/devices/virtio/virtio.h>
  28
  29 #define foreach_virtio_tx_func_error           \
  30 _(NO_FREE_SLOTS, "no free tx slots")           \
  31 _(TRUNC_PACKET, "packet > buffer size -- truncated in tx ring") \
  32 _(PENDING_MSGS, "pending msgs in tx ring") \
  33 _(NO_TX_QUEUES, "no tx queues")
  34
  35 typedef enum
  36 {
  37 #define _(f,s) VIRTIO_TX_ERROR_##f,
  38   foreach_virtio_tx_func_error
  39 #undef _
  40     VIRTIO_TX_N_ERROR,
  41 } virtio_tx_func_error_t;
  42
  43 static char *virtio_tx_func_error_strings[] = {
  44 #define _(n,s) s,
  45   foreach_virtio_tx_func_error
  46 #undef _
  47 };
  48
  49 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
  50 u8 *
  51 format_virtio_device_name (u8 * s, va_list * args)
  52 {
  53   u32 dev_instance = va_arg (*args, u32);
  54   virtio_main_t *mm = &virtio_main;
  55   virtio_if_t *vif = pool_elt_at_index (mm->interfaces, dev_instance);
  56
  57   if (vif->type == VIRTIO_IF_TYPE_TAP)
  58     s = format (s, "tap%u", vif->id);
  59   else if (vif->type == VIRTIO_IF_TYPE_PCI)
  60     s = format (s, "virtio-%x/%x/%x/%x", vif->pci_addr.domain,
  61                 vif->pci_addr.bus, vif->pci_addr.slot,
  62                 vif->pci_addr.function);
  63   else
  64     s = format (s, "virtio-%lu", vif->dev_instance);
  65
  66   return s;
  67 }
  68 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
  69
  70 static u8 *
  71 format_virtio_device (u8 * s, va_list * args)
  72 {
  73   u32 dev_instance = va_arg (*args, u32);
  74   int verbose = va_arg (*args, int);
  75   u32 indent = format_get_indent (s);
  76
  77   s = format (s, "VIRTIO interface");
  78   if (verbose)
  79     {
  80       s = format (s, "\n%U instance %u", format_white_space, indent + 2,
  81                   dev_instance);
  82     }
  83   return s;
  84 }
  85
  86 static u8 *
  87 format_virtio_tx_trace (u8 * s, va_list * args)
  88 {
  89   s = format (s, "Unimplemented...");
  90   return s;
  91 }
  92
  93 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
  94 inline void
  95 virtio_free_used_desc (vlib_main_t * vm, virtio_vring_t * vring)
  96 {
  97   u16 used = vring->desc_in_use;
  98   u16 sz = vring->size;
  99   u16 mask = sz - 1;
 100   u16 last = vring->last_used_idx;
 101   u16 n_left = vring->used->idx - last;
 102
 103   if (n_left == 0)
 104     return;
 105
 106   while (n_left)
 107     {
 108       struct vring_used_elem *e = &vring->used->ring[last & mask];
 109       u16 slot = e->id;
 110
 111       vlib_buffer_free (vm, &vring->buffers[slot], 1);
 112       used--;
 113       last++;
 114       n_left--;
 115     }
 116   vring->desc_in_use = used;
 117   vring->last_used_idx = last;
 118 }
 119 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
 120
 121 static_always_inline u16
 122 add_buffer_to_slot (vlib_main_t * vm, virtio_if_t * vif,
 123                     virtio_vring_t * vring, u32 bi, u16 avail, u16 next,
 124                     u16 mask, int do_gso)
 125 {
 126   u16 n_added = 0;
 127   int hdr_sz = vif->virtio_net_hdr_sz;
 128   struct vring_desc *d;
 129   d = &vring->desc[next];
 130   vlib_buffer_t *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
 131   struct virtio_net_hdr_v1 *hdr = vlib_buffer_get_current (b) - hdr_sz;
 132
 133   clib_memset (hdr, 0, hdr_sz);
 134   if (do_gso && (b->flags & VNET_BUFFER_F_GSO))
 135     {
 136       if (b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP4)
 137         {
 138           hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4;
 139           hdr->gso_size = vnet_buffer2 (b)->gso_size;
 140           hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
 141           hdr->csum_start = vnet_buffer (b)->l4_hdr_offset;     // 0x22;
 142           hdr->csum_offset = 0x10;
 143         }
 144       else
 145         {
 146           hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6;
 147           hdr->gso_size = vnet_buffer2 (b)->gso_size;
 148           hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
 149           hdr->csum_start = vnet_buffer (b)->l4_hdr_offset;     // 0x36;
 150           hdr->csum_offset = 0x10;
 151         }
 152     }
 153
 154   if (PREDICT_TRUE ((b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0))
 155     {
 156       d->addr =
 157         ((vif->type == VIRTIO_IF_TYPE_PCI) ? vlib_buffer_get_current_pa (vm,
 158                                                                          b) :
 159          pointer_to_uword (vlib_buffer_get_current (b))) - hdr_sz;
 160       d->len = b->current_length + hdr_sz;
 161       d->flags = 0;
 162     }
 163   else
 164     {
 165       /*
 166        * We are using single vlib_buffer_t for indirect descriptor(s)
 167        * chain. Single descriptor is 16 bytes and vlib_buffer_t
 168        * has 2048 bytes space. So maximum long chain can have 128
 169        * (=2048/16) indirect descriptors.
 170        * It can easily support 65535 bytes of Jumbo frames with
 171        * each data buffer size of 512 bytes minimum.
 172        */
 173       vlib_buffer_t *indirect_desc =
 174         vlib_get_buffer (vm, vring->indirect_buffers[next]);
 175       indirect_desc->current_data = 0;
 176
 177       struct vring_desc *id =
 178         (struct vring_desc *) vlib_buffer_get_current (indirect_desc);
 179       u32 count = 1;
 180       if (vif->type == VIRTIO_IF_TYPE_PCI)
 181         {
 182           d->addr = vlib_physmem_get_pa (vm, id);
 183           id->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b) - hdr_sz;
 184
 185           /*
 186            * If VIRTIO_F_ANY_LAYOUT is not negotiated, then virtio_net_hdr
 187            * should be presented in separate descriptor and data will start
 188            * from next descriptor.
 189            */
 190           if (PREDICT_TRUE
 191               (vif->features & VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_F_ANY_LAYOUT)))
 192             id->len = b->current_length + hdr_sz;
 193           else
 194             {
 195               id->len = hdr_sz;
 196               id->flags = VRING_DESC_F_NEXT;
 197               id->next = count;
 198               count++;
 199               id++;
 200               id->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b);
 201               id->len = b->current_length;
 202             }
 203           while (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 204             {
 205               id->flags = VRING_DESC_F_NEXT;
 206               id->next = count;
 207               count++;
 208               id++;
 209               b = vlib_get_buffer (vm, b->next_buffer);
 210               id->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b);
 211               id->len = b->current_length;
 212             }
 213         }
 214       else                      /* VIRTIO_IF_TYPE_TAP */
 215         {
 216           d->addr = pointer_to_uword (id);
 217           /* first buffer in chain */
 218           id->addr = pointer_to_uword (vlib_buffer_get_current (b)) - hdr_sz;
 219           id->len = b->current_length + hdr_sz;
 220
 221           while (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 222             {
 223               id->flags = VRING_DESC_F_NEXT;
 224               id->next = count;
 225               count++;
 226               id++;
 227               b = vlib_get_buffer (vm, b->next_buffer);
 228               id->addr = pointer_to_uword (vlib_buffer_get_current (b));
 229               id->len = b->current_length;
 230             }
 231         }
 232       id->flags = 0;
 233       id->next = 0;
 234       d->len = count * sizeof (struct vring_desc);
 235       d->flags = VRING_DESC_F_INDIRECT;
 236     }
 237   vring->buffers[next] = bi;
 238   vring->avail->ring[avail & mask] = next;
 239   n_added++;
 240   return n_added;
 241 }
 242
 243 static_always_inline uword
 244 virtio_interface_tx_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 245                             vlib_frame_t * frame, virtio_if_t * vif,
 246                             int do_gso)
 247 {
 248   u16 n_left = frame->n_vectors;
 249   virtio_vring_t *vring;
 250   u16 qid = vm->thread_index % vif->num_txqs;
 251   vring = vec_elt_at_index (vif->txq_vrings, qid);
 252   u16 used, next, avail;
 253   u16 sz = vring->size;
 254   u16 mask = sz - 1;
 255   u32 *buffers = vlib_frame_vector_args (frame);
 256
 257   clib_spinlock_lock_if_init (&vring->lockp);
 258
 259   if ((vring->used->flags & VIRTIO_RING_FLAG_MASK_INT) == 0 &&
 260       (vring->last_kick_avail_idx != vring->avail->idx))
 261     virtio_kick (vm, vring, vif);
 262
 263   /* free consumed buffers */
 264   virtio_free_used_desc (vm, vring);
 265
 266   used = vring->desc_in_use;
 267   next = vring->desc_next;
 268   avail = vring->avail->idx;
 269
 270   while (n_left && used < sz)
 271     {
 272       u16 n_added = 0;
 273       n_added =
 274         add_buffer_to_slot (vm, vif, vring, buffers[0], avail, next, mask,
 275                             do_gso);
 276       if (!n_added)
 277         break;
 278       avail += n_added;
 279       next = (next + n_added) & mask;
 280       used += n_added;
 281       buffers++;
 282       n_left--;
 283     }
 284
 285   if (n_left != frame->n_vectors)
 286     {
 287       CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
 288       vring->avail->idx = avail;
 289       vring->desc_next = next;
 290       vring->desc_in_use = used;
 291       if ((vring->used->flags & VIRTIO_RING_FLAG_MASK_INT) == 0)
 292         virtio_kick (vm, vring, vif);
 293     }
 294
 295   if (n_left)
 296     {
 297       vlib_error_count (vm, node->node_index, VIRTIO_TX_ERROR_NO_FREE_SLOTS,
 298                         n_left);
 299       vlib_buffer_free (vm, buffers, n_left);
 300     }
 301
 302   clib_spinlock_unlock_if_init (&vring->lockp);
 303
 304   return frame->n_vectors - n_left;
 305 }
 306
 307 VNET_DEVICE_CLASS_TX_FN (virtio_device_class) (vlib_main_t * vm,
 308                                                vlib_node_runtime_t * node,
 309                                                vlib_frame_t * frame)
 310 {
 311   virtio_main_t *nm = &virtio_main;
 312   vnet_interface_output_runtime_t *rund = (void *) node->runtime_data;
 313   virtio_if_t *vif = pool_elt_at_index (nm->interfaces, rund->dev_instance);
 314   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 315
 316   if (vnm->interface_main.gso_interface_count > 0)
 317     return virtio_interface_tx_inline (vm, node, frame, vif, 1 /* do_gso */ );
 318   else
 319     return virtio_interface_tx_inline (vm, node, frame, vif,
 320                                        0 /* no do_gso */ );
 321 }
 322
 323 static void
 324 virtio_set_interface_next_node (vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index,
 325                                 u32 node_index)
 326 {
 327   virtio_main_t *apm = &virtio_main;
 328   vnet_hw_interface_t *hw = vnet_get_hw_interface (vnm, hw_if_index);
 329   virtio_if_t *vif = pool_elt_at_index (apm->interfaces, hw->dev_instance);
 330
 331   /* Shut off redirection */
 332   if (node_index == ~0)
 333     {
 334       vif->per_interface_next_index = node_index;
 335       return;
 336     }
 337
 338   vif->per_interface_next_index =
 339     vlib_node_add_next (vlib_get_main (), virtio_input_node.index,
 340                         node_index);
 341 }
 342
 343 static void
 344 virtio_clear_hw_interface_counters (u32 instance)
 345 {
 346   /* Nothing for now */
 347 }
 348
 349 static clib_error_t *
 350 virtio_interface_rx_mode_change (vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index, u32 qid,
 351                                  vnet_hw_interface_rx_mode mode)
 352 {
 353   virtio_main_t *mm = &virtio_main;
 354   vnet_hw_interface_t *hw = vnet_get_hw_interface (vnm, hw_if_index);
 355   virtio_if_t *vif = pool_elt_at_index (mm->interfaces, hw->dev_instance);
 356   virtio_vring_t *vring = vec_elt_at_index (vif->rxq_vrings, qid);
 357
 358   if (vif->type == VIRTIO_IF_TYPE_PCI && !(vif->support_int_mode))
 359     {
 360       vring->avail->flags |= VIRTIO_RING_FLAG_MASK_INT;
 361       return clib_error_return (0, "interrupt mode is not supported");
 362     }
 363
 364   if (mode == VNET_HW_INTERFACE_RX_MODE_POLLING)
 365     vring->avail->flags |= VIRTIO_RING_FLAG_MASK_INT;
 366   else
 367     vring->avail->flags &= ~VIRTIO_RING_FLAG_MASK_INT;
 368
 369   return 0;
 370 }
 371
 372 static clib_error_t *
 373 virtio_interface_admin_up_down (vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index, u32 flags)
 374 {
 375   virtio_main_t *mm = &virtio_main;
 376   vnet_hw_interface_t *hw = vnet_get_hw_interface (vnm, hw_if_index);
 377   virtio_if_t *vif = pool_elt_at_index (mm->interfaces, hw->dev_instance);
 378
 379   if (flags & VNET_SW_INTERFACE_FLAG_ADMIN_UP)
 380     vif->flags |= VIRTIO_IF_FLAG_ADMIN_UP;
 381   else
 382     vif->flags &= ~VIRTIO_IF_FLAG_ADMIN_UP;
 383
 384   return 0;
 385 }
 386
 387 static clib_error_t *
 388 virtio_subif_add_del_function (vnet_main_t * vnm,
 389                                u32 hw_if_index,
 390                                struct vnet_sw_interface_t *st, int is_add)
 391 {
 392   /* Nothing for now */
 393   return 0;
 394 }
 395
 396 /* *INDENT-OFF* */
 397 VNET_DEVICE_CLASS (virtio_device_class) = {
 398   .name = "virtio",
 399   .format_device_name = format_virtio_device_name,
 400   .format_device = format_virtio_device,
 401   .format_tx_trace = format_virtio_tx_trace,
 402   .tx_function_n_errors = VIRTIO_TX_N_ERROR,
 403   .tx_function_error_strings = virtio_tx_func_error_strings,
 404   .rx_redirect_to_node = virtio_set_interface_next_node,
 405   .clear_counters = virtio_clear_hw_interface_counters,
 406   .admin_up_down_function = virtio_interface_admin_up_down,
 407   .subif_add_del_function = virtio_subif_add_del_function,
 408   .rx_mode_change_function = virtio_interface_rx_mode_change,
 409 };
 410 /* *INDENT-ON* */
 411
 412 /*
 413  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 414  *
 415  * Local Variables:
 416  * eval: (c-set-style "gnu")
 417  * End:
 418  */