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/vnet.h>
  25 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  26 #include <vnet/gso/gro_func.h>
  27 #include <vnet/gso/hdr_offset_parser.h>
  28 #include <vnet/ip/ip4_packet.h>
  29 #include <vnet/ip/ip6_packet.h>
  30 #include <vnet/tcp/tcp_packet.h>
  31 #include <vnet/udp/udp_packet.h>
  32 #include <vnet/devices/virtio/virtio.h>
  33
  34 #define foreach_virtio_tx_func_error           \
  35 _(NO_FREE_SLOTS, "no free tx slots")           \
  36 _(TRUNC_PACKET, "packet > buffer size -- truncated in tx ring") \
  37 _(PENDING_MSGS, "pending msgs in tx ring") \
  38 _(INDIRECT_DESC_ALLOC_FAILED, "indirect descriptor allocation failed - packet drop") \
  39 _(OUT_OF_ORDER, "out-of-order buffers in used ring") \
  40 _(GSO_PACKET_DROP, "gso disabled on itf  -- gso packet drop") \
  41 _(CSUM_OFFLOAD_PACKET_DROP, "checksum offload disabled on itf -- csum offload packet drop")
  42
  43 typedef enum
  44 {
  45 #define _(f,s) VIRTIO_TX_ERROR_##f,
  46   foreach_virtio_tx_func_error
  47 #undef _
  48     VIRTIO_TX_N_ERROR,
  49 } virtio_tx_func_error_t;
  50
  51 static char *virtio_tx_func_error_strings[] = {
  52 #define _(n,s) s,
  53   foreach_virtio_tx_func_error
  54 #undef _
  55 };
  56
  57 static u8 *
  58 format_virtio_device (u8 * s, va_list * args)
  59 {
  60   u32 dev_instance = va_arg (*args, u32);
  61   int verbose = va_arg (*args, int);
  62   u32 indent = format_get_indent (s);
  63
  64   s = format (s, "VIRTIO interface");
  65   if (verbose)
  66     {
  67       s = format (s, "\n%U instance %u", format_white_space, indent + 2,
  68                   dev_instance);
  69     }
  70   return s;
  71 }
  72
  73 typedef struct
  74 {
  75   u32 buffer_index;
  76   u32 sw_if_index;
  77   generic_header_offset_t gho;
  78   vlib_buffer_t buffer;
  79 } virtio_tx_trace_t;
  80
  81 static u8 *
  82 format_virtio_tx_trace (u8 * s, va_list * va)
  83 {
  84   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*va, vlib_main_t *);
  85   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*va, vlib_node_t *);
  86   virtio_tx_trace_t *t = va_arg (*va, virtio_tx_trace_t *);
  87   u32 indent = format_get_indent (s);
  88
  89   s = format (s, "%Ubuffer 0x%x: %U\n",
  90               format_white_space, indent,
  91               t->buffer_index, format_vnet_buffer, &t->buffer);
  92   s =
  93     format (s, "%U%U\n", format_white_space, indent,
  94             format_generic_header_offset, &t->gho);
  95   s =
  96     format (s, "%U%U", format_white_space, indent,
  97             format_ethernet_header_with_length, t->buffer.pre_data,
  98             sizeof (t->buffer.pre_data));
  99   return s;
 100 }
 101
 102 static_always_inline void
 103 virtio_tx_trace (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 104                  vlib_buffer_t * b0, u32 bi, int is_tun)
 105 {
 106   virtio_tx_trace_t *t;
 107   t = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (t[0]));
 108   t->sw_if_index = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 109   t->buffer_index = bi;
 110   if (is_tun)
 111     {
 112       int is_ip4 = 0, is_ip6 = 0;
 113
 114       switch (((u8 *) vlib_buffer_get_current (b0))[0] & 0xf0)
 115         {
 116         case 0x40:
 117           is_ip4 = 1;
 118           break;
 119         case 0x60:
 120           is_ip6 = 1;
 121           break;
 122         default:
 123           break;
 124         }
 125       vnet_generic_header_offset_parser (b0, &t->gho, 0, is_ip4, is_ip6);
 126     }
 127   else
 128     vnet_generic_header_offset_parser (b0, &t->gho, 1,
 129                                        b0->flags &
 130                                        VNET_BUFFER_F_IS_IP4,
 131                                        b0->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP6);
 132
 133   clib_memcpy_fast (&t->buffer, b0, sizeof (*b0) - sizeof (b0->pre_data));
 134   clib_memcpy_fast (t->buffer.pre_data, vlib_buffer_get_current (b0),
 135                     sizeof (t->buffer.pre_data));
 136 }
 137
 138 static_always_inline void
 139 virtio_interface_drop_inline (vlib_main_t * vm, uword node_index,
 140                               u32 * buffers, u16 n,
 141                               virtio_tx_func_error_t error)
 142 {
 143   vlib_error_count (vm, node_index, error, n);
 144   vlib_buffer_free (vm, buffers, n);
 145 }
 146
 147 static_always_inline void
 148 virtio_memset_ring_u32 (u32 * ring, u32 start, u32 ring_size, u32 n_buffers)
 149 {
 150   ASSERT (n_buffers <= ring_size);
 151
 152   if (PREDICT_TRUE (start + n_buffers <= ring_size))
 153     {
 154       clib_memset_u32 (ring + start, ~0, n_buffers);
 155     }
 156   else
 157     {
 158       clib_memset_u32 (ring + start, ~0, ring_size - start);
 159       clib_memset_u32 (ring, ~0, n_buffers - (ring_size - start));
 160     }
 161 }
 162
 163 static_always_inline void
 164 virtio_free_used_device_desc_split (vlib_main_t * vm, virtio_vring_t * vring,
 165                                     uword node_index)
 166 {
 167   u16 used = vring->desc_in_use;
 168   u16 sz = vring->size;
 169   u16 mask = sz - 1;
 170   u16 last = vring->last_used_idx;
 171   u16 n_left = vring->used->idx - last;
 172   u16 out_of_order_count = 0;
 173
 174   if (n_left == 0)
 175     return;
 176
 177   while (n_left)
 178     {
 179       vring_used_elem_t *e = &vring->used->ring[last & mask];
 180       u16 slot, n_buffers;
 181       slot = n_buffers = e->id;
 182
 183       while (e->id == (n_buffers & mask))
 184         {
 185           n_left--;
 186           last++;
 187           n_buffers++;
 188           vring_desc_t *d = &vring->desc[e->id];
 189           u16 next;
 190           while (d->flags & VRING_DESC_F_NEXT)
 191             {
 192               n_buffers++;
 193               next = d->next;
 194               d = &vring->desc[next];
 195             }
 196           if (n_left == 0)
 197             break;
 198           e = &vring->used->ring[last & mask];
 199         }
 200       vlib_buffer_free_from_ring (vm, vring->buffers, slot,
 201                                   sz, (n_buffers - slot));
 202       virtio_memset_ring_u32 (vring->buffers, slot, sz, (n_buffers - slot));
 203       used -= (n_buffers - slot);
 204
 205       if (n_left > 0)
 206         {
 207           vlib_buffer_free (vm, &vring->buffers[e->id], 1);
 208           vring->buffers[e->id] = ~0;
 209           used--;
 210           last++;
 211           n_left--;
 212           out_of_order_count++;
 213           vring->flags |= VRING_TX_OUT_OF_ORDER;
 214         }
 215     }
 216
 217   /*
 218    * Some vhost-backends give buffers back in out-of-order fashion in used ring.
 219    * It impacts the overall virtio-performance.
 220    */
 221   if (out_of_order_count)
 222     vlib_error_count (vm, node_index, VIRTIO_TX_ERROR_OUT_OF_ORDER,
 223                       out_of_order_count);
 224
 225   vring->desc_in_use = used;
 226   vring->last_used_idx = last;
 227 }
 228
 229 static_always_inline void
 230 virtio_free_used_device_desc_packed (vlib_main_t * vm, virtio_vring_t * vring,
 231                                      uword node_index)
 232 {
 233   vring_packed_desc_t *d;
 234   u16 sz = vring->size;
 235   u16 last = vring->last_used_idx;
 236   u16 n_buffers = 0, start;
 237   u16 flags;
 238
 239   if (vring->desc_in_use == 0)
 240     return;
 241
 242   d = &vring->packed_desc[last];
 243   flags = d->flags;
 244   start = d->id;
 245
 246   while ((flags & VRING_DESC_F_AVAIL) == (vring->used_wrap_counter << 7) &&
 247          (flags & VRING_DESC_F_USED) == (vring->used_wrap_counter << 15))
 248     {
 249       last++;
 250       n_buffers++;
 251
 252       if (last >= sz)
 253         {
 254           last = 0;
 255           vring->used_wrap_counter ^= 1;
 256         }
 257       d = &vring->packed_desc[last];
 258       flags = d->flags;
 259     }
 260
 261   if (n_buffers)
 262     {
 263       vlib_buffer_free_from_ring (vm, vring->buffers, start, sz, n_buffers);
 264       virtio_memset_ring_u32 (vring->buffers, start, sz, n_buffers);
 265       vring->desc_in_use -= n_buffers;
 266       vring->last_used_idx = last;
 267     }
 268 }
 269
 270 static_always_inline void
 271 virtio_free_used_device_desc (vlib_main_t * vm, virtio_vring_t * vring,
 272                               uword node_index, int packed)
 273 {
 274   if (packed)
 275     virtio_free_used_device_desc_packed (vm, vring, node_index);
 276   else
 277     virtio_free_used_device_desc_split (vm, vring, node_index);
 278
 279 }
 280
 281 static_always_inline void
 282 set_checksum_offsets (vlib_buffer_t * b, virtio_net_hdr_v1_t * hdr,
 283                       const int is_l2)
 284 {
 285   if (b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP4)
 286     {
 287       ip4_header_t *ip4;
 288       generic_header_offset_t gho = { 0 };
 289       vnet_generic_header_offset_parser (b, &gho, is_l2, 1 /* ip4 */ ,
 290                                          0 /* ip6 */ );
 291       hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
 292       hdr->csum_start = gho.l4_hdr_offset;      // 0x22;
 293       if (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM)
 294         {
 295           hdr->csum_offset = STRUCT_OFFSET_OF (tcp_header_t, checksum);
 296         }
 297       else if (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM)
 298         {
 299           hdr->csum_offset = STRUCT_OFFSET_OF (udp_header_t, checksum);
 300         }
 301
 302       /*
 303        * virtio devices do not support IP4 checksum offload. So driver takes care
 304        * of it while doing tx.
 305        */
 306       ip4 =
 307         (ip4_header_t *) (vlib_buffer_get_current (b) + gho.l3_hdr_offset);
 308       if (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_IP_CKSUM)
 309         ip4->checksum = ip4_header_checksum (ip4);
 310     }
 311   else if (b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP6)
 312     {
 313       generic_header_offset_t gho = { 0 };
 314       vnet_generic_header_offset_parser (b, &gho, is_l2, 0 /* ip4 */ ,
 315                                          1 /* ip6 */ );
 316       hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
 317       hdr->csum_start = gho.l4_hdr_offset;      // 0x36;
 318       if (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM)
 319         {
 320           hdr->csum_offset = STRUCT_OFFSET_OF (tcp_header_t, checksum);
 321         }
 322       else if (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM)
 323         {
 324           hdr->csum_offset = STRUCT_OFFSET_OF (udp_header_t, checksum);
 325         }
 326     }
 327 }
 328
 329 static_always_inline void
 330 set_gso_offsets (vlib_buffer_t * b, virtio_net_hdr_v1_t * hdr,
 331                  const int is_l2)
 332 {
 333   if (b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP4)
 334     {
 335       ip4_header_t *ip4;
 336       generic_header_offset_t gho = { 0 };
 337       vnet_generic_header_offset_parser (b, &gho, is_l2, 1 /* ip4 */ ,
 338                                          0 /* ip6 */ );
 339       hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4;
 340       hdr->gso_size = vnet_buffer2 (b)->gso_size;
 341       hdr->hdr_len = gho.hdr_sz;
 342       hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
 343       hdr->csum_start = gho.l4_hdr_offset;      // 0x22;
 344       hdr->csum_offset = STRUCT_OFFSET_OF (tcp_header_t, checksum);
 345       ip4 =
 346         (ip4_header_t *) (vlib_buffer_get_current (b) + gho.l3_hdr_offset);
 347       /*
 348        * virtio devices do not support IP4 checksum offload. So driver takes care
 349        * of it while doing tx.
 350        */
 351       if (b->flags & VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_IP_CKSUM)
 352         ip4->checksum = ip4_header_checksum (ip4);
 353     }
 354   else if (b->flags & VNET_BUFFER_F_IS_IP6)
 355     {
 356       generic_header_offset_t gho = { 0 };
 357       vnet_generic_header_offset_parser (b, &gho, is_l2, 0 /* ip4 */ ,
 358                                          1 /* ip6 */ );
 359       hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6;
 360       hdr->gso_size = vnet_buffer2 (b)->gso_size;
 361       hdr->hdr_len = gho.hdr_sz;
 362       hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
 363       hdr->csum_start = gho.l4_hdr_offset;      // 0x36;
 364       hdr->csum_offset = STRUCT_OFFSET_OF (tcp_header_t, checksum);
 365     }
 366 }
 367
 368 static_always_inline u16
 369 add_buffer_to_slot (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 370                     virtio_vring_t * vring, u32 bi, u16 free_desc_count,
 371                     u16 avail, u16 next, u16 mask, int hdr_sz, int do_gso,
 372                     int csum_offload, int is_pci, int is_tun, int is_indirect,
 373                     int is_any_layout)
 374 {
 375   u16 n_added = 0;
 376   vring_desc_t *d;
 377   int is_l2 = !is_tun;
 378   d = &vring->desc[next];
 379   vlib_buffer_t *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
 380   virtio_net_hdr_v1_t *hdr = vlib_buffer_get_current (b) - hdr_sz;
 381   u32 drop_inline = ~0;
 382
 383   clib_memset_u8 (hdr, 0, hdr_sz);
 384
 385   if (b->flags & VNET_BUFFER_F_GSO)
 386     {
 387       if (do_gso)
 388         set_gso_offsets (b, hdr, is_l2);
 389       else
 390         {
 391           drop_inline = VIRTIO_TX_ERROR_GSO_PACKET_DROP;
 392           goto done;
 393         }
 394     }
 395   else if (b->flags & (VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM |
 396                        VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM))
 397     {
 398       if (csum_offload)
 399         set_checksum_offsets (b, hdr, is_l2);
 400       else
 401         {
 402           drop_inline = VIRTIO_TX_ERROR_CSUM_OFFLOAD_PACKET_DROP;
 403           goto done;
 404         }
 405     }
 406
 407   if (PREDICT_FALSE (b->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 408     {
 409       virtio_tx_trace (vm, node, b, bi, is_tun);
 410     }
 411
 412   if (PREDICT_TRUE ((b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0))
 413     {
 414       d->addr = ((is_pci) ? vlib_buffer_get_current_pa (vm, b) :
 415                  pointer_to_uword (vlib_buffer_get_current (b))) - hdr_sz;
 416       d->len = b->current_length + hdr_sz;
 417       d->flags = 0;
 418     }
 419   else if (is_indirect)
 420     {
 421       /*
 422        * We are using single vlib_buffer_t for indirect descriptor(s)
 423        * chain. Single descriptor is 16 bytes and vlib_buffer_t
 424        * has 2048 bytes space. So maximum long chain can have 128
 425        * (=2048/16) indirect descriptors.
 426        * It can easily support 65535 bytes of Jumbo frames with
 427        * each data buffer size of 512 bytes minimum.
 428        */
 429       u32 indirect_buffer = 0;
 430       if (PREDICT_FALSE (vlib_buffer_alloc (vm, &indirect_buffer, 1) == 0))
 431         {
 432           drop_inline = VIRTIO_TX_ERROR_INDIRECT_DESC_ALLOC_FAILED;
 433           goto done;
 434         }
 435
 436       vlib_buffer_t *indirect_desc = vlib_get_buffer (vm, indirect_buffer);
 437       indirect_desc->current_data = 0;
 438       indirect_desc->flags |= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
 439       indirect_desc->next_buffer = bi;
 440       bi = indirect_buffer;
 441
 442       vring_desc_t *id =
 443         (vring_desc_t *) vlib_buffer_get_current (indirect_desc);
 444       u32 count = 1;
 445       if (is_pci)
 446         {
 447           d->addr = vlib_physmem_get_pa (vm, id);
 448           id->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b) - hdr_sz;
 449
 450           /*
 451            * If VIRTIO_F_ANY_LAYOUT is not negotiated, then virtio_net_hdr
 452            * should be presented in separate descriptor and data will start
 453            * from next descriptor.
 454            */
 455           if (is_any_layout)
 456             id->len = b->current_length + hdr_sz;
 457           else
 458             {
 459               id->len = hdr_sz;
 460               id->flags = VRING_DESC_F_NEXT;
 461               id->next = count;
 462               count++;
 463               id++;
 464               id->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b);
 465               id->len = b->current_length;
 466             }
 467           while (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 468             {
 469               id->flags = VRING_DESC_F_NEXT;
 470               id->next = count;
 471               count++;
 472               id++;
 473               b = vlib_get_buffer (vm, b->next_buffer);
 474               id->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b);
 475               id->len = b->current_length;
 476             }
 477         }
 478       else                      /* VIRTIO_IF_TYPE_[TAP | TUN] */
 479         {
 480           d->addr = pointer_to_uword (id);
 481           /* first buffer in chain */
 482           id->addr = pointer_to_uword (vlib_buffer_get_current (b)) - hdr_sz;
 483           id->len = b->current_length + hdr_sz;
 484
 485           while (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 486             {
 487               id->flags = VRING_DESC_F_NEXT;
 488               id->next = count;
 489               count++;
 490               id++;
 491               b = vlib_get_buffer (vm, b->next_buffer);
 492               id->addr = pointer_to_uword (vlib_buffer_get_current (b));
 493               id->len = b->current_length;
 494             }
 495         }
 496       id->flags = 0;
 497       id->next = 0;
 498       d->len = count * sizeof (vring_desc_t);
 499       d->flags = VRING_DESC_F_INDIRECT;
 500     }
 501   else if (is_pci)
 502     {
 503       u16 count = next;
 504       vlib_buffer_t *b_temp = b;
 505       u16 n_buffers_in_chain = 1;
 506
 507       /*
 508        * Check the length of the chain for the required number of
 509        * descriptors. Return from here, retry to get more descriptors,
 510        * if chain length is greater than available descriptors.
 511        */
 512       while (b_temp->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 513         {
 514           n_buffers_in_chain++;
 515           b_temp = vlib_get_buffer (vm, b_temp->next_buffer);
 516         }
 517
 518       if (n_buffers_in_chain > free_desc_count)
 519         return n_buffers_in_chain;
 520
 521       d->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b) - hdr_sz;
 522       d->len = b->current_length + hdr_sz;
 523
 524       while (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 525         {
 526           d->flags = VRING_DESC_F_NEXT;
 527           vring->buffers[count] = bi;
 528           b->flags &=
 529             ~(VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID);
 530           bi = b->next_buffer;
 531           b->next_buffer = 0;
 532           n_added++;
 533           count = (count + 1) & mask;
 534           d->next = count;
 535           d = &vring->desc[count];
 536           b = vlib_get_buffer (vm, bi);
 537           d->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b);
 538           d->len = b->current_length;
 539         }
 540       d->flags = 0;
 541       vring->buffers[count] = bi;
 542       vring->avail->ring[avail & mask] = next;
 543       n_added++;
 544       return n_added;
 545     }
 546   else
 547     {
 548       ASSERT (0);
 549     }
 550   vring->buffers[next] = bi;
 551   vring->avail->ring[avail & mask] = next;
 552   n_added++;
 553
 554 done:
 555   if (drop_inline != ~0)
 556     virtio_interface_drop_inline (vm, node->node_index, &bi, 1, drop_inline);
 557
 558   return n_added;
 559 }
 560
 561 static_always_inline u16
 562 add_buffer_to_slot_packed (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 563                            virtio_vring_t * vring, u32 bi, u16 next,
 564                            int hdr_sz, int do_gso, int csum_offload,
 565                            int is_pci, int is_tun, int is_indirect,
 566                            int is_any_layout)
 567 {
 568   u16 n_added = 0, flags = 0;
 569   int is_l2 = !is_tun;
 570   vring_packed_desc_t *d = &vring->packed_desc[next];
 571   vlib_buffer_t *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
 572   virtio_net_hdr_v1_t *hdr = vlib_buffer_get_current (b) - hdr_sz;
 573   u32 drop_inline = ~0;
 574
 575   clib_memset (hdr, 0, hdr_sz);
 576
 577   if (b->flags & VNET_BUFFER_F_GSO)
 578     {
 579       if (do_gso)
 580         set_gso_offsets (b, hdr, is_l2);
 581       else
 582         {
 583           drop_inline = VIRTIO_TX_ERROR_GSO_PACKET_DROP;
 584           goto done;
 585         }
 586     }
 587   else if (b->flags & (VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM |
 588                        VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM))
 589     {
 590       if (csum_offload)
 591         set_checksum_offsets (b, hdr, is_l2);
 592       else
 593         {
 594           drop_inline = VIRTIO_TX_ERROR_CSUM_OFFLOAD_PACKET_DROP;
 595           goto done;
 596         }
 597     }
 598   if (PREDICT_FALSE (b->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 599     {
 600       virtio_tx_trace (vm, node, b, bi, is_tun);
 601     }
 602
 603   if (PREDICT_TRUE ((b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0))
 604     {
 605       d->addr =
 606         ((is_pci) ? vlib_buffer_get_current_pa (vm,
 607                                                 b) :
 608          pointer_to_uword (vlib_buffer_get_current (b))) - hdr_sz;
 609       d->len = b->current_length + hdr_sz;
 610     }
 611   else if (is_indirect)
 612     {
 613       /*
 614        * We are using single vlib_buffer_t for indirect descriptor(s)
 615        * chain. Single descriptor is 16 bytes and vlib_buffer_t
 616        * has 2048 bytes space. So maximum long chain can have 128
 617        * (=2048/16) indirect descriptors.
 618        * It can easily support 65535 bytes of Jumbo frames with
 619        * each data buffer size of 512 bytes minimum.
 620        */
 621       u32 indirect_buffer = 0;
 622       if (PREDICT_FALSE (vlib_buffer_alloc (vm, &indirect_buffer, 1) == 0))
 623         {
 624           drop_inline = VIRTIO_TX_ERROR_INDIRECT_DESC_ALLOC_FAILED;
 625           goto done;
 626         }
 627
 628       vlib_buffer_t *indirect_desc = vlib_get_buffer (vm, indirect_buffer);
 629       indirect_desc->current_data = 0;
 630       indirect_desc->flags |= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
 631       indirect_desc->next_buffer = bi;
 632       bi = indirect_buffer;
 633
 634       vring_packed_desc_t *id =
 635         (vring_packed_desc_t *) vlib_buffer_get_current (indirect_desc);
 636       u32 count = 1;
 637       if (is_pci)
 638         {
 639           d->addr = vlib_physmem_get_pa (vm, id);
 640           id->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b) - hdr_sz;
 641
 642           /*
 643            * If VIRTIO_F_ANY_LAYOUT is not negotiated, then virtio_net_hdr
 644            * should be presented in separate descriptor and data will start
 645            * from next descriptor.
 646            */
 647           if (is_any_layout)
 648             id->len = b->current_length + hdr_sz;
 649           else
 650             {
 651               id->len = hdr_sz;
 652               id->flags = 0;
 653               id->id = 0;
 654               count++;
 655               id++;
 656               id->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b);
 657               id->len = b->current_length;
 658             }
 659           while (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 660             {
 661               id->flags = 0;
 662               id->id = 0;
 663               count++;
 664               id++;
 665               b = vlib_get_buffer (vm, b->next_buffer);
 666               id->addr = vlib_buffer_get_current_pa (vm, b);
 667               id->len = b->current_length;
 668             }
 669         }
 670       id->flags = 0;
 671       id->id = 0;
 672       d->len = count * sizeof (vring_packed_desc_t);
 673       flags = VRING_DESC_F_INDIRECT;
 674     }
 675   else
 676     {
 677       ASSERT (0);
 678     }
 679   if (vring->avail_wrap_counter)
 680     {
 681       flags |= VRING_DESC_F_AVAIL;
 682       flags &= ~VRING_DESC_F_USED;
 683     }
 684   else
 685     {
 686       flags &= ~VRING_DESC_F_AVAIL;
 687       flags |= VRING_DESC_F_USED;
 688     }
 689
 690   d->id = next;
 691   d->flags = flags;
 692   vring->buffers[next] = bi;
 693   n_added++;
 694
 695 done:
 696   if (drop_inline != ~0)
 697     virtio_interface_drop_inline (vm, node->node_index, &bi, 1, drop_inline);
 698
 699   return n_added;
 700 }
 701
 702 static_always_inline uword
 703 virtio_interface_tx_packed_gso_inline (vlib_main_t * vm,
 704                                        vlib_node_runtime_t * node,
 705                                        virtio_if_t * vif,
 706                                        virtio_if_type_t type,
 707                                        virtio_vring_t * vring,
 708                                        u32 * buffers, u16 n_left,
 709                                        const int do_gso,
 710                                        const int csum_offload)
 711 {
 712   int is_pci = (type == VIRTIO_IF_TYPE_PCI);
 713   int is_tun = (type == VIRTIO_IF_TYPE_TUN);
 714   int is_indirect =
 715     ((vif->features & VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC)) != 0);
 716   int is_any_layout =
 717     ((vif->features & VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_F_ANY_LAYOUT)) != 0);
 718   const int hdr_sz = vif->virtio_net_hdr_sz;
 719   u16 sz = vring->size;
 720   u16 used, next, n_buffers = 0, n_buffers_left = 0;
 721   u16 n_vectors = n_left;
 722
 723
 724   used = vring->desc_in_use;
 725   next = vring->desc_next;
 726
 727   if (vif->packet_buffering)
 728     {
 729       n_buffers = n_buffers_left = virtio_vring_n_buffers (vring->buffering);
 730
 731       while (n_buffers_left && used < sz)
 732         {
 733           u16 n_added = 0;
 734
 735           u32 bi = virtio_vring_buffering_read_from_front (vring->buffering);
 736           if (bi == ~0)
 737             break;
 738           n_added = add_buffer_to_slot_packed (vm, node,
 739                                                vring, bi, next,
 740                                                hdr_sz, do_gso, csum_offload,
 741                                                is_pci, is_tun, is_indirect,
 742                                                is_any_layout);
 743           n_buffers_left--;
 744           if (PREDICT_FALSE (n_added == 0))
 745             continue;
 746
 747           used++;
 748           next++;
 749           if (next >= sz)
 750             {
 751               next = 0;
 752               vring->avail_wrap_counter ^= 1;
 753             }
 754         }
 755     }
 756
 757   while (n_left && used < sz)
 758     {
 759       u16 n_added = 0;
 760
 761       n_added = add_buffer_to_slot_packed (vm, node,
 762                                            vring, buffers[0], next,
 763                                            hdr_sz, do_gso, csum_offload,
 764                                            is_pci, is_tun, is_indirect,
 765                                            is_any_layout);
 766       buffers++;
 767       n_left--;
 768       if (PREDICT_FALSE (n_added == 0))
 769         continue;
 770
 771       used++;
 772       next++;
 773       if (next >= sz)
 774         {
 775           next = 0;
 776           vring->avail_wrap_counter ^= 1;
 777         }
 778     }
 779
 780   if (n_left != n_vectors || n_buffers != n_buffers_left)
 781     {
 782       CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
 783       vring->desc_next = next;
 784       vring->desc_in_use = used;
 785       CLIB_MEMORY_BARRIER ();
 786       if (vring->device_event->flags != VRING_EVENT_F_DISABLE)
 787         virtio_kick (vm, vring, vif);
 788     }
 789
 790   return n_left;
 791 }
 792
 793 static_always_inline void
 794 virtio_find_free_desc (virtio_vring_t * vring, u16 size, u16 mask,
 795                        u16 req, u16 next, u32 * first_free_desc_index,
 796                        u16 * free_desc_count)
 797 {
 798   u16 start = 0;
 799   /* next is used as hint: from where to start looking */
 800   for (u16 i = 0; i < size; i++, next++)
 801     {
 802       if (vring->buffers[next & mask] == ~0)
 803         {
 804           if (*first_free_desc_index == ~0)
 805             {
 806               *first_free_desc_index = (next & mask);
 807               start = i;
 808               (*free_desc_count)++;
 809               req--;
 810               if (req == 0)
 811                 break;
 812             }
 813           else
 814             {
 815               if (start + *free_desc_count == i)
 816                 {
 817                   (*free_desc_count)++;
 818                   req--;
 819                   if (req == 0)
 820                     break;
 821                 }
 822               else
 823                 break;
 824             }
 825         }
 826     }
 827 }
 828
 829 static_always_inline u16
 830 virtio_interface_tx_split_gso_inline (vlib_main_t * vm,
 831                                       vlib_node_runtime_t * node,
 832                                       virtio_if_t * vif,
 833                                       virtio_if_type_t type,
 834                                       virtio_vring_t * vring, u32 * buffers,
 835                                       u16 n_left, int do_gso,
 836                                       int csum_offload)
 837 {
 838   u16 used, next, avail, n_buffers = 0, n_buffers_left = 0;
 839   int is_pci = (type == VIRTIO_IF_TYPE_PCI);
 840   int is_tun = (type == VIRTIO_IF_TYPE_TUN);
 841   int is_indirect =
 842     ((vif->features & VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC)) != 0);
 843   int is_any_layout =
 844     ((vif->features & VIRTIO_FEATURE (VIRTIO_F_ANY_LAYOUT)) != 0);
 845   u16 sz = vring->size;
 846   int hdr_sz = vif->virtio_net_hdr_sz;
 847   u16 mask = sz - 1;
 848   u16 n_vectors = n_left;
 849
 850   used = vring->desc_in_use;
 851   next = vring->desc_next;
 852   avail = vring->avail->idx;
 853
 854   u16 free_desc_count = 0;
 855
 856   if (PREDICT_FALSE (vring->flags & VRING_TX_OUT_OF_ORDER))
 857     {
 858       u32 first_free_desc_index = ~0;
 859
 860       virtio_find_free_desc (vring, sz, mask, n_left, next,
 861                              &first_free_desc_index, &free_desc_count);
 862
 863       if (free_desc_count)
 864         next = first_free_desc_index;
 865     }
 866   else
 867     free_desc_count = sz - used;
 868
 869   if (vif->packet_buffering)
 870     {
 871       n_buffers = n_buffers_left = virtio_vring_n_buffers (vring->buffering);
 872
 873       while (n_buffers_left && free_desc_count)
 874         {
 875           u16 n_added = 0;
 876
 877           u32 bi = virtio_vring_buffering_read_from_front (vring->buffering);
 878           if (bi == ~0)
 879             break;
 880
 881           n_added = add_buffer_to_slot (vm, node, vring, bi, free_desc_count,
 882                                         avail, next, mask, hdr_sz, do_gso,
 883                                         csum_offload, is_pci, is_tun,
 884                                         is_indirect, is_any_layout);
 885           if (PREDICT_FALSE (n_added == 0))
 886             {
 887               n_buffers_left--;
 888               continue;
 889             }
 890           else if (PREDICT_FALSE (n_added > free_desc_count))
 891             break;
 892
 893           avail++;
 894           next = (next + n_added) & mask;
 895           used += n_added;
 896           n_buffers_left--;
 897           free_desc_count -= n_added;
 898         }
 899     }
 900
 901   while (n_left && free_desc_count)
 902     {
 903       u16 n_added = 0;
 904
 905       n_added = add_buffer_to_slot (vm, node, vring, buffers[0],
 906                                     free_desc_count, avail, next, mask,
 907                                     hdr_sz, do_gso, csum_offload, is_pci,
 908                                     is_tun, is_indirect, is_any_layout);
 909
 910       if (PREDICT_FALSE (n_added == 0))
 911         {
 912           buffers++;
 913           n_left--;
 914           continue;
 915         }
 916       else if (PREDICT_FALSE (n_added > free_desc_count))
 917         break;
 918
 919       avail++;
 920       next = (next + n_added) & mask;
 921       used += n_added;
 922       buffers++;
 923       n_left--;
 924       free_desc_count -= n_added;
 925     }
 926
 927   if (n_left != n_vectors || n_buffers != n_buffers_left)
 928     {
 929       CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
 930       vring->avail->idx = avail;
 931       vring->desc_next = next;
 932       vring->desc_in_use = used;
 933       if ((vring->used->flags & VRING_USED_F_NO_NOTIFY) == 0)
 934         virtio_kick (vm, vring, vif);
 935     }
 936
 937   return n_left;
 938 }
 939
 940 static_always_inline u16
 941 virtio_interface_tx_gso_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 942                                 virtio_if_t * vif,
 943                                 virtio_if_type_t type, virtio_vring_t * vring,
 944                                 u32 * buffers, u16 n_left, int packed,
 945                                 int do_gso, int csum_offload)
 946 {
 947   if (packed)
 948     return virtio_interface_tx_packed_gso_inline (vm, node, vif, type, vring,
 949                                                   buffers, n_left,
 950                                                   1 /* do_gso */ ,
 951                                                   1 /* checksum offload */ );
 952   else
 953     return virtio_interface_tx_split_gso_inline (vm, node, vif, type, vring,
 954                                                  buffers, n_left,
 955                                                  1 /* do_gso */ ,
 956                                                  1 /* checksum offload */ );
 957 }
 958
 959 static_always_inline u16
 960 virtio_interface_tx_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 961                             virtio_if_t * vif,
 962                             virtio_vring_t * vring, virtio_if_type_t type,
 963                             u32 * buffers, u16 n_left, int packed)
 964 {
 965   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 966   vnet_hw_interface_t *hw = vnet_get_hw_interface (vnm, vif->hw_if_index);
 967
 968   if (hw->flags & VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SUPPORTS_GSO)
 969     return virtio_interface_tx_gso_inline (vm, node, vif, type, vring,
 970                                            buffers, n_left, packed,
 971                                            1 /* do_gso */ ,
 972                                            1 /* checksum offload */ );
 973   else if (hw->flags & VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SUPPORTS_TX_L4_CKSUM_OFFLOAD)
 974     return virtio_interface_tx_gso_inline (vm, node, vif, type, vring,
 975                                            buffers, n_left, packed,
 976                                            0 /* no do_gso */ ,
 977                                            1 /* checksum offload */ );
 978   else
 979     return virtio_interface_tx_gso_inline (vm, node, vif, type, vring,
 980                                            buffers, n_left, packed,
 981                                            0 /* no do_gso */ ,
 982                                            0 /* no checksum offload */ );
 983 }
 984
 985 VNET_DEVICE_CLASS_TX_FN (virtio_device_class) (vlib_main_t * vm,
 986                                                vlib_node_runtime_t * node,
 987                                                vlib_frame_t * frame)
 988 {
 989   virtio_main_t *nm = &virtio_main;
 990   vnet_interface_output_runtime_t *rund = (void *) node->runtime_data;
 991   virtio_if_t *vif = pool_elt_at_index (nm->interfaces, rund->dev_instance);
 992   u16 qid = vm->thread_index % vif->num_txqs;
 993   virtio_vring_t *vring = vec_elt_at_index (vif->txq_vrings, qid);
 994   u16 n_left = frame->n_vectors;
 995   u32 *buffers = vlib_frame_vector_args (frame);
 996   u32 to[GRO_TO_VECTOR_SIZE (n_left)];
 997   int packed = vif->is_packed;
 998
 999   clib_spinlock_lock_if_init (&vring->lockp);
1000
1001   if ((vring->used->flags & VRING_USED_F_NO_NOTIFY) == 0 &&
1002       (vring->last_kick_avail_idx != vring->avail->idx))
1003     virtio_kick (vm, vring, vif);
1004
1005   if (vif->packet_coalesce)
1006     {
1007       n_left = vnet_gro_inline (vm, vring->flow_table, buffers, n_left, to);
1008       buffers = to;
1009     }
1010
1011   u16 retry_count = 2;
1012
1013 retry:
1014   /* free consumed buffers */
1015   virtio_free_used_device_desc (vm, vring, node->node_index, packed);
1016
1017   if (vif->type == VIRTIO_IF_TYPE_TAP)
1018     n_left = virtio_interface_tx_inline (vm, node, vif, vring,
1019                                          VIRTIO_IF_TYPE_TAP,
1020                                          &buffers[frame->n_vectors - n_left],
1021                                          n_left, packed);
1022   else if (vif->type == VIRTIO_IF_TYPE_PCI)
1023     n_left = virtio_interface_tx_inline (vm, node, vif, vring,
1024                                          VIRTIO_IF_TYPE_PCI,
1025                                          &buffers[frame->n_vectors - n_left],
1026                                          n_left, packed);
1027   else if (vif->type == VIRTIO_IF_TYPE_TUN)
1028     n_left = virtio_interface_tx_inline (vm, node, vif, vring,
1029                                          VIRTIO_IF_TYPE_TUN,
1030                                          &buffers[frame->n_vectors - n_left],
1031                                          n_left, packed);
1032   else
1033     ASSERT (0);
1034
1035   if (n_left && retry_count--)
1036     goto retry;
1037
1038   if (vif->packet_buffering && n_left)
1039     {
1040       u16 n_buffered = virtio_vring_buffering_store_packets (vring->buffering,
1041                                                              &buffers
1042                                                              [frame->n_vectors
1043                                                               - n_left],
1044                                                              n_left);
1045       buffers += n_buffered;
1046       n_left -= n_buffered;
1047     }
1048   if (n_left)
1049     virtio_interface_drop_inline (vm, node->node_index,
1050                                   &buffers[frame->n_vectors - n_left], n_left,
1051                                   VIRTIO_TX_ERROR_NO_FREE_SLOTS);
1052
1053   clib_spinlock_unlock_if_init (&vring->lockp);
1054
1055   return frame->n_vectors - n_left;
1056 }
1057
1058 static void
1059 virtio_set_interface_next_node (vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index,
1060                                 u32 node_index)
1061 {
1062   virtio_main_t *apm = &virtio_main;
1063   vnet_hw_interface_t *hw = vnet_get_hw_interface (vnm, hw_if_index);
1064   virtio_if_t *vif = pool_elt_at_index (apm->interfaces, hw->dev_instance);
1065
1066   /* Shut off redirection */
1067   if (node_index == ~0)
1068     {
1069       vif->per_interface_next_index = node_index;
1070       return;
1071     }
1072
1073   vif->per_interface_next_index =
1074     vlib_node_add_next (vlib_get_main (), virtio_input_node.index,
1075                         node_index);
1076 }
1077
1078 static void
1079 virtio_clear_hw_interface_counters (u32 instance)
1080 {
1081   /* Nothing for now */
1082 }
1083
1084 static clib_error_t *
1085 virtio_interface_rx_mode_change (vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index, u32 qid,
1086                                  vnet_hw_if_rx_mode mode)
1087 {
1088   vlib_main_t *vm = vnm->vlib_main;
1089   virtio_main_t *mm = &virtio_main;
1090   vnet_hw_interface_t *hw = vnet_get_hw_interface (vnm, hw_if_index);
1091   virtio_if_t *vif = pool_elt_at_index (mm->interfaces, hw->dev_instance);
1092   virtio_vring_t *rx_vring = vec_elt_at_index (vif->rxq_vrings, qid);
1093
1094   if (vif->type == VIRTIO_IF_TYPE_PCI && !(vif->support_int_mode))
1095     {
1096       rx_vring->avail->flags |= VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT;
1097       return clib_error_return (0, "interrupt mode is not supported");
1098     }
1099
1100   if (mode == VNET_HW_IF_RX_MODE_POLLING)
1101     {
1102       if (vif->packet_coalesce || vif->packet_buffering)
1103         {
1104           if (mm->interrupt_queues_count > 0)
1105             mm->interrupt_queues_count--;
1106           if (mm->interrupt_queues_count == 0)
1107             vlib_process_signal_event (vm,
1108                                        virtio_send_interrupt_node.index,
1109                                        VIRTIO_EVENT_STOP_TIMER, 0);
1110         }
1111       rx_vring->avail->flags |= VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT;
1112     }
1113   else
1114     {
1115       if (vif->packet_coalesce || vif->packet_buffering)
1116         {
1117           mm->interrupt_queues_count++;
1118           if (mm->interrupt_queues_count == 1)
1119             vlib_process_signal_event (vm,
1120                                        virtio_send_interrupt_node.index,
1121                                        VIRTIO_EVENT_START_TIMER, 0);
1122         }
1123       rx_vring->avail->flags &= ~VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT;
1124     }
1125
1126   rx_vring->mode = mode;
1127
1128   return 0;
1129 }
1130
1131 static clib_error_t *
1132 virtio_interface_admin_up_down (vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index, u32 flags)
1133 {
1134   virtio_main_t *mm = &virtio_main;
1135   vnet_hw_interface_t *hw = vnet_get_hw_interface (vnm, hw_if_index);
1136   virtio_if_t *vif = pool_elt_at_index (mm->interfaces, hw->dev_instance);
1137
1138   if (flags & VNET_SW_INTERFACE_FLAG_ADMIN_UP)
1139     {
1140       vif->flags |= VIRTIO_IF_FLAG_ADMIN_UP;
1141       vnet_hw_interface_set_flags (vnm, vif->hw_if_index,
1142                                    VNET_HW_INTERFACE_FLAG_LINK_UP);
1143     }
1144   else
1145     {
1146       vif->flags &= ~VIRTIO_IF_FLAG_ADMIN_UP;
1147       vnet_hw_interface_set_flags (vnm, vif->hw_if_index, 0);
1148     }
1149   return 0;
1150 }
1151
1152 static clib_error_t *
1153 virtio_subif_add_del_function (vnet_main_t * vnm,
1154                                u32 hw_if_index,
1155                                struct vnet_sw_interface_t *st, int is_add)
1156 {
1157   /* Nothing for now */
1158   return 0;
1159 }
1160
1161 /* *INDENT-OFF* */
1162 VNET_DEVICE_CLASS (virtio_device_class) = {
1163   .name = "virtio",
1164   .format_device_name = format_virtio_device_name,
1165   .format_device = format_virtio_device,
1166   .format_tx_trace = format_virtio_tx_trace,
1167   .tx_function_n_errors = VIRTIO_TX_N_ERROR,
1168   .tx_function_error_strings = virtio_tx_func_error_strings,
1169   .rx_redirect_to_node = virtio_set_interface_next_node,
1170   .clear_counters = virtio_clear_hw_interface_counters,
1171   .admin_up_down_function = virtio_interface_admin_up_down,
1172   .subif_add_del_function = virtio_subif_add_del_function,
1173   .rx_mode_change_function = virtio_interface_rx_mode_change,
1174 };
1175
1176 /* *INDENT-ON* */
1177
1178 /*
1179  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1180  *
1181  * Local Variables:
1182  * eval: (c-set-style "gnu")
1183  * End:
1184  */