sys/dev/virtio/network/if_vtnet.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2011, Bryan Venteicher <bryanv@FreeBSD.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  10  *    disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 /* Driver for VirtIO network devices. */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/sockio.h>
  36 #include <sys/mbuf.h>
  37 #include <sys/malloc.h>
  38 #include <sys/module.h>
  39 #include <sys/socket.h>
  40 #include <sys/sysctl.h>
  41 #include <sys/random.h>
  42 #include <sys/sglist.h>
  43 #include <sys/lock.h>
  44 #include <sys/mutex.h>
  45 #include <sys/taskqueue.h>
  46 #include <sys/smp.h>
  47 #include <machine/smp.h>
  48
  49 #include <vm/uma.h>
  50
  51 #include <net/ethernet.h>
  52 #include <net/if.h>
  53 #include <net/if_arp.h>
  54 #include <net/if_dl.h>
  55 #include <net/if_types.h>
  56 #include <net/if_media.h>
  57 #include <net/if_vlan_var.h>
  58
  59 #include <net/bpf.h>
  60
  61 #include <netinet/in_systm.h>
  62 #include <netinet/in.h>
  63 #include <netinet/ip.h>
  64 #include <netinet/ip6.h>
  65 #include <netinet6/ip6_var.h>
  66 #include <netinet/udp.h>
  67 #include <netinet/tcp.h>
  68 #include <netinet/sctp.h>
  69
  70 #include <machine/bus.h>
  71 #include <machine/resource.h>
  72 #include <sys/bus.h>
  73 #include <sys/rman.h>
  74
  75 #include <dev/virtio/virtio.h>
  76 #include <dev/virtio/virtqueue.h>
  77 #include <dev/virtio/network/virtio_net.h>
  78 #include <dev/virtio/network/if_vtnetvar.h>
  79
  80 #include "virtio_if.h"
  81
  82 #include "opt_inet.h"
  83 #include "opt_inet6.h"
  84
  85 static int      vtnet_modevent(module_t, int, void *);
  86
  87 static int      vtnet_probe(device_t);
  88 static int      vtnet_attach(device_t);
  89 static int      vtnet_detach(device_t);
  90 static int      vtnet_suspend(device_t);
  91 static int      vtnet_resume(device_t);
  92 static int      vtnet_shutdown(device_t);
  93 static int      vtnet_attach_completed(device_t);
  94 static int      vtnet_config_change(device_t);
  95
  96 static void     vtnet_negotiate_features(struct vtnet_softc *);
  97 static void     vtnet_setup_features(struct vtnet_softc *);
  98 static int      vtnet_init_rxq(struct vtnet_softc *, int);
  99 static int      vtnet_init_txq(struct vtnet_softc *, int);
 100 static int      vtnet_alloc_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 101 static void     vtnet_free_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 102 static int      vtnet_alloc_rx_filters(struct vtnet_softc *);
 103 static void     vtnet_free_rx_filters(struct vtnet_softc *);
 104 static int      vtnet_alloc_virtqueues(struct vtnet_softc *);
 105 static int      vtnet_setup_interface(struct vtnet_softc *);
 106 static int      vtnet_change_mtu(struct vtnet_softc *, int);
 107 static int      vtnet_ioctl(struct ifnet *, u_long, caddr_t);
 108
 109 static int      vtnet_rxq_populate(struct vtnet_rxq *);
 110 static void     vtnet_rxq_free_mbufs(struct vtnet_rxq *);
 111 static struct mbuf *
 112                 vtnet_rx_alloc_buf(struct vtnet_softc *, int , struct mbuf **);
 113 static int      vtnet_rxq_replace_lro_nomgr_buf(struct vtnet_rxq *,
 114                     struct mbuf *, int);
 115 static int      vtnet_rxq_replace_buf(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *, int);
 116 static int      vtnet_rxq_enqueue_buf(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *);
 117 static int      vtnet_rxq_new_buf(struct vtnet_rxq *);
 118 static int      vtnet_rxq_csum(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *,
 119                      struct virtio_net_hdr *);
 120 static void     vtnet_rxq_discard_merged_bufs(struct vtnet_rxq *, int);
 121 static void     vtnet_rxq_discard_buf(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *);
 122 static int      vtnet_rxq_merged_eof(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *, int);
 123 static void     vtnet_rxq_input(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *,
 124                     struct virtio_net_hdr *);
 125 static int      vtnet_rxq_eof(struct vtnet_rxq *);
 126 static void     vtnet_rx_vq_intr(void *);
 127 static void     vtnet_rxq_tq_intr(void *, int);
 128
 129 static int      vtnet_txq_below_threshold(struct vtnet_txq *);
 130 static int      vtnet_txq_notify(struct vtnet_txq *);
 131 static void     vtnet_txq_free_mbufs(struct vtnet_txq *);
 132 static int      vtnet_txq_offload_ctx(struct vtnet_txq *, struct mbuf *,
 133                     int *, int *, int *);
 134 static int      vtnet_txq_offload_tso(struct vtnet_txq *, struct mbuf *, int,
 135                     int, struct virtio_net_hdr *);
 136 static struct mbuf *
 137                 vtnet_txq_offload(struct vtnet_txq *, struct mbuf *,
 138                     struct virtio_net_hdr *);
 139 static int      vtnet_txq_enqueue_buf(struct vtnet_txq *, struct mbuf **,
 140                     struct vtnet_tx_header *);
 141 static int      vtnet_txq_encap(struct vtnet_txq *, struct mbuf **);
 142 #ifdef VTNET_LEGACY_TX
 143 static void     vtnet_start_locked(struct vtnet_txq *, struct ifnet *);
 144 static void     vtnet_start(struct ifnet *);
 145 #else
 146 static int      vtnet_txq_mq_start_locked(struct vtnet_txq *, struct mbuf *);
 147 static int      vtnet_txq_mq_start(struct ifnet *, struct mbuf *);
 148 static void     vtnet_txq_tq_deferred(void *, int);
 149 #endif
 150 static void     vtnet_txq_start(struct vtnet_txq *);
 151 static void     vtnet_txq_tq_intr(void *, int);
 152 static int      vtnet_txq_eof(struct vtnet_txq *);
 153 static void     vtnet_tx_vq_intr(void *);
 154 static void     vtnet_tx_start_all(struct vtnet_softc *);
 155
 156 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 157 static void     vtnet_qflush(struct ifnet *);
 158 #endif
 159
 160 static int      vtnet_watchdog(struct vtnet_txq *);
 161 static void     vtnet_rxq_accum_stats(struct vtnet_rxq *,
 162                     struct vtnet_rxq_stats *);
 163 static void     vtnet_txq_accum_stats(struct vtnet_txq *,
 164                     struct vtnet_txq_stats *);
 165 static void     vtnet_accumulate_stats(struct vtnet_softc *);
 166 static void     vtnet_tick(void *);
 167
 168 static void     vtnet_start_taskqueues(struct vtnet_softc *);
 169 static void     vtnet_free_taskqueues(struct vtnet_softc *);
 170 static void     vtnet_drain_taskqueues(struct vtnet_softc *);
 171
 172 static void     vtnet_drain_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 173 static void     vtnet_stop_rendezvous(struct vtnet_softc *);
 174 static void     vtnet_stop(struct vtnet_softc *);
 175 static int      vtnet_virtio_reinit(struct vtnet_softc *);
 176 static void     vtnet_init_rx_filters(struct vtnet_softc *);
 177 static int      vtnet_init_rx_queues(struct vtnet_softc *);
 178 static int      vtnet_init_tx_queues(struct vtnet_softc *);
 179 static int      vtnet_init_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 180 static void     vtnet_set_active_vq_pairs(struct vtnet_softc *);
 181 static int      vtnet_reinit(struct vtnet_softc *);
 182 static void     vtnet_init_locked(struct vtnet_softc *);
 183 static void     vtnet_init(void *);
 184
 185 static void     vtnet_free_ctrl_vq(struct vtnet_softc *);
 186 static void     vtnet_exec_ctrl_cmd(struct vtnet_softc *, void *,
 187                     struct sglist *, int, int);
 188 static int      vtnet_ctrl_mac_cmd(struct vtnet_softc *, uint8_t *);
 189 static int      vtnet_ctrl_mq_cmd(struct vtnet_softc *, uint16_t);
 190 static int      vtnet_ctrl_rx_cmd(struct vtnet_softc *, int, int);
 191 static int      vtnet_set_promisc(struct vtnet_softc *, int);
 192 static int      vtnet_set_allmulti(struct vtnet_softc *, int);
 193 static void     vtnet_attach_disable_promisc(struct vtnet_softc *);
 194 static void     vtnet_rx_filter(struct vtnet_softc *);
 195 static void     vtnet_rx_filter_mac(struct vtnet_softc *);
 196 static int      vtnet_exec_vlan_filter(struct vtnet_softc *, int, uint16_t);
 197 static void     vtnet_rx_filter_vlan(struct vtnet_softc *);
 198 static void     vtnet_update_vlan_filter(struct vtnet_softc *, int, uint16_t);
 199 static void     vtnet_register_vlan(void *, struct ifnet *, uint16_t);
 200 static void     vtnet_unregister_vlan(void *, struct ifnet *, uint16_t);
 201
 202 static int      vtnet_is_link_up(struct vtnet_softc *);
 203 static void     vtnet_update_link_status(struct vtnet_softc *);
 204 static int      vtnet_ifmedia_upd(struct ifnet *);
 205 static void     vtnet_ifmedia_sts(struct ifnet *, struct ifmediareq *);
 206 static void     vtnet_get_hwaddr(struct vtnet_softc *);
 207 static void     vtnet_set_hwaddr(struct vtnet_softc *);
 208 static void     vtnet_vlan_tag_remove(struct mbuf *);
 209 static void     vtnet_set_rx_process_limit(struct vtnet_softc *);
 210 static void     vtnet_set_tx_intr_threshold(struct vtnet_softc *);
 211
 212 static void     vtnet_setup_rxq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *,
 213                     struct sysctl_oid_list *, struct vtnet_rxq *);
 214 static void     vtnet_setup_txq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *,
 215                     struct sysctl_oid_list *, struct vtnet_txq *);
 216 static void     vtnet_setup_queue_sysctl(struct vtnet_softc *);
 217 static void     vtnet_setup_sysctl(struct vtnet_softc *);
 218
 219 static int      vtnet_rxq_enable_intr(struct vtnet_rxq *);
 220 static void     vtnet_rxq_disable_intr(struct vtnet_rxq *);
 221 static int      vtnet_txq_enable_intr(struct vtnet_txq *);
 222 static void     vtnet_txq_disable_intr(struct vtnet_txq *);
 223 static void     vtnet_enable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 224 static void     vtnet_enable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 225 static void     vtnet_enable_interrupts(struct vtnet_softc *);
 226 static void     vtnet_disable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 227 static void     vtnet_disable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 228 static void     vtnet_disable_interrupts(struct vtnet_softc *);
 229
 230 static int      vtnet_tunable_int(struct vtnet_softc *, const char *, int);
 231
 232 /* Tunables. */
 233 static int vtnet_csum_disable = 0;
 234 TUNABLE_INT("hw.vtnet.csum_disable", &vtnet_csum_disable);
 235 static int vtnet_tso_disable = 0;
 236 TUNABLE_INT("hw.vtnet.tso_disable", &vtnet_tso_disable);
 237 static int vtnet_lro_disable = 0;
 238 TUNABLE_INT("hw.vtnet.lro_disable", &vtnet_lro_disable);
 239 static int vtnet_mq_disable = 0;
 240 TUNABLE_INT("hw.vtnet.mq_disable", &vtnet_mq_disable);
 241 static int vtnet_mq_max_pairs = 0;
 242 TUNABLE_INT("hw.vtnet.mq_max_pairs", &vtnet_mq_max_pairs);
 243 static int vtnet_rx_process_limit = 512;
 244 TUNABLE_INT("hw.vtnet.rx_process_limit", &vtnet_rx_process_limit);
 245
 246 static uma_zone_t vtnet_tx_header_zone;
 247
 248 static struct virtio_feature_desc vtnet_feature_desc[] = {
 249         { VIRTIO_NET_F_CSUM,            "TxChecksum"    },
 250         { VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM,      "RxChecksum"    },
 251         { VIRTIO_NET_F_MAC,             "MacAddress"    },
 252         { VIRTIO_NET_F_GSO,             "TxAllGSO"      },
 253         { VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4,      "RxTSOv4"       },
 254         { VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6,      "RxTSOv6"       },
 255         { VIRTIO_NET_F_GUEST_ECN,       "RxECN"         },
 256         { VIRTIO_NET_F_GUEST_UFO,       "RxUFO"         },
 257         { VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4,       "TxTSOv4"       },
 258         { VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6,       "TxTSOv6"       },
 259         { VIRTIO_NET_F_HOST_ECN,        "TxTSOECN"      },
 260         { VIRTIO_NET_F_HOST_UFO,        "TxUFO"         },
 261         { VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF,       "MrgRxBuf"      },
 262         { VIRTIO_NET_F_STATUS,          "Status"        },
 263         { VIRTIO_NET_F_CTRL_VQ,         "ControlVq"     },
 264         { VIRTIO_NET_F_CTRL_RX,         "RxMode"        },
 265         { VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN,       "VLanFilter"    },
 266         { VIRTIO_NET_F_CTRL_RX_EXTRA,   "RxModeExtra"   },
 267         { VIRTIO_NET_F_GUEST_ANNOUNCE,  "GuestAnnounce" },
 268         { VIRTIO_NET_F_MQ,              "Multiqueue"    },
 269         { VIRTIO_NET_F_CTRL_MAC_ADDR,   "SetMacAddress" },
 270
 271         { 0, NULL }
 272 };
 273
 274 static device_method_t vtnet_methods[] = {
 275         /* Device methods. */
 276         DEVMETHOD(device_probe,                 vtnet_probe),
 277         DEVMETHOD(device_attach,                vtnet_attach),
 278         DEVMETHOD(device_detach,                vtnet_detach),
 279         DEVMETHOD(device_suspend,               vtnet_suspend),
 280         DEVMETHOD(device_resume,                vtnet_resume),
 281         DEVMETHOD(device_shutdown,              vtnet_shutdown),
 282
 283         /* VirtIO methods. */
 284         DEVMETHOD(virtio_attach_completed,      vtnet_attach_completed),
 285         DEVMETHOD(virtio_config_change,         vtnet_config_change),
 286
 287         DEVMETHOD_END
 288 };
 289
 290 #ifdef DEV_NETMAP
 291 #include <dev/netmap/if_vtnet_netmap.h>
 292 #endif /* DEV_NETMAP */
 293
 294 static driver_t vtnet_driver = {
 295         "vtnet",
 296         vtnet_methods,
 297         sizeof(struct vtnet_softc)
 298 };
 299 static devclass_t vtnet_devclass;
 300
 301 DRIVER_MODULE(vtnet, virtio_pci, vtnet_driver, vtnet_devclass,
 302     vtnet_modevent, 0);
 303 MODULE_VERSION(vtnet, 1);
 304 MODULE_DEPEND(vtnet, virtio, 1, 1, 1);
 305
 306 static int
 307 vtnet_modevent(module_t mod, int type, void *unused)
 308 {
 309         int error;
 310
 311         error = 0;
 312
 313         switch (type) {
 314         case MOD_LOAD:
 315                 vtnet_tx_header_zone = uma_zcreate("vtnet_tx_hdr",
 316                     sizeof(struct vtnet_tx_header),
 317                     NULL, NULL, NULL, NULL, 0, 0);
 318                 break;
 319         case MOD_QUIESCE:
 320         case MOD_UNLOAD:
 321                 if (uma_zone_get_cur(vtnet_tx_header_zone) > 0)
 322                         error = EBUSY;
 323                 else if (type == MOD_UNLOAD) {
 324                         uma_zdestroy(vtnet_tx_header_zone);
 325                         vtnet_tx_header_zone = NULL;
 326                 }
 327                 break;
 328         case MOD_SHUTDOWN:
 329                 break;
 330         default:
 331                 error = EOPNOTSUPP;
 332                 break;
 333         }
 334
 335         return (error);
 336 }
 337
 338 static int
 339 vtnet_probe(device_t dev)
 340 {
 341
 342         if (virtio_get_device_type(dev) != VIRTIO_ID_NETWORK)
 343                 return (ENXIO);
 344
 345         device_set_desc(dev, "VirtIO Networking Adapter");
 346
 347         return (BUS_PROBE_DEFAULT);
 348 }
 349
 350 static int
 351 vtnet_attach(device_t dev)
 352 {
 353         struct vtnet_softc *sc;
 354         int error;
 355
 356         sc = device_get_softc(dev);
 357         sc->vtnet_dev = dev;
 358
 359         /* Register our feature descriptions. */
 360         virtio_set_feature_desc(dev, vtnet_feature_desc);
 361
 362         VTNET_CORE_LOCK_INIT(sc);
 363         callout_init_mtx(&sc->vtnet_tick_ch, VTNET_CORE_MTX(sc), 0);
 364
 365         vtnet_setup_sysctl(sc);
 366         vtnet_setup_features(sc);
 367
 368         error = vtnet_alloc_rx_filters(sc);
 369         if (error) {
 370                 device_printf(dev, "cannot allocate Rx filters\n");
 371                 goto fail;
 372         }
 373
 374         error = vtnet_alloc_rxtx_queues(sc);
 375         if (error) {
 376                 device_printf(dev, "cannot allocate queues\n");
 377                 goto fail;
 378         }
 379
 380         error = vtnet_alloc_virtqueues(sc);
 381         if (error) {
 382                 device_printf(dev, "cannot allocate virtqueues\n");
 383                 goto fail;
 384         }
 385
 386         error = vtnet_setup_interface(sc);
 387         if (error) {
 388                 device_printf(dev, "cannot setup interface\n");
 389                 goto fail;
 390         }
 391
 392         error = virtio_setup_intr(dev, INTR_TYPE_NET);
 393         if (error) {
 394                 device_printf(dev, "cannot setup virtqueue interrupts\n");
 395                 /* BMV: This will crash if during boot! */
 396                 ether_ifdetach(sc->vtnet_ifp);
 397                 goto fail;
 398         }
 399
 400 #ifdef DEV_NETMAP
 401         vtnet_netmap_attach(sc);
 402 #endif /* DEV_NETMAP */
 403
 404         vtnet_start_taskqueues(sc);
 405
 406 fail:
 407         if (error)
 408                 vtnet_detach(dev);
 409
 410         return (error);
 411 }
 412
 413 static int
 414 vtnet_detach(device_t dev)
 415 {
 416         struct vtnet_softc *sc;
 417         struct ifnet *ifp;
 418
 419         sc = device_get_softc(dev);
 420         ifp = sc->vtnet_ifp;
 421
 422         if (device_is_attached(dev)) {
 423                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
 424                 vtnet_stop(sc);
 425                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 426
 427                 callout_drain(&sc->vtnet_tick_ch);
 428                 vtnet_drain_taskqueues(sc);
 429
 430                 ether_ifdetach(ifp);
 431         }
 432
 433 #ifdef DEV_NETMAP
 434         netmap_detach(ifp);
 435 #endif /* DEV_NETMAP */
 436
 437         vtnet_free_taskqueues(sc);
 438
 439         if (sc->vtnet_vlan_attach != NULL) {
 440                 EVENTHANDLER_DEREGISTER(vlan_config, sc->vtnet_vlan_attach);
 441                 sc->vtnet_vlan_attach = NULL;
 442         }
 443         if (sc->vtnet_vlan_detach != NULL) {
 444                 EVENTHANDLER_DEREGISTER(vlan_unconfg, sc->vtnet_vlan_detach);
 445                 sc->vtnet_vlan_detach = NULL;
 446         }
 447
 448         ifmedia_removeall(&sc->vtnet_media);
 449
 450         if (ifp != NULL) {
 451                 if_free(ifp);
 452                 sc->vtnet_ifp = NULL;
 453         }
 454
 455         vtnet_free_rxtx_queues(sc);
 456         vtnet_free_rx_filters(sc);
 457
 458         if (sc->vtnet_ctrl_vq != NULL)
 459                 vtnet_free_ctrl_vq(sc);
 460
 461         VTNET_CORE_LOCK_DESTROY(sc);
 462
 463         return (0);
 464 }
 465
 466 static int
 467 vtnet_suspend(device_t dev)
 468 {
 469         struct vtnet_softc *sc;
 470
 471         sc = device_get_softc(dev);
 472
 473         VTNET_CORE_LOCK(sc);
 474         vtnet_stop(sc);
 475         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_SUSPENDED;
 476         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 477
 478         return (0);
 479 }
 480
 481 static int
 482 vtnet_resume(device_t dev)
 483 {
 484         struct vtnet_softc *sc;
 485         struct ifnet *ifp;
 486
 487         sc = device_get_softc(dev);
 488         ifp = sc->vtnet_ifp;
 489
 490         VTNET_CORE_LOCK(sc);
 491         if (ifp->if_flags & IFF_UP)
 492                 vtnet_init_locked(sc);
 493         sc->vtnet_flags &= ~VTNET_FLAG_SUSPENDED;
 494         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 495
 496         return (0);
 497 }
 498
 499 static int
 500 vtnet_shutdown(device_t dev)
 501 {
 502
 503         /*
 504          * Suspend already does all of what we need to
 505          * do here; we just never expect to be resumed.
 506          */
 507         return (vtnet_suspend(dev));
 508 }
 509
 510 static int
 511 vtnet_attach_completed(device_t dev)
 512 {
 513
 514         vtnet_attach_disable_promisc(device_get_softc(dev));
 515
 516         return (0);
 517 }
 518
 519 static int
 520 vtnet_config_change(device_t dev)
 521 {
 522         struct vtnet_softc *sc;
 523
 524         sc = device_get_softc(dev);
 525
 526         VTNET_CORE_LOCK(sc);
 527         vtnet_update_link_status(sc);
 528         if (sc->vtnet_link_active != 0)
 529                 vtnet_tx_start_all(sc);
 530         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 531
 532         return (0);
 533 }
 534
 535 static void
 536 vtnet_negotiate_features(struct vtnet_softc *sc)
 537 {
 538         device_t dev;
 539         uint64_t mask, features;
 540
 541         dev = sc->vtnet_dev;
 542         mask = 0;
 543
 544         /*
 545          * TSO and LRO are only available when their corresponding checksum
 546          * offload feature is also negotiated.
 547          */
 548         if (vtnet_tunable_int(sc, "csum_disable", vtnet_csum_disable)) {
 549                 mask |= VIRTIO_NET_F_CSUM | VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM;
 550                 mask |= VTNET_TSO_FEATURES | VTNET_LRO_FEATURES;
 551         }
 552         if (vtnet_tunable_int(sc, "tso_disable", vtnet_tso_disable))
 553                 mask |= VTNET_TSO_FEATURES;
 554         if (vtnet_tunable_int(sc, "lro_disable", vtnet_lro_disable))
 555                 mask |= VTNET_LRO_FEATURES;
 556 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 557         if (vtnet_tunable_int(sc, "mq_disable", vtnet_mq_disable))
 558                 mask |= VIRTIO_NET_F_MQ;
 559 #else
 560         mask |= VIRTIO_NET_F_MQ;
 561 #endif
 562
 563         features = VTNET_FEATURES & ~mask;
 564         sc->vtnet_features = virtio_negotiate_features(dev, features);
 565
 566         if (virtio_with_feature(dev, VTNET_LRO_FEATURES) &&
 567             virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF) == 0) {
 568                 /*
 569                  * LRO without mergeable buffers requires special care. This
 570                  * is not ideal because every receive buffer must be large
 571                  * enough to hold the maximum TCP packet, the Ethernet header,
 572                  * and the header. This requires up to 34 descriptors with
 573                  * MCLBYTES clusters. If we do not have indirect descriptors,
 574                  * LRO is disabled since the virtqueue will not contain very
 575                  * many receive buffers.
 576                  */
 577                 if (!virtio_with_feature(dev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC)) {
 578                         device_printf(dev,
 579                             "LRO disabled due to both mergeable buffers and "
 580                             "indirect descriptors not negotiated\n");
 581
 582                         features &= ~VTNET_LRO_FEATURES;
 583                         sc->vtnet_features =
 584                             virtio_negotiate_features(dev, features);
 585                 } else
 586                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_LRO_NOMRG;
 587         }
 588 }
 589
 590 static void
 591 vtnet_setup_features(struct vtnet_softc *sc)
 592 {
 593         device_t dev;
 594         int max_pairs, max;
 595
 596         dev = sc->vtnet_dev;
 597
 598         vtnet_negotiate_features(sc);
 599
 600         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 601                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_INDIRECT;
 602         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX))
 603                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_EVENT_IDX;
 604
 605         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MAC)) {
 606                 /* This feature should always be negotiated. */
 607                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_MAC;
 608         }
 609
 610         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF)) {
 611                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS;
 612                 sc->vtnet_hdr_size = sizeof(struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf);
 613         } else
 614                 sc->vtnet_hdr_size = sizeof(struct virtio_net_hdr);
 615
 616         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS)
 617                 sc->vtnet_rx_nsegs = VTNET_MRG_RX_SEGS;
 618         else if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG)
 619                 sc->vtnet_rx_nsegs = VTNET_MAX_RX_SEGS;
 620         else
 621                 sc->vtnet_rx_nsegs = VTNET_MIN_RX_SEGS;
 622
 623         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GSO) ||
 624             virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4) ||
 625             virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6))
 626                 sc->vtnet_tx_nsegs = VTNET_MAX_TX_SEGS;
 627         else
 628                 sc->vtnet_tx_nsegs = VTNET_MIN_TX_SEGS;
 629
 630         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_VQ)) {
 631                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_CTRL_VQ;
 632
 633                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_RX))
 634                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_CTRL_RX;
 635                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN))
 636                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_VLAN_FILTER;
 637                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_MAC_ADDR))
 638                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_CTRL_MAC;
 639         }
 640
 641         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MQ) &&
 642             sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ) {
 643                 max_pairs = virtio_read_dev_config_2(dev,
 644                     offsetof(struct virtio_net_config, max_virtqueue_pairs));
 645                 if (max_pairs < VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MIN ||
 646                     max_pairs > VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MAX)
 647                         max_pairs = 1;
 648         } else
 649                 max_pairs = 1;
 650
 651         if (max_pairs > 1) {
 652                 /*
 653                  * Limit the maximum number of queue pairs to the number of
 654                  * CPUs or the configured maximum. The actual number of
 655                  * queues that get used may be less.
 656                  */
 657                 max = vtnet_tunable_int(sc, "mq_max_pairs", vtnet_mq_max_pairs);
 658                 if (max > 0 && max_pairs > max)
 659                         max_pairs = max;
 660                 if (max_pairs > mp_ncpus)
 661                         max_pairs = mp_ncpus;
 662                 if (max_pairs > VTNET_MAX_QUEUE_PAIRS)
 663                         max_pairs = VTNET_MAX_QUEUE_PAIRS;
 664                 if (max_pairs > 1)
 665                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_MULTIQ;
 666         }
 667
 668         sc->vtnet_max_vq_pairs = max_pairs;
 669 }
 670
 671 static int
 672 vtnet_init_rxq(struct vtnet_softc *sc, int id)
 673 {
 674         struct vtnet_rxq *rxq;
 675
 676         rxq = &sc->vtnet_rxqs[id];
 677
 678         snprintf(rxq->vtnrx_name, sizeof(rxq->vtnrx_name), "%s-rx%d",
 679             device_get_nameunit(sc->vtnet_dev), id);
 680         mtx_init(&rxq->vtnrx_mtx, rxq->vtnrx_name, NULL, MTX_DEF);
 681
 682         rxq->vtnrx_sc = sc;
 683         rxq->vtnrx_id = id;
 684
 685         rxq->vtnrx_sg = sglist_alloc(sc->vtnet_rx_nsegs, M_NOWAIT);
 686         if (rxq->vtnrx_sg == NULL)
 687                 return (ENOMEM);
 688
 689         TASK_INIT(&rxq->vtnrx_intrtask, 0, vtnet_rxq_tq_intr, rxq);
 690         rxq->vtnrx_tq = taskqueue_create(rxq->vtnrx_name, M_NOWAIT,
 691             taskqueue_thread_enqueue, &rxq->vtnrx_tq);
 692
 693         return (rxq->vtnrx_tq == NULL ? ENOMEM : 0);
 694 }
 695
 696 static int
 697 vtnet_init_txq(struct vtnet_softc *sc, int id)
 698 {
 699         struct vtnet_txq *txq;
 700
 701         txq = &sc->vtnet_txqs[id];
 702
 703         snprintf(txq->vtntx_name, sizeof(txq->vtntx_name), "%s-tx%d",
 704             device_get_nameunit(sc->vtnet_dev), id);
 705         mtx_init(&txq->vtntx_mtx, txq->vtntx_name, NULL, MTX_DEF);
 706
 707         txq->vtntx_sc = sc;
 708         txq->vtntx_id = id;
 709
 710         txq->vtntx_sg = sglist_alloc(sc->vtnet_tx_nsegs, M_NOWAIT);
 711         if (txq->vtntx_sg == NULL)
 712                 return (ENOMEM);
 713
 714 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 715         txq->vtntx_br = buf_ring_alloc(VTNET_DEFAULT_BUFRING_SIZE, M_DEVBUF,
 716             M_NOWAIT, &txq->vtntx_mtx);
 717         if (txq->vtntx_br == NULL)
 718                 return (ENOMEM);
 719
 720         TASK_INIT(&txq->vtntx_defrtask, 0, vtnet_txq_tq_deferred, txq);
 721 #endif
 722         TASK_INIT(&txq->vtntx_intrtask, 0, vtnet_txq_tq_intr, txq);
 723         txq->vtntx_tq = taskqueue_create(txq->vtntx_name, M_NOWAIT,
 724             taskqueue_thread_enqueue, &txq->vtntx_tq);
 725         if (txq->vtntx_tq == NULL)
 726                 return (ENOMEM);
 727
 728         return (0);
 729 }
 730
 731 static int
 732 vtnet_alloc_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
 733 {
 734         int i, npairs, error;
 735
 736         npairs = sc->vtnet_max_vq_pairs;
 737
 738         sc->vtnet_rxqs = malloc(sizeof(struct vtnet_rxq) * npairs, M_DEVBUF,
 739             M_NOWAIT | M_ZERO);
 740         sc->vtnet_txqs = malloc(sizeof(struct vtnet_txq) * npairs, M_DEVBUF,
 741             M_NOWAIT | M_ZERO);
 742         if (sc->vtnet_rxqs == NULL || sc->vtnet_txqs == NULL)
 743                 return (ENOMEM);
 744
 745         for (i = 0; i < npairs; i++) {
 746                 error = vtnet_init_rxq(sc, i);
 747                 if (error)
 748                         return (error);
 749                 error = vtnet_init_txq(sc, i);
 750                 if (error)
 751                         return (error);
 752         }
 753
 754         vtnet_setup_queue_sysctl(sc);
 755
 756         return (0);
 757 }
 758
 759 static void
 760 vtnet_destroy_rxq(struct vtnet_rxq *rxq)
 761 {
 762
 763         rxq->vtnrx_sc = NULL;
 764         rxq->vtnrx_id = -1;
 765
 766         if (rxq->vtnrx_sg != NULL) {
 767                 sglist_free(rxq->vtnrx_sg);
 768                 rxq->vtnrx_sg = NULL;
 769         }
 770
 771         if (mtx_initialized(&rxq->vtnrx_mtx) != 0)
 772                 mtx_destroy(&rxq->vtnrx_mtx);
 773 }
 774
 775 static void
 776 vtnet_destroy_txq(struct vtnet_txq *txq)
 777 {
 778
 779         txq->vtntx_sc = NULL;
 780         txq->vtntx_id = -1;
 781
 782         if (txq->vtntx_sg != NULL) {
 783                 sglist_free(txq->vtntx_sg);
 784                 txq->vtntx_sg = NULL;
 785         }
 786
 787 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 788         if (txq->vtntx_br != NULL) {
 789                 buf_ring_free(txq->vtntx_br, M_DEVBUF);
 790                 txq->vtntx_br = NULL;
 791         }
 792 #endif
 793
 794         if (mtx_initialized(&txq->vtntx_mtx) != 0)
 795                 mtx_destroy(&txq->vtntx_mtx);
 796 }
 797
 798 static void
 799 vtnet_free_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
 800 {
 801         int i;
 802
 803         if (sc->vtnet_rxqs != NULL) {
 804                 for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++)
 805                         vtnet_destroy_rxq(&sc->vtnet_rxqs[i]);
 806                 free(sc->vtnet_rxqs, M_DEVBUF);
 807                 sc->vtnet_rxqs = NULL;
 808         }
 809
 810         if (sc->vtnet_txqs != NULL) {
 811                 for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++)
 812                         vtnet_destroy_txq(&sc->vtnet_txqs[i]);
 813                 free(sc->vtnet_txqs, M_DEVBUF);
 814                 sc->vtnet_txqs = NULL;
 815         }
 816 }
 817
 818 static int
 819 vtnet_alloc_rx_filters(struct vtnet_softc *sc)
 820 {
 821
 822         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) {
 823                 sc->vtnet_mac_filter = malloc(sizeof(struct vtnet_mac_filter),
 824                     M_DEVBUF, M_NOWAIT | M_ZERO);
 825                 if (sc->vtnet_mac_filter == NULL)
 826                         return (ENOMEM);
 827         }
 828
 829         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_VLAN_FILTER) {
 830                 sc->vtnet_vlan_filter = malloc(sizeof(uint32_t) *
 831                     VTNET_VLAN_FILTER_NWORDS, M_DEVBUF, M_NOWAIT | M_ZERO);
 832                 if (sc->vtnet_vlan_filter == NULL)
 833                         return (ENOMEM);
 834         }
 835
 836         return (0);
 837 }
 838
 839 static void
 840 vtnet_free_rx_filters(struct vtnet_softc *sc)
 841 {
 842
 843         if (sc->vtnet_mac_filter != NULL) {
 844                 free(sc->vtnet_mac_filter, M_DEVBUF);
 845                 sc->vtnet_mac_filter = NULL;
 846         }
 847
 848         if (sc->vtnet_vlan_filter != NULL) {
 849                 free(sc->vtnet_vlan_filter, M_DEVBUF);
 850                 sc->vtnet_vlan_filter = NULL;
 851         }
 852 }
 853
 854 static int
 855 vtnet_alloc_virtqueues(struct vtnet_softc *sc)
 856 {
 857         device_t dev;
 858         struct vq_alloc_info *info;
 859         struct vtnet_rxq *rxq;
 860         struct vtnet_txq *txq;
 861         int i, idx, flags, nvqs, error;
 862
 863         dev = sc->vtnet_dev;
 864         flags = 0;
 865
 866         nvqs = sc->vtnet_max_vq_pairs * 2;
 867         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ)
 868                 nvqs++;
 869
 870         info = malloc(sizeof(struct vq_alloc_info) * nvqs, M_TEMP, M_NOWAIT);
 871         if (info == NULL)
 872                 return (ENOMEM);
 873
 874         for (i = 0, idx = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++, idx+=2) {
 875                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
 876                 VQ_ALLOC_INFO_INIT(&info[idx], sc->vtnet_rx_nsegs,
 877                     vtnet_rx_vq_intr, rxq, &rxq->vtnrx_vq,
 878                     "%s-%d rx", device_get_nameunit(dev), rxq->vtnrx_id);
 879
 880                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
 881                 VQ_ALLOC_INFO_INIT(&info[idx+1], sc->vtnet_tx_nsegs,
 882                     vtnet_tx_vq_intr, txq, &txq->vtntx_vq,
 883                     "%s-%d tx", device_get_nameunit(dev), txq->vtntx_id);
 884         }
 885
 886         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ) {
 887                 VQ_ALLOC_INFO_INIT(&info[idx], 0, NULL, NULL,
 888                     &sc->vtnet_ctrl_vq, "%s ctrl", device_get_nameunit(dev));
 889         }
 890
 891         /*
 892          * Enable interrupt binding if this is multiqueue. This only matters
 893          * when per-vq MSIX is available.
 894          */
 895         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MULTIQ)
 896                 flags |= 0;
 897
 898         error = virtio_alloc_virtqueues(dev, flags, nvqs, info);
 899         free(info, M_TEMP);
 900
 901         return (error);
 902 }
 903
 904 static int
 905 vtnet_setup_interface(struct vtnet_softc *sc)
 906 {
 907         device_t dev;
 908         struct ifnet *ifp;
 909
 910         dev = sc->vtnet_dev;
 911
 912         ifp = sc->vtnet_ifp = if_alloc(IFT_ETHER);
 913         if (ifp == NULL) {
 914                 device_printf(dev, "cannot allocate ifnet structure\n");
 915                 return (ENOSPC);
 916         }
 917
 918         if_initname(ifp, device_get_name(dev), device_get_unit(dev));
 919         if_initbaudrate(ifp, IF_Gbps(10));      /* Approx. */
 920         ifp->if_softc = sc;
 921         ifp->if_flags = IFF_BROADCAST | IFF_SIMPLEX | IFF_MULTICAST;
 922         ifp->if_init = vtnet_init;
 923         ifp->if_ioctl = vtnet_ioctl;
 924
 925 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 926         ifp->if_transmit = vtnet_txq_mq_start;
 927         ifp->if_qflush = vtnet_qflush;
 928 #else
 929         struct virtqueue *vq = sc->vtnet_txqs[0].vtntx_vq;
 930         ifp->if_start = vtnet_start;
 931         IFQ_SET_MAXLEN(&ifp->if_snd, virtqueue_size(vq) - 1);
 932         ifp->if_snd.ifq_drv_maxlen = virtqueue_size(vq) - 1;
 933         IFQ_SET_READY(&ifp->if_snd);
 934 #endif
 935
 936         ifmedia_init(&sc->vtnet_media, IFM_IMASK, vtnet_ifmedia_upd,
 937             vtnet_ifmedia_sts);
 938         ifmedia_add(&sc->vtnet_media, VTNET_MEDIATYPE, 0, NULL);
 939         ifmedia_set(&sc->vtnet_media, VTNET_MEDIATYPE);
 940
 941         /* Read (or generate) the MAC address for the adapter. */
 942         vtnet_get_hwaddr(sc);
 943
 944         ether_ifattach(ifp, sc->vtnet_hwaddr);
 945
 946         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_STATUS))
 947                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_LINKSTATE;
 948
 949         /* Tell the upper layer(s) we support long frames. */
 950         ifp->if_data.ifi_hdrlen = sizeof(struct ether_vlan_header);
 951         ifp->if_capabilities |= IFCAP_JUMBO_MTU | IFCAP_VLAN_MTU;
 952
 953         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CSUM)) {
 954                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_TXCSUM | IFCAP_TXCSUM_IPV6;
 955
 956                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GSO)) {
 957                         ifp->if_capabilities |= IFCAP_TSO4 | IFCAP_TSO6;
 958                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_TSO_ECN;
 959                 } else {
 960                         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4))
 961                                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_TSO4;
 962                         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6))
 963                                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_TSO6;
 964                         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_ECN))
 965                                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_TSO_ECN;
 966                 }
 967
 968                 if (ifp->if_capabilities & IFCAP_TSO)
 969                         ifp->if_capabilities |= IFCAP_VLAN_HWTSO;
 970         }
 971
 972         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM)) {
 973                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_RXCSUM | IFCAP_RXCSUM_IPV6;
 974
 975                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4) ||
 976                     virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6))
 977                         ifp->if_capabilities |= IFCAP_LRO;
 978         }
 979
 980         if (ifp->if_capabilities & IFCAP_HWCSUM) {
 981                 /*
 982                  * VirtIO does not support VLAN tagging, but we can fake
 983                  * it by inserting and removing the 802.1Q header during
 984                  * transmit and receive. We are then able to do checksum
 985                  * offloading of VLAN frames.
 986                  */
 987                 ifp->if_capabilities |=
 988                     IFCAP_VLAN_HWTAGGING | IFCAP_VLAN_HWCSUM;
 989         }
 990
 991         ifp->if_capenable = ifp->if_capabilities;
 992
 993         /*
 994          * Capabilities after here are not enabled by default.
 995          */
 996
 997         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_VLAN_FILTER) {
 998                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_VLAN_HWFILTER;
 999
1000                 sc->vtnet_vlan_attach = EVENTHANDLER_REGISTER(vlan_config,
1001                     vtnet_register_vlan, sc, EVENTHANDLER_PRI_FIRST);
1002                 sc->vtnet_vlan_detach = EVENTHANDLER_REGISTER(vlan_unconfig,
1003                     vtnet_unregister_vlan, sc, EVENTHANDLER_PRI_FIRST);
1004         }
1005
1006         vtnet_set_rx_process_limit(sc);
1007         vtnet_set_tx_intr_threshold(sc);
1008
1009         return (0);
1010 }
1011
1012 static int
1013 vtnet_change_mtu(struct vtnet_softc *sc, int new_mtu)
1014 {
1015         struct ifnet *ifp;
1016         int frame_size, clsize;
1017
1018         ifp = sc->vtnet_ifp;
1019
1020         if (new_mtu < ETHERMIN || new_mtu > VTNET_MAX_MTU)
1021                 return (EINVAL);
1022
1023         frame_size = sc->vtnet_hdr_size + sizeof(struct ether_vlan_header) +
1024             new_mtu;
1025
1026         /*
1027          * Based on the new MTU (and hence frame size) determine which
1028          * cluster size is most appropriate for the receive queues.
1029          */
1030         if (frame_size <= MCLBYTES) {
1031                 clsize = MCLBYTES;
1032         } else if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS) == 0) {
1033                 /* Avoid going past 9K jumbos. */
1034                 if (frame_size > MJUM9BYTES)
1035                         return (EINVAL);
1036                 clsize = MJUM9BYTES;
1037         } else
1038                 clsize = MJUMPAGESIZE;
1039
1040         ifp->if_mtu = new_mtu;
1041         sc->vtnet_rx_new_clsize = clsize;
1042
1043         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) {
1044                 ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
1045                 vtnet_init_locked(sc);
1046         }
1047
1048         return (0);
1049 }
1050
1051 static int
1052 vtnet_ioctl(struct ifnet *ifp, u_long cmd, caddr_t data)
1053 {
1054         struct vtnet_softc *sc;
1055         struct ifreq *ifr;
1056         int reinit, mask, error;
1057
1058         sc = ifp->if_softc;
1059         ifr = (struct ifreq *) data;
1060         error = 0;
1061
1062         switch (cmd) {
1063         case SIOCSIFMTU:
1064                 if (ifp->if_mtu != ifr->ifr_mtu) {
1065                         VTNET_CORE_LOCK(sc);
1066                         error = vtnet_change_mtu(sc, ifr->ifr_mtu);
1067                         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1068                 }
1069                 break;
1070
1071         case SIOCSIFFLAGS:
1072                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
1073                 if ((ifp->if_flags & IFF_UP) == 0) {
1074                         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)
1075                                 vtnet_stop(sc);
1076                 } else if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) {
1077                         if ((ifp->if_flags ^ sc->vtnet_if_flags) &
1078                             (IFF_PROMISC | IFF_ALLMULTI)) {
1079                                 if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX)
1080                                         vtnet_rx_filter(sc);
1081                                 else
1082                                         error = ENOTSUP;
1083                         }
1084                 } else
1085                         vtnet_init_locked(sc);
1086
1087                 if (error == 0)
1088                         sc->vtnet_if_flags = ifp->if_flags;
1089                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1090                 break;
1091
1092         case SIOCADDMULTI:
1093         case SIOCDELMULTI:
1094                 if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) == 0)
1095                         break;
1096                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
1097                 if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)
1098                         vtnet_rx_filter_mac(sc);
1099                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1100                 break;
1101
1102         case SIOCSIFMEDIA:
1103         case SIOCGIFMEDIA:
1104                 error = ifmedia_ioctl(ifp, ifr, &sc->vtnet_media, cmd);
1105                 break;
1106
1107         case SIOCSIFCAP:
1108                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
1109                 mask = ifr->ifr_reqcap ^ ifp->if_capenable;
1110
1111                 if (mask & IFCAP_TXCSUM)
1112                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TXCSUM;
1113                 if (mask & IFCAP_TXCSUM_IPV6)
1114                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TXCSUM_IPV6;
1115                 if (mask & IFCAP_TSO4)
1116                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TSO4;
1117                 if (mask & IFCAP_TSO6)
1118                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TSO6;
1119
1120                 if (mask & (IFCAP_RXCSUM | IFCAP_RXCSUM_IPV6 | IFCAP_LRO |
1121                     IFCAP_VLAN_HWFILTER)) {
1122                         /* These Rx features require us to renegotiate. */
1123                         reinit = 1;
1124
1125                         if (mask & IFCAP_RXCSUM)
1126                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_RXCSUM;
1127                         if (mask & IFCAP_RXCSUM_IPV6)
1128                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_RXCSUM_IPV6;
1129                         if (mask & IFCAP_LRO)
1130                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_LRO;
1131                         if (mask & IFCAP_VLAN_HWFILTER)
1132                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_VLAN_HWFILTER;
1133                 } else
1134                         reinit = 0;
1135
1136                 if (mask & IFCAP_VLAN_HWTSO)
1137                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_VLAN_HWTSO;
1138                 if (mask & IFCAP_VLAN_HWTAGGING)
1139                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_VLAN_HWTAGGING;
1140
1141                 if (reinit && (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)) {
1142                         ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
1143                         vtnet_init_locked(sc);
1144                 }
1145
1146                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1147                 VLAN_CAPABILITIES(ifp);
1148
1149                 break;
1150
1151         default:
1152                 error = ether_ioctl(ifp, cmd, data);
1153                 break;
1154         }
1155
1156         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT_NOTOWNED(sc);
1157
1158         return (error);
1159 }
1160
1161 static int
1162 vtnet_rxq_populate(struct vtnet_rxq *rxq)
1163 {
1164         struct virtqueue *vq;
1165         int nbufs, error;
1166
1167         vq = rxq->vtnrx_vq;
1168         error = ENOSPC;
1169
1170         for (nbufs = 0; !virtqueue_full(vq); nbufs++) {
1171                 error = vtnet_rxq_new_buf(rxq);
1172                 if (error)
1173                         break;
1174         }
1175
1176         if (nbufs > 0) {
1177                 virtqueue_notify(vq);
1178                 /*
1179                  * EMSGSIZE signifies the virtqueue did not have enough
1180                  * entries available to hold the last mbuf. This is not
1181                  * an error.
1182                  */
1183                 if (error == EMSGSIZE)
1184                         error = 0;
1185         }
1186
1187         return (error);
1188 }
1189
1190 static void
1191 vtnet_rxq_free_mbufs(struct vtnet_rxq *rxq)
1192 {
1193         struct virtqueue *vq;
1194         struct mbuf *m;
1195         int last;
1196
1197         vq = rxq->vtnrx_vq;
1198         last = 0;
1199
1200         while ((m = virtqueue_drain(vq, &last)) != NULL)
1201                 m_freem(m);
1202
1203         KASSERT(virtqueue_empty(vq),
1204             ("%s: mbufs remaining in rx queue %p", __func__, rxq));
1205 }
1206
1207 static struct mbuf *
1208 vtnet_rx_alloc_buf(struct vtnet_softc *sc, int nbufs, struct mbuf **m_tailp)
1209 {
1210         struct mbuf *m_head, *m_tail, *m;
1211         int i, clsize;
1212
1213         clsize = sc->vtnet_rx_clsize;
1214
1215         KASSERT(nbufs == 1 || sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG,
1216             ("%s: chained mbuf %d request without LRO_NOMRG", __func__, nbufs));
1217
1218         m_head = m_getjcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR, clsize);
1219         if (m_head == NULL)
1220                 goto fail;
1221
1222         m_head->m_len = clsize;
1223         m_tail = m_head;
1224
1225         /* Allocate the rest of the chain. */
1226         for (i = 1; i < nbufs; i++) {
1227                 m = m_getjcl(M_NOWAIT, MT_DATA, 0, clsize);
1228                 if (m == NULL)
1229                         goto fail;
1230
1231                 m->m_len = clsize;
1232                 m_tail->m_next = m;
1233                 m_tail = m;
1234         }
1235
1236         if (m_tailp != NULL)
1237                 *m_tailp = m_tail;
1238
1239         return (m_head);
1240
1241 fail:
1242         sc->vtnet_stats.mbuf_alloc_failed++;
1243         m_freem(m_head);
1244
1245         return (NULL);
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Slow path for when LRO without mergeable buffers is negotiated.
1250  */
1251 static int
1252 vtnet_rxq_replace_lro_nomgr_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m0,
1253     int len0)
1254 {
1255         struct vtnet_softc *sc;
1256         struct mbuf *m, *m_prev;
1257         struct mbuf *m_new, *m_tail;
1258         int len, clsize, nreplace, error;
1259
1260         sc = rxq->vtnrx_sc;
1261         clsize = sc->vtnet_rx_clsize;
1262
1263         m_prev = NULL;
1264         m_tail = NULL;
1265         nreplace = 0;
1266
1267         m = m0;
1268         len = len0;
1269
1270         /*
1271          * Since these mbuf chains are so large, we avoid allocating an
1272          * entire replacement chain if possible. When the received frame
1273          * did not consume the entire chain, the unused mbufs are moved
1274          * to the replacement chain.
1275          */
1276         while (len > 0) {
1277                 /*
1278                  * Something is seriously wrong if we received a frame
1279                  * larger than the chain. Drop it.
1280                  */
1281                 if (m == NULL) {
1282                         sc->vtnet_stats.rx_frame_too_large++;
1283                         return (EMSGSIZE);
1284                 }
1285
1286                 /* We always allocate the same cluster size. */
1287                 KASSERT(m->m_len == clsize,
1288                     ("%s: mbuf size %d is not the cluster size %d",
1289                     __func__, m->m_len, clsize));
1290
1291                 m->m_len = MIN(m->m_len, len);
1292                 len -= m->m_len;
1293
1294                 m_prev = m;
1295                 m = m->m_next;
1296                 nreplace++;
1297         }
1298
1299         KASSERT(nreplace <= sc->vtnet_rx_nmbufs,
1300             ("%s: too many replacement mbufs %d max %d", __func__, nreplace,
1301             sc->vtnet_rx_nmbufs));
1302
1303         m_new = vtnet_rx_alloc_buf(sc, nreplace, &m_tail);
1304         if (m_new == NULL) {
1305                 m_prev->m_len = clsize;
1306                 return (ENOBUFS);
1307         }
1308
1309         /*
1310          * Move any unused mbufs from the received chain onto the end
1311          * of the new chain.
1312          */
1313         if (m_prev->m_next != NULL) {
1314                 m_tail->m_next = m_prev->m_next;
1315                 m_prev->m_next = NULL;
1316         }
1317
1318         error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m_new);
1319         if (error) {
1320                 /*
1321                  * BAD! We could not enqueue the replacement mbuf chain. We
1322                  * must restore the m0 chain to the original state if it was
1323                  * modified so we can subsequently discard it.
1324                  *
1325                  * NOTE: The replacement is suppose to be an identical copy
1326                  * to the one just dequeued so this is an unexpected error.
1327                  */
1328                 sc->vtnet_stats.rx_enq_replacement_failed++;
1329
1330                 if (m_tail->m_next != NULL) {
1331                         m_prev->m_next = m_tail->m_next;
1332                         m_tail->m_next = NULL;
1333                 }
1334
1335                 m_prev->m_len = clsize;
1336                 m_freem(m_new);
1337         }
1338
1339         return (error);
1340 }
1341
1342 static int
1343 vtnet_rxq_replace_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m, int len)
1344 {
1345         struct vtnet_softc *sc;
1346         struct mbuf *m_new;
1347         int error;
1348
1349         sc = rxq->vtnrx_sc;
1350
1351         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG || m->m_next == NULL,
1352             ("%s: chained mbuf without LRO_NOMRG", __func__));
1353
1354         if (m->m_next == NULL) {
1355                 /* Fast-path for the common case of just one mbuf. */
1356                 if (m->m_len < len)
1357                         return (EINVAL);
1358
1359                 m_new = vtnet_rx_alloc_buf(sc, 1, NULL);
1360                 if (m_new == NULL)
1361                         return (ENOBUFS);
1362
1363                 error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m_new);
1364                 if (error) {
1365                         /*
1366                          * The new mbuf is suppose to be an identical
1367                          * copy of the one just dequeued so this is an
1368                          * unexpected error.
1369                          */
1370                         m_freem(m_new);
1371                         sc->vtnet_stats.rx_enq_replacement_failed++;
1372                 } else
1373                         m->m_len = len;
1374         } else
1375                 error = vtnet_rxq_replace_lro_nomgr_buf(rxq, m, len);
1376
1377         return (error);
1378 }
1379
1380 static int
1381 vtnet_rxq_enqueue_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m)
1382 {
1383         struct vtnet_softc *sc;
1384         struct sglist *sg;
1385         struct vtnet_rx_header *rxhdr;
1386         uint8_t *mdata;
1387         int offset, error;
1388
1389         sc = rxq->vtnrx_sc;
1390         sg = rxq->vtnrx_sg;
1391         mdata = mtod(m, uint8_t *);
1392
1393         VTNET_RXQ_LOCK_ASSERT(rxq);
1394         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG || m->m_next == NULL,
1395             ("%s: chained mbuf without LRO_NOMRG", __func__));
1396         KASSERT(m->m_len == sc->vtnet_rx_clsize,
1397             ("%s: unexpected cluster size %d/%d", __func__, m->m_len,
1398              sc->vtnet_rx_clsize));
1399
1400         sglist_reset(sg);
1401         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS) == 0) {
1402                 MPASS(sc->vtnet_hdr_size == sizeof(struct virtio_net_hdr));
1403                 rxhdr = (struct vtnet_rx_header *) mdata;
1404                 sglist_append(sg, &rxhdr->vrh_hdr, sc->vtnet_hdr_size);
1405                 offset = sizeof(struct vtnet_rx_header);
1406         } else
1407                 offset = 0;
1408
1409         sglist_append(sg, mdata + offset, m->m_len - offset);
1410         if (m->m_next != NULL) {
1411                 error = sglist_append_mbuf(sg, m->m_next);
1412                 MPASS(error == 0);
1413         }
1414
1415         error = virtqueue_enqueue(rxq->vtnrx_vq, m, sg, 0, sg->sg_nseg);
1416
1417         return (error);
1418 }
1419
1420 static int
1421 vtnet_rxq_new_buf(struct vtnet_rxq *rxq)
1422 {
1423         struct vtnet_softc *sc;
1424         struct mbuf *m;
1425         int error;
1426
1427         sc = rxq->vtnrx_sc;
1428
1429         m = vtnet_rx_alloc_buf(sc, sc->vtnet_rx_nmbufs, NULL);
1430         if (m == NULL)
1431                 return (ENOBUFS);
1432
1433         error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m);
1434         if (error)
1435                 m_freem(m);
1436
1437         return (error);
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Use the checksum offset in the VirtIO header to set the
1442  * correct CSUM_* flags.
1443  */
1444 static int
1445 vtnet_rxq_csum_by_offset(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1446     uint16_t eth_type, int ip_start, struct virtio_net_hdr *hdr)
1447 {
1448         struct vtnet_softc *sc;
1449 #if defined(INET) || defined(INET6)
1450         int offset = hdr->csum_start + hdr->csum_offset;
1451 #endif
1452
1453         sc = rxq->vtnrx_sc;
1454
1455         /* Only do a basic sanity check on the offset. */
1456         switch (eth_type) {
1457 #if defined(INET)
1458         case ETHERTYPE_IP:
1459                 if (__predict_false(offset < ip_start + sizeof(struct ip)))
1460                         return (1);
1461                 break;
1462 #endif
1463 #if defined(INET6)
1464         case ETHERTYPE_IPV6:
1465                 if (__predict_false(offset < ip_start + sizeof(struct ip6_hdr)))
1466                         return (1);
1467                 break;
1468 #endif
1469         default:
1470                 sc->vtnet_stats.rx_csum_bad_ethtype++;
1471                 return (1);
1472         }
1473
1474         /*
1475          * Use the offset to determine the appropriate CSUM_* flags. This is
1476          * a bit dirty, but we can get by with it since the checksum offsets
1477          * happen to be different. We assume the host host does not do IPv4
1478          * header checksum offloading.
1479          */
1480         switch (hdr->csum_offset) {
1481         case offsetof(struct udphdr, uh_sum):
1482         case offsetof(struct tcphdr, th_sum):
1483                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_DATA_VALID | CSUM_PSEUDO_HDR;
1484                 m->m_pkthdr.csum_data = 0xFFFF;
1485                 break;
1486         case offsetof(struct sctphdr, checksum):
1487                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_SCTP_VALID;
1488                 break;
1489         default:
1490                 sc->vtnet_stats.rx_csum_bad_offset++;
1491                 return (1);
1492         }
1493
1494         return (0);
1495 }
1496
1497 static int
1498 vtnet_rxq_csum_by_parse(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1499     uint16_t eth_type, int ip_start, struct virtio_net_hdr *hdr)
1500 {
1501         struct vtnet_softc *sc;
1502         int offset, proto;
1503
1504         sc = rxq->vtnrx_sc;
1505
1506         switch (eth_type) {
1507 #if defined(INET)
1508         case ETHERTYPE_IP: {
1509                 struct ip *ip;
1510                 if (__predict_false(m->m_len < ip_start + sizeof(struct ip)))
1511                         return (1);
1512                 ip = (struct ip *)(m->m_data + ip_start);
1513                 proto = ip->ip_p;
1514                 offset = ip_start + (ip->ip_hl << 2);
1515                 break;
1516         }
1517 #endif
1518 #if defined(INET6)
1519         case ETHERTYPE_IPV6:
1520                 if (__predict_false(m->m_len < ip_start +
1521                     sizeof(struct ip6_hdr)))
1522                         return (1);
1523                 offset = ip6_lasthdr(m, ip_start, IPPROTO_IPV6, &proto);
1524                 if (__predict_false(offset < 0))
1525                         return (1);
1526                 break;
1527 #endif
1528         default:
1529                 sc->vtnet_stats.rx_csum_bad_ethtype++;
1530                 return (1);
1531         }
1532
1533         switch (proto) {
1534         case IPPROTO_TCP:
1535                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct tcphdr)))
1536                         return (1);
1537                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_DATA_VALID | CSUM_PSEUDO_HDR;
1538                 m->m_pkthdr.csum_data = 0xFFFF;
1539                 break;
1540         case IPPROTO_UDP:
1541                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct udphdr)))
1542                         return (1);
1543                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_DATA_VALID | CSUM_PSEUDO_HDR;
1544                 m->m_pkthdr.csum_data = 0xFFFF;
1545                 break;
1546         case IPPROTO_SCTP:
1547                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct sctphdr)))
1548                         return (1);
1549                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_SCTP_VALID;
1550                 break;
1551         default:
1552                 /*
1553                  * For the remaining protocols, FreeBSD does not support
1554                  * checksum offloading, so the checksum will be recomputed.
1555                  */
1556 #if 0
1557                 if_printf(sc->vtnet_ifp, "cksum offload of unsupported "
1558                     "protocol eth_type=%#x proto=%d csum_start=%d "
1559                     "csum_offset=%d\n", __func__, eth_type, proto,
1560                     hdr->csum_start, hdr->csum_offset);
1561 #endif
1562                 break;
1563         }
1564
1565         return (0);
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Set the appropriate CSUM_* flags. Unfortunately, the information
1570  * provided is not directly useful to us. The VirtIO header gives the
1571  * offset of the checksum, which is all Linux needs, but this is not
1572  * how FreeBSD does things. We are forced to peek inside the packet
1573  * a bit.
1574  *
1575  * It would be nice if VirtIO gave us the L4 protocol or if FreeBSD
1576  * could accept the offsets and let the stack figure it out.
1577  */
1578 static int
1579 vtnet_rxq_csum(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1580     struct virtio_net_hdr *hdr)
1581 {
1582         struct ether_header *eh;
1583         struct ether_vlan_header *evh;
1584         uint16_t eth_type;
1585         int offset, error;
1586
1587         eh = mtod(m, struct ether_header *);
1588         eth_type = ntohs(eh->ether_type);
1589         if (eth_type == ETHERTYPE_VLAN) {
1590                 /* BMV: We should handle nested VLAN tags too. */
1591                 evh = mtod(m, struct ether_vlan_header *);
1592                 eth_type = ntohs(evh->evl_proto);
1593                 offset = sizeof(struct ether_vlan_header);
1594         } else
1595                 offset = sizeof(struct ether_header);
1596
1597         if (hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM)
1598                 error = vtnet_rxq_csum_by_offset(rxq, m, eth_type, offset, hdr);
1599         else
1600                 error = vtnet_rxq_csum_by_parse(rxq, m, eth_type, offset, hdr);
1601
1602         return (error);
1603 }
1604
1605 static void
1606 vtnet_rxq_discard_merged_bufs(struct vtnet_rxq *rxq, int nbufs)
1607 {
1608         struct mbuf *m;
1609
1610         while (--nbufs > 0) {
1611                 m = virtqueue_dequeue(rxq->vtnrx_vq, NULL);
1612                 if (m == NULL)
1613                         break;
1614                 vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1615         }
1616 }
1617
1618 static void
1619 vtnet_rxq_discard_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m)
1620 {
1621         int error;
1622
1623         /*
1624          * Requeue the discarded mbuf. This should always be successful
1625          * since it was just dequeued.
1626          */
1627         error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m);
1628         KASSERT(error == 0,
1629             ("%s: cannot requeue discarded mbuf %d", __func__, error));
1630 }
1631
1632 static int
1633 vtnet_rxq_merged_eof(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m_head, int nbufs)
1634 {
1635         struct vtnet_softc *sc;
1636         struct ifnet *ifp;
1637         struct virtqueue *vq;
1638         struct mbuf *m, *m_tail;
1639         int len;
1640
1641         sc = rxq->vtnrx_sc;
1642         vq = rxq->vtnrx_vq;
1643         ifp = sc->vtnet_ifp;
1644         m_tail = m_head;
1645
1646         while (--nbufs > 0) {
1647                 m = virtqueue_dequeue(vq, &len);
1648                 if (m == NULL) {
1649                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ierrors++;
1650                         goto fail;
1651                 }
1652
1653                 if (vtnet_rxq_new_buf(rxq) != 0) {
1654                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_iqdrops++;
1655                         vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1656                         if (nbufs > 1)
1657                                 vtnet_rxq_discard_merged_bufs(rxq, nbufs);
1658                         goto fail;
1659                 }
1660
1661                 if (m->m_len < len)
1662                         len = m->m_len;
1663
1664                 m->m_len = len;
1665                 m->m_flags &= ~M_PKTHDR;
1666
1667                 m_head->m_pkthdr.len += len;
1668                 m_tail->m_next = m;
1669                 m_tail = m;
1670         }
1671
1672         return (0);
1673
1674 fail:
1675         sc->vtnet_stats.rx_mergeable_failed++;
1676         m_freem(m_head);
1677
1678         return (1);
1679 }
1680
1681 static void
1682 vtnet_rxq_input(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1683     struct virtio_net_hdr *hdr)
1684 {
1685         struct vtnet_softc *sc;
1686         struct ifnet *ifp;
1687         struct ether_header *eh;
1688
1689         sc = rxq->vtnrx_sc;
1690         ifp = sc->vtnet_ifp;
1691
1692         if (ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWTAGGING) {
1693                 eh = mtod(m, struct ether_header *);
1694                 if (eh->ether_type == htons(ETHERTYPE_VLAN)) {
1695                         vtnet_vlan_tag_remove(m);
1696                         /*
1697                          * With the 802.1Q header removed, update the
1698                          * checksum starting location accordingly.
1699                          */
1700                         if (hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM)
1701                                 hdr->csum_start -= ETHER_VLAN_ENCAP_LEN;
1702                 }
1703         }
1704
1705         m->m_pkthdr.flowid = rxq->vtnrx_id;
1706         M_HASHTYPE_SET(m, M_HASHTYPE_OPAQUE);
1707
1708         /*
1709          * BMV: FreeBSD does not have the UNNECESSARY and PARTIAL checksum
1710          * distinction that Linux does. Need to reevaluate if performing
1711          * offloading for the NEEDS_CSUM case is really appropriate.
1712          */
1713         if (hdr->flags & (VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM |
1714             VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID)) {
1715                 if (vtnet_rxq_csum(rxq, m, hdr) == 0)
1716                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_csum++;
1717                 else
1718                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_csum_failed++;
1719         }
1720
1721         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ipackets++;
1722         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ibytes += m->m_pkthdr.len;
1723
1724         VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1725         (*ifp->if_input)(ifp, m);
1726         VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
1727 }
1728
1729 static int
1730 vtnet_rxq_eof(struct vtnet_rxq *rxq)
1731 {
1732         struct virtio_net_hdr lhdr, *hdr;
1733         struct vtnet_softc *sc;
1734         struct ifnet *ifp;
1735         struct virtqueue *vq;
1736         struct mbuf *m;
1737         struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf *mhdr;
1738         int len, deq, nbufs, adjsz, count;
1739
1740         sc = rxq->vtnrx_sc;
1741         vq = rxq->vtnrx_vq;
1742         ifp = sc->vtnet_ifp;
1743         hdr = &lhdr;
1744         deq = 0;
1745         count = sc->vtnet_rx_process_limit;
1746
1747         VTNET_RXQ_LOCK_ASSERT(rxq);
1748
1749 #ifdef DEV_NETMAP
1750         if (netmap_rx_irq(ifp, 0, &deq)) {
1751                 return (FALSE);
1752         }
1753 #endif /* DEV_NETMAP */
1754
1755         while (count-- > 0) {
1756                 m = virtqueue_dequeue(vq, &len);
1757                 if (m == NULL)
1758                         break;
1759                 deq++;
1760
1761                 if (len < sc->vtnet_hdr_size + ETHER_HDR_LEN) {
1762                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ierrors++;
1763                         vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1764                         continue;
1765                 }
1766
1767                 if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS) == 0) {
1768                         nbufs = 1;
1769                         adjsz = sizeof(struct vtnet_rx_header);
1770                         /*
1771                          * Account for our pad inserted between the header
1772                          * and the actual start of the frame.
1773                          */
1774                         len += VTNET_RX_HEADER_PAD;
1775                 } else {
1776                         mhdr = mtod(m, struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf *);
1777                         nbufs = mhdr->num_buffers;
1778                         adjsz = sizeof(struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf);
1779                 }
1780
1781                 if (vtnet_rxq_replace_buf(rxq, m, len) != 0) {
1782                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_iqdrops++;
1783                         vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1784                         if (nbufs > 1)
1785                                 vtnet_rxq_discard_merged_bufs(rxq, nbufs);
1786                         continue;
1787                 }
1788
1789                 m->m_pkthdr.len = len;
1790                 m->m_pkthdr.rcvif = ifp;
1791                 m->m_pkthdr.csum_flags = 0;
1792
1793                 if (nbufs > 1) {
1794                         /* Dequeue the rest of chain. */
1795                         if (vtnet_rxq_merged_eof(rxq, m, nbufs) != 0)
1796                                 continue;
1797                 }
1798
1799                 /*
1800                  * Save copy of header before we strip it. For both mergeable
1801                  * and non-mergeable, the header is at the beginning of the
1802                  * mbuf data. We no longer need num_buffers, so always use a
1803                  * regular header.
1804                  *
1805                  * BMV: Is this memcpy() expensive? We know the mbuf data is
1806                  * still valid even after the m_adj().
1807                  */
1808                 memcpy(hdr, mtod(m, void *), sizeof(struct virtio_net_hdr));
1809                 m_adj(m, adjsz);
1810
1811                 vtnet_rxq_input(rxq, m, hdr);
1812
1813                 /* Must recheck after dropping the Rx lock. */
1814                 if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0)
1815                         break;
1816         }
1817
1818         if (deq > 0)
1819                 virtqueue_notify(vq);
1820
1821         return (count > 0 ? 0 : EAGAIN);
1822 }
1823
1824 static void
1825 vtnet_rx_vq_intr(void *xrxq)
1826 {
1827         struct vtnet_softc *sc;
1828         struct vtnet_rxq *rxq;
1829         struct ifnet *ifp;
1830         int tries, more;
1831
1832         rxq = xrxq;
1833         sc = rxq->vtnrx_sc;
1834         ifp = sc->vtnet_ifp;
1835         tries = 0;
1836
1837         if (__predict_false(rxq->vtnrx_id >= sc->vtnet_act_vq_pairs)) {
1838                 /*
1839                  * Ignore this interrupt. Either this is a spurious interrupt
1840                  * or multiqueue without per-VQ MSIX so every queue needs to
1841                  * be polled (a brain dead configuration we could try harder
1842                  * to avoid).
1843                  */
1844                 vtnet_rxq_disable_intr(rxq);
1845                 return;
1846         }
1847
1848         VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
1849
1850 again:
1851         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
1852                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1853                 return;
1854         }
1855
1856         more = vtnet_rxq_eof(rxq);
1857         if (more || vtnet_rxq_enable_intr(rxq) != 0) {
1858                 if (!more)
1859                         vtnet_rxq_disable_intr(rxq);
1860                 /*
1861                  * This is an occasional condition or race (when !more),
1862                  * so retry a few times before scheduling the taskqueue.
1863                  */
1864                 if (tries++ < VTNET_INTR_DISABLE_RETRIES)
1865                         goto again;
1866
1867                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1868                 rxq->vtnrx_stats.vrxs_rescheduled++;
1869                 taskqueue_enqueue(rxq->vtnrx_tq, &rxq->vtnrx_intrtask);
1870         } else
1871                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1872 }
1873
1874 static void
1875 vtnet_rxq_tq_intr(void *xrxq, int pending)
1876 {
1877         struct vtnet_softc *sc;
1878         struct vtnet_rxq *rxq;
1879         struct ifnet *ifp;
1880         int more;
1881
1882         rxq = xrxq;
1883         sc = rxq->vtnrx_sc;
1884         ifp = sc->vtnet_ifp;
1885
1886         VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
1887
1888         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
1889                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1890                 return;
1891         }
1892
1893         more = vtnet_rxq_eof(rxq);
1894         if (more || vtnet_rxq_enable_intr(rxq) != 0) {
1895                 if (!more)
1896                         vtnet_rxq_disable_intr(rxq);
1897                 rxq->vtnrx_stats.vrxs_rescheduled++;
1898                 taskqueue_enqueue(rxq->vtnrx_tq, &rxq->vtnrx_intrtask);
1899         }
1900
1901         VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1902 }
1903
1904 static int
1905 vtnet_txq_below_threshold(struct vtnet_txq *txq)
1906 {
1907         struct vtnet_softc *sc;
1908         struct virtqueue *vq;
1909
1910         sc = txq->vtntx_sc;
1911         vq = txq->vtntx_vq;
1912
1913         return (virtqueue_nfree(vq) <= sc->vtnet_tx_intr_thresh);
1914 }
1915
1916 static int
1917 vtnet_txq_notify(struct vtnet_txq *txq)
1918 {
1919         struct virtqueue *vq;
1920
1921         vq = txq->vtntx_vq;
1922
1923         txq->vtntx_watchdog = VTNET_TX_TIMEOUT;
1924         virtqueue_notify(vq);
1925
1926         if (vtnet_txq_enable_intr(txq) == 0)
1927                 return (0);
1928
1929         /*
1930          * Drain frames that were completed since last checked. If this
1931          * causes the queue to go above the threshold, the caller should
1932          * continue transmitting.
1933          */
1934         if (vtnet_txq_eof(txq) != 0 && vtnet_txq_below_threshold(txq) == 0) {
1935                 virtqueue_disable_intr(vq);
1936                 return (1);
1937         }
1938
1939         return (0);
1940 }
1941
1942 static void
1943 vtnet_txq_free_mbufs(struct vtnet_txq *txq)
1944 {
1945         struct virtqueue *vq;
1946         struct vtnet_tx_header *txhdr;
1947         int last;
1948
1949         vq = txq->vtntx_vq;
1950         last = 0;
1951
1952         while ((txhdr = virtqueue_drain(vq, &last)) != NULL) {
1953                 m_freem(txhdr->vth_mbuf);
1954                 uma_zfree(vtnet_tx_header_zone, txhdr);
1955         }
1956
1957         KASSERT(virtqueue_empty(vq),
1958             ("%s: mbufs remaining in tx queue %p", __func__, txq));
1959 }
1960
1961 /*
1962  * BMV: Much of this can go away once we finally have offsets in
1963  * the mbuf packet header. Bug andre@.
1964  */
1965 static int
1966 vtnet_txq_offload_ctx(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m,
1967     int *etype, int *proto, int *start)
1968 {
1969         struct vtnet_softc *sc;
1970         struct ether_vlan_header *evh;
1971         int offset;
1972
1973         sc = txq->vtntx_sc;
1974
1975         evh = mtod(m, struct ether_vlan_header *);
1976         if (evh->evl_encap_proto == htons(ETHERTYPE_VLAN)) {
1977                 /* BMV: We should handle nested VLAN tags too. */
1978                 *etype = ntohs(evh->evl_proto);
1979                 offset = sizeof(struct ether_vlan_header);
1980         } else {
1981                 *etype = ntohs(evh->evl_encap_proto);
1982                 offset = sizeof(struct ether_header);
1983         }
1984
1985         switch (*etype) {
1986 #if defined(INET)
1987         case ETHERTYPE_IP: {
1988                 struct ip *ip, iphdr;
1989                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct ip))) {
1990                         m_copydata(m, offset, sizeof(struct ip),
1991                             (caddr_t) &iphdr);
1992                         ip = &iphdr;
1993                 } else
1994                         ip = (struct ip *)(m->m_data + offset);
1995                 *proto = ip->ip_p;
1996                 *start = offset + (ip->ip_hl << 2);
1997                 break;
1998         }
1999 #endif
2000 #if defined(INET6)
2001         case ETHERTYPE_IPV6:
2002                 *proto = -1;
2003                 *start = ip6_lasthdr(m, offset, IPPROTO_IPV6, proto);
2004                 /* Assert the network stack sent us a valid packet. */
2005                 KASSERT(*start > offset,
2006                     ("%s: mbuf %p start %d offset %d proto %d", __func__, m,
2007                     *start, offset, *proto));
2008                 break;
2009 #endif
2010         default:
2011                 sc->vtnet_stats.tx_csum_bad_ethtype++;
2012                 return (EINVAL);
2013         }
2014
2015         return (0);
2016 }
2017
2018 static int
2019 vtnet_txq_offload_tso(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m, int eth_type,
2020     int offset, struct virtio_net_hdr *hdr)
2021 {
2022         static struct timeval lastecn;
2023         static int curecn;
2024         struct vtnet_softc *sc;
2025         struct tcphdr *tcp, tcphdr;
2026
2027         sc = txq->vtntx_sc;
2028
2029         if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct tcphdr))) {
2030                 m_copydata(m, offset, sizeof(struct tcphdr), (caddr_t) &tcphdr);
2031                 tcp = &tcphdr;
2032         } else
2033                 tcp = (struct tcphdr *)(m->m_data + offset);
2034
2035         hdr->hdr_len = offset + (tcp->th_off << 2);
2036         hdr->gso_size = m->m_pkthdr.tso_segsz;
2037         hdr->gso_type = eth_type == ETHERTYPE_IP ? VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4 :
2038             VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6;
2039
2040         if (tcp->th_flags & TH_CWR) {
2041                 /*
2042                  * Drop if VIRTIO_NET_F_HOST_ECN was not negotiated. In FreeBSD,
2043                  * ECN support is not on a per-interface basis, but globally via
2044                  * the net.inet.tcp.ecn.enable sysctl knob. The default is off.
2045                  */
2046                 if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_TSO_ECN) == 0) {
2047                         if (ppsratecheck(&lastecn, &curecn, 1))
2048                                 if_printf(sc->vtnet_ifp,
2049                                     "TSO with ECN not negotiated with host\n");
2050                         return (ENOTSUP);
2051                 }
2052                 hdr->gso_type |= VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN;
2053         }
2054
2055         txq->vtntx_stats.vtxs_tso++;
2056
2057         return (0);
2058 }
2059
2060 static struct mbuf *
2061 vtnet_txq_offload(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m,
2062     struct virtio_net_hdr *hdr)
2063 {
2064         struct vtnet_softc *sc;
2065         int flags, etype, csum_start, proto, error;
2066
2067         sc = txq->vtntx_sc;
2068         flags = m->m_pkthdr.csum_flags;
2069
2070         error = vtnet_txq_offload_ctx(txq, m, &etype, &proto, &csum_start);
2071         if (error)
2072                 goto drop;
2073
2074         if ((etype == ETHERTYPE_IP && flags & VTNET_CSUM_OFFLOAD) ||
2075             (etype == ETHERTYPE_IPV6 && flags & VTNET_CSUM_OFFLOAD_IPV6)) {
2076                 /*
2077                  * We could compare the IP protocol vs the CSUM_ flag too,
2078                  * but that really should not be necessary.
2079                  */
2080                 hdr->flags |= VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
2081                 hdr->csum_start = csum_start;
2082                 hdr->csum_offset = m->m_pkthdr.csum_data;
2083                 txq->vtntx_stats.vtxs_csum++;
2084         }
2085
2086         if (flags & CSUM_TSO) {
2087                 if (__predict_false(proto != IPPROTO_TCP)) {
2088                         /* Likely failed to correctly parse the mbuf. */
2089                         sc->vtnet_stats.tx_tso_not_tcp++;
2090                         goto drop;
2091                 }
2092
2093                 KASSERT(hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM,
2094                     ("%s: mbuf %p TSO without checksum offload %#x",
2095                     __func__, m, flags));
2096
2097                 error = vtnet_txq_offload_tso(txq, m, etype, csum_start, hdr);
2098                 if (error)
2099                         goto drop;
2100         }
2101
2102         return (m);
2103
2104 drop:
2105         m_freem(m);
2106         return (NULL);
2107 }
2108
2109 static int
2110 vtnet_txq_enqueue_buf(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf **m_head,
2111     struct vtnet_tx_header *txhdr)
2112 {
2113         struct vtnet_softc *sc;
2114         struct virtqueue *vq;
2115         struct sglist *sg;
2116         struct mbuf *m;
2117         int error;
2118
2119         sc = txq->vtntx_sc;
2120         vq = txq->vtntx_vq;
2121         sg = txq->vtntx_sg;
2122         m = *m_head;
2123
2124         sglist_reset(sg);
2125         error = sglist_append(sg, &txhdr->vth_uhdr, sc->vtnet_hdr_size);
2126         KASSERT(error == 0 && sg->sg_nseg == 1,
2127             ("%s: error %d adding header to sglist", __func__, error));
2128
2129         error = sglist_append_mbuf(sg, m);
2130         if (error) {
2131                 m = m_defrag(m, M_NOWAIT);
2132                 if (m == NULL)
2133                         goto fail;
2134
2135                 *m_head = m;
2136                 sc->vtnet_stats.tx_defragged++;
2137
2138                 error = sglist_append_mbuf(sg, m);
2139                 if (error)
2140                         goto fail;
2141         }
2142
2143         txhdr->vth_mbuf = m;
2144         error = virtqueue_enqueue(vq, txhdr, sg, sg->sg_nseg, 0);
2145
2146         return (error);
2147
2148 fail:
2149         sc->vtnet_stats.tx_defrag_failed++;
2150         m_freem(*m_head);
2151         *m_head = NULL;
2152
2153         return (ENOBUFS);
2154 }
2155
2156 static int
2157 vtnet_txq_encap(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf **m_head)
2158 {
2159         struct vtnet_tx_header *txhdr;
2160         struct virtio_net_hdr *hdr;
2161         struct mbuf *m;
2162         int error;
2163
2164         m = *m_head;
2165         M_ASSERTPKTHDR(m);
2166
2167         txhdr = uma_zalloc(vtnet_tx_header_zone, M_NOWAIT | M_ZERO);
2168         if (txhdr == NULL) {
2169                 m_freem(m);
2170                 *m_head = NULL;
2171                 return (ENOMEM);
2172         }
2173
2174         /*
2175          * Always use the non-mergeable header, regardless if the feature
2176          * was negotiated. For transmit, num_buffers is always zero. The
2177          * vtnet_hdr_size is used to enqueue the correct header size.
2178          */
2179         hdr = &txhdr->vth_uhdr.hdr;
2180
2181         if (m->m_flags & M_VLANTAG) {
2182                 m = ether_vlanencap(m, m->m_pkthdr.ether_vtag);
2183                 if ((*m_head = m) == NULL) {
2184                         error = ENOBUFS;
2185                         goto fail;
2186                 }
2187                 m->m_flags &= ~M_VLANTAG;
2188         }
2189
2190         if (m->m_pkthdr.csum_flags & VTNET_CSUM_ALL_OFFLOAD) {
2191                 m = vtnet_txq_offload(txq, m, hdr);
2192                 if ((*m_head = m) == NULL) {
2193                         error = ENOBUFS;
2194                         goto fail;
2195                 }
2196         }
2197
2198         error = vtnet_txq_enqueue_buf(txq, m_head, txhdr);
2199         if (error == 0)
2200                 return (0);
2201
2202 fail:
2203         uma_zfree(vtnet_tx_header_zone, txhdr);
2204
2205         return (error);
2206 }
2207
2208 #ifdef VTNET_LEGACY_TX
2209
2210 static void
2211 vtnet_start_locked(struct vtnet_txq *txq, struct ifnet *ifp)
2212 {
2213         struct vtnet_softc *sc;
2214         struct virtqueue *vq;
2215         struct mbuf *m0;
2216         int tries, enq;
2217
2218         sc = txq->vtntx_sc;
2219         vq = txq->vtntx_vq;
2220         tries = 0;
2221
2222         VTNET_TXQ_LOCK_ASSERT(txq);
2223
2224         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0 ||
2225             sc->vtnet_link_active == 0)
2226                 return;
2227
2228         vtnet_txq_eof(txq);
2229
2230 again:
2231         enq = 0;
2232
2233         while (!IFQ_DRV_IS_EMPTY(&ifp->if_snd)) {
2234                 if (virtqueue_full(vq))
2235                         break;
2236
2237                 IFQ_DRV_DEQUEUE(&ifp->if_snd, m0);
2238                 if (m0 == NULL)
2239                         break;
2240
2241                 if (vtnet_txq_encap(txq, &m0) != 0) {
2242                         if (m0 != NULL)
2243                                 IFQ_DRV_PREPEND(&ifp->if_snd, m0);
2244                         break;
2245                 }
2246
2247                 enq++;
2248                 ETHER_BPF_MTAP(ifp, m0);
2249         }
2250
2251         if (enq > 0 && vtnet_txq_notify(txq) != 0) {
2252                 if (tries++ < VTNET_NOTIFY_RETRIES)
2253                         goto again;
2254
2255                 txq->vtntx_stats.vtxs_rescheduled++;
2256                 taskqueue_enqueue(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_intrtask);
2257         }
2258 }
2259
2260 static void
2261 vtnet_start(struct ifnet *ifp)
2262 {
2263         struct vtnet_softc *sc;
2264         struct vtnet_txq *txq;
2265
2266         sc = ifp->if_softc;
2267         txq = &sc->vtnet_txqs[0];
2268
2269         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2270         vtnet_start_locked(txq, ifp);
2271         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2272 }
2273
2274 #else /* !VTNET_LEGACY_TX */
2275
2276 static int
2277 vtnet_txq_mq_start_locked(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m)
2278 {
2279         struct vtnet_softc *sc;
2280         struct virtqueue *vq;
2281         struct buf_ring *br;
2282         struct ifnet *ifp;
2283         int enq, tries, error;
2284
2285         sc = txq->vtntx_sc;
2286         vq = txq->vtntx_vq;
2287         br = txq->vtntx_br;
2288         ifp = sc->vtnet_ifp;
2289         tries = 0;
2290         error = 0;
2291
2292         VTNET_TXQ_LOCK_ASSERT(txq);
2293
2294         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0 ||
2295             sc->vtnet_link_active == 0) {
2296                 if (m != NULL)
2297                         error = drbr_enqueue(ifp, br, m);
2298                 return (error);
2299         }
2300
2301         if (m != NULL) {
2302                 error = drbr_enqueue(ifp, br, m);
2303                 if (error)
2304                         return (error);
2305         }
2306
2307         vtnet_txq_eof(txq);
2308
2309 again:
2310         enq = 0;
2311
2312         while ((m = drbr_peek(ifp, br)) != NULL) {
2313                 if (virtqueue_full(vq)) {
2314                         drbr_putback(ifp, br, m);
2315                         break;
2316                 }
2317
2318                 if (vtnet_txq_encap(txq, &m) != 0) {
2319                         if (m != NULL)
2320                                 drbr_putback(ifp, br, m);
2321                         else
2322                                 drbr_advance(ifp, br);
2323                         break;
2324                 }
2325                 drbr_advance(ifp, br);
2326
2327                 enq++;
2328                 ETHER_BPF_MTAP(ifp, m);
2329         }
2330
2331         if (enq > 0 && vtnet_txq_notify(txq) != 0) {
2332                 if (tries++ < VTNET_NOTIFY_RETRIES)
2333                         goto again;
2334
2335                 txq->vtntx_stats.vtxs_rescheduled++;
2336                 taskqueue_enqueue(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_intrtask);
2337         }
2338
2339         return (0);
2340 }
2341
2342 static int
2343 vtnet_txq_mq_start(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m)
2344 {
2345         struct vtnet_softc *sc;
2346         struct vtnet_txq *txq;
2347         int i, npairs, error;
2348
2349         sc = ifp->if_softc;
2350         npairs = sc->vtnet_act_vq_pairs;
2351
2352         /* check if flowid is set */
2353         if (M_HASHTYPE_GET(m) != M_HASHTYPE_NONE)
2354                 i = m->m_pkthdr.flowid % npairs;
2355         else
2356                 i = curcpu % npairs;
2357
2358         txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2359
2360         if (VTNET_TXQ_TRYLOCK(txq) != 0) {
2361                 error = vtnet_txq_mq_start_locked(txq, m);
2362                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2363         } else {
2364                 error = drbr_enqueue(ifp, txq->vtntx_br, m);
2365                 taskqueue_enqueue(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_defrtask);
2366         }
2367
2368         return (error);
2369 }
2370
2371 static void
2372 vtnet_txq_tq_deferred(void *xtxq, int pending)
2373 {
2374         struct vtnet_softc *sc;
2375         struct vtnet_txq *txq;
2376
2377         txq = xtxq;
2378         sc = txq->vtntx_sc;
2379
2380         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2381         if (!drbr_empty(sc->vtnet_ifp, txq->vtntx_br))
2382                 vtnet_txq_mq_start_locked(txq, NULL);
2383         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2384 }
2385
2386 #endif /* VTNET_LEGACY_TX */
2387
2388 static void
2389 vtnet_txq_start(struct vtnet_txq *txq)
2390 {
2391         struct vtnet_softc *sc;
2392         struct ifnet *ifp;
2393
2394         sc = txq->vtntx_sc;
2395         ifp = sc->vtnet_ifp;
2396
2397 #ifdef VTNET_LEGACY_TX
2398         if (!IFQ_DRV_IS_EMPTY(&ifp->if_snd))
2399                 vtnet_start_locked(txq, ifp);
2400 #else
2401         if (!drbr_empty(ifp, txq->vtntx_br))
2402                 vtnet_txq_mq_start_locked(txq, NULL);
2403 #endif
2404 }
2405
2406 static void
2407 vtnet_txq_tq_intr(void *xtxq, int pending)
2408 {
2409         struct vtnet_softc *sc;
2410         struct vtnet_txq *txq;
2411         struct ifnet *ifp;
2412
2413         txq = xtxq;
2414         sc = txq->vtntx_sc;
2415         ifp = sc->vtnet_ifp;
2416
2417         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2418
2419         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
2420                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2421                 return;
2422         }
2423
2424         vtnet_txq_eof(txq);
2425         vtnet_txq_start(txq);
2426
2427         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2428 }
2429
2430 static int
2431 vtnet_txq_eof(struct vtnet_txq *txq)
2432 {
2433         struct virtqueue *vq;
2434         struct vtnet_tx_header *txhdr;
2435         struct mbuf *m;
2436         int deq;
2437
2438         vq = txq->vtntx_vq;
2439         deq = 0;
2440         VTNET_TXQ_LOCK_ASSERT(txq);
2441
2442 #ifdef DEV_NETMAP
2443         if (netmap_tx_irq(txq->vtntx_sc->vtnet_ifp, txq->vtntx_id)) {
2444                 virtqueue_disable_intr(vq); // XXX luigi
2445                 return 0; // XXX or 1 ?
2446         }
2447 #endif /* DEV_NETMAP */
2448
2449         while ((txhdr = virtqueue_dequeue(vq, NULL)) != NULL) {
2450                 m = txhdr->vth_mbuf;
2451                 deq++;
2452
2453                 txq->vtntx_stats.vtxs_opackets++;
2454                 txq->vtntx_stats.vtxs_obytes += m->m_pkthdr.len;
2455                 if (m->m_flags & M_MCAST)
2456                         txq->vtntx_stats.vtxs_omcasts++;
2457
2458                 m_freem(m);
2459                 uma_zfree(vtnet_tx_header_zone, txhdr);
2460         }
2461
2462         if (virtqueue_empty(vq))
2463                 txq->vtntx_watchdog = 0;
2464
2465         return (deq);
2466 }
2467
2468 static void
2469 vtnet_tx_vq_intr(void *xtxq)
2470 {
2471         struct vtnet_softc *sc;
2472         struct vtnet_txq *txq;
2473         struct ifnet *ifp;
2474
2475         txq = xtxq;
2476         sc = txq->vtntx_sc;
2477         ifp = sc->vtnet_ifp;
2478
2479         if (__predict_false(txq->vtntx_id >= sc->vtnet_act_vq_pairs)) {
2480                 /*
2481                  * Ignore this interrupt. Either this is a spurious interrupt
2482                  * or multiqueue without per-VQ MSIX so every queue needs to
2483                  * be polled (a brain dead configuration we could try harder
2484                  * to avoid).
2485                  */
2486                 vtnet_txq_disable_intr(txq);
2487                 return;
2488         }
2489
2490         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2491
2492         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
2493                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2494                 return;
2495         }
2496
2497         vtnet_txq_eof(txq);
2498         vtnet_txq_start(txq);
2499
2500         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2501 }
2502
2503 static void
2504 vtnet_tx_start_all(struct vtnet_softc *sc)
2505 {
2506         struct vtnet_txq *txq;
2507         int i;
2508
2509         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
2510
2511         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2512                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2513
2514                 VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2515                 vtnet_txq_start(txq);
2516                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2517         }
2518 }
2519
2520 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
2521 static void
2522 vtnet_qflush(struct ifnet *ifp)
2523 {
2524         struct vtnet_softc *sc;
2525         struct vtnet_txq *txq;
2526         struct mbuf *m;
2527         int i;
2528
2529         sc = ifp->if_softc;
2530
2531         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2532                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2533
2534                 VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2535                 while ((m = buf_ring_dequeue_sc(txq->vtntx_br)) != NULL)
2536                         m_freem(m);
2537                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2538         }
2539
2540         if_qflush(ifp);
2541 }
2542 #endif
2543
2544 static int
2545 vtnet_watchdog(struct vtnet_txq *txq)
2546 {
2547         struct ifnet *ifp;
2548
2549         ifp = txq->vtntx_sc->vtnet_ifp;
2550
2551         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2552         if (txq->vtntx_watchdog == 1) {
2553                 /*
2554                  * Only drain completed frames if the watchdog is about to
2555                  * expire. If any frames were drained, there may be enough
2556                  * free descriptors now available to transmit queued frames.
2557                  * In that case, the timer will immediately be decremented
2558                  * below, but the timeout is generous enough that should not
2559                  * be a problem.
2560                  */
2561                 if (vtnet_txq_eof(txq) != 0)
2562                         vtnet_txq_start(txq);
2563         }
2564
2565         if (txq->vtntx_watchdog == 0 || --txq->vtntx_watchdog) {
2566                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2567                 return (0);
2568         }
2569         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2570
2571         if_printf(ifp, "watchdog timeout on queue %d\n", txq->vtntx_id);
2572         return (1);
2573 }
2574
2575 static void
2576 vtnet_rxq_accum_stats(struct vtnet_rxq *rxq, struct vtnet_rxq_stats *accum)
2577 {
2578         struct vtnet_rxq_stats *st;
2579
2580         st = &rxq->vtnrx_stats;
2581
2582         accum->vrxs_ipackets += st->vrxs_ipackets;
2583         accum->vrxs_ibytes += st->vrxs_ibytes;
2584         accum->vrxs_iqdrops += st->vrxs_iqdrops;
2585         accum->vrxs_csum += st->vrxs_csum;
2586         accum->vrxs_csum_failed += st->vrxs_csum_failed;
2587         accum->vrxs_rescheduled += st->vrxs_rescheduled;
2588 }
2589
2590 static void
2591 vtnet_txq_accum_stats(struct vtnet_txq *txq, struct vtnet_txq_stats *accum)
2592 {
2593         struct vtnet_txq_stats *st;
2594
2595         st = &txq->vtntx_stats;
2596
2597         accum->vtxs_opackets += st->vtxs_opackets;
2598         accum->vtxs_obytes += st->vtxs_obytes;
2599         accum->vtxs_csum += st->vtxs_csum;
2600         accum->vtxs_tso += st->vtxs_tso;
2601         accum->vtxs_rescheduled += st->vtxs_rescheduled;
2602 }
2603
2604 static void
2605 vtnet_accumulate_stats(struct vtnet_softc *sc)
2606 {
2607         struct ifnet *ifp;
2608         struct vtnet_statistics *st;
2609         struct vtnet_rxq_stats rxaccum;
2610         struct vtnet_txq_stats txaccum;
2611         int i;
2612
2613         ifp = sc->vtnet_ifp;
2614         st = &sc->vtnet_stats;
2615         bzero(&rxaccum, sizeof(struct vtnet_rxq_stats));
2616         bzero(&txaccum, sizeof(struct vtnet_txq_stats));
2617
2618         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2619                 vtnet_rxq_accum_stats(&sc->vtnet_rxqs[i], &rxaccum);
2620                 vtnet_txq_accum_stats(&sc->vtnet_txqs[i], &txaccum);
2621         }
2622
2623         st->rx_csum_offloaded = rxaccum.vrxs_csum;
2624         st->rx_csum_failed = rxaccum.vrxs_csum_failed;
2625         st->rx_task_rescheduled = rxaccum.vrxs_rescheduled;
2626         st->tx_csum_offloaded = txaccum.vtxs_csum;
2627         st->tx_tso_offloaded = txaccum.vtxs_tso;
2628         st->tx_task_rescheduled = txaccum.vtxs_rescheduled;
2629
2630         /*
2631          * With the exception of if_ierrors, these ifnet statistics are
2632          * only updated in the driver, so just set them to our accumulated
2633          * values. if_ierrors is updated in ether_input() for malformed
2634          * frames that we should have already discarded.
2635          */
2636         ifp->if_ipackets = rxaccum.vrxs_ipackets;
2637         ifp->if_iqdrops = rxaccum.vrxs_iqdrops;
2638         ifp->if_ierrors = rxaccum.vrxs_ierrors;
2639         ifp->if_opackets = txaccum.vtxs_opackets;
2640 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
2641         ifp->if_obytes = txaccum.vtxs_obytes;
2642         ifp->if_omcasts = txaccum.vtxs_omcasts;
2643 #endif
2644 }
2645
2646 static void
2647 vtnet_tick(void *xsc)
2648 {
2649         struct vtnet_softc *sc;
2650         struct ifnet *ifp;
2651         int i, timedout;
2652
2653         sc = xsc;
2654         ifp = sc->vtnet_ifp;
2655         timedout = 0;
2656
2657         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
2658         vtnet_accumulate_stats(sc);
2659
2660         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
2661                 timedout |= vtnet_watchdog(&sc->vtnet_txqs[i]);
2662
2663         if (timedout != 0) {
2664                 ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
2665                 vtnet_init_locked(sc);
2666         } else
2667                 callout_schedule(&sc->vtnet_tick_ch, hz);
2668 }
2669
2670 static void
2671 vtnet_start_taskqueues(struct vtnet_softc *sc)
2672 {
2673         device_t dev;
2674         struct vtnet_rxq *rxq;
2675         struct vtnet_txq *txq;
2676         int i, error;
2677
2678         dev = sc->vtnet_dev;
2679
2680         /*
2681          * Errors here are very difficult to recover from - we cannot
2682          * easily fail because, if this is during boot, we will hang
2683          * when freeing any successfully started taskqueues because
2684          * the scheduler isn't up yet.
2685          *
2686          * Most drivers just ignore the return value - it only fails
2687          * with ENOMEM so an error is not likely.
2688          */
2689         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2690                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2691                 error = taskqueue_start_threads(&rxq->vtnrx_tq, 1, PI_NET,
2692                     "%s rxq %d", device_get_nameunit(dev), rxq->vtnrx_id);
2693                 if (error) {
2694                         device_printf(dev, "failed to start rx taskq %d\n",
2695                             rxq->vtnrx_id);
2696                 }
2697
2698                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2699                 error = taskqueue_start_threads(&txq->vtntx_tq, 1, PI_NET,
2700                     "%s txq %d", device_get_nameunit(dev), txq->vtntx_id);
2701                 if (error) {
2702                         device_printf(dev, "failed to start tx taskq %d\n",
2703                             txq->vtntx_id);
2704                 }
2705         }
2706 }
2707
2708 static void
2709 vtnet_free_taskqueues(struct vtnet_softc *sc)
2710 {
2711         struct vtnet_rxq *rxq;
2712         struct vtnet_txq *txq;
2713         int i;
2714
2715         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2716                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2717                 if (rxq->vtnrx_tq != NULL) {
2718                         taskqueue_free(rxq->vtnrx_tq);
2719                         rxq->vtnrx_vq = NULL;
2720                 }
2721
2722                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2723                 if (txq->vtntx_tq != NULL) {
2724                         taskqueue_free(txq->vtntx_tq);
2725                         txq->vtntx_tq = NULL;
2726                 }
2727         }
2728 }
2729
2730 static void
2731 vtnet_drain_taskqueues(struct vtnet_softc *sc)
2732 {
2733         struct vtnet_rxq *rxq;
2734         struct vtnet_txq *txq;
2735         int i;
2736
2737         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2738                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2739                 if (rxq->vtnrx_tq != NULL)
2740                         taskqueue_drain(rxq->vtnrx_tq, &rxq->vtnrx_intrtask);
2741
2742                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2743                 if (txq->vtntx_tq != NULL) {
2744                         taskqueue_drain(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_intrtask);
2745 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
2746                         taskqueue_drain(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_defrtask);
2747 #endif
2748                 }
2749         }
2750 }
2751
2752 static void
2753 vtnet_drain_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
2754 {
2755         struct vtnet_rxq *rxq;
2756         struct vtnet_txq *txq;
2757         int i;
2758
2759         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2760                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2761                 vtnet_rxq_free_mbufs(rxq);
2762
2763                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2764                 vtnet_txq_free_mbufs(txq);
2765         }
2766 }
2767
2768 static void
2769 vtnet_stop_rendezvous(struct vtnet_softc *sc)
2770 {
2771         struct vtnet_rxq *rxq;
2772         struct vtnet_txq *txq;
2773         int i;
2774
2775         /*
2776          * Lock and unlock the per-queue mutex so we known the stop
2777          * state is visible. Doing only the active queues should be
2778          * sufficient, but it does not cost much extra to do all the
2779          * queues. Note we hold the core mutex here too.
2780          */
2781         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2782                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2783                 VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
2784                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
2785
2786                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2787                 VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2788                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2789         }
2790 }
2791
2792 static void
2793 vtnet_stop(struct vtnet_softc *sc)
2794 {
2795         device_t dev;
2796         struct ifnet *ifp;
2797
2798         dev = sc->vtnet_dev;
2799         ifp = sc->vtnet_ifp;
2800
2801         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
2802
2803         ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
2804         sc->vtnet_link_active = 0;
2805         callout_stop(&sc->vtnet_tick_ch);
2806
2807         /* Only advisory. */
2808         vtnet_disable_interrupts(sc);
2809
2810         /*
2811          * Stop the host adapter. This resets it to the pre-initialized
2812          * state. It will not generate any interrupts until after it is
2813          * reinitialized.
2814          */
2815         virtio_stop(dev);
2816         vtnet_stop_rendezvous(sc);
2817
2818         /* Free any mbufs left in the virtqueues. */
2819         vtnet_drain_rxtx_queues(sc);
2820 }
2821
2822 static int
2823 vtnet_virtio_reinit(struct vtnet_softc *sc)
2824 {
2825         device_t dev;
2826         struct ifnet *ifp;
2827         uint64_t features;
2828         int mask, error;
2829
2830         dev = sc->vtnet_dev;
2831         ifp = sc->vtnet_ifp;
2832         features = sc->vtnet_features;
2833
2834         mask = 0;
2835 #if defined(INET)
2836         mask |= IFCAP_RXCSUM;
2837 #endif
2838 #if defined (INET6)
2839         mask |= IFCAP_RXCSUM_IPV6;
2840 #endif
2841
2842         /*
2843          * Re-negotiate with the host, removing any disabled receive
2844          * features. Transmit features are disabled only on our side
2845          * via if_capenable and if_hwassist.
2846          */
2847
2848         if (ifp->if_capabilities & mask) {
2849                 /*
2850                  * We require both IPv4 and IPv6 offloading to be enabled
2851                  * in order to negotiated it: VirtIO does not distinguish
2852                  * between the two.
2853                  */
2854                 if ((ifp->if_capenable & mask) != mask)
2855                         features &= ~VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM;
2856         }
2857
2858         if (ifp->if_capabilities & IFCAP_LRO) {
2859                 if ((ifp->if_capenable & IFCAP_LRO) == 0)
2860                         features &= ~VTNET_LRO_FEATURES;
2861         }
2862
2863         if (ifp->if_capabilities & IFCAP_VLAN_HWFILTER) {
2864                 if ((ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWFILTER) == 0)
2865                         features &= ~VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN;
2866         }
2867
2868         error = virtio_reinit(dev, features);
2869         if (error)
2870                 device_printf(dev, "virtio reinit error %d\n", error);
2871
2872         return (error);
2873 }
2874
2875 static void
2876 vtnet_init_rx_filters(struct vtnet_softc *sc)
2877 {
2878         struct ifnet *ifp;
2879
2880         ifp = sc->vtnet_ifp;
2881
2882         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) {
2883                 /* Restore promiscuous and all-multicast modes. */
2884                 vtnet_rx_filter(sc);
2885                 /* Restore filtered MAC addresses. */
2886                 vtnet_rx_filter_mac(sc);
2887         }
2888
2889         if (ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWFILTER)
2890                 vtnet_rx_filter_vlan(sc);
2891 }
2892
2893 static int
2894 vtnet_init_rx_queues(struct vtnet_softc *sc)
2895 {
2896         device_t dev;
2897         struct vtnet_rxq *rxq;
2898         int i, clsize, error;
2899
2900         dev = sc->vtnet_dev;
2901
2902         /*
2903          * Use the new cluster size if one has been set (via a MTU
2904          * change). Otherwise, use the standard 2K clusters.
2905          *
2906          * BMV: It might make sense to use page sized clusters as
2907          * the default (depending on the features negotiated).
2908          */
2909         if (sc->vtnet_rx_new_clsize != 0) {
2910                 clsize = sc->vtnet_rx_new_clsize;
2911                 sc->vtnet_rx_new_clsize = 0;
2912         } else
2913                 clsize = MCLBYTES;
2914
2915         sc->vtnet_rx_clsize = clsize;
2916         sc->vtnet_rx_nmbufs = VTNET_NEEDED_RX_MBUFS(sc, clsize);
2917
2918         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS ||
2919             sc->vtnet_rx_nmbufs < sc->vtnet_rx_nsegs,
2920             ("%s: too many rx mbufs %d for %d segments", __func__,
2921             sc->vtnet_rx_nmbufs, sc->vtnet_rx_nsegs));
2922
2923 #ifdef DEV_NETMAP
2924         if (vtnet_netmap_init_rx_buffers(sc))
2925                 return 0;
2926 #endif /* DEV_NETMAP */
2927
2928         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2929                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2930
2931                 /* Hold the lock to satisfy asserts. */
2932                 VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
2933                 error = vtnet_rxq_populate(rxq);
2934                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
2935
2936                 if (error) {
2937                         device_printf(dev,
2938                             "cannot allocate mbufs for Rx queue %d\n", i);
2939                         return (error);
2940                 }
2941         }
2942
2943         return (0);
2944 }
2945
2946 static int
2947 vtnet_init_tx_queues(struct vtnet_softc *sc)
2948 {
2949         struct vtnet_txq *txq;
2950         int i;
2951
2952         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2953                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2954                 txq->vtntx_watchdog = 0;
2955         }
2956
2957         return (0);
2958 }
2959
2960 static int
2961 vtnet_init_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
2962 {
2963         int error;
2964
2965         error = vtnet_init_rx_queues(sc);
2966         if (error)
2967                 return (error);
2968
2969         error = vtnet_init_tx_queues(sc);
2970         if (error)
2971                 return (error);
2972
2973         return (0);
2974 }
2975
2976 static void
2977 vtnet_set_active_vq_pairs(struct vtnet_softc *sc)
2978 {
2979         device_t dev;
2980         int npairs;
2981
2982         dev = sc->vtnet_dev;
2983
2984         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MULTIQ) == 0) {
2985                 MPASS(sc->vtnet_max_vq_pairs == 1);
2986                 sc->vtnet_act_vq_pairs = 1;
2987                 return;
2988         }
2989
2990         /* BMV: Just use the maximum configured for now. */
2991         npairs = sc->vtnet_max_vq_pairs;
2992
2993         if (vtnet_ctrl_mq_cmd(sc, npairs) != 0) {
2994                 device_printf(dev,
2995                     "cannot set active queue pairs to %d\n", npairs);
2996                 npairs = 1;
2997         }
2998
2999         sc->vtnet_act_vq_pairs = npairs;
3000 }
3001
3002 static int
3003 vtnet_reinit(struct vtnet_softc *sc)
3004 {
3005         struct ifnet *ifp;
3006         int error;
3007
3008         ifp = sc->vtnet_ifp;
3009
3010         /* Use the current MAC address. */
3011         bcopy(IF_LLADDR(ifp), sc->vtnet_hwaddr, ETHER_ADDR_LEN);
3012         vtnet_set_hwaddr(sc);
3013
3014         vtnet_set_active_vq_pairs(sc);
3015
3016         ifp->if_hwassist = 0;
3017         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TXCSUM)
3018                 ifp->if_hwassist |= VTNET_CSUM_OFFLOAD;
3019         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TXCSUM_IPV6)
3020                 ifp->if_hwassist |= VTNET_CSUM_OFFLOAD_IPV6;
3021         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TSO4)
3022                 ifp->if_hwassist |= CSUM_IP_TSO;
3023         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TSO6)
3024                 ifp->if_hwassist |= CSUM_IP6_TSO;
3025
3026         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ)
3027                 vtnet_init_rx_filters(sc);
3028
3029         error = vtnet_init_rxtx_queues(sc);
3030         if (error)
3031                 return (error);
3032
3033         vtnet_enable_interrupts(sc);
3034         ifp->if_drv_flags |= IFF_DRV_RUNNING;
3035
3036         return (0);
3037 }
3038
3039 static void
3040 vtnet_init_locked(struct vtnet_softc *sc)
3041 {
3042         device_t dev;
3043         struct ifnet *ifp;
3044
3045         dev = sc->vtnet_dev;
3046         ifp = sc->vtnet_ifp;
3047
3048         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3049
3050         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)
3051                 return;
3052
3053         vtnet_stop(sc);
3054
3055         /* Reinitialize with the host. */
3056         if (vtnet_virtio_reinit(sc) != 0)
3057                 goto fail;
3058
3059         if (vtnet_reinit(sc) != 0)
3060                 goto fail;
3061
3062         virtio_reinit_complete(dev);
3063
3064         vtnet_update_link_status(sc);
3065         callout_reset(&sc->vtnet_tick_ch, hz, vtnet_tick, sc);
3066
3067         return;
3068
3069 fail:
3070         vtnet_stop(sc);
3071 }
3072
3073 static void
3074 vtnet_init(void *xsc)
3075 {
3076         struct vtnet_softc *sc;
3077
3078         sc = xsc;
3079
3080 #ifdef DEV_NETMAP
3081         if (!NA(sc->vtnet_ifp)) {
3082                 D("try to attach again");
3083                 vtnet_netmap_attach(sc);
3084         }
3085 #endif /* DEV_NETMAP */
3086
3087         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3088         vtnet_init_locked(sc);
3089         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3090 }
3091
3092 static void
3093 vtnet_free_ctrl_vq(struct vtnet_softc *sc)
3094 {
3095         struct virtqueue *vq;
3096
3097         vq = sc->vtnet_ctrl_vq;
3098
3099         /*
3100          * The control virtqueue is only polled and therefore it should
3101          * already be empty.
3102          */
3103         KASSERT(virtqueue_empty(vq),
3104             ("%s: ctrl vq %p not empty", __func__, vq));
3105 }
3106
3107 static void
3108 vtnet_exec_ctrl_cmd(struct vtnet_softc *sc, void *cookie,
3109     struct sglist *sg, int readable, int writable)
3110 {
3111         struct virtqueue *vq;
3112
3113         vq = sc->vtnet_ctrl_vq;
3114
3115         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3116         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ,
3117             ("%s: CTRL_VQ feature not negotiated", __func__));
3118
3119         if (!virtqueue_empty(vq))
3120                 return;
3121         if (virtqueue_enqueue(vq, cookie, sg, readable, writable) != 0)
3122                 return;
3123
3124         /*
3125          * Poll for the response, but the command is likely already
3126          * done when we return from the notify.
3127          */
3128         virtqueue_notify(vq);
3129         virtqueue_poll(vq, NULL);
3130 }
3131
3132 static int
3133 vtnet_ctrl_mac_cmd(struct vtnet_softc *sc, uint8_t *hwaddr)
3134 {
3135         struct virtio_net_ctrl_hdr hdr __aligned(2);
3136         struct sglist_seg segs[3];
3137         struct sglist sg;
3138         uint8_t ack;
3139         int error;
3140
3141         hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_MAC;
3142         hdr.cmd = VIRTIO_NET_CTRL_MAC_ADDR_SET;
3143         ack = VIRTIO_NET_ERR;
3144
3145         sglist_init(&sg, 3, segs);
3146         error = 0;
3147         error |= sglist_append(&sg, &hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3148         error |= sglist_append(&sg, hwaddr, ETHER_ADDR_LEN);
3149         error |= sglist_append(&sg, &ack, sizeof(uint8_t));
3150         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3151             ("%s: error %d adding set MAC msg to sglist", __func__, error));
3152
3153         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3154
3155         return (ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3156 }
3157
3158 static int
3159 vtnet_ctrl_mq_cmd(struct vtnet_softc *sc, uint16_t npairs)
3160 {
3161         struct sglist_seg segs[3];
3162         struct sglist sg;
3163         struct {
3164                 struct virtio_net_ctrl_hdr hdr;
3165                 uint8_t pad1;
3166                 struct virtio_net_ctrl_mq mq;
3167                 uint8_t pad2;
3168                 uint8_t ack;
3169         } s __aligned(2);
3170         int error;
3171
3172         s.hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_MQ;
3173         s.hdr.cmd = VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_SET;
3174         s.mq.virtqueue_pairs = npairs;
3175         s.ack = VIRTIO_NET_ERR;
3176
3177         sglist_init(&sg, 3, segs);
3178         error = 0;
3179         error |= sglist_append(&sg, &s.hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3180         error |= sglist_append(&sg, &s.mq, sizeof(struct virtio_net_ctrl_mq));
3181         error |= sglist_append(&sg, &s.ack, sizeof(uint8_t));
3182         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3183             ("%s: error %d adding MQ message to sglist", __func__, error));
3184
3185         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &s.ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3186
3187         return (s.ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3188 }
3189
3190 static int
3191 vtnet_ctrl_rx_cmd(struct vtnet_softc *sc, int cmd, int on)
3192 {
3193         struct sglist_seg segs[3];
3194         struct sglist sg;
3195         struct {
3196                 struct virtio_net_ctrl_hdr hdr;
3197                 uint8_t pad1;
3198                 uint8_t onoff;
3199                 uint8_t pad2;
3200                 uint8_t ack;
3201         } s __aligned(2);
3202         int error;
3203
3204         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX,
3205             ("%s: CTRL_RX feature not negotiated", __func__));
3206
3207         s.hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_RX;
3208         s.hdr.cmd = cmd;
3209         s.onoff = !!on;
3210         s.ack = VIRTIO_NET_ERR;
3211
3212         sglist_init(&sg, 3, segs);
3213         error = 0;
3214         error |= sglist_append(&sg, &s.hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3215         error |= sglist_append(&sg, &s.onoff, sizeof(uint8_t));
3216         error |= sglist_append(&sg, &s.ack, sizeof(uint8_t));
3217         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3218             ("%s: error %d adding Rx message to sglist", __func__, error));
3219
3220         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &s.ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3221
3222         return (s.ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3223 }
3224
3225 static int
3226 vtnet_set_promisc(struct vtnet_softc *sc, int on)
3227 {
3228
3229         return (vtnet_ctrl_rx_cmd(sc, VIRTIO_NET_CTRL_RX_PROMISC, on));
3230 }
3231
3232 static int
3233 vtnet_set_allmulti(struct vtnet_softc *sc, int on)
3234 {
3235
3236         return (vtnet_ctrl_rx_cmd(sc, VIRTIO_NET_CTRL_RX_ALLMULTI, on));
3237 }
3238
3239 /*
3240  * The device defaults to promiscuous mode for backwards compatibility.
3241  * Turn it off at attach time if possible.
3242  */
3243 static void
3244 vtnet_attach_disable_promisc(struct vtnet_softc *sc)
3245 {
3246         struct ifnet *ifp;
3247
3248         ifp = sc->vtnet_ifp;
3249
3250         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3251         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) == 0) {
3252                 ifp->if_flags |= IFF_PROMISC;
3253         } else if (vtnet_set_promisc(sc, 0) != 0) {
3254                 ifp->if_flags |= IFF_PROMISC;
3255                 device_printf(sc->vtnet_dev,
3256                     "cannot disable default promiscuous mode\n");
3257         }
3258         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3259 }
3260
3261 static void
3262 vtnet_rx_filter(struct vtnet_softc *sc)
3263 {
3264         device_t dev;
3265         struct ifnet *ifp;
3266
3267         dev = sc->vtnet_dev;
3268         ifp = sc->vtnet_ifp;
3269
3270         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3271
3272         if (vtnet_set_promisc(sc, ifp->if_flags & IFF_PROMISC) != 0)
3273                 device_printf(dev, "cannot %s promiscuous mode\n",
3274                     ifp->if_flags & IFF_PROMISC ? "enable" : "disable");
3275
3276         if (vtnet_set_allmulti(sc, ifp->if_flags & IFF_ALLMULTI) != 0)
3277                 device_printf(dev, "cannot %s all-multicast mode\n",
3278                     ifp->if_flags & IFF_ALLMULTI ? "enable" : "disable");
3279 }
3280
3281 static void
3282 vtnet_rx_filter_mac(struct vtnet_softc *sc)
3283 {
3284         struct virtio_net_ctrl_hdr hdr __aligned(2);
3285         struct vtnet_mac_filter *filter;
3286         struct sglist_seg segs[4];
3287         struct sglist sg;
3288         struct ifnet *ifp;
3289         struct ifaddr *ifa;
3290         struct ifmultiaddr *ifma;
3291         int ucnt, mcnt, promisc, allmulti, error;
3292         uint8_t ack;
3293
3294         ifp = sc->vtnet_ifp;
3295         filter = sc->vtnet_mac_filter;
3296         ucnt = 0;
3297         mcnt = 0;
3298         promisc = 0;
3299         allmulti = 0;
3300
3301         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3302         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX,
3303             ("%s: CTRL_RX feature not negotiated", __func__));
3304
3305         /* Unicast MAC addresses: */
3306         if_addr_rlock(ifp);
3307         TAILQ_FOREACH(ifa, &ifp->if_addrhead, ifa_link) {
3308                 if (ifa->ifa_addr->sa_family != AF_LINK)
3309                         continue;
3310                 else if (memcmp(LLADDR((struct sockaddr_dl *)ifa->ifa_addr),
3311                     sc->vtnet_hwaddr, ETHER_ADDR_LEN) == 0)
3312                         continue;
3313                 else if (ucnt == VTNET_MAX_MAC_ENTRIES) {
3314                         promisc = 1;
3315                         break;
3316                 }
3317
3318                 bcopy(LLADDR((struct sockaddr_dl *)ifa->ifa_addr),
3319                     &filter->vmf_unicast.macs[ucnt], ETHER_ADDR_LEN);
3320                 ucnt++;
3321         }
3322         if_addr_runlock(ifp);
3323
3324         if (promisc != 0) {
3325                 filter->vmf_unicast.nentries = 0;
3326                 if_printf(ifp, "more than %d MAC addresses assigned, "
3327                     "falling back to promiscuous mode\n",
3328                     VTNET_MAX_MAC_ENTRIES);
3329         } else
3330                 filter->vmf_unicast.nentries = ucnt;
3331
3332         /* Multicast MAC addresses: */
3333         if_maddr_rlock(ifp);
3334         TAILQ_FOREACH(ifma, &ifp->if_multiaddrs, ifma_link) {
3335                 if (ifma->ifma_addr->sa_family != AF_LINK)
3336                         continue;
3337                 else if (mcnt == VTNET_MAX_MAC_ENTRIES) {
3338                         allmulti = 1;
3339                         break;
3340                 }
3341
3342                 bcopy(LLADDR((struct sockaddr_dl *)ifma->ifma_addr),
3343                     &filter->vmf_multicast.macs[mcnt], ETHER_ADDR_LEN);
3344                 mcnt++;
3345         }
3346         if_maddr_runlock(ifp);
3347
3348         if (allmulti != 0) {
3349                 filter->vmf_multicast.nentries = 0;
3350                 if_printf(ifp, "more than %d multicast MAC addresses "
3351                     "assigned, falling back to all-multicast mode\n",
3352                     VTNET_MAX_MAC_ENTRIES);
3353         } else
3354                 filter->vmf_multicast.nentries = mcnt;
3355
3356         if (promisc != 0 && allmulti != 0)
3357                 goto out;
3358
3359         hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_MAC;
3360         hdr.cmd = VIRTIO_NET_CTRL_MAC_TABLE_SET;
3361         ack = VIRTIO_NET_ERR;
3362
3363         sglist_init(&sg, 4, segs);
3364         error = 0;
3365         error |= sglist_append(&sg, &hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3366         error |= sglist_append(&sg, &filter->vmf_unicast,
3367             sizeof(uint32_t) + filter->vmf_unicast.nentries * ETHER_ADDR_LEN);
3368         error |= sglist_append(&sg, &filter->vmf_multicast,
3369             sizeof(uint32_t) + filter->vmf_multicast.nentries * ETHER_ADDR_LEN);
3370         error |= sglist_append(&sg, &ack, sizeof(uint8_t));
3371         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 4,
3372             ("%s: error %d adding MAC filter msg to sglist", __func__, error));
3373
3374         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3375
3376         if (ack != VIRTIO_NET_OK)
3377                 if_printf(ifp, "error setting host MAC filter table\n");
3378
3379 out:
3380         if (promisc != 0 && vtnet_set_promisc(sc, 1) != 0)
3381                 if_printf(ifp, "cannot enable promiscuous mode\n");
3382         if (allmulti != 0 && vtnet_set_allmulti(sc, 1) != 0)
3383                 if_printf(ifp, "cannot enable all-multicast mode\n");
3384 }
3385
3386 static int
3387 vtnet_exec_vlan_filter(struct vtnet_softc *sc, int add, uint16_t tag)
3388 {
3389         struct sglist_seg segs[3];
3390         struct sglist sg;
3391         struct {
3392                 struct virtio_net_ctrl_hdr hdr;
3393                 uint8_t pad1;
3394                 uint16_t tag;
3395                 uint8_t pad2;
3396                 uint8_t ack;
3397         } s __aligned(2);
3398         int error;
3399
3400         s.hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_VLAN;
3401         s.hdr.cmd = add ? VIRTIO_NET_CTRL_VLAN_ADD : VIRTIO_NET_CTRL_VLAN_DEL;
3402         s.tag = tag;
3403         s.ack = VIRTIO_NET_ERR;
3404
3405         sglist_init(&sg, 3, segs);
3406         error = 0;
3407         error |= sglist_append(&sg, &s.hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3408         error |= sglist_append(&sg, &s.tag, sizeof(uint16_t));
3409         error |= sglist_append(&sg, &s.ack, sizeof(uint8_t));
3410         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3411             ("%s: error %d adding VLAN message to sglist", __func__, error));
3412
3413         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &s.ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3414
3415         return (s.ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3416 }
3417
3418 static void
3419 vtnet_rx_filter_vlan(struct vtnet_softc *sc)
3420 {
3421         uint32_t w;
3422         uint16_t tag;
3423         int i, bit;
3424
3425         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3426         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_VLAN_FILTER,
3427             ("%s: VLAN_FILTER feature not negotiated", __func__));
3428
3429         /* Enable the filter for each configured VLAN. */
3430         for (i = 0; i < VTNET_VLAN_FILTER_NWORDS; i++) {
3431                 w = sc->vtnet_vlan_filter[i];
3432
3433                 while ((bit = ffs(w) - 1) != -1) {
3434                         w &= ~(1 << bit);
3435                         tag = sizeof(w) * CHAR_BIT * i + bit;
3436
3437                         if (vtnet_exec_vlan_filter(sc, 1, tag) != 0) {
3438                                 device_printf(sc->vtnet_dev,
3439                                     "cannot enable VLAN %d filter\n", tag);
3440                         }
3441                 }
3442         }
3443 }
3444
3445 static void
3446 vtnet_update_vlan_filter(struct vtnet_softc *sc, int add, uint16_t tag)
3447 {
3448         struct ifnet *ifp;
3449         int idx, bit;
3450
3451         ifp = sc->vtnet_ifp;
3452         idx = (tag >> 5) & 0x7F;
3453         bit = tag & 0x1F;
3454
3455         if (tag == 0 || tag > 4095)
3456                 return;
3457
3458         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3459
3460         if (add)
3461                 sc->vtnet_vlan_filter[idx] |= (1 << bit);
3462         else
3463                 sc->vtnet_vlan_filter[idx] &= ~(1 << bit);
3464
3465         if (ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWFILTER &&
3466             vtnet_exec_vlan_filter(sc, add, tag) != 0) {
3467                 device_printf(sc->vtnet_dev,
3468                     "cannot %s VLAN %d %s the host filter table\n",
3469                     add ? "add" : "remove", tag, add ? "to" : "from");
3470         }
3471
3472         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3473 }
3474
3475 static void
3476 vtnet_register_vlan(void *arg, struct ifnet *ifp, uint16_t tag)
3477 {
3478
3479         if (ifp->if_softc != arg)
3480                 return;
3481
3482         vtnet_update_vlan_filter(arg, 1, tag);
3483 }
3484
3485 static void
3486 vtnet_unregister_vlan(void *arg, struct ifnet *ifp, uint16_t tag)
3487 {
3488
3489         if (ifp->if_softc != arg)
3490                 return;
3491
3492         vtnet_update_vlan_filter(arg, 0, tag);
3493 }
3494
3495 static int
3496 vtnet_is_link_up(struct vtnet_softc *sc)
3497 {
3498         device_t dev;
3499         struct ifnet *ifp;
3500         uint16_t status;
3501
3502         dev = sc->vtnet_dev;
3503         ifp = sc->vtnet_ifp;
3504
3505         if ((ifp->if_capabilities & IFCAP_LINKSTATE) == 0)
3506                 status = VIRTIO_NET_S_LINK_UP;
3507         else
3508                 status = virtio_read_dev_config_2(dev,
3509                     offsetof(struct virtio_net_config, status));
3510
3511         return ((status & VIRTIO_NET_S_LINK_UP) != 0);
3512 }
3513
3514 static void
3515 vtnet_update_link_status(struct vtnet_softc *sc)
3516 {
3517         struct ifnet *ifp;
3518         int link;
3519
3520         ifp = sc->vtnet_ifp;
3521
3522         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3523         link = vtnet_is_link_up(sc);
3524
3525         /* Notify if the link status has changed. */
3526         if (link != 0 && sc->vtnet_link_active == 0) {
3527                 sc->vtnet_link_active = 1;
3528                 if_link_state_change(ifp, LINK_STATE_UP);
3529         } else if (link == 0 && sc->vtnet_link_active != 0) {
3530                 sc->vtnet_link_active = 0;
3531                 if_link_state_change(ifp, LINK_STATE_DOWN);
3532         }
3533 }
3534
3535 static int
3536 vtnet_ifmedia_upd(struct ifnet *ifp)
3537 {
3538         struct vtnet_softc *sc;
3539         struct ifmedia *ifm;
3540
3541         sc = ifp->if_softc;
3542         ifm = &sc->vtnet_media;
3543
3544         if (IFM_TYPE(ifm->ifm_media) != IFM_ETHER)
3545                 return (EINVAL);
3546
3547         return (0);
3548 }
3549
3550 static void
3551 vtnet_ifmedia_sts(struct ifnet *ifp, struct ifmediareq *ifmr)
3552 {
3553         struct vtnet_softc *sc;
3554
3555         sc = ifp->if_softc;
3556
3557         ifmr->ifm_status = IFM_AVALID;
3558         ifmr->ifm_active = IFM_ETHER;
3559
3560         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3561         if (vtnet_is_link_up(sc) != 0) {
3562                 ifmr->ifm_status |= IFM_ACTIVE;
3563                 ifmr->ifm_active |= VTNET_MEDIATYPE;
3564         } else
3565                 ifmr->ifm_active |= IFM_NONE;
3566         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3567 }
3568
3569 static void
3570 vtnet_set_hwaddr(struct vtnet_softc *sc)
3571 {
3572         device_t dev;
3573         int i;
3574
3575         dev = sc->vtnet_dev;
3576
3577         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_MAC) {
3578                 if (vtnet_ctrl_mac_cmd(sc, sc->vtnet_hwaddr) != 0)
3579                         device_printf(dev, "unable to set MAC address\n");
3580         } else if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MAC) {
3581                 for (i = 0; i < ETHER_ADDR_LEN; i++) {
3582                         virtio_write_dev_config_1(dev,
3583                             offsetof(struct virtio_net_config, mac) + i,
3584                             sc->vtnet_hwaddr[i]);
3585                 }
3586         }
3587 }
3588
3589 static void
3590 vtnet_get_hwaddr(struct vtnet_softc *sc)
3591 {
3592         device_t dev;
3593         int i;
3594
3595         dev = sc->vtnet_dev;
3596
3597         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MAC) == 0) {
3598                 /*
3599                  * Generate a random locally administered unicast address.
3600                  *
3601                  * It would be nice to generate the same MAC address across
3602                  * reboots, but it seems all the hosts currently available
3603                  * support the MAC feature, so this isn't too important.
3604                  */
3605                 sc->vtnet_hwaddr[0] = 0xB2;
3606                 arc4rand(&sc->vtnet_hwaddr[1], ETHER_ADDR_LEN - 1, 0);
3607                 vtnet_set_hwaddr(sc);
3608                 return;
3609         }
3610
3611         for (i = 0; i < ETHER_ADDR_LEN; i++) {
3612                 sc->vtnet_hwaddr[i] = virtio_read_dev_config_1(dev,
3613                     offsetof(struct virtio_net_config, mac) + i);
3614         }
3615 }
3616
3617 static void
3618 vtnet_vlan_tag_remove(struct mbuf *m)
3619 {
3620         struct ether_vlan_header *evh;
3621
3622         evh = mtod(m, struct ether_vlan_header *);
3623         m->m_pkthdr.ether_vtag = ntohs(evh->evl_tag);
3624         m->m_flags |= M_VLANTAG;
3625
3626         /* Strip the 802.1Q header. */
3627         bcopy((char *) evh, (char *) evh + ETHER_VLAN_ENCAP_LEN,
3628             ETHER_HDR_LEN - ETHER_TYPE_LEN);
3629         m_adj(m, ETHER_VLAN_ENCAP_LEN);
3630 }
3631
3632 static void
3633 vtnet_set_rx_process_limit(struct vtnet_softc *sc)
3634 {
3635         int limit;
3636
3637         limit = vtnet_tunable_int(sc, "rx_process_limit",
3638             vtnet_rx_process_limit);
3639         if (limit < 0)
3640                 limit = INT_MAX;
3641         sc->vtnet_rx_process_limit = limit;
3642 }
3643
3644 static void
3645 vtnet_set_tx_intr_threshold(struct vtnet_softc *sc)
3646 {
3647         device_t dev;
3648         int size, thresh;
3649
3650         dev = sc->vtnet_dev;
3651         size = virtqueue_size(sc->vtnet_txqs[0].vtntx_vq);
3652
3653         /*
3654          * The Tx interrupt is disabled until the queue free count falls
3655          * below our threshold. Completed frames are drained from the Tx
3656          * virtqueue before transmitting new frames and in the watchdog
3657          * callout, so the frequency of Tx interrupts is greatly reduced,
3658          * at the cost of not freeing mbufs as quickly as they otherwise
3659          * would be.
3660          *
3661          * N.B. We assume all the Tx queues are the same size.
3662          */
3663         thresh = size / 4;
3664
3665         /*
3666          * Without indirect descriptors, leave enough room for the most
3667          * segments we handle.
3668          */
3669         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_INDIRECT) == 0 &&
3670             thresh < sc->vtnet_tx_nsegs)
3671                 thresh = sc->vtnet_tx_nsegs;
3672
3673         sc->vtnet_tx_intr_thresh = thresh;
3674 }
3675
3676 static void
3677 vtnet_setup_rxq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *ctx,
3678     struct sysctl_oid_list *child, struct vtnet_rxq *rxq)
3679 {
3680         struct sysctl_oid *node;
3681         struct sysctl_oid_list *list;
3682         struct vtnet_rxq_stats *stats;
3683         char namebuf[16];
3684
3685         snprintf(namebuf, sizeof(namebuf), "rxq%d", rxq->vtnrx_id);
3686         node = SYSCTL_ADD_NODE(ctx, child, OID_AUTO, namebuf,
3687             CTLFLAG_RD, NULL, "Receive Queue");
3688         list = SYSCTL_CHILDREN(node);
3689
3690         stats = &rxq->vtnrx_stats;
3691
3692         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "ipackets", CTLFLAG_RD,
3693             &stats->vrxs_ipackets, "Receive packets");
3694         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "ibytes", CTLFLAG_RD,
3695             &stats->vrxs_ibytes, "Receive bytes");
3696         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "iqdrops", CTLFLAG_RD,
3697             &stats->vrxs_iqdrops, "Receive drops");
3698         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "ierrors", CTLFLAG_RD,
3699             &stats->vrxs_ierrors, "Receive errors");
3700         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "csum", CTLFLAG_RD,
3701             &stats->vrxs_csum, "Receive checksum offloaded");
3702         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "csum_failed", CTLFLAG_RD,
3703             &stats->vrxs_csum_failed, "Receive checksum offload failed");
3704         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "rescheduled", CTLFLAG_RD,
3705             &stats->vrxs_rescheduled,
3706             "Receive interrupt handler rescheduled");
3707 }
3708
3709 static void
3710 vtnet_setup_txq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *ctx,
3711     struct sysctl_oid_list *child, struct vtnet_txq *txq)
3712 {
3713         struct sysctl_oid *node;
3714         struct sysctl_oid_list *list;
3715         struct vtnet_txq_stats *stats;
3716         char namebuf[16];
3717
3718         snprintf(namebuf, sizeof(namebuf), "txq%d", txq->vtntx_id);
3719         node = SYSCTL_ADD_NODE(ctx, child, OID_AUTO, namebuf,
3720             CTLFLAG_RD, NULL, "Transmit Queue");
3721         list = SYSCTL_CHILDREN(node);
3722
3723         stats = &txq->vtntx_stats;
3724
3725         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "opackets", CTLFLAG_RD,
3726             &stats->vtxs_opackets, "Transmit packets");
3727         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "obytes", CTLFLAG_RD,
3728             &stats->vtxs_obytes, "Transmit bytes");
3729         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "omcasts", CTLFLAG_RD,
3730             &stats->vtxs_omcasts, "Transmit multicasts");
3731         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "csum", CTLFLAG_RD,
3732             &stats->vtxs_csum, "Transmit checksum offloaded");
3733         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "tso", CTLFLAG_RD,
3734             &stats->vtxs_tso, "Transmit segmentation offloaded");
3735         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "rescheduled", CTLFLAG_RD,
3736             &stats->vtxs_rescheduled,
3737             "Transmit interrupt handler rescheduled");
3738 }
3739
3740 static void
3741 vtnet_setup_queue_sysctl(struct vtnet_softc *sc)
3742 {
3743         device_t dev;
3744         struct sysctl_ctx_list *ctx;
3745         struct sysctl_oid *tree;
3746         struct sysctl_oid_list *child;
3747         int i;
3748
3749         dev = sc->vtnet_dev;
3750         ctx = device_get_sysctl_ctx(dev);
3751         tree = device_get_sysctl_tree(dev);
3752         child = SYSCTL_CHILDREN(tree);
3753
3754         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
3755                 vtnet_setup_rxq_sysctl(ctx, child, &sc->vtnet_rxqs[i]);
3756                 vtnet_setup_txq_sysctl(ctx, child, &sc->vtnet_txqs[i]);
3757         }
3758 }
3759
3760 static void
3761 vtnet_setup_stat_sysctl(struct sysctl_ctx_list *ctx,
3762     struct sysctl_oid_list *child, struct vtnet_softc *sc)
3763 {
3764         struct vtnet_statistics *stats;
3765
3766         stats = &sc->vtnet_stats;
3767
3768         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "mbuf_alloc_failed",
3769             CTLFLAG_RD, &stats->mbuf_alloc_failed,
3770             "Mbuf cluster allocation failures");
3771
3772         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_frame_too_large",
3773             CTLFLAG_RD, &stats->rx_frame_too_large,
3774             "Received frame larger than the mbuf chain");
3775         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_enq_replacement_failed",
3776             CTLFLAG_RD, &stats->rx_enq_replacement_failed,
3777             "Enqueuing the replacement receive mbuf failed");
3778         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_mergeable_failed",
3779             CTLFLAG_RD, &stats->rx_mergeable_failed,
3780             "Mergeable buffers receive failures");
3781         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_ethtype",
3782             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_ethtype,
3783             "Received checksum offloaded buffer with unsupported "
3784             "Ethernet type");
3785         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_ipproto",
3786             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_ipproto,
3787             "Received checksum offloaded buffer with incorrect IP protocol");
3788         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_offset",
3789             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_offset,
3790             "Received checksum offloaded buffer with incorrect offset");
3791         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_proto",
3792             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_proto,
3793             "Received checksum offloaded buffer with incorrect protocol");
3794         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_failed",
3795             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_failed,
3796             "Received buffer checksum offload failed");
3797         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_offloaded",
3798             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_offloaded,
3799             "Received buffer checksum offload succeeded");
3800         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_task_rescheduled",
3801             CTLFLAG_RD, &stats->rx_task_rescheduled,
3802             "Times the receive interrupt task rescheduled itself");
3803
3804         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_csum_bad_ethtype",
3805             CTLFLAG_RD, &stats->tx_csum_bad_ethtype,
3806             "Aborted transmit of checksum offloaded buffer with unknown "
3807             "Ethernet type");
3808         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_tso_bad_ethtype",
3809             CTLFLAG_RD, &stats->tx_tso_bad_ethtype,
3810             "Aborted transmit of TSO buffer with unknown Ethernet type");
3811         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_tso_not_tcp",
3812             CTLFLAG_RD, &stats->tx_tso_not_tcp,
3813             "Aborted transmit of TSO buffer with non TCP protocol");
3814         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_defragged",
3815             CTLFLAG_RD, &stats->tx_defragged,
3816             "Transmit mbufs defragged");
3817         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_defrag_failed",
3818             CTLFLAG_RD, &stats->tx_defrag_failed,
3819             "Aborted transmit of buffer because defrag failed");
3820         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_csum_offloaded",
3821             CTLFLAG_RD, &stats->tx_csum_offloaded,
3822             "Offloaded checksum of transmitted buffer");
3823         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_tso_offloaded",
3824             CTLFLAG_RD, &stats->tx_tso_offloaded,
3825             "Segmentation offload of transmitted buffer");
3826         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_task_rescheduled",
3827             CTLFLAG_RD, &stats->tx_task_rescheduled,
3828             "Times the transmit interrupt task rescheduled itself");
3829 }
3830
3831 static void
3832 vtnet_setup_sysctl(struct vtnet_softc *sc)
3833 {
3834         device_t dev;
3835         struct sysctl_ctx_list *ctx;
3836         struct sysctl_oid *tree;
3837         struct sysctl_oid_list *child;
3838
3839         dev = sc->vtnet_dev;
3840         ctx = device_get_sysctl_ctx(dev);
3841         tree = device_get_sysctl_tree(dev);
3842         child = SYSCTL_CHILDREN(tree);
3843
3844         SYSCTL_ADD_INT(ctx, child, OID_AUTO, "max_vq_pairs",
3845             CTLFLAG_RD, &sc->vtnet_max_vq_pairs, 0,
3846             "Maximum number of supported virtqueue pairs");
3847         SYSCTL_ADD_INT(ctx, child, OID_AUTO, "act_vq_pairs",
3848             CTLFLAG_RD, &sc->vtnet_act_vq_pairs, 0,
3849             "Number of active virtqueue pairs");
3850
3851         vtnet_setup_stat_sysctl(ctx, child, sc);
3852 }
3853
3854 static int
3855 vtnet_rxq_enable_intr(struct vtnet_rxq *rxq)
3856 {
3857
3858         return (virtqueue_enable_intr(rxq->vtnrx_vq));
3859 }
3860
3861 static void
3862 vtnet_rxq_disable_intr(struct vtnet_rxq *rxq)
3863 {
3864
3865         virtqueue_disable_intr(rxq->vtnrx_vq);
3866 }
3867
3868 static int
3869 vtnet_txq_enable_intr(struct vtnet_txq *txq)
3870 {
3871         struct virtqueue *vq;
3872
3873         vq = txq->vtntx_vq;
3874
3875         if (vtnet_txq_below_threshold(txq) != 0)
3876                 return (virtqueue_postpone_intr(vq, VQ_POSTPONE_LONG));
3877
3878         /*
3879          * The free count is above our threshold. Keep the Tx interrupt
3880          * disabled until the queue is fuller.
3881          */
3882         return (0);
3883 }
3884
3885 static void
3886 vtnet_txq_disable_intr(struct vtnet_txq *txq)
3887 {
3888
3889         virtqueue_disable_intr(txq->vtntx_vq);
3890 }
3891
3892 static void
3893 vtnet_enable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3894 {
3895         int i;
3896
3897         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
3898                 vtnet_rxq_enable_intr(&sc->vtnet_rxqs[i]);
3899 }
3900
3901 static void
3902 vtnet_enable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3903 {
3904         int i;
3905
3906         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
3907                 vtnet_txq_enable_intr(&sc->vtnet_txqs[i]);
3908 }
3909
3910 static void
3911 vtnet_enable_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3912 {
3913
3914         vtnet_enable_rx_interrupts(sc);
3915         vtnet_enable_tx_interrupts(sc);
3916 }
3917
3918 static void
3919 vtnet_disable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3920 {
3921         int i;
3922
3923         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
3924                 vtnet_rxq_disable_intr(&sc->vtnet_rxqs[i]);
3925 }
3926
3927 static void
3928 vtnet_disable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3929 {
3930         int i;
3931
3932         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
3933                 vtnet_txq_disable_intr(&sc->vtnet_txqs[i]);
3934 }
3935
3936 static void
3937 vtnet_disable_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3938 {
3939
3940         vtnet_disable_rx_interrupts(sc);
3941         vtnet_disable_tx_interrupts(sc);
3942 }
3943
3944 static int
3945 vtnet_tunable_int(struct vtnet_softc *sc, const char *knob, int def)
3946 {
3947         char path[64];
3948
3949         snprintf(path, sizeof(path),
3950             "hw.vtnet.%d.%s", device_get_unit(sc->vtnet_dev), knob);
3951         TUNABLE_INT_FETCH(path, &def);
3952
3953         return (def);
3954 }