]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/dev/netmap/netmap.c
MFC r351657
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / dev / netmap / netmap.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (C) 2011-2014 Matteo Landi
5  * Copyright (C) 2011-2016 Luigi Rizzo
6  * Copyright (C) 2011-2016 Giuseppe Lettieri
7  * Copyright (C) 2011-2016 Vincenzo Maffione
8  * All rights reserved.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  *   1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  *   2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *      documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32
33 /*
34  * $FreeBSD$
35  *
36  * This module supports memory mapped access to network devices,
37  * see netmap(4).
38  *
39  * The module uses a large, memory pool allocated by the kernel
40  * and accessible as mmapped memory by multiple userspace threads/processes.
41  * The memory pool contains packet buffers and "netmap rings",
42  * i.e. user-accessible copies of the interface's queues.
43  *
44  * Access to the network card works like this:
45  * 1. a process/thread issues one or more open() on /dev/netmap, to create
46  *    select()able file descriptor on which events are reported.
47  * 2. on each descriptor, the process issues an ioctl() to identify
48  *    the interface that should report events to the file descriptor.
49  * 3. on each descriptor, the process issues an mmap() request to
50  *    map the shared memory region within the process' address space.
51  *    The list of interesting queues is indicated by a location in
52  *    the shared memory region.
53  * 4. using the functions in the netmap(4) userspace API, a process
54  *    can look up the occupation state of a queue, access memory buffers,
55  *    and retrieve received packets or enqueue packets to transmit.
56  * 5. using some ioctl()s the process can synchronize the userspace view
57  *    of the queue with the actual status in the kernel. This includes both
58  *    receiving the notification of new packets, and transmitting new
59  *    packets on the output interface.
60  * 6. select() or poll() can be used to wait for events on individual
61  *    transmit or receive queues (or all queues for a given interface).
62  *
63
64                 SYNCHRONIZATION (USER)
65
66 The netmap rings and data structures may be shared among multiple
67 user threads or even independent processes.
68 Any synchronization among those threads/processes is delegated
69 to the threads themselves. Only one thread at a time can be in
70 a system call on the same netmap ring. The OS does not enforce
71 this and only guarantees against system crashes in case of
72 invalid usage.
73
74                 LOCKING (INTERNAL)
75
76 Within the kernel, access to the netmap rings is protected as follows:
77
78 - a spinlock on each ring, to handle producer/consumer races on
79   RX rings attached to the host stack (against multiple host
80   threads writing from the host stack to the same ring),
81   and on 'destination' rings attached to a VALE switch
82   (i.e. RX rings in VALE ports, and TX rings in NIC/host ports)
83   protecting multiple active senders for the same destination)
84
85 - an atomic variable to guarantee that there is at most one
86   instance of *_*xsync() on the ring at any time.
87   For rings connected to user file
88   descriptors, an atomic_test_and_set() protects this, and the
89   lock on the ring is not actually used.
90   For NIC RX rings connected to a VALE switch, an atomic_test_and_set()
91   is also used to prevent multiple executions (the driver might indeed
92   already guarantee this).
93   For NIC TX rings connected to a VALE switch, the lock arbitrates
94   access to the queue (both when allocating buffers and when pushing
95   them out).
96
97 - *xsync() should be protected against initializations of the card.
98   On FreeBSD most devices have the reset routine protected by
99   a RING lock (ixgbe, igb, em) or core lock (re). lem is missing
100   the RING protection on rx_reset(), this should be added.
101
102   On linux there is an external lock on the tx path, which probably
103   also arbitrates access to the reset routine. XXX to be revised
104
105 - a per-interface core_lock protecting access from the host stack
106   while interfaces may be detached from netmap mode.
107   XXX there should be no need for this lock if we detach the interfaces
108   only while they are down.
109
110
111 --- VALE SWITCH ---
112
113 NMG_LOCK() serializes all modifications to switches and ports.
114 A switch cannot be deleted until all ports are gone.
115
116 For each switch, an SX lock (RWlock on linux) protects
117 deletion of ports. When configuring or deleting a new port, the
118 lock is acquired in exclusive mode (after holding NMG_LOCK).
119 When forwarding, the lock is acquired in shared mode (without NMG_LOCK).
120 The lock is held throughout the entire forwarding cycle,
121 during which the thread may incur in a page fault.
122 Hence it is important that sleepable shared locks are used.
123
124 On the rx ring, the per-port lock is grabbed initially to reserve
125 a number of slot in the ring, then the lock is released,
126 packets are copied from source to destination, and then
127 the lock is acquired again and the receive ring is updated.
128 (A similar thing is done on the tx ring for NIC and host stack
129 ports attached to the switch)
130
131  */
132
133
134 /* --- internals ----
135  *
136  * Roadmap to the code that implements the above.
137  *
138  * > 1. a process/thread issues one or more open() on /dev/netmap, to create
139  * >    select()able file descriptor on which events are reported.
140  *
141  *      Internally, we allocate a netmap_priv_d structure, that will be
142  *      initialized on ioctl(NIOCREGIF). There is one netmap_priv_d
143  *      structure for each open().
144  *
145  *      os-specific:
146  *          FreeBSD: see netmap_open() (netmap_freebsd.c)
147  *          linux:   see linux_netmap_open() (netmap_linux.c)
148  *
149  * > 2. on each descriptor, the process issues an ioctl() to identify
150  * >    the interface that should report events to the file descriptor.
151  *
152  *      Implemented by netmap_ioctl(), NIOCREGIF case, with nmr->nr_cmd==0.
153  *      Most important things happen in netmap_get_na() and
154  *      netmap_do_regif(), called from there. Additional details can be
155  *      found in the comments above those functions.
156  *
157  *      In all cases, this action creates/takes-a-reference-to a
158  *      netmap_*_adapter describing the port, and allocates a netmap_if
159  *      and all necessary netmap rings, filling them with netmap buffers.
160  *
161  *      In this phase, the sync callbacks for each ring are set (these are used
162  *      in steps 5 and 6 below).  The callbacks depend on the type of adapter.
163  *      The adapter creation/initialization code puts them in the
164  *      netmap_adapter (fields na->nm_txsync and na->nm_rxsync).  Then, they
165  *      are copied from there to the netmap_kring's during netmap_do_regif(), by
166  *      the nm_krings_create() callback.  All the nm_krings_create callbacks
167  *      actually call netmap_krings_create() to perform this and the other
168  *      common stuff. netmap_krings_create() also takes care of the host rings,
169  *      if needed, by setting their sync callbacks appropriately.
170  *
171  *      Additional actions depend on the kind of netmap_adapter that has been
172  *      registered:
173  *
174  *      - netmap_hw_adapter:         [netmap.c]
175  *           This is a system netdev/ifp with native netmap support.
176  *           The ifp is detached from the host stack by redirecting:
177  *             - transmissions (from the network stack) to netmap_transmit()
178  *             - receive notifications to the nm_notify() callback for
179  *               this adapter. The callback is normally netmap_notify(), unless
180  *               the ifp is attached to a bridge using bwrap, in which case it
181  *               is netmap_bwrap_intr_notify().
182  *
183  *      - netmap_generic_adapter:      [netmap_generic.c]
184  *            A system netdev/ifp without native netmap support.
185  *
186  *      (the decision about native/non native support is taken in
187  *       netmap_get_hw_na(), called by netmap_get_na())
188  *
189  *      - netmap_vp_adapter             [netmap_vale.c]
190  *            Returned by netmap_get_bdg_na().
191  *            This is a persistent or ephemeral VALE port. Ephemeral ports
192  *            are created on the fly if they don't already exist, and are
193  *            always attached to a bridge.
194  *            Persistent VALE ports must must be created separately, and i
195  *            then attached like normal NICs. The NIOCREGIF we are examining
196  *            will find them only if they had previosly been created and
197  *            attached (see VALE_CTL below).
198  *
199  *      - netmap_pipe_adapter         [netmap_pipe.c]
200  *            Returned by netmap_get_pipe_na().
201  *            Both pipe ends are created, if they didn't already exist.
202  *
203  *      - netmap_monitor_adapter      [netmap_monitor.c]
204  *            Returned by netmap_get_monitor_na().
205  *            If successful, the nm_sync callbacks of the monitored adapter
206  *            will be intercepted by the returned monitor.
207  *
208  *      - netmap_bwrap_adapter        [netmap_vale.c]
209  *            Cannot be obtained in this way, see VALE_CTL below
210  *
211  *
212  *      os-specific:
213  *          linux: we first go through linux_netmap_ioctl() to
214  *                 adapt the FreeBSD interface to the linux one.
215  *
216  *
217  * > 3. on each descriptor, the process issues an mmap() request to
218  * >    map the shared memory region within the process' address space.
219  * >    The list of interesting queues is indicated by a location in
220  * >    the shared memory region.
221  *
222  *      os-specific:
223  *          FreeBSD: netmap_mmap_single (netmap_freebsd.c).
224  *          linux:   linux_netmap_mmap (netmap_linux.c).
225  *
226  * > 4. using the functions in the netmap(4) userspace API, a process
227  * >    can look up the occupation state of a queue, access memory buffers,
228  * >    and retrieve received packets or enqueue packets to transmit.
229  *
230  *      these actions do not involve the kernel.
231  *
232  * > 5. using some ioctl()s the process can synchronize the userspace view
233  * >    of the queue with the actual status in the kernel. This includes both
234  * >    receiving the notification of new packets, and transmitting new
235  * >    packets on the output interface.
236  *
237  *      These are implemented in netmap_ioctl(), NIOCTXSYNC and NIOCRXSYNC
238  *      cases. They invoke the nm_sync callbacks on the netmap_kring
239  *      structures, as initialized in step 2 and maybe later modified
240  *      by a monitor. Monitors, however, will always call the original
241  *      callback before doing anything else.
242  *
243  *
244  * > 6. select() or poll() can be used to wait for events on individual
245  * >    transmit or receive queues (or all queues for a given interface).
246  *
247  *      Implemented in netmap_poll(). This will call the same nm_sync()
248  *      callbacks as in step 5 above.
249  *
250  *      os-specific:
251  *              linux: we first go through linux_netmap_poll() to adapt
252  *                     the FreeBSD interface to the linux one.
253  *
254  *
255  *  ----  VALE_CTL -----
256  *
257  *  VALE switches are controlled by issuing a NIOCREGIF with a non-null
258  *  nr_cmd in the nmreq structure. These subcommands are handled by
259  *  netmap_bdg_ctl() in netmap_vale.c. Persistent VALE ports are created
260  *  and destroyed by issuing the NETMAP_BDG_NEWIF and NETMAP_BDG_DELIF
261  *  subcommands, respectively.
262  *
263  *  Any network interface known to the system (including a persistent VALE
264  *  port) can be attached to a VALE switch by issuing the
265  *  NETMAP_REQ_VALE_ATTACH command. After the attachment, persistent VALE ports
266  *  look exactly like ephemeral VALE ports (as created in step 2 above).  The
267  *  attachment of other interfaces, instead, requires the creation of a
268  *  netmap_bwrap_adapter.  Moreover, the attached interface must be put in
269  *  netmap mode. This may require the creation of a netmap_generic_adapter if
270  *  we have no native support for the interface, or if generic adapters have
271  *  been forced by sysctl.
272  *
273  *  Both persistent VALE ports and bwraps are handled by netmap_get_bdg_na(),
274  *  called by nm_bdg_ctl_attach(), and discriminated by the nm_bdg_attach()
275  *  callback.  In the case of the bwrap, the callback creates the
276  *  netmap_bwrap_adapter.  The initialization of the bwrap is then
277  *  completed by calling netmap_do_regif() on it, in the nm_bdg_ctl()
278  *  callback (netmap_bwrap_bdg_ctl in netmap_vale.c).
279  *  A generic adapter for the wrapped ifp will be created if needed, when
280  *  netmap_get_bdg_na() calls netmap_get_hw_na().
281  *
282  *
283  *  ---- DATAPATHS -----
284  *
285  *              -= SYSTEM DEVICE WITH NATIVE SUPPORT =-
286  *
287  *    na == NA(ifp) == netmap_hw_adapter created in DEVICE_netmap_attach()
288  *
289  *    - tx from netmap userspace:
290  *       concurrently:
291  *           1) ioctl(NIOCTXSYNC)/netmap_poll() in process context
292  *                kring->nm_sync() == DEVICE_netmap_txsync()
293  *           2) device interrupt handler
294  *                na->nm_notify()  == netmap_notify()
295  *    - rx from netmap userspace:
296  *       concurrently:
297  *           1) ioctl(NIOCRXSYNC)/netmap_poll() in process context
298  *                kring->nm_sync() == DEVICE_netmap_rxsync()
299  *           2) device interrupt handler
300  *                na->nm_notify()  == netmap_notify()
301  *    - rx from host stack
302  *       concurrently:
303  *           1) host stack
304  *                netmap_transmit()
305  *                  na->nm_notify  == netmap_notify()
306  *           2) ioctl(NIOCRXSYNC)/netmap_poll() in process context
307  *                kring->nm_sync() == netmap_rxsync_from_host
308  *                  netmap_rxsync_from_host(na, NULL, NULL)
309  *    - tx to host stack
310  *           ioctl(NIOCTXSYNC)/netmap_poll() in process context
311  *             kring->nm_sync() == netmap_txsync_to_host
312  *               netmap_txsync_to_host(na)
313  *                 nm_os_send_up()
314  *                   FreeBSD: na->if_input() == ether_input()
315  *                   linux: netif_rx() with NM_MAGIC_PRIORITY_RX
316  *
317  *
318  *               -= SYSTEM DEVICE WITH GENERIC SUPPORT =-
319  *
320  *    na == NA(ifp) == generic_netmap_adapter created in generic_netmap_attach()
321  *
322  *    - tx from netmap userspace:
323  *       concurrently:
324  *           1) ioctl(NIOCTXSYNC)/netmap_poll() in process context
325  *               kring->nm_sync() == generic_netmap_txsync()
326  *                   nm_os_generic_xmit_frame()
327  *                       linux:   dev_queue_xmit() with NM_MAGIC_PRIORITY_TX
328  *                           ifp->ndo_start_xmit == generic_ndo_start_xmit()
329  *                               gna->save_start_xmit == orig. dev. start_xmit
330  *                       FreeBSD: na->if_transmit() == orig. dev if_transmit
331  *           2) generic_mbuf_destructor()
332  *                   na->nm_notify() == netmap_notify()
333  *    - rx from netmap userspace:
334  *           1) ioctl(NIOCRXSYNC)/netmap_poll() in process context
335  *               kring->nm_sync() == generic_netmap_rxsync()
336  *                   mbq_safe_dequeue()
337  *           2) device driver
338  *               generic_rx_handler()
339  *                   mbq_safe_enqueue()
340  *                   na->nm_notify() == netmap_notify()
341  *    - rx from host stack
342  *        FreeBSD: same as native
343  *        Linux: same as native except:
344  *           1) host stack
345  *               dev_queue_xmit() without NM_MAGIC_PRIORITY_TX
346  *                   ifp->ndo_start_xmit == generic_ndo_start_xmit()
347  *                       netmap_transmit()
348  *                           na->nm_notify() == netmap_notify()
349  *    - tx to host stack (same as native):
350  *
351  *
352  *                           -= VALE =-
353  *
354  *   INCOMING:
355  *
356  *      - VALE ports:
357  *          ioctl(NIOCTXSYNC)/netmap_poll() in process context
358  *              kring->nm_sync() == netmap_vp_txsync()
359  *
360  *      - system device with native support:
361  *         from cable:
362  *             interrupt
363  *                na->nm_notify() == netmap_bwrap_intr_notify(ring_nr != host ring)
364  *                     kring->nm_sync() == DEVICE_netmap_rxsync()
365  *                     netmap_vp_txsync()
366  *                     kring->nm_sync() == DEVICE_netmap_rxsync()
367  *         from host stack:
368  *             netmap_transmit()
369  *                na->nm_notify() == netmap_bwrap_intr_notify(ring_nr == host ring)
370  *                     kring->nm_sync() == netmap_rxsync_from_host()
371  *                     netmap_vp_txsync()
372  *
373  *      - system device with generic support:
374  *         from device driver:
375  *            generic_rx_handler()
376  *                na->nm_notify() == netmap_bwrap_intr_notify(ring_nr != host ring)
377  *                     kring->nm_sync() == generic_netmap_rxsync()
378  *                     netmap_vp_txsync()
379  *                     kring->nm_sync() == generic_netmap_rxsync()
380  *         from host stack:
381  *            netmap_transmit()
382  *                na->nm_notify() == netmap_bwrap_intr_notify(ring_nr == host ring)
383  *                     kring->nm_sync() == netmap_rxsync_from_host()
384  *                     netmap_vp_txsync()
385  *
386  *   (all cases) --> nm_bdg_flush()
387  *                      dest_na->nm_notify() == (see below)
388  *
389  *   OUTGOING:
390  *
391  *      - VALE ports:
392  *         concurrently:
393  *             1) ioctl(NIOCRXSYNC)/netmap_poll() in process context
394  *                    kring->nm_sync() == netmap_vp_rxsync()
395  *             2) from nm_bdg_flush()
396  *                    na->nm_notify() == netmap_notify()
397  *
398  *      - system device with native support:
399  *          to cable:
400  *             na->nm_notify() == netmap_bwrap_notify()
401  *                 netmap_vp_rxsync()
402  *                 kring->nm_sync() == DEVICE_netmap_txsync()
403  *                 netmap_vp_rxsync()
404  *          to host stack:
405  *                 netmap_vp_rxsync()
406  *                 kring->nm_sync() == netmap_txsync_to_host
407  *                 netmap_vp_rxsync_locked()
408  *
409  *      - system device with generic adapter:
410  *          to device driver:
411  *             na->nm_notify() == netmap_bwrap_notify()
412  *                 netmap_vp_rxsync()
413  *                 kring->nm_sync() == generic_netmap_txsync()
414  *                 netmap_vp_rxsync()
415  *          to host stack:
416  *                 netmap_vp_rxsync()
417  *                 kring->nm_sync() == netmap_txsync_to_host
418  *                 netmap_vp_rxsync()
419  *
420  */
421
422 /*
423  * OS-specific code that is used only within this file.
424  * Other OS-specific code that must be accessed by drivers
425  * is present in netmap_kern.h
426  */
427
428 #if defined(__FreeBSD__)
429 #include <sys/cdefs.h> /* prerequisite */
430 #include <sys/types.h>
431 #include <sys/errno.h>
432 #include <sys/param.h>  /* defines used in kernel.h */
433 #include <sys/kernel.h> /* types used in module initialization */
434 #include <sys/conf.h>   /* cdevsw struct, UID, GID */
435 #include <sys/filio.h>  /* FIONBIO */
436 #include <sys/sockio.h>
437 #include <sys/socketvar.h>      /* struct socket */
438 #include <sys/malloc.h>
439 #include <sys/poll.h>
440 #include <sys/rwlock.h>
441 #include <sys/socket.h> /* sockaddrs */
442 #include <sys/selinfo.h>
443 #include <sys/sysctl.h>
444 #include <sys/jail.h>
445 #include <net/vnet.h>
446 #include <net/if.h>
447 #include <net/if_var.h>
448 #include <net/bpf.h>            /* BIOCIMMEDIATE */
449 #include <machine/bus.h>        /* bus_dmamap_* */
450 #include <sys/endian.h>
451 #include <sys/refcount.h>
452 #include <net/ethernet.h>       /* ETHER_BPF_MTAP */
453
454
455 #elif defined(linux)
456
457 #include "bsd_glue.h"
458
459 #elif defined(__APPLE__)
460
461 #warning OSX support is only partial
462 #include "osx_glue.h"
463
464 #elif defined (_WIN32)
465
466 #include "win_glue.h"
467
468 #else
469
470 #error  Unsupported platform
471
472 #endif /* unsupported */
473
474 /*
475  * common headers
476  */
477 #include <net/netmap.h>
478 #include <dev/netmap/netmap_kern.h>
479 #include <dev/netmap/netmap_mem2.h>
480
481
482 /* user-controlled variables */
483 int netmap_verbose;
484 #ifdef CONFIG_NETMAP_DEBUG
485 int netmap_debug;
486 #endif /* CONFIG_NETMAP_DEBUG */
487
488 static int netmap_no_timestamp; /* don't timestamp on rxsync */
489 int netmap_no_pendintr = 1;
490 int netmap_txsync_retry = 2;
491 static int netmap_fwd = 0;      /* force transparent forwarding */
492
493 /*
494  * netmap_admode selects the netmap mode to use.
495  * Invalid values are reset to NETMAP_ADMODE_BEST
496  */
497 enum {  NETMAP_ADMODE_BEST = 0, /* use native, fallback to generic */
498         NETMAP_ADMODE_NATIVE,   /* either native or none */
499         NETMAP_ADMODE_GENERIC,  /* force generic */
500         NETMAP_ADMODE_LAST };
501 static int netmap_admode = NETMAP_ADMODE_BEST;
502
503 /* netmap_generic_mit controls mitigation of RX notifications for
504  * the generic netmap adapter. The value is a time interval in
505  * nanoseconds. */
506 int netmap_generic_mit = 100*1000;
507
508 /* We use by default netmap-aware qdiscs with generic netmap adapters,
509  * even if there can be a little performance hit with hardware NICs.
510  * However, using the qdisc is the safer approach, for two reasons:
511  * 1) it prevents non-fifo qdiscs to break the TX notification
512  *    scheme, which is based on mbuf destructors when txqdisc is
513  *    not used.
514  * 2) it makes it possible to transmit over software devices that
515  *    change skb->dev, like bridge, veth, ...
516  *
517  * Anyway users looking for the best performance should
518  * use native adapters.
519  */
520 #ifdef linux
521 int netmap_generic_txqdisc = 1;
522 #endif
523
524 /* Default number of slots and queues for generic adapters. */
525 int netmap_generic_ringsize = 1024;
526 int netmap_generic_rings = 1;
527
528 /* Non-zero to enable checksum offloading in NIC drivers */
529 int netmap_generic_hwcsum = 0;
530
531 /* Non-zero if ptnet devices are allowed to use virtio-net headers. */
532 int ptnet_vnet_hdr = 1;
533
534 /*
535  * SYSCTL calls are grouped between SYSBEGIN and SYSEND to be emulated
536  * in some other operating systems
537  */
538 SYSBEGIN(main_init);
539
540 SYSCTL_DECL(_dev_netmap);
541 SYSCTL_NODE(_dev, OID_AUTO, netmap, CTLFLAG_RW, 0, "Netmap args");
542 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, verbose,
543                 CTLFLAG_RW, &netmap_verbose, 0, "Verbose mode");
544 #ifdef CONFIG_NETMAP_DEBUG
545 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, debug,
546                 CTLFLAG_RW, &netmap_debug, 0, "Debug messages");
547 #endif /* CONFIG_NETMAP_DEBUG */
548 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, no_timestamp,
549                 CTLFLAG_RW, &netmap_no_timestamp, 0, "no_timestamp");
550 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, no_pendintr, CTLFLAG_RW, &netmap_no_pendintr,
551                 0, "Always look for new received packets.");
552 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, txsync_retry, CTLFLAG_RW,
553                 &netmap_txsync_retry, 0, "Number of txsync loops in bridge's flush.");
554
555 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, fwd, CTLFLAG_RW, &netmap_fwd, 0,
556                 "Force NR_FORWARD mode");
557 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, admode, CTLFLAG_RW, &netmap_admode, 0,
558                 "Adapter mode. 0 selects the best option available,"
559                 "1 forces native adapter, 2 forces emulated adapter");
560 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, generic_hwcsum, CTLFLAG_RW, &netmap_generic_hwcsum,
561                 0, "Hardware checksums. 0 to disable checksum generation by the NIC (default),"
562                 "1 to enable checksum generation by the NIC");
563 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, generic_mit, CTLFLAG_RW, &netmap_generic_mit,
564                 0, "RX notification interval in nanoseconds");
565 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, generic_ringsize, CTLFLAG_RW,
566                 &netmap_generic_ringsize, 0,
567                 "Number of per-ring slots for emulated netmap mode");
568 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, generic_rings, CTLFLAG_RW,
569                 &netmap_generic_rings, 0,
570                 "Number of TX/RX queues for emulated netmap adapters");
571 #ifdef linux
572 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, generic_txqdisc, CTLFLAG_RW,
573                 &netmap_generic_txqdisc, 0, "Use qdisc for generic adapters");
574 #endif
575 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, ptnet_vnet_hdr, CTLFLAG_RW, &ptnet_vnet_hdr,
576                 0, "Allow ptnet devices to use virtio-net headers");
577
578 SYSEND;
579
580 NMG_LOCK_T      netmap_global_lock;
581
582 /*
583  * mark the ring as stopped, and run through the locks
584  * to make sure other users get to see it.
585  * stopped must be either NR_KR_STOPPED (for unbounded stop)
586  * of NR_KR_LOCKED (brief stop for mutual exclusion purposes)
587  */
588 static void
589 netmap_disable_ring(struct netmap_kring *kr, int stopped)
590 {
591         nm_kr_stop(kr, stopped);
592         // XXX check if nm_kr_stop is sufficient
593         mtx_lock(&kr->q_lock);
594         mtx_unlock(&kr->q_lock);
595         nm_kr_put(kr);
596 }
597
598 /* stop or enable a single ring */
599 void
600 netmap_set_ring(struct netmap_adapter *na, u_int ring_id, enum txrx t, int stopped)
601 {
602         if (stopped)
603                 netmap_disable_ring(NMR(na, t)[ring_id], stopped);
604         else
605                 NMR(na, t)[ring_id]->nkr_stopped = 0;
606 }
607
608
609 /* stop or enable all the rings of na */
610 void
611 netmap_set_all_rings(struct netmap_adapter *na, int stopped)
612 {
613         int i;
614         enum txrx t;
615
616         if (!nm_netmap_on(na))
617                 return;
618
619         for_rx_tx(t) {
620                 for (i = 0; i < netmap_real_rings(na, t); i++) {
621                         netmap_set_ring(na, i, t, stopped);
622                 }
623         }
624 }
625
626 /*
627  * Convenience function used in drivers.  Waits for current txsync()s/rxsync()s
628  * to finish and prevents any new one from starting.  Call this before turning
629  * netmap mode off, or before removing the hardware rings (e.g., on module
630  * onload).
631  */
632 void
633 netmap_disable_all_rings(struct ifnet *ifp)
634 {
635         if (NM_NA_VALID(ifp)) {
636                 netmap_set_all_rings(NA(ifp), NM_KR_STOPPED);
637         }
638 }
639
640 /*
641  * Convenience function used in drivers.  Re-enables rxsync and txsync on the
642  * adapter's rings In linux drivers, this should be placed near each
643  * napi_enable().
644  */
645 void
646 netmap_enable_all_rings(struct ifnet *ifp)
647 {
648         if (NM_NA_VALID(ifp)) {
649                 netmap_set_all_rings(NA(ifp), 0 /* enabled */);
650         }
651 }
652
653 void
654 netmap_make_zombie(struct ifnet *ifp)
655 {
656         if (NM_NA_VALID(ifp)) {
657                 struct netmap_adapter *na = NA(ifp);
658                 netmap_set_all_rings(na, NM_KR_LOCKED);
659                 na->na_flags |= NAF_ZOMBIE;
660                 netmap_set_all_rings(na, 0);
661         }
662 }
663
664 void
665 netmap_undo_zombie(struct ifnet *ifp)
666 {
667         if (NM_NA_VALID(ifp)) {
668                 struct netmap_adapter *na = NA(ifp);
669                 if (na->na_flags & NAF_ZOMBIE) {
670                         netmap_set_all_rings(na, NM_KR_LOCKED);
671                         na->na_flags &= ~NAF_ZOMBIE;
672                         netmap_set_all_rings(na, 0);
673                 }
674         }
675 }
676
677 /*
678  * generic bound_checking function
679  */
680 u_int
681 nm_bound_var(u_int *v, u_int dflt, u_int lo, u_int hi, const char *msg)
682 {
683         u_int oldv = *v;
684         const char *op = NULL;
685
686         if (dflt < lo)
687                 dflt = lo;
688         if (dflt > hi)
689                 dflt = hi;
690         if (oldv < lo) {
691                 *v = dflt;
692                 op = "Bump";
693         } else if (oldv > hi) {
694                 *v = hi;
695                 op = "Clamp";
696         }
697         if (op && msg)
698                 nm_prinf("%s %s to %d (was %d)", op, msg, *v, oldv);
699         return *v;
700 }
701
702
703 /*
704  * packet-dump function, user-supplied or static buffer.
705  * The destination buffer must be at least 30+4*len
706  */
707 const char *
708 nm_dump_buf(char *p, int len, int lim, char *dst)
709 {
710         static char _dst[8192];
711         int i, j, i0;
712         static char hex[] ="0123456789abcdef";
713         char *o;        /* output position */
714
715 #define P_HI(x) hex[((x) & 0xf0)>>4]
716 #define P_LO(x) hex[((x) & 0xf)]
717 #define P_C(x)  ((x) >= 0x20 && (x) <= 0x7e ? (x) : '.')
718         if (!dst)
719                 dst = _dst;
720         if (lim <= 0 || lim > len)
721                 lim = len;
722         o = dst;
723         sprintf(o, "buf 0x%p len %d lim %d\n", p, len, lim);
724         o += strlen(o);
725         /* hexdump routine */
726         for (i = 0; i < lim; ) {
727                 sprintf(o, "%5d: ", i);
728                 o += strlen(o);
729                 memset(o, ' ', 48);
730                 i0 = i;
731                 for (j=0; j < 16 && i < lim; i++, j++) {
732                         o[j*3] = P_HI(p[i]);
733                         o[j*3+1] = P_LO(p[i]);
734                 }
735                 i = i0;
736                 for (j=0; j < 16 && i < lim; i++, j++)
737                         o[j + 48] = P_C(p[i]);
738                 o[j+48] = '\n';
739                 o += j+49;
740         }
741         *o = '\0';
742 #undef P_HI
743 #undef P_LO
744 #undef P_C
745         return dst;
746 }
747
748
749 /*
750  * Fetch configuration from the device, to cope with dynamic
751  * reconfigurations after loading the module.
752  */
753 /* call with NMG_LOCK held */
754 int
755 netmap_update_config(struct netmap_adapter *na)
756 {
757         struct nm_config_info info;
758
759         bzero(&info, sizeof(info));
760         if (na->nm_config == NULL ||
761             na->nm_config(na, &info)) {
762                 /* take whatever we had at init time */
763                 info.num_tx_rings = na->num_tx_rings;
764                 info.num_tx_descs = na->num_tx_desc;
765                 info.num_rx_rings = na->num_rx_rings;
766                 info.num_rx_descs = na->num_rx_desc;
767                 info.rx_buf_maxsize = na->rx_buf_maxsize;
768         }
769
770         if (na->num_tx_rings == info.num_tx_rings &&
771             na->num_tx_desc == info.num_tx_descs &&
772             na->num_rx_rings == info.num_rx_rings &&
773             na->num_rx_desc == info.num_rx_descs &&
774             na->rx_buf_maxsize == info.rx_buf_maxsize)
775                 return 0; /* nothing changed */
776         if (na->active_fds == 0) {
777                 na->num_tx_rings = info.num_tx_rings;
778                 na->num_tx_desc = info.num_tx_descs;
779                 na->num_rx_rings = info.num_rx_rings;
780                 na->num_rx_desc = info.num_rx_descs;
781                 na->rx_buf_maxsize = info.rx_buf_maxsize;
782                 if (netmap_verbose)
783                         nm_prinf("configuration changed for %s: txring %d x %d, "
784                                 "rxring %d x %d, rxbufsz %d",
785                                 na->name, na->num_tx_rings, na->num_tx_desc,
786                                 na->num_rx_rings, na->num_rx_desc, na->rx_buf_maxsize);
787                 return 0;
788         }
789         nm_prerr("WARNING: configuration changed for %s while active: "
790                 "txring %d x %d, rxring %d x %d, rxbufsz %d",
791                 na->name, info.num_tx_rings, info.num_tx_descs,
792                 info.num_rx_rings, info.num_rx_descs,
793                 info.rx_buf_maxsize);
794         return 1;
795 }
796
797 /* nm_sync callbacks for the host rings */
798 static int netmap_txsync_to_host(struct netmap_kring *kring, int flags);
799 static int netmap_rxsync_from_host(struct netmap_kring *kring, int flags);
800
801 /* create the krings array and initialize the fields common to all adapters.
802  * The array layout is this:
803  *
804  *                    +----------+
805  * na->tx_rings ----->|          | \
806  *                    |          |  } na->num_tx_ring
807  *                    |          | /
808  *                    +----------+
809  *                    |          |    host tx kring
810  * na->rx_rings ----> +----------+
811  *                    |          | \
812  *                    |          |  } na->num_rx_rings
813  *                    |          | /
814  *                    +----------+
815  *                    |          |    host rx kring
816  *                    +----------+
817  * na->tailroom ----->|          | \
818  *                    |          |  } tailroom bytes
819  *                    |          | /
820  *                    +----------+
821  *
822  * Note: for compatibility, host krings are created even when not needed.
823  * The tailroom space is currently used by vale ports for allocating leases.
824  */
825 /* call with NMG_LOCK held */
826 int
827 netmap_krings_create(struct netmap_adapter *na, u_int tailroom)
828 {
829         u_int i, len, ndesc;
830         struct netmap_kring *kring;
831         u_int n[NR_TXRX];
832         enum txrx t;
833         int err = 0;
834
835         if (na->tx_rings != NULL) {
836                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
837                         nm_prerr("warning: krings were already created");
838                 return 0;
839         }
840
841         /* account for the (possibly fake) host rings */
842         n[NR_TX] = netmap_all_rings(na, NR_TX);
843         n[NR_RX] = netmap_all_rings(na, NR_RX);
844
845         len = (n[NR_TX] + n[NR_RX]) *
846                 (sizeof(struct netmap_kring) + sizeof(struct netmap_kring *))
847                 + tailroom;
848
849         na->tx_rings = nm_os_malloc((size_t)len);
850         if (na->tx_rings == NULL) {
851                 nm_prerr("Cannot allocate krings");
852                 return ENOMEM;
853         }
854         na->rx_rings = na->tx_rings + n[NR_TX];
855         na->tailroom = na->rx_rings + n[NR_RX];
856
857         /* link the krings in the krings array */
858         kring = (struct netmap_kring *)((char *)na->tailroom + tailroom);
859         for (i = 0; i < n[NR_TX] + n[NR_RX]; i++) {
860                 na->tx_rings[i] = kring;
861                 kring++;
862         }
863
864         /*
865          * All fields in krings are 0 except the one initialized below.
866          * but better be explicit on important kring fields.
867          */
868         for_rx_tx(t) {
869                 ndesc = nma_get_ndesc(na, t);
870                 for (i = 0; i < n[t]; i++) {
871                         kring = NMR(na, t)[i];
872                         bzero(kring, sizeof(*kring));
873                         kring->notify_na = na;
874                         kring->ring_id = i;
875                         kring->tx = t;
876                         kring->nkr_num_slots = ndesc;
877                         kring->nr_mode = NKR_NETMAP_OFF;
878                         kring->nr_pending_mode = NKR_NETMAP_OFF;
879                         if (i < nma_get_nrings(na, t)) {
880                                 kring->nm_sync = (t == NR_TX ? na->nm_txsync : na->nm_rxsync);
881                         } else {
882                                 if (!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS))
883                                         kring->nr_kflags |= NKR_FAKERING;
884                                 kring->nm_sync = (t == NR_TX ?
885                                                 netmap_txsync_to_host:
886                                                 netmap_rxsync_from_host);
887                         }
888                         kring->nm_notify = na->nm_notify;
889                         kring->rhead = kring->rcur = kring->nr_hwcur = 0;
890                         /*
891                          * IMPORTANT: Always keep one slot empty.
892                          */
893                         kring->rtail = kring->nr_hwtail = (t == NR_TX ? ndesc - 1 : 0);
894                         snprintf(kring->name, sizeof(kring->name) - 1, "%s %s%d", na->name,
895                                         nm_txrx2str(t), i);
896                         nm_prdis("ktx %s h %d c %d t %d",
897                                 kring->name, kring->rhead, kring->rcur, kring->rtail);
898                         err = nm_os_selinfo_init(&kring->si, kring->name);
899                         if (err) {
900                                 netmap_krings_delete(na);
901                                 return err;
902                         }
903                         mtx_init(&kring->q_lock, (t == NR_TX ? "nm_txq_lock" : "nm_rxq_lock"), NULL, MTX_DEF);
904                         kring->na = na; /* setting this field marks the mutex as initialized */
905                 }
906                 err = nm_os_selinfo_init(&na->si[t], na->name);
907                 if (err) {
908                         netmap_krings_delete(na);
909                         return err;
910                 }
911         }
912
913         return 0;
914 }
915
916
917 /* undo the actions performed by netmap_krings_create */
918 /* call with NMG_LOCK held */
919 void
920 netmap_krings_delete(struct netmap_adapter *na)
921 {
922         struct netmap_kring **kring = na->tx_rings;
923         enum txrx t;
924
925         if (na->tx_rings == NULL) {
926                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
927                         nm_prerr("warning: krings were already deleted");
928                 return;
929         }
930
931         for_rx_tx(t)
932                 nm_os_selinfo_uninit(&na->si[t]);
933
934         /* we rely on the krings layout described above */
935         for ( ; kring != na->tailroom; kring++) {
936                 if ((*kring)->na != NULL)
937                         mtx_destroy(&(*kring)->q_lock);
938                 nm_os_selinfo_uninit(&(*kring)->si);
939         }
940         nm_os_free(na->tx_rings);
941         na->tx_rings = na->rx_rings = na->tailroom = NULL;
942 }
943
944
945 /*
946  * Destructor for NIC ports. They also have an mbuf queue
947  * on the rings connected to the host so we need to purge
948  * them first.
949  */
950 /* call with NMG_LOCK held */
951 void
952 netmap_hw_krings_delete(struct netmap_adapter *na)
953 {
954         u_int lim = netmap_real_rings(na, NR_RX), i;
955
956         for (i = nma_get_nrings(na, NR_RX); i < lim; i++) {
957                 struct mbq *q = &NMR(na, NR_RX)[i]->rx_queue;
958                 nm_prdis("destroy sw mbq with len %d", mbq_len(q));
959                 mbq_purge(q);
960                 mbq_safe_fini(q);
961         }
962         netmap_krings_delete(na);
963 }
964
965 static void
966 netmap_mem_drop(struct netmap_adapter *na)
967 {
968         int last = netmap_mem_deref(na->nm_mem, na);
969         /* if the native allocator had been overrided on regif,
970          * restore it now and drop the temporary one
971          */
972         if (last && na->nm_mem_prev) {
973                 netmap_mem_put(na->nm_mem);
974                 na->nm_mem = na->nm_mem_prev;
975                 na->nm_mem_prev = NULL;
976         }
977 }
978
979 /*
980  * Undo everything that was done in netmap_do_regif(). In particular,
981  * call nm_register(ifp,0) to stop netmap mode on the interface and
982  * revert to normal operation.
983  */
984 /* call with NMG_LOCK held */
985 static void netmap_unset_ringid(struct netmap_priv_d *);
986 static void netmap_krings_put(struct netmap_priv_d *);
987 void
988 netmap_do_unregif(struct netmap_priv_d *priv)
989 {
990         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
991
992         NMG_LOCK_ASSERT();
993         na->active_fds--;
994         /* unset nr_pending_mode and possibly release exclusive mode */
995         netmap_krings_put(priv);
996
997 #ifdef  WITH_MONITOR
998         /* XXX check whether we have to do something with monitor
999          * when rings change nr_mode. */
1000         if (na->active_fds <= 0) {
1001                 /* walk through all the rings and tell any monitor
1002                  * that the port is going to exit netmap mode
1003                  */
1004                 netmap_monitor_stop(na);
1005         }
1006 #endif
1007
1008         if (na->active_fds <= 0 || nm_kring_pending(priv)) {
1009                 na->nm_register(na, 0);
1010         }
1011
1012         /* delete rings and buffers that are no longer needed */
1013         netmap_mem_rings_delete(na);
1014
1015         if (na->active_fds <= 0) {      /* last instance */
1016                 /*
1017                  * (TO CHECK) We enter here
1018                  * when the last reference to this file descriptor goes
1019                  * away. This means we cannot have any pending poll()
1020                  * or interrupt routine operating on the structure.
1021                  * XXX The file may be closed in a thread while
1022                  * another thread is using it.
1023                  * Linux keeps the file opened until the last reference
1024                  * by any outstanding ioctl/poll or mmap is gone.
1025                  * FreeBSD does not track mmap()s (but we do) and
1026                  * wakes up any sleeping poll(). Need to check what
1027                  * happens if the close() occurs while a concurrent
1028                  * syscall is running.
1029                  */
1030                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
1031                         nm_prinf("deleting last instance for %s", na->name);
1032
1033                 if (nm_netmap_on(na)) {
1034                         nm_prerr("BUG: netmap on while going to delete the krings");
1035                 }
1036
1037                 na->nm_krings_delete(na);
1038
1039                 /* restore the default number of host tx and rx rings */
1040                 if (na->na_flags & NAF_HOST_RINGS) {
1041                         na->num_host_tx_rings = 1;
1042                         na->num_host_rx_rings = 1;
1043                 } else {
1044                         na->num_host_tx_rings = 0;
1045                         na->num_host_rx_rings = 0;
1046                 }
1047         }
1048
1049         /* possibily decrement counter of tx_si/rx_si users */
1050         netmap_unset_ringid(priv);
1051         /* delete the nifp */
1052         netmap_mem_if_delete(na, priv->np_nifp);
1053         /* drop the allocator */
1054         netmap_mem_drop(na);
1055         /* mark the priv as unregistered */
1056         priv->np_na = NULL;
1057         priv->np_nifp = NULL;
1058 }
1059
1060 struct netmap_priv_d*
1061 netmap_priv_new(void)
1062 {
1063         struct netmap_priv_d *priv;
1064
1065         priv = nm_os_malloc(sizeof(struct netmap_priv_d));
1066         if (priv == NULL)
1067                 return NULL;
1068         priv->np_refs = 1;
1069         nm_os_get_module();
1070         return priv;
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Destructor of the netmap_priv_d, called when the fd is closed
1075  * Action: undo all the things done by NIOCREGIF,
1076  * On FreeBSD we need to track whether there are active mmap()s,
1077  * and we use np_active_mmaps for that. On linux, the field is always 0.
1078  * Return: 1 if we can free priv, 0 otherwise.
1079  *
1080  */
1081 /* call with NMG_LOCK held */
1082 void
1083 netmap_priv_delete(struct netmap_priv_d *priv)
1084 {
1085         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
1086
1087         /* number of active references to this fd */
1088         if (--priv->np_refs > 0) {
1089                 return;
1090         }
1091         nm_os_put_module();
1092         if (na) {
1093                 netmap_do_unregif(priv);
1094         }
1095         netmap_unget_na(na, priv->np_ifp);
1096         bzero(priv, sizeof(*priv));     /* for safety */
1097         nm_os_free(priv);
1098 }
1099
1100
1101 /* call with NMG_LOCK *not* held */
1102 void
1103 netmap_dtor(void *data)
1104 {
1105         struct netmap_priv_d *priv = data;
1106
1107         NMG_LOCK();
1108         netmap_priv_delete(priv);
1109         NMG_UNLOCK();
1110 }
1111
1112
1113 /*
1114  * Handlers for synchronization of the rings from/to the host stack.
1115  * These are associated to a network interface and are just another
1116  * ring pair managed by userspace.
1117  *
1118  * Netmap also supports transparent forwarding (NS_FORWARD and NR_FORWARD
1119  * flags):
1120  *
1121  * - Before releasing buffers on hw RX rings, the application can mark
1122  *   them with the NS_FORWARD flag. During the next RXSYNC or poll(), they
1123  *   will be forwarded to the host stack, similarly to what happened if
1124  *   the application moved them to the host TX ring.
1125  *
1126  * - Before releasing buffers on the host RX ring, the application can
1127  *   mark them with the NS_FORWARD flag. During the next RXSYNC or poll(),
1128  *   they will be forwarded to the hw TX rings, saving the application
1129  *   from doing the same task in user-space.
1130  *
1131  * Transparent fowarding can be enabled per-ring, by setting the NR_FORWARD
1132  * flag, or globally with the netmap_fwd sysctl.
1133  *
1134  * The transfer NIC --> host is relatively easy, just encapsulate
1135  * into mbufs and we are done. The host --> NIC side is slightly
1136  * harder because there might not be room in the tx ring so it
1137  * might take a while before releasing the buffer.
1138  */
1139
1140
1141 /*
1142  * Pass a whole queue of mbufs to the host stack as coming from 'dst'
1143  * We do not need to lock because the queue is private.
1144  * After this call the queue is empty.
1145  */
1146 static void
1147 netmap_send_up(struct ifnet *dst, struct mbq *q)
1148 {
1149         struct mbuf *m;
1150         struct mbuf *head = NULL, *prev = NULL;
1151
1152         /* Send packets up, outside the lock; head/prev machinery
1153          * is only useful for Windows. */
1154         while ((m = mbq_dequeue(q)) != NULL) {
1155                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_HOST)
1156                         nm_prinf("sending up pkt %p size %d", m, MBUF_LEN(m));
1157                 prev = nm_os_send_up(dst, m, prev);
1158                 if (head == NULL)
1159                         head = prev;
1160         }
1161         if (head)
1162                 nm_os_send_up(dst, NULL, head);
1163         mbq_fini(q);
1164 }
1165
1166
1167 /*
1168  * Scan the buffers from hwcur to ring->head, and put a copy of those
1169  * marked NS_FORWARD (or all of them if forced) into a queue of mbufs.
1170  * Drop remaining packets in the unlikely event
1171  * of an mbuf shortage.
1172  */
1173 static void
1174 netmap_grab_packets(struct netmap_kring *kring, struct mbq *q, int force)
1175 {
1176         u_int const lim = kring->nkr_num_slots - 1;
1177         u_int const head = kring->rhead;
1178         u_int n;
1179         struct netmap_adapter *na = kring->na;
1180
1181         for (n = kring->nr_hwcur; n != head; n = nm_next(n, lim)) {
1182                 struct mbuf *m;
1183                 struct netmap_slot *slot = &kring->ring->slot[n];
1184
1185                 if ((slot->flags & NS_FORWARD) == 0 && !force)
1186                         continue;
1187                 if (slot->len < 14 || slot->len > NETMAP_BUF_SIZE(na)) {
1188                         nm_prlim(5, "bad pkt at %d len %d", n, slot->len);
1189                         continue;
1190                 }
1191                 slot->flags &= ~NS_FORWARD; // XXX needed ?
1192                 /* XXX TODO: adapt to the case of a multisegment packet */
1193                 m = m_devget(NMB(na, slot), slot->len, 0, na->ifp, NULL);
1194
1195                 if (m == NULL)
1196                         break;
1197                 mbq_enqueue(q, m);
1198         }
1199 }
1200
1201 static inline int
1202 _nm_may_forward(struct netmap_kring *kring)
1203 {
1204         return  ((netmap_fwd || kring->ring->flags & NR_FORWARD) &&
1205                  kring->na->na_flags & NAF_HOST_RINGS &&
1206                  kring->tx == NR_RX);
1207 }
1208
1209 static inline int
1210 nm_may_forward_up(struct netmap_kring *kring)
1211 {
1212         return  _nm_may_forward(kring) &&
1213                  kring->ring_id != kring->na->num_rx_rings;
1214 }
1215
1216 static inline int
1217 nm_may_forward_down(struct netmap_kring *kring, int sync_flags)
1218 {
1219         return  _nm_may_forward(kring) &&
1220                  (sync_flags & NAF_CAN_FORWARD_DOWN) &&
1221                  kring->ring_id == kring->na->num_rx_rings;
1222 }
1223
1224 /*
1225  * Send to the NIC rings packets marked NS_FORWARD between
1226  * kring->nr_hwcur and kring->rhead.
1227  * Called under kring->rx_queue.lock on the sw rx ring.
1228  *
1229  * It can only be called if the user opened all the TX hw rings,
1230  * see NAF_CAN_FORWARD_DOWN flag.
1231  * We can touch the TX netmap rings (slots, head and cur) since
1232  * we are in poll/ioctl system call context, and the application
1233  * is not supposed to touch the ring (using a different thread)
1234  * during the execution of the system call.
1235  */
1236 static u_int
1237 netmap_sw_to_nic(struct netmap_adapter *na)
1238 {
1239         struct netmap_kring *kring = na->rx_rings[na->num_rx_rings];
1240         struct netmap_slot *rxslot = kring->ring->slot;
1241         u_int i, rxcur = kring->nr_hwcur;
1242         u_int const head = kring->rhead;
1243         u_int const src_lim = kring->nkr_num_slots - 1;
1244         u_int sent = 0;
1245
1246         /* scan rings to find space, then fill as much as possible */
1247         for (i = 0; i < na->num_tx_rings; i++) {
1248                 struct netmap_kring *kdst = na->tx_rings[i];
1249                 struct netmap_ring *rdst = kdst->ring;
1250                 u_int const dst_lim = kdst->nkr_num_slots - 1;
1251
1252                 /* XXX do we trust ring or kring->rcur,rtail ? */
1253                 for (; rxcur != head && !nm_ring_empty(rdst);
1254                      rxcur = nm_next(rxcur, src_lim) ) {
1255                         struct netmap_slot *src, *dst, tmp;
1256                         u_int dst_head = rdst->head;
1257
1258                         src = &rxslot[rxcur];
1259                         if ((src->flags & NS_FORWARD) == 0 && !netmap_fwd)
1260                                 continue;
1261
1262                         sent++;
1263
1264                         dst = &rdst->slot[dst_head];
1265
1266                         tmp = *src;
1267
1268                         src->buf_idx = dst->buf_idx;
1269                         src->flags = NS_BUF_CHANGED;
1270
1271                         dst->buf_idx = tmp.buf_idx;
1272                         dst->len = tmp.len;
1273                         dst->flags = NS_BUF_CHANGED;
1274
1275                         rdst->head = rdst->cur = nm_next(dst_head, dst_lim);
1276                 }
1277                 /* if (sent) XXX txsync ? it would be just an optimization */
1278         }
1279         return sent;
1280 }
1281
1282
1283 /*
1284  * netmap_txsync_to_host() passes packets up. We are called from a
1285  * system call in user process context, and the only contention
1286  * can be among multiple user threads erroneously calling
1287  * this routine concurrently.
1288  */
1289 static int
1290 netmap_txsync_to_host(struct netmap_kring *kring, int flags)
1291 {
1292         struct netmap_adapter *na = kring->na;
1293         u_int const lim = kring->nkr_num_slots - 1;
1294         u_int const head = kring->rhead;
1295         struct mbq q;
1296
1297         /* Take packets from hwcur to head and pass them up.
1298          * Force hwcur = head since netmap_grab_packets() stops at head
1299          */
1300         mbq_init(&q);
1301         netmap_grab_packets(kring, &q, 1 /* force */);
1302         nm_prdis("have %d pkts in queue", mbq_len(&q));
1303         kring->nr_hwcur = head;
1304         kring->nr_hwtail = head + lim;
1305         if (kring->nr_hwtail > lim)
1306                 kring->nr_hwtail -= lim + 1;
1307
1308         netmap_send_up(na->ifp, &q);
1309         return 0;
1310 }
1311
1312
1313 /*
1314  * rxsync backend for packets coming from the host stack.
1315  * They have been put in kring->rx_queue by netmap_transmit().
1316  * We protect access to the kring using kring->rx_queue.lock
1317  *
1318  * also moves to the nic hw rings any packet the user has marked
1319  * for transparent-mode forwarding, then sets the NR_FORWARD
1320  * flag in the kring to let the caller push them out
1321  */
1322 static int
1323 netmap_rxsync_from_host(struct netmap_kring *kring, int flags)
1324 {
1325         struct netmap_adapter *na = kring->na;
1326         struct netmap_ring *ring = kring->ring;
1327         u_int nm_i, n;
1328         u_int const lim = kring->nkr_num_slots - 1;
1329         u_int const head = kring->rhead;
1330         int ret = 0;
1331         struct mbq *q = &kring->rx_queue, fq;
1332
1333         mbq_init(&fq); /* fq holds packets to be freed */
1334
1335         mbq_lock(q);
1336
1337         /* First part: import newly received packets */
1338         n = mbq_len(q);
1339         if (n) { /* grab packets from the queue */
1340                 struct mbuf *m;
1341                 uint32_t stop_i;
1342
1343                 nm_i = kring->nr_hwtail;
1344                 stop_i = nm_prev(kring->nr_hwcur, lim);
1345                 while ( nm_i != stop_i && (m = mbq_dequeue(q)) != NULL ) {
1346                         int len = MBUF_LEN(m);
1347                         struct netmap_slot *slot = &ring->slot[nm_i];
1348
1349                         m_copydata(m, 0, len, NMB(na, slot));
1350                         nm_prdis("nm %d len %d", nm_i, len);
1351                         if (netmap_debug & NM_DEBUG_HOST)
1352                                 nm_prinf("%s", nm_dump_buf(NMB(na, slot),len, 128, NULL));
1353
1354                         slot->len = len;
1355                         slot->flags = 0;
1356                         nm_i = nm_next(nm_i, lim);
1357                         mbq_enqueue(&fq, m);
1358                 }
1359                 kring->nr_hwtail = nm_i;
1360         }
1361
1362         /*
1363          * Second part: skip past packets that userspace has released.
1364          */
1365         nm_i = kring->nr_hwcur;
1366         if (nm_i != head) { /* something was released */
1367                 if (nm_may_forward_down(kring, flags)) {
1368                         ret = netmap_sw_to_nic(na);
1369                         if (ret > 0) {
1370                                 kring->nr_kflags |= NR_FORWARD;
1371                                 ret = 0;
1372                         }
1373                 }
1374                 kring->nr_hwcur = head;
1375         }
1376
1377         mbq_unlock(q);
1378
1379         mbq_purge(&fq);
1380         mbq_fini(&fq);
1381
1382         return ret;
1383 }
1384
1385
1386 /* Get a netmap adapter for the port.
1387  *
1388  * If it is possible to satisfy the request, return 0
1389  * with *na containing the netmap adapter found.
1390  * Otherwise return an error code, with *na containing NULL.
1391  *
1392  * When the port is attached to a bridge, we always return
1393  * EBUSY.
1394  * Otherwise, if the port is already bound to a file descriptor,
1395  * then we unconditionally return the existing adapter into *na.
1396  * In all the other cases, we return (into *na) either native,
1397  * generic or NULL, according to the following table:
1398  *
1399  *                                      native_support
1400  * active_fds   dev.netmap.admode         YES     NO
1401  * -------------------------------------------------------
1402  *    >0              *                 NA(ifp) NA(ifp)
1403  *
1404  *     0        NETMAP_ADMODE_BEST      NATIVE  GENERIC
1405  *     0        NETMAP_ADMODE_NATIVE    NATIVE   NULL
1406  *     0        NETMAP_ADMODE_GENERIC   GENERIC GENERIC
1407  *
1408  */
1409 static void netmap_hw_dtor(struct netmap_adapter *); /* needed by NM_IS_NATIVE() */
1410 int
1411 netmap_get_hw_na(struct ifnet *ifp, struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_adapter **na)
1412 {
1413         /* generic support */
1414         int i = netmap_admode;  /* Take a snapshot. */
1415         struct netmap_adapter *prev_na;
1416         int error = 0;
1417
1418         *na = NULL; /* default */
1419
1420         /* reset in case of invalid value */
1421         if (i < NETMAP_ADMODE_BEST || i >= NETMAP_ADMODE_LAST)
1422                 i = netmap_admode = NETMAP_ADMODE_BEST;
1423
1424         if (NM_NA_VALID(ifp)) {
1425                 prev_na = NA(ifp);
1426                 /* If an adapter already exists, return it if
1427                  * there are active file descriptors or if
1428                  * netmap is not forced to use generic
1429                  * adapters.
1430                  */
1431                 if (NETMAP_OWNED_BY_ANY(prev_na)
1432                         || i != NETMAP_ADMODE_GENERIC
1433                         || prev_na->na_flags & NAF_FORCE_NATIVE
1434 #ifdef WITH_PIPES
1435                         /* ugly, but we cannot allow an adapter switch
1436                          * if some pipe is referring to this one
1437                          */
1438                         || prev_na->na_next_pipe > 0
1439 #endif
1440                 ) {
1441                         *na = prev_na;
1442                         goto assign_mem;
1443                 }
1444         }
1445
1446         /* If there isn't native support and netmap is not allowed
1447          * to use generic adapters, we cannot satisfy the request.
1448          */
1449         if (!NM_IS_NATIVE(ifp) && i == NETMAP_ADMODE_NATIVE)
1450                 return EOPNOTSUPP;
1451
1452         /* Otherwise, create a generic adapter and return it,
1453          * saving the previously used netmap adapter, if any.
1454          *
1455          * Note that here 'prev_na', if not NULL, MUST be a
1456          * native adapter, and CANNOT be a generic one. This is
1457          * true because generic adapters are created on demand, and
1458          * destroyed when not used anymore. Therefore, if the adapter
1459          * currently attached to an interface 'ifp' is generic, it
1460          * must be that
1461          * (NA(ifp)->active_fds > 0 || NETMAP_OWNED_BY_KERN(NA(ifp))).
1462          * Consequently, if NA(ifp) is generic, we will enter one of
1463          * the branches above. This ensures that we never override
1464          * a generic adapter with another generic adapter.
1465          */
1466         error = generic_netmap_attach(ifp);
1467         if (error)
1468                 return error;
1469
1470         *na = NA(ifp);
1471
1472 assign_mem:
1473         if (nmd != NULL && !((*na)->na_flags & NAF_MEM_OWNER) &&
1474             (*na)->active_fds == 0 && ((*na)->nm_mem != nmd)) {
1475                 (*na)->nm_mem_prev = (*na)->nm_mem;
1476                 (*na)->nm_mem = netmap_mem_get(nmd);
1477         }
1478
1479         return 0;
1480 }
1481
1482 /*
1483  * MUST BE CALLED UNDER NMG_LOCK()
1484  *
1485  * Get a refcounted reference to a netmap adapter attached
1486  * to the interface specified by req.
1487  * This is always called in the execution of an ioctl().
1488  *
1489  * Return ENXIO if the interface specified by the request does
1490  * not exist, ENOTSUP if netmap is not supported by the interface,
1491  * EBUSY if the interface is already attached to a bridge,
1492  * EINVAL if parameters are invalid, ENOMEM if needed resources
1493  * could not be allocated.
1494  * If successful, hold a reference to the netmap adapter.
1495  *
1496  * If the interface specified by req is a system one, also keep
1497  * a reference to it and return a valid *ifp.
1498  */
1499 int
1500 netmap_get_na(struct nmreq_header *hdr,
1501               struct netmap_adapter **na, struct ifnet **ifp,
1502               struct netmap_mem_d *nmd, int create)
1503 {
1504         struct nmreq_register *req = (struct nmreq_register *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
1505         int error = 0;
1506         struct netmap_adapter *ret = NULL;
1507         int nmd_ref = 0;
1508
1509         *na = NULL;     /* default return value */
1510         *ifp = NULL;
1511
1512         if (hdr->nr_reqtype != NETMAP_REQ_REGISTER) {
1513                 return EINVAL;
1514         }
1515
1516         if (req->nr_mode == NR_REG_PIPE_MASTER ||
1517                         req->nr_mode == NR_REG_PIPE_SLAVE) {
1518                 /* Do not accept deprecated pipe modes. */
1519                 nm_prerr("Deprecated pipe nr_mode, use xx{yy or xx}yy syntax");
1520                 return EINVAL;
1521         }
1522
1523         NMG_LOCK_ASSERT();
1524
1525         /* if the request contain a memid, try to find the
1526          * corresponding memory region
1527          */
1528         if (nmd == NULL && req->nr_mem_id) {
1529                 nmd = netmap_mem_find(req->nr_mem_id);
1530                 if (nmd == NULL)
1531                         return EINVAL;
1532                 /* keep the rereference */
1533                 nmd_ref = 1;
1534         }
1535
1536         /* We cascade through all possible types of netmap adapter.
1537          * All netmap_get_*_na() functions return an error and an na,
1538          * with the following combinations:
1539          *
1540          * error    na
1541          *   0     NULL         type doesn't match
1542          *  !0     NULL         type matches, but na creation/lookup failed
1543          *   0    !NULL         type matches and na created/found
1544          *  !0    !NULL         impossible
1545          */
1546         error = netmap_get_null_na(hdr, na, nmd, create);
1547         if (error || *na != NULL)
1548                 goto out;
1549
1550         /* try to see if this is a monitor port */
1551         error = netmap_get_monitor_na(hdr, na, nmd, create);
1552         if (error || *na != NULL)
1553                 goto out;
1554
1555         /* try to see if this is a pipe port */
1556         error = netmap_get_pipe_na(hdr, na, nmd, create);
1557         if (error || *na != NULL)
1558                 goto out;
1559
1560         /* try to see if this is a bridge port */
1561         error = netmap_get_vale_na(hdr, na, nmd, create);
1562         if (error)
1563                 goto out;
1564
1565         if (*na != NULL) /* valid match in netmap_get_bdg_na() */
1566                 goto out;
1567
1568         /*
1569          * This must be a hardware na, lookup the name in the system.
1570          * Note that by hardware we actually mean "it shows up in ifconfig".
1571          * This may still be a tap, a veth/epair, or even a
1572          * persistent VALE port.
1573          */
1574         *ifp = ifunit_ref(hdr->nr_name);
1575         if (*ifp == NULL) {
1576                 error = ENXIO;
1577                 goto out;
1578         }
1579
1580         error = netmap_get_hw_na(*ifp, nmd, &ret);
1581         if (error)
1582                 goto out;
1583
1584         *na = ret;
1585         netmap_adapter_get(ret);
1586
1587         /*
1588          * if the adapter supports the host rings and it is not alread open,
1589          * try to set the number of host rings as requested by the user
1590          */
1591         if (((*na)->na_flags & NAF_HOST_RINGS) && (*na)->active_fds == 0) {
1592                 if (req->nr_host_tx_rings)
1593                         (*na)->num_host_tx_rings = req->nr_host_tx_rings;
1594                 if (req->nr_host_rx_rings)
1595                         (*na)->num_host_rx_rings = req->nr_host_rx_rings;
1596         }
1597         nm_prdis("%s: host tx %d rx %u", (*na)->name, (*na)->num_host_tx_rings,
1598                         (*na)->num_host_rx_rings);
1599
1600 out:
1601         if (error) {
1602                 if (ret)
1603                         netmap_adapter_put(ret);
1604                 if (*ifp) {
1605                         if_rele(*ifp);
1606                         *ifp = NULL;
1607                 }
1608         }
1609         if (nmd_ref)
1610                 netmap_mem_put(nmd);
1611
1612         return error;
1613 }
1614
1615 /* undo netmap_get_na() */
1616 void
1617 netmap_unget_na(struct netmap_adapter *na, struct ifnet *ifp)
1618 {
1619         if (ifp)
1620                 if_rele(ifp);
1621         if (na)
1622                 netmap_adapter_put(na);
1623 }
1624
1625
1626 #define NM_FAIL_ON(t) do {                                              \
1627         if (unlikely(t)) {                                              \
1628                 nm_prlim(5, "%s: fail '" #t "' "                                \
1629                         "h %d c %d t %d "                               \
1630                         "rh %d rc %d rt %d "                            \
1631                         "hc %d ht %d",                                  \
1632                         kring->name,                                    \
1633                         head, cur, ring->tail,                          \
1634                         kring->rhead, kring->rcur, kring->rtail,        \
1635                         kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail);             \
1636                 return kring->nkr_num_slots;                            \
1637         }                                                               \
1638 } while (0)
1639
1640 /*
1641  * validate parameters on entry for *_txsync()
1642  * Returns ring->cur if ok, or something >= kring->nkr_num_slots
1643  * in case of error.
1644  *
1645  * rhead, rcur and rtail=hwtail are stored from previous round.
1646  * hwcur is the next packet to send to the ring.
1647  *
1648  * We want
1649  *    hwcur <= *rhead <= head <= cur <= tail = *rtail <= hwtail
1650  *
1651  * hwcur, rhead, rtail and hwtail are reliable
1652  */
1653 u_int
1654 nm_txsync_prologue(struct netmap_kring *kring, struct netmap_ring *ring)
1655 {
1656         u_int head = ring->head; /* read only once */
1657         u_int cur = ring->cur; /* read only once */
1658         u_int n = kring->nkr_num_slots;
1659
1660         nm_prdis(5, "%s kcur %d ktail %d head %d cur %d tail %d",
1661                 kring->name,
1662                 kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail,
1663                 ring->head, ring->cur, ring->tail);
1664 #if 1 /* kernel sanity checks; but we can trust the kring. */
1665         NM_FAIL_ON(kring->nr_hwcur >= n || kring->rhead >= n ||
1666             kring->rtail >= n ||  kring->nr_hwtail >= n);
1667 #endif /* kernel sanity checks */
1668         /*
1669          * user sanity checks. We only use head,
1670          * A, B, ... are possible positions for head:
1671          *
1672          *  0    A  rhead   B  rtail   C  n-1
1673          *  0    D  rtail   E  rhead   F  n-1
1674          *
1675          * B, F, D are valid. A, C, E are wrong
1676          */
1677         if (kring->rtail >= kring->rhead) {
1678                 /* want rhead <= head <= rtail */
1679                 NM_FAIL_ON(head < kring->rhead || head > kring->rtail);
1680                 /* and also head <= cur <= rtail */
1681                 NM_FAIL_ON(cur < head || cur > kring->rtail);
1682         } else { /* here rtail < rhead */
1683                 /* we need head outside rtail .. rhead */
1684                 NM_FAIL_ON(head > kring->rtail && head < kring->rhead);
1685
1686                 /* two cases now: head <= rtail or head >= rhead  */
1687                 if (head <= kring->rtail) {
1688                         /* want head <= cur <= rtail */
1689                         NM_FAIL_ON(cur < head || cur > kring->rtail);
1690                 } else { /* head >= rhead */
1691                         /* cur must be outside rtail..head */
1692                         NM_FAIL_ON(cur > kring->rtail && cur < head);
1693                 }
1694         }
1695         if (ring->tail != kring->rtail) {
1696                 nm_prlim(5, "%s tail overwritten was %d need %d", kring->name,
1697                         ring->tail, kring->rtail);
1698                 ring->tail = kring->rtail;
1699         }
1700         kring->rhead = head;
1701         kring->rcur = cur;
1702         return head;
1703 }
1704
1705
1706 /*
1707  * validate parameters on entry for *_rxsync()
1708  * Returns ring->head if ok, kring->nkr_num_slots on error.
1709  *
1710  * For a valid configuration,
1711  * hwcur <= head <= cur <= tail <= hwtail
1712  *
1713  * We only consider head and cur.
1714  * hwcur and hwtail are reliable.
1715  *
1716  */
1717 u_int
1718 nm_rxsync_prologue(struct netmap_kring *kring, struct netmap_ring *ring)
1719 {
1720         uint32_t const n = kring->nkr_num_slots;
1721         uint32_t head, cur;
1722
1723         nm_prdis(5,"%s kc %d kt %d h %d c %d t %d",
1724                 kring->name,
1725                 kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail,
1726                 ring->head, ring->cur, ring->tail);
1727         /*
1728          * Before storing the new values, we should check they do not
1729          * move backwards. However:
1730          * - head is not an issue because the previous value is hwcur;
1731          * - cur could in principle go back, however it does not matter
1732          *   because we are processing a brand new rxsync()
1733          */
1734         cur = kring->rcur = ring->cur;  /* read only once */
1735         head = kring->rhead = ring->head;       /* read only once */
1736 #if 1 /* kernel sanity checks */
1737         NM_FAIL_ON(kring->nr_hwcur >= n || kring->nr_hwtail >= n);
1738 #endif /* kernel sanity checks */
1739         /* user sanity checks */
1740         if (kring->nr_hwtail >= kring->nr_hwcur) {
1741                 /* want hwcur <= rhead <= hwtail */
1742                 NM_FAIL_ON(head < kring->nr_hwcur || head > kring->nr_hwtail);
1743                 /* and also rhead <= rcur <= hwtail */
1744                 NM_FAIL_ON(cur < head || cur > kring->nr_hwtail);
1745         } else {
1746                 /* we need rhead outside hwtail..hwcur */
1747                 NM_FAIL_ON(head < kring->nr_hwcur && head > kring->nr_hwtail);
1748                 /* two cases now: head <= hwtail or head >= hwcur  */
1749                 if (head <= kring->nr_hwtail) {
1750                         /* want head <= cur <= hwtail */
1751                         NM_FAIL_ON(cur < head || cur > kring->nr_hwtail);
1752                 } else {
1753                         /* cur must be outside hwtail..head */
1754                         NM_FAIL_ON(cur < head && cur > kring->nr_hwtail);
1755                 }
1756         }
1757         if (ring->tail != kring->rtail) {
1758                 nm_prlim(5, "%s tail overwritten was %d need %d",
1759                         kring->name,
1760                         ring->tail, kring->rtail);
1761                 ring->tail = kring->rtail;
1762         }
1763         return head;
1764 }
1765
1766
1767 /*
1768  * Error routine called when txsync/rxsync detects an error.
1769  * Can't do much more than resetting head = cur = hwcur, tail = hwtail
1770  * Return 1 on reinit.
1771  *
1772  * This routine is only called by the upper half of the kernel.
1773  * It only reads hwcur (which is changed only by the upper half, too)
1774  * and hwtail (which may be changed by the lower half, but only on
1775  * a tx ring and only to increase it, so any error will be recovered
1776  * on the next call). For the above, we don't strictly need to call
1777  * it under lock.
1778  */
1779 int
1780 netmap_ring_reinit(struct netmap_kring *kring)
1781 {
1782         struct netmap_ring *ring = kring->ring;
1783         u_int i, lim = kring->nkr_num_slots - 1;
1784         int errors = 0;
1785
1786         // XXX KASSERT nm_kr_tryget
1787         nm_prlim(10, "called for %s", kring->name);
1788         // XXX probably wrong to trust userspace
1789         kring->rhead = ring->head;
1790         kring->rcur  = ring->cur;
1791         kring->rtail = ring->tail;
1792
1793         if (ring->cur > lim)
1794                 errors++;
1795         if (ring->head > lim)
1796                 errors++;
1797         if (ring->tail > lim)
1798                 errors++;
1799         for (i = 0; i <= lim; i++) {
1800                 u_int idx = ring->slot[i].buf_idx;
1801                 u_int len = ring->slot[i].len;
1802                 if (idx < 2 || idx >= kring->na->na_lut.objtotal) {
1803                         nm_prlim(5, "bad index at slot %d idx %d len %d ", i, idx, len);
1804                         ring->slot[i].buf_idx = 0;
1805                         ring->slot[i].len = 0;
1806                 } else if (len > NETMAP_BUF_SIZE(kring->na)) {
1807                         ring->slot[i].len = 0;
1808                         nm_prlim(5, "bad len at slot %d idx %d len %d", i, idx, len);
1809                 }
1810         }
1811         if (errors) {
1812                 nm_prlim(10, "total %d errors", errors);
1813                 nm_prlim(10, "%s reinit, cur %d -> %d tail %d -> %d",
1814                         kring->name,
1815                         ring->cur, kring->nr_hwcur,
1816                         ring->tail, kring->nr_hwtail);
1817                 ring->head = kring->rhead = kring->nr_hwcur;
1818                 ring->cur  = kring->rcur  = kring->nr_hwcur;
1819                 ring->tail = kring->rtail = kring->nr_hwtail;
1820         }
1821         return (errors ? 1 : 0);
1822 }
1823
1824 /* interpret the ringid and flags fields of an nmreq, by translating them
1825  * into a pair of intervals of ring indices:
1826  *
1827  * [priv->np_txqfirst, priv->np_txqlast) and
1828  * [priv->np_rxqfirst, priv->np_rxqlast)
1829  *
1830  */
1831 int
1832 netmap_interp_ringid(struct netmap_priv_d *priv, uint32_t nr_mode,
1833                         uint16_t nr_ringid, uint64_t nr_flags)
1834 {
1835         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
1836         int excluded_direction[] = { NR_TX_RINGS_ONLY, NR_RX_RINGS_ONLY };
1837         enum txrx t;
1838         u_int j;
1839
1840         for_rx_tx(t) {
1841                 if (nr_flags & excluded_direction[t]) {
1842                         priv->np_qfirst[t] = priv->np_qlast[t] = 0;
1843                         continue;
1844                 }
1845                 switch (nr_mode) {
1846                 case NR_REG_ALL_NIC:
1847                 case NR_REG_NULL:
1848                         priv->np_qfirst[t] = 0;
1849                         priv->np_qlast[t] = nma_get_nrings(na, t);
1850                         nm_prdis("ALL/PIPE: %s %d %d", nm_txrx2str(t),
1851                                 priv->np_qfirst[t], priv->np_qlast[t]);
1852                         break;
1853                 case NR_REG_SW:
1854                 case NR_REG_NIC_SW:
1855                         if (!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS)) {
1856                                 nm_prerr("host rings not supported");
1857                                 return EINVAL;
1858                         }
1859                         priv->np_qfirst[t] = (nr_mode == NR_REG_SW ?
1860                                 nma_get_nrings(na, t) : 0);
1861                         priv->np_qlast[t] = netmap_all_rings(na, t);
1862                         nm_prdis("%s: %s %d %d", nr_mode == NR_REG_SW ? "SW" : "NIC+SW",
1863                                 nm_txrx2str(t),
1864                                 priv->np_qfirst[t], priv->np_qlast[t]);
1865                         break;
1866                 case NR_REG_ONE_NIC:
1867                         if (nr_ringid >= na->num_tx_rings &&
1868                                         nr_ringid >= na->num_rx_rings) {
1869                                 nm_prerr("invalid ring id %d", nr_ringid);
1870                                 return EINVAL;
1871                         }
1872                         /* if not enough rings, use the first one */
1873                         j = nr_ringid;
1874                         if (j >= nma_get_nrings(na, t))
1875                                 j = 0;
1876                         priv->np_qfirst[t] = j;
1877                         priv->np_qlast[t] = j + 1;
1878                         nm_prdis("ONE_NIC: %s %d %d", nm_txrx2str(t),
1879                                 priv->np_qfirst[t], priv->np_qlast[t]);
1880                         break;
1881                 case NR_REG_ONE_SW:
1882                         if (!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS)) {
1883                                 nm_prerr("host rings not supported");
1884                                 return EINVAL;
1885                         }
1886                         if (nr_ringid >= na->num_host_tx_rings &&
1887                                         nr_ringid >= na->num_host_rx_rings) {
1888                                 nm_prerr("invalid ring id %d", nr_ringid);
1889                                 return EINVAL;
1890                         }
1891                         /* if not enough rings, use the first one */
1892                         j = nr_ringid;
1893                         if (j >= nma_get_host_nrings(na, t))
1894                                 j = 0;
1895                         priv->np_qfirst[t] = nma_get_nrings(na, t) + j;
1896                         priv->np_qlast[t] = nma_get_nrings(na, t) + j + 1;
1897                         nm_prdis("ONE_SW: %s %d %d", nm_txrx2str(t),
1898                                 priv->np_qfirst[t], priv->np_qlast[t]);
1899                         break;
1900                 default:
1901                         nm_prerr("invalid regif type %d", nr_mode);
1902                         return EINVAL;
1903                 }
1904         }
1905         priv->np_flags = nr_flags;
1906
1907         /* Allow transparent forwarding mode in the host --> nic
1908          * direction only if all the TX hw rings have been opened. */
1909         if (priv->np_qfirst[NR_TX] == 0 &&
1910                         priv->np_qlast[NR_TX] >= na->num_tx_rings) {
1911                 priv->np_sync_flags |= NAF_CAN_FORWARD_DOWN;
1912         }
1913
1914         if (netmap_verbose) {
1915                 nm_prinf("%s: tx [%d,%d) rx [%d,%d) id %d",
1916                         na->name,
1917                         priv->np_qfirst[NR_TX],
1918                         priv->np_qlast[NR_TX],
1919                         priv->np_qfirst[NR_RX],
1920                         priv->np_qlast[NR_RX],
1921                         nr_ringid);
1922         }
1923         return 0;
1924 }
1925
1926
1927 /*
1928  * Set the ring ID. For devices with a single queue, a request
1929  * for all rings is the same as a single ring.
1930  */
1931 static int
1932 netmap_set_ringid(struct netmap_priv_d *priv, uint32_t nr_mode,
1933                 uint16_t nr_ringid, uint64_t nr_flags)
1934 {
1935         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
1936         int error;
1937         enum txrx t;
1938
1939         error = netmap_interp_ringid(priv, nr_mode, nr_ringid, nr_flags);
1940         if (error) {
1941                 return error;
1942         }
1943
1944         priv->np_txpoll = (nr_flags & NR_NO_TX_POLL) ? 0 : 1;
1945
1946         /* optimization: count the users registered for more than
1947          * one ring, which are the ones sleeping on the global queue.
1948          * The default netmap_notify() callback will then
1949          * avoid signaling the global queue if nobody is using it
1950          */
1951         for_rx_tx(t) {
1952                 if (nm_si_user(priv, t))
1953                         na->si_users[t]++;
1954         }
1955         return 0;
1956 }
1957
1958 static void
1959 netmap_unset_ringid(struct netmap_priv_d *priv)
1960 {
1961         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
1962         enum txrx t;
1963
1964         for_rx_tx(t) {
1965                 if (nm_si_user(priv, t))
1966                         na->si_users[t]--;
1967                 priv->np_qfirst[t] = priv->np_qlast[t] = 0;
1968         }
1969         priv->np_flags = 0;
1970         priv->np_txpoll = 0;
1971         priv->np_kloop_state = 0;
1972 }
1973
1974
1975 /* Set the nr_pending_mode for the requested rings.
1976  * If requested, also try to get exclusive access to the rings, provided
1977  * the rings we want to bind are not exclusively owned by a previous bind.
1978  */
1979 static int
1980 netmap_krings_get(struct netmap_priv_d *priv)
1981 {
1982         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
1983         u_int i;
1984         struct netmap_kring *kring;
1985         int excl = (priv->np_flags & NR_EXCLUSIVE);
1986         enum txrx t;
1987
1988         if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
1989                 nm_prinf("%s: grabbing tx [%d, %d) rx [%d, %d)",
1990                         na->name,
1991                         priv->np_qfirst[NR_TX],
1992                         priv->np_qlast[NR_TX],
1993                         priv->np_qfirst[NR_RX],
1994                         priv->np_qlast[NR_RX]);
1995
1996         /* first round: check that all the requested rings
1997          * are neither alread exclusively owned, nor we
1998          * want exclusive ownership when they are already in use
1999          */
2000         for_rx_tx(t) {
2001                 for (i = priv->np_qfirst[t]; i < priv->np_qlast[t]; i++) {
2002                         kring = NMR(na, t)[i];
2003                         if ((kring->nr_kflags & NKR_EXCLUSIVE) ||
2004                             (kring->users && excl))
2005                         {
2006                                 nm_prdis("ring %s busy", kring->name);
2007                                 return EBUSY;
2008                         }
2009                 }
2010         }
2011
2012         /* second round: increment usage count (possibly marking them
2013          * as exclusive) and set the nr_pending_mode
2014          */
2015         for_rx_tx(t) {
2016                 for (i = priv->np_qfirst[t]; i < priv->np_qlast[t]; i++) {
2017                         kring = NMR(na, t)[i];
2018                         kring->users++;
2019                         if (excl)
2020                                 kring->nr_kflags |= NKR_EXCLUSIVE;
2021                         kring->nr_pending_mode = NKR_NETMAP_ON;
2022                 }
2023         }
2024
2025         return 0;
2026
2027 }
2028
2029 /* Undo netmap_krings_get(). This is done by clearing the exclusive mode
2030  * if was asked on regif, and unset the nr_pending_mode if we are the
2031  * last users of the involved rings. */
2032 static void
2033 netmap_krings_put(struct netmap_priv_d *priv)
2034 {
2035         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
2036         u_int i;
2037         struct netmap_kring *kring;
2038         int excl = (priv->np_flags & NR_EXCLUSIVE);
2039         enum txrx t;
2040
2041         nm_prdis("%s: releasing tx [%d, %d) rx [%d, %d)",
2042                         na->name,
2043                         priv->np_qfirst[NR_TX],
2044                         priv->np_qlast[NR_TX],
2045                         priv->np_qfirst[NR_RX],
2046                         priv->np_qlast[MR_RX]);
2047
2048         for_rx_tx(t) {
2049                 for (i = priv->np_qfirst[t]; i < priv->np_qlast[t]; i++) {
2050                         kring = NMR(na, t)[i];
2051                         if (excl)
2052                                 kring->nr_kflags &= ~NKR_EXCLUSIVE;
2053                         kring->users--;
2054                         if (kring->users == 0)
2055                                 kring->nr_pending_mode = NKR_NETMAP_OFF;
2056                 }
2057         }
2058 }
2059
2060 static int
2061 nm_priv_rx_enabled(struct netmap_priv_d *priv)
2062 {
2063         return (priv->np_qfirst[NR_RX] != priv->np_qlast[NR_RX]);
2064 }
2065
2066 /* Validate the CSB entries for both directions (atok and ktoa).
2067  * To be called under NMG_LOCK(). */
2068 static int
2069 netmap_csb_validate(struct netmap_priv_d *priv, struct nmreq_opt_csb *csbo)
2070 {
2071         struct nm_csb_atok *csb_atok_base =
2072                 (struct nm_csb_atok *)(uintptr_t)csbo->csb_atok;
2073         struct nm_csb_ktoa *csb_ktoa_base =
2074                 (struct nm_csb_ktoa *)(uintptr_t)csbo->csb_ktoa;
2075         enum txrx t;
2076         int num_rings[NR_TXRX], tot_rings;
2077         size_t entry_size[2];
2078         void *csb_start[2];
2079         int i;
2080
2081         if (priv->np_kloop_state & NM_SYNC_KLOOP_RUNNING) {
2082                 nm_prerr("Cannot update CSB while kloop is running");
2083                 return EBUSY;
2084         }
2085
2086         tot_rings = 0;
2087         for_rx_tx(t) {
2088                 num_rings[t] = priv->np_qlast[t] - priv->np_qfirst[t];
2089                 tot_rings += num_rings[t];
2090         }
2091         if (tot_rings <= 0)
2092                 return 0;
2093
2094         if (!(priv->np_flags & NR_EXCLUSIVE)) {
2095                 nm_prerr("CSB mode requires NR_EXCLUSIVE");
2096                 return EINVAL;
2097         }
2098
2099         entry_size[0] = sizeof(*csb_atok_base);
2100         entry_size[1] = sizeof(*csb_ktoa_base);
2101         csb_start[0] = (void *)csb_atok_base;
2102         csb_start[1] = (void *)csb_ktoa_base;
2103
2104         for (i = 0; i < 2; i++) {
2105                 /* On Linux we could use access_ok() to simplify
2106                  * the validation. However, the advantage of
2107                  * this approach is that it works also on
2108                  * FreeBSD. */
2109                 size_t csb_size = tot_rings * entry_size[i];
2110                 void *tmp;
2111                 int err;
2112
2113                 if ((uintptr_t)csb_start[i] & (entry_size[i]-1)) {
2114                         nm_prerr("Unaligned CSB address");
2115                         return EINVAL;
2116                 }
2117
2118                 tmp = nm_os_malloc(csb_size);
2119                 if (!tmp)
2120                         return ENOMEM;
2121                 if (i == 0) {
2122                         /* Application --> kernel direction. */
2123                         err = copyin(csb_start[i], tmp, csb_size);
2124                 } else {
2125                         /* Kernel --> application direction. */
2126                         memset(tmp, 0, csb_size);
2127                         err = copyout(tmp, csb_start[i], csb_size);
2128                 }
2129                 nm_os_free(tmp);
2130                 if (err) {
2131                         nm_prerr("Invalid CSB address");
2132                         return err;
2133                 }
2134         }
2135
2136         priv->np_csb_atok_base = csb_atok_base;
2137         priv->np_csb_ktoa_base = csb_ktoa_base;
2138
2139         /* Initialize the CSB. */
2140         for_rx_tx(t) {
2141                 for (i = 0; i < num_rings[t]; i++) {
2142                         struct netmap_kring *kring =
2143                                 NMR(priv->np_na, t)[i + priv->np_qfirst[t]];
2144                         struct nm_csb_atok *csb_atok = csb_atok_base + i;
2145                         struct nm_csb_ktoa *csb_ktoa = csb_ktoa_base + i;
2146
2147                         if (t == NR_RX) {
2148                                 csb_atok += num_rings[NR_TX];
2149                                 csb_ktoa += num_rings[NR_TX];
2150                         }
2151
2152                         CSB_WRITE(csb_atok, head, kring->rhead);
2153                         CSB_WRITE(csb_atok, cur, kring->rcur);
2154                         CSB_WRITE(csb_atok, appl_need_kick, 1);
2155                         CSB_WRITE(csb_atok, sync_flags, 1);
2156                         CSB_WRITE(csb_ktoa, hwcur, kring->nr_hwcur);
2157                         CSB_WRITE(csb_ktoa, hwtail, kring->nr_hwtail);
2158                         CSB_WRITE(csb_ktoa, kern_need_kick, 1);
2159
2160                         nm_prinf("csb_init for kring %s: head %u, cur %u, "
2161                                 "hwcur %u, hwtail %u", kring->name,
2162                                 kring->rhead, kring->rcur, kring->nr_hwcur,
2163                                 kring->nr_hwtail);
2164                 }
2165         }
2166
2167         return 0;
2168 }
2169
2170 /* Ensure that the netmap adapter can support the given MTU.
2171  * @return EINVAL if the na cannot be set to mtu, 0 otherwise.
2172  */
2173 int
2174 netmap_buf_size_validate(const struct netmap_adapter *na, unsigned mtu) {
2175         unsigned nbs = NETMAP_BUF_SIZE(na);
2176
2177         if (mtu <= na->rx_buf_maxsize) {
2178                 /* The MTU fits a single NIC slot. We only
2179                  * Need to check that netmap buffers are
2180                  * large enough to hold an MTU. NS_MOREFRAG
2181                  * cannot be used in this case. */
2182                 if (nbs < mtu) {
2183                         nm_prerr("error: netmap buf size (%u) "
2184                                  "< device MTU (%u)", nbs, mtu);
2185                         return EINVAL;
2186                 }
2187         } else {
2188                 /* More NIC slots may be needed to receive
2189                  * or transmit a single packet. Check that
2190                  * the adapter supports NS_MOREFRAG and that
2191                  * netmap buffers are large enough to hold
2192                  * the maximum per-slot size. */
2193                 if (!(na->na_flags & NAF_MOREFRAG)) {
2194                         nm_prerr("error: large MTU (%d) needed "
2195                                  "but %s does not support "
2196                                  "NS_MOREFRAG", mtu,
2197                                  na->ifp->if_xname);
2198                         return EINVAL;
2199                 } else if (nbs < na->rx_buf_maxsize) {
2200                         nm_prerr("error: using NS_MOREFRAG on "
2201                                  "%s requires netmap buf size "
2202                                  ">= %u", na->ifp->if_xname,
2203                                  na->rx_buf_maxsize);
2204                         return EINVAL;
2205                 } else {
2206                         nm_prinf("info: netmap application on "
2207                                  "%s needs to support "
2208                                  "NS_MOREFRAG "
2209                                  "(MTU=%u,netmap_buf_size=%u)",
2210                                  na->ifp->if_xname, mtu, nbs);
2211                 }
2212         }
2213         return 0;
2214 }
2215
2216
2217 /*
2218  * possibly move the interface to netmap-mode.
2219  * If success it returns a pointer to netmap_if, otherwise NULL.
2220  * This must be called with NMG_LOCK held.
2221  *
2222  * The following na callbacks are called in the process:
2223  *
2224  * na->nm_config()                      [by netmap_update_config]
2225  * (get current number and size of rings)
2226  *
2227  *      We have a generic one for linux (netmap_linux_config).
2228  *      The bwrap has to override this, since it has to forward
2229  *      the request to the wrapped adapter (netmap_bwrap_config).
2230  *
2231  *
2232  * na->nm_krings_create()
2233  * (create and init the krings array)
2234  *
2235  *      One of the following:
2236  *
2237  *      * netmap_hw_krings_create,                      (hw ports)
2238  *              creates the standard layout for the krings
2239  *              and adds the mbq (used for the host rings).
2240  *
2241  *      * netmap_vp_krings_create                       (VALE ports)
2242  *              add leases and scratchpads
2243  *
2244  *      * netmap_pipe_krings_create                     (pipes)
2245  *              create the krings and rings of both ends and
2246  *              cross-link them
2247  *
2248  *      * netmap_monitor_krings_create                  (monitors)
2249  *              avoid allocating the mbq
2250  *
2251  *      * netmap_bwrap_krings_create                    (bwraps)
2252  *              create both the brap krings array,
2253  *              the krings array of the wrapped adapter, and
2254  *              (if needed) the fake array for the host adapter
2255  *
2256  * na->nm_register(, 1)
2257  * (put the adapter in netmap mode)
2258  *
2259  *      This may be one of the following:
2260  *
2261  *      * netmap_hw_reg                                 (hw ports)
2262  *              checks that the ifp is still there, then calls
2263  *              the hardware specific callback;
2264  *
2265  *      * netmap_vp_reg                                 (VALE ports)
2266  *              If the port is connected to a bridge,
2267  *              set the NAF_NETMAP_ON flag under the
2268  *              bridge write lock.
2269  *
2270  *      * netmap_pipe_reg                               (pipes)
2271  *              inform the other pipe end that it is no
2272  *              longer responsible for the lifetime of this
2273  *              pipe end
2274  *
2275  *      * netmap_monitor_reg                            (monitors)
2276  *              intercept the sync callbacks of the monitored
2277  *              rings
2278  *
2279  *      * netmap_bwrap_reg                              (bwraps)
2280  *              cross-link the bwrap and hwna rings,
2281  *              forward the request to the hwna, override
2282  *              the hwna notify callback (to get the frames
2283  *              coming from outside go through the bridge).
2284  *
2285  *
2286  */
2287 int
2288 netmap_do_regif(struct netmap_priv_d *priv, struct netmap_adapter *na,
2289         uint32_t nr_mode, uint16_t nr_ringid, uint64_t nr_flags)
2290 {
2291         struct netmap_if *nifp = NULL;
2292         int error;
2293
2294         NMG_LOCK_ASSERT();
2295         priv->np_na = na;     /* store the reference */
2296         error = netmap_mem_finalize(na->nm_mem, na);
2297         if (error)
2298                 goto err;
2299
2300         if (na->active_fds == 0) {
2301
2302                 /* cache the allocator info in the na */
2303                 error = netmap_mem_get_lut(na->nm_mem, &na->na_lut);
2304                 if (error)
2305                         goto err_drop_mem;
2306                 nm_prdis("lut %p bufs %u size %u", na->na_lut.lut, na->na_lut.objtotal,
2307                                             na->na_lut.objsize);
2308
2309                 /* ring configuration may have changed, fetch from the card */
2310                 netmap_update_config(na);
2311         }
2312
2313         /* compute the range of tx and rx rings to monitor */
2314         error = netmap_set_ringid(priv, nr_mode, nr_ringid, nr_flags);
2315         if (error)
2316                 goto err_put_lut;
2317
2318         if (na->active_fds == 0) {
2319                 /*
2320                  * If this is the first registration of the adapter,
2321                  * perform sanity checks and create the in-kernel view
2322                  * of the netmap rings (the netmap krings).
2323                  */
2324                 if (na->ifp && nm_priv_rx_enabled(priv)) {
2325                         /* This netmap adapter is attached to an ifnet. */
2326                         unsigned mtu = nm_os_ifnet_mtu(na->ifp);
2327
2328                         nm_prdis("%s: mtu %d rx_buf_maxsize %d netmap_buf_size %d",
2329                                 na->name, mtu, na->rx_buf_maxsize, NETMAP_BUF_SIZE(na));
2330
2331                         if (na->rx_buf_maxsize == 0) {
2332                                 nm_prerr("%s: error: rx_buf_maxsize == 0", na->name);
2333                                 error = EIO;
2334                                 goto err_drop_mem;
2335                         }
2336
2337                         error = netmap_buf_size_validate(na, mtu);
2338                         if (error)
2339                                 goto err_drop_mem;
2340                 }
2341
2342                 /*
2343                  * Depending on the adapter, this may also create
2344                  * the netmap rings themselves
2345                  */
2346                 error = na->nm_krings_create(na);
2347                 if (error)
2348                         goto err_put_lut;
2349
2350         }
2351
2352         /* now the krings must exist and we can check whether some
2353          * previous bind has exclusive ownership on them, and set
2354          * nr_pending_mode
2355          */
2356         error = netmap_krings_get(priv);
2357         if (error)
2358                 goto err_del_krings;
2359
2360         /* create all needed missing netmap rings */
2361         error = netmap_mem_rings_create(na);
2362         if (error)
2363                 goto err_rel_excl;
2364
2365         /* in all cases, create a new netmap if */
2366         nifp = netmap_mem_if_new(na, priv);
2367         if (nifp == NULL) {
2368                 error = ENOMEM;
2369                 goto err_rel_excl;
2370         }
2371
2372         if (nm_kring_pending(priv)) {
2373                 /* Some kring is switching mode, tell the adapter to
2374                  * react on this. */
2375                 error = na->nm_register(na, 1);
2376                 if (error)
2377                         goto err_del_if;
2378         }
2379
2380         /* Commit the reference. */
2381         na->active_fds++;
2382
2383         /*
2384          * advertise that the interface is ready by setting np_nifp.
2385          * The barrier is needed because readers (poll, *SYNC and mmap)
2386          * check for priv->np_nifp != NULL without locking
2387          */
2388         mb(); /* make sure previous writes are visible to all CPUs */
2389         priv->np_nifp = nifp;
2390
2391         return 0;
2392
2393 err_del_if:
2394         netmap_mem_if_delete(na, nifp);
2395 err_rel_excl:
2396         netmap_krings_put(priv);
2397         netmap_mem_rings_delete(na);
2398 err_del_krings:
2399         if (na->active_fds == 0)
2400                 na->nm_krings_delete(na);
2401 err_put_lut:
2402         if (na->active_fds == 0)
2403                 memset(&na->na_lut, 0, sizeof(na->na_lut));
2404 err_drop_mem:
2405         netmap_mem_drop(na);
2406 err:
2407         priv->np_na = NULL;
2408         return error;
2409 }
2410
2411
2412 /*
2413  * update kring and ring at the end of rxsync/txsync.
2414  */
2415 static inline void
2416 nm_sync_finalize(struct netmap_kring *kring)
2417 {
2418         /*
2419          * Update ring tail to what the kernel knows
2420          * After txsync: head/rhead/hwcur might be behind cur/rcur
2421          * if no carrier.
2422          */
2423         kring->ring->tail = kring->rtail = kring->nr_hwtail;
2424
2425         nm_prdis(5, "%s now hwcur %d hwtail %d head %d cur %d tail %d",
2426                 kring->name, kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail,
2427                 kring->rhead, kring->rcur, kring->rtail);
2428 }
2429
2430 /* set ring timestamp */
2431 static inline void
2432 ring_timestamp_set(struct netmap_ring *ring)
2433 {
2434         if (netmap_no_timestamp == 0 || ring->flags & NR_TIMESTAMP) {
2435                 microtime(&ring->ts);
2436         }
2437 }
2438
2439 static int nmreq_copyin(struct nmreq_header *, int);
2440 static int nmreq_copyout(struct nmreq_header *, int);
2441 static int nmreq_checkoptions(struct nmreq_header *);
2442
2443 /*
2444  * ioctl(2) support for the "netmap" device.
2445  *
2446  * Following a list of accepted commands:
2447  * - NIOCCTRL           device control API
2448  * - NIOCTXSYNC         sync TX rings
2449  * - NIOCRXSYNC         sync RX rings
2450  * - SIOCGIFADDR        just for convenience
2451  * - NIOCGINFO          deprecated (legacy API)
2452  * - NIOCREGIF          deprecated (legacy API)
2453  *
2454  * Return 0 on success, errno otherwise.
2455  */
2456 int
2457 netmap_ioctl(struct netmap_priv_d *priv, u_long cmd, caddr_t data,
2458                 struct thread *td, int nr_body_is_user)
2459 {
2460         struct mbq q;   /* packets from RX hw queues to host stack */
2461         struct netmap_adapter *na = NULL;
2462         struct netmap_mem_d *nmd = NULL;
2463         struct ifnet *ifp = NULL;
2464         int error = 0;
2465         u_int i, qfirst, qlast;
2466         struct netmap_kring **krings;
2467         int sync_flags;
2468         enum txrx t;
2469
2470         switch (cmd) {
2471         case NIOCCTRL: {
2472                 struct nmreq_header *hdr = (struct nmreq_header *)data;
2473
2474                 if (hdr->nr_version < NETMAP_MIN_API ||
2475                     hdr->nr_version > NETMAP_MAX_API) {
2476                         nm_prerr("API mismatch: got %d need %d",
2477                                 hdr->nr_version, NETMAP_API);
2478                         return EINVAL;
2479                 }
2480
2481                 /* Make a kernel-space copy of the user-space nr_body.
2482                  * For convenince, the nr_body pointer and the pointers
2483                  * in the options list will be replaced with their
2484                  * kernel-space counterparts. The original pointers are
2485                  * saved internally and later restored by nmreq_copyout
2486                  */
2487                 error = nmreq_copyin(hdr, nr_body_is_user);
2488                 if (error) {
2489                         return error;
2490                 }
2491
2492                 /* Sanitize hdr->nr_name. */
2493                 hdr->nr_name[sizeof(hdr->nr_name) - 1] = '\0';
2494
2495                 switch (hdr->nr_reqtype) {
2496                 case NETMAP_REQ_REGISTER: {
2497                         struct nmreq_register *req =
2498                                 (struct nmreq_register *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
2499                         struct netmap_if *nifp;
2500
2501                         /* Protect access to priv from concurrent requests. */
2502                         NMG_LOCK();
2503                         do {
2504                                 struct nmreq_option *opt;
2505                                 u_int memflags;
2506
2507                                 if (priv->np_nifp != NULL) {    /* thread already registered */
2508                                         error = EBUSY;
2509                                         break;
2510                                 }
2511
2512 #ifdef WITH_EXTMEM
2513                                 opt = nmreq_getoption(hdr, NETMAP_REQ_OPT_EXTMEM);
2514                                 if (opt != NULL) {
2515                                         struct nmreq_opt_extmem *e =
2516                                                 (struct nmreq_opt_extmem *)opt;
2517
2518                                         nmd = netmap_mem_ext_create(e->nro_usrptr,
2519                                                         &e->nro_info, &error);
2520                                         opt->nro_status = error;
2521                                         if (nmd == NULL)
2522                                                 break;
2523                                 }
2524 #endif /* WITH_EXTMEM */
2525
2526                                 if (nmd == NULL && req->nr_mem_id) {
2527                                         /* find the allocator and get a reference */
2528                                         nmd = netmap_mem_find(req->nr_mem_id);
2529                                         if (nmd == NULL) {
2530                                                 if (netmap_verbose) {
2531                                                         nm_prerr("%s: failed to find mem_id %u",
2532                                                                         hdr->nr_name, req->nr_mem_id);
2533                                                 }
2534                                                 error = EINVAL;
2535                                                 break;
2536                                         }
2537                                 }
2538                                 /* find the interface and a reference */
2539                                 error = netmap_get_na(hdr, &na, &ifp, nmd,
2540                                                       1 /* create */); /* keep reference */
2541                                 if (error)
2542                                         break;
2543                                 if (NETMAP_OWNED_BY_KERN(na)) {
2544                                         error = EBUSY;
2545                                         break;
2546                                 }
2547
2548                                 if (na->virt_hdr_len && !(req->nr_flags & NR_ACCEPT_VNET_HDR)) {
2549                                         nm_prerr("virt_hdr_len=%d, but application does "
2550                                                 "not accept it", na->virt_hdr_len);
2551                                         error = EIO;
2552                                         break;
2553                                 }
2554
2555                                 error = netmap_do_regif(priv, na, req->nr_mode,
2556                                                         req->nr_ringid, req->nr_flags);
2557                                 if (error) {    /* reg. failed, release priv and ref */
2558                                         break;
2559                                 }
2560
2561                                 opt = nmreq_getoption(hdr, NETMAP_REQ_OPT_CSB);
2562                                 if (opt != NULL) {
2563                                         struct nmreq_opt_csb *csbo =
2564                                                 (struct nmreq_opt_csb *)opt;
2565                                         error = netmap_csb_validate(priv, csbo);
2566                                         opt->nro_status = error;
2567                                         if (error) {
2568                                                 netmap_do_unregif(priv);
2569                                                 break;
2570                                         }
2571                                 }
2572
2573                                 nifp = priv->np_nifp;
2574
2575                                 /* return the offset of the netmap_if object */
2576                                 req->nr_rx_rings = na->num_rx_rings;
2577                                 req->nr_tx_rings = na->num_tx_rings;
2578                                 req->nr_rx_slots = na->num_rx_desc;
2579                                 req->nr_tx_slots = na->num_tx_desc;
2580                                 req->nr_host_tx_rings = na->num_host_tx_rings;
2581                                 req->nr_host_rx_rings = na->num_host_rx_rings;
2582                                 error = netmap_mem_get_info(na->nm_mem, &req->nr_memsize, &memflags,
2583                                         &req->nr_mem_id);
2584                                 if (error) {
2585                                         netmap_do_unregif(priv);
2586                                         break;
2587                                 }
2588                                 if (memflags & NETMAP_MEM_PRIVATE) {
2589                                         *(uint32_t *)(uintptr_t)&nifp->ni_flags |= NI_PRIV_MEM;
2590                                 }
2591                                 for_rx_tx(t) {
2592                                         priv->np_si[t] = nm_si_user(priv, t) ?
2593                                                 &na->si[t] : &NMR(na, t)[priv->np_qfirst[t]]->si;
2594                                 }
2595
2596                                 if (req->nr_extra_bufs) {
2597                                         if (netmap_verbose)
2598                                                 nm_prinf("requested %d extra buffers",
2599                                                         req->nr_extra_bufs);
2600                                         req->nr_extra_bufs = netmap_extra_alloc(na,
2601                                                 &nifp->ni_bufs_head, req->nr_extra_bufs);
2602                                         if (netmap_verbose)
2603                                                 nm_prinf("got %d extra buffers", req->nr_extra_bufs);
2604                                 }
2605                                 req->nr_offset = netmap_mem_if_offset(na->nm_mem, nifp);
2606
2607                                 error = nmreq_checkoptions(hdr);
2608                                 if (error) {
2609                                         netmap_do_unregif(priv);
2610                                         break;
2611                                 }
2612
2613                                 /* store ifp reference so that priv destructor may release it */
2614                                 priv->np_ifp = ifp;
2615                         } while (0);
2616                         if (error) {
2617                                 netmap_unget_na(na, ifp);
2618                         }
2619                         /* release the reference from netmap_mem_find() or
2620                          * netmap_mem_ext_create()
2621                          */
2622                         if (nmd)
2623                                 netmap_mem_put(nmd);
2624                         NMG_UNLOCK();
2625                         break;
2626                 }
2627
2628                 case NETMAP_REQ_PORT_INFO_GET: {
2629                         struct nmreq_port_info_get *req =
2630                                 (struct nmreq_port_info_get *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
2631
2632                         NMG_LOCK();
2633                         do {
2634                                 u_int memflags;
2635
2636                                 if (hdr->nr_name[0] != '\0') {
2637                                         /* Build a nmreq_register out of the nmreq_port_info_get,
2638                                          * so that we can call netmap_get_na(). */
2639                                         struct nmreq_register regreq;
2640                                         bzero(&regreq, sizeof(regreq));
2641                                         regreq.nr_mode = NR_REG_ALL_NIC;
2642                                         regreq.nr_tx_slots = req->nr_tx_slots;
2643                                         regreq.nr_rx_slots = req->nr_rx_slots;
2644                                         regreq.nr_tx_rings = req->nr_tx_rings;
2645                                         regreq.nr_rx_rings = req->nr_rx_rings;
2646                                         regreq.nr_host_tx_rings = req->nr_host_tx_rings;
2647                                         regreq.nr_host_rx_rings = req->nr_host_rx_rings;
2648                                         regreq.nr_mem_id = req->nr_mem_id;
2649
2650                                         /* get a refcount */
2651                                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_REGISTER;
2652                                         hdr->nr_body = (uintptr_t)&regreq;
2653                                         error = netmap_get_na(hdr, &na, &ifp, NULL, 1 /* create */);
2654                                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_PORT_INFO_GET; /* reset type */
2655                                         hdr->nr_body = (uintptr_t)req; /* reset nr_body */
2656                                         if (error) {
2657                                                 na = NULL;
2658                                                 ifp = NULL;
2659                                                 break;
2660                                         }
2661                                         nmd = na->nm_mem; /* get memory allocator */
2662                                 } else {
2663                                         nmd = netmap_mem_find(req->nr_mem_id ? req->nr_mem_id : 1);
2664                                         if (nmd == NULL) {
2665                                                 if (netmap_verbose)
2666                                                         nm_prerr("%s: failed to find mem_id %u",
2667                                                                         hdr->nr_name,
2668                                                                         req->nr_mem_id ? req->nr_mem_id : 1);
2669                                                 error = EINVAL;
2670                                                 break;
2671                                         }
2672                                 }
2673
2674                                 error = netmap_mem_get_info(nmd, &req->nr_memsize, &memflags,
2675                                         &req->nr_mem_id);
2676                                 if (error)
2677                                         break;
2678                                 if (na == NULL) /* only memory info */
2679                                         break;
2680                                 netmap_update_config(na);
2681                                 req->nr_rx_rings = na->num_rx_rings;
2682                                 req->nr_tx_rings = na->num_tx_rings;
2683                                 req->nr_rx_slots = na->num_rx_desc;
2684                                 req->nr_tx_slots = na->num_tx_desc;
2685                                 req->nr_host_tx_rings = na->num_host_tx_rings;
2686                                 req->nr_host_rx_rings = na->num_host_rx_rings;
2687                         } while (0);
2688                         netmap_unget_na(na, ifp);
2689                         NMG_UNLOCK();
2690                         break;
2691                 }
2692 #ifdef WITH_VALE
2693                 case NETMAP_REQ_VALE_ATTACH: {
2694                         error = netmap_vale_attach(hdr, NULL /* userspace request */);
2695                         break;
2696                 }
2697
2698                 case NETMAP_REQ_VALE_DETACH: {
2699                         error = netmap_vale_detach(hdr, NULL /* userspace request */);
2700                         break;
2701                 }
2702
2703                 case NETMAP_REQ_VALE_LIST: {
2704                         error = netmap_vale_list(hdr);
2705                         break;
2706                 }
2707
2708                 case NETMAP_REQ_PORT_HDR_SET: {
2709                         struct nmreq_port_hdr *req =
2710                                 (struct nmreq_port_hdr *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
2711                         /* Build a nmreq_register out of the nmreq_port_hdr,
2712                          * so that we can call netmap_get_bdg_na(). */
2713                         struct nmreq_register regreq;
2714                         bzero(&regreq, sizeof(regreq));
2715                         regreq.nr_mode = NR_REG_ALL_NIC;
2716
2717                         /* For now we only support virtio-net headers, and only for
2718                          * VALE ports, but this may change in future. Valid lengths
2719                          * for the virtio-net header are 0 (no header), 10 and 12. */
2720                         if (req->nr_hdr_len != 0 &&
2721                                 req->nr_hdr_len != sizeof(struct nm_vnet_hdr) &&
2722                                         req->nr_hdr_len != 12) {
2723                                 if (netmap_verbose)
2724                                         nm_prerr("invalid hdr_len %u", req->nr_hdr_len);
2725                                 error = EINVAL;
2726                                 break;
2727                         }
2728                         NMG_LOCK();
2729                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_REGISTER;
2730                         hdr->nr_body = (uintptr_t)&regreq;
2731                         error = netmap_get_vale_na(hdr, &na, NULL, 0);
2732                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_PORT_HDR_SET;
2733                         hdr->nr_body = (uintptr_t)req;
2734                         if (na && !error) {
2735                                 struct netmap_vp_adapter *vpna =
2736                                         (struct netmap_vp_adapter *)na;
2737                                 na->virt_hdr_len = req->nr_hdr_len;
2738                                 if (na->virt_hdr_len) {
2739                                         vpna->mfs = NETMAP_BUF_SIZE(na);
2740                                 }
2741                                 if (netmap_verbose)
2742                                         nm_prinf("Using vnet_hdr_len %d for %p", na->virt_hdr_len, na);
2743                                 netmap_adapter_put(na);
2744                         } else if (!na) {
2745                                 error = ENXIO;
2746                         }
2747                         NMG_UNLOCK();
2748                         break;
2749                 }
2750
2751                 case NETMAP_REQ_PORT_HDR_GET: {
2752                         /* Get vnet-header length for this netmap port */
2753                         struct nmreq_port_hdr *req =
2754                                 (struct nmreq_port_hdr *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
2755                         /* Build a nmreq_register out of the nmreq_port_hdr,
2756                          * so that we can call netmap_get_bdg_na(). */
2757                         struct nmreq_register regreq;
2758                         struct ifnet *ifp;
2759
2760                         bzero(&regreq, sizeof(regreq));
2761                         regreq.nr_mode = NR_REG_ALL_NIC;
2762                         NMG_LOCK();
2763                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_REGISTER;
2764                         hdr->nr_body = (uintptr_t)&regreq;
2765                         error = netmap_get_na(hdr, &na, &ifp, NULL, 0);
2766                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_PORT_HDR_GET;
2767                         hdr->nr_body = (uintptr_t)req;
2768                         if (na && !error) {
2769                                 req->nr_hdr_len = na->virt_hdr_len;
2770                         }
2771                         netmap_unget_na(na, ifp);
2772                         NMG_UNLOCK();
2773                         break;
2774                 }
2775
2776                 case NETMAP_REQ_VALE_NEWIF: {
2777                         error = nm_vi_create(hdr);
2778                         break;
2779                 }
2780
2781                 case NETMAP_REQ_VALE_DELIF: {
2782                         error = nm_vi_destroy(hdr->nr_name);
2783                         break;
2784                 }
2785
2786                 case NETMAP_REQ_VALE_POLLING_ENABLE:
2787                 case NETMAP_REQ_VALE_POLLING_DISABLE: {
2788                         error = nm_bdg_polling(hdr);
2789                         break;
2790                 }
2791 #endif  /* WITH_VALE */
2792                 case NETMAP_REQ_POOLS_INFO_GET: {
2793                         /* Get information from the memory allocator used for
2794                          * hdr->nr_name. */
2795                         struct nmreq_pools_info *req =
2796                                 (struct nmreq_pools_info *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
2797                         NMG_LOCK();
2798                         do {
2799                                 /* Build a nmreq_register out of the nmreq_pools_info,
2800                                  * so that we can call netmap_get_na(). */
2801                                 struct nmreq_register regreq;
2802                                 bzero(&regreq, sizeof(regreq));
2803                                 regreq.nr_mem_id = req->nr_mem_id;
2804                                 regreq.nr_mode = NR_REG_ALL_NIC;
2805
2806                                 hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_REGISTER;
2807                                 hdr->nr_body = (uintptr_t)&regreq;
2808                                 error = netmap_get_na(hdr, &na, &ifp, NULL, 1 /* create */);
2809                                 hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_POOLS_INFO_GET; /* reset type */
2810                                 hdr->nr_body = (uintptr_t)req; /* reset nr_body */
2811                                 if (error) {
2812                                         na = NULL;
2813                                         ifp = NULL;
2814                                         break;
2815                                 }
2816                                 nmd = na->nm_mem; /* grab the memory allocator */
2817                                 if (nmd == NULL) {
2818                                         error = EINVAL;
2819                                         break;
2820                                 }
2821
2822                                 /* Finalize the memory allocator, get the pools
2823                                  * information and release the allocator. */
2824                                 error = netmap_mem_finalize(nmd, na);
2825                                 if (error) {
2826                                         break;
2827                                 }
2828                                 error = netmap_mem_pools_info_get(req, nmd);
2829                                 netmap_mem_drop(na);
2830                         } while (0);
2831                         netmap_unget_na(na, ifp);
2832                         NMG_UNLOCK();
2833                         break;
2834                 }
2835
2836                 case NETMAP_REQ_CSB_ENABLE: {
2837                         struct nmreq_option *opt;
2838
2839                         opt = nmreq_getoption(hdr, NETMAP_REQ_OPT_CSB);
2840                         if (opt == NULL) {
2841                                 error = EINVAL;
2842                         } else {
2843                                 struct nmreq_opt_csb *csbo =
2844                                         (struct nmreq_opt_csb *)opt;
2845                                 NMG_LOCK();
2846                                 error = netmap_csb_validate(priv, csbo);
2847                                 NMG_UNLOCK();
2848                                 opt->nro_status = error;
2849                         }
2850                         break;
2851                 }
2852
2853                 case NETMAP_REQ_SYNC_KLOOP_START: {
2854                         error = netmap_sync_kloop(priv, hdr);
2855                         break;
2856                 }
2857
2858                 case NETMAP_REQ_SYNC_KLOOP_STOP: {
2859                         error = netmap_sync_kloop_stop(priv);
2860                         break;
2861                 }
2862
2863                 default: {
2864                         error = EINVAL;
2865                         break;
2866                 }
2867                 }
2868                 /* Write back request body to userspace and reset the
2869                  * user-space pointer. */
2870                 error = nmreq_copyout(hdr, error);
2871                 break;
2872         }
2873
2874         case NIOCTXSYNC:
2875         case NIOCRXSYNC: {
2876                 if (unlikely(priv->np_nifp == NULL)) {
2877                         error = ENXIO;
2878                         break;
2879                 }
2880                 mb(); /* make sure following reads are not from cache */
2881
2882                 if (unlikely(priv->np_csb_atok_base)) {
2883                         nm_prerr("Invalid sync in CSB mode");
2884                         error = EBUSY;
2885                         break;
2886                 }
2887
2888                 na = priv->np_na;      /* we have a reference */
2889
2890                 mbq_init(&q);
2891                 t = (cmd == NIOCTXSYNC ? NR_TX : NR_RX);
2892                 krings = NMR(na, t);
2893                 qfirst = priv->np_qfirst[t];
2894                 qlast = priv->np_qlast[t];
2895                 sync_flags = priv->np_sync_flags;
2896
2897                 for (i = qfirst; i < qlast; i++) {
2898                         struct netmap_kring *kring = krings[i];
2899                         struct netmap_ring *ring = kring->ring;
2900
2901                         if (unlikely(nm_kr_tryget(kring, 1, &error))) {
2902                                 error = (error ? EIO : 0);
2903                                 continue;
2904                         }
2905
2906                         if (cmd == NIOCTXSYNC) {
2907                                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_TXSYNC)
2908                                         nm_prinf("pre txsync ring %d cur %d hwcur %d",
2909                                             i, ring->cur,
2910                                             kring->nr_hwcur);
2911                                 if (nm_txsync_prologue(kring, ring) >= kring->nkr_num_slots) {
2912                                         netmap_ring_reinit(kring);
2913                                 } else if (kring->nm_sync(kring, sync_flags | NAF_FORCE_RECLAIM) == 0) {
2914                                         nm_sync_finalize(kring);
2915                                 }
2916                                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_TXSYNC)
2917                                         nm_prinf("post txsync ring %d cur %d hwcur %d",
2918                                             i, ring->cur,
2919                                             kring->nr_hwcur);
2920                         } else {
2921                                 if (nm_rxsync_prologue(kring, ring) >= kring->nkr_num_slots) {
2922                                         netmap_ring_reinit(kring);
2923                                 }
2924                                 if (nm_may_forward_up(kring)) {
2925                                         /* transparent forwarding, see netmap_poll() */
2926                                         netmap_grab_packets(kring, &q, netmap_fwd);
2927                                 }
2928                                 if (kring->nm_sync(kring, sync_flags | NAF_FORCE_READ) == 0) {
2929                                         nm_sync_finalize(kring);
2930                                 }
2931                                 ring_timestamp_set(ring);
2932                         }
2933                         nm_kr_put(kring);
2934                 }
2935
2936                 if (mbq_peek(&q)) {
2937                         netmap_send_up(na->ifp, &q);
2938                 }
2939
2940                 break;
2941         }
2942
2943         default: {
2944                 return netmap_ioctl_legacy(priv, cmd, data, td);
2945                 break;
2946         }
2947         }
2948
2949         return (error);
2950 }
2951
2952 size_t
2953 nmreq_size_by_type(uint16_t nr_reqtype)
2954 {
2955         switch (nr_reqtype) {
2956         case NETMAP_REQ_REGISTER:
2957                 return sizeof(struct nmreq_register);
2958         case NETMAP_REQ_PORT_INFO_GET:
2959                 return sizeof(struct nmreq_port_info_get);
2960         case NETMAP_REQ_VALE_ATTACH:
2961                 return sizeof(struct nmreq_vale_attach);
2962         case NETMAP_REQ_VALE_DETACH:
2963                 return sizeof(struct nmreq_vale_detach);
2964         case NETMAP_REQ_VALE_LIST:
2965                 return sizeof(struct nmreq_vale_list);
2966         case NETMAP_REQ_PORT_HDR_SET:
2967         case NETMAP_REQ_PORT_HDR_GET:
2968                 return sizeof(struct nmreq_port_hdr);
2969         case NETMAP_REQ_VALE_NEWIF:
2970                 return sizeof(struct nmreq_vale_newif);
2971         case NETMAP_REQ_VALE_DELIF:
2972         case NETMAP_REQ_SYNC_KLOOP_STOP:
2973         case NETMAP_REQ_CSB_ENABLE:
2974                 return 0;
2975         case NETMAP_REQ_VALE_POLLING_ENABLE:
2976         case NETMAP_REQ_VALE_POLLING_DISABLE:
2977                 return sizeof(struct nmreq_vale_polling);
2978         case NETMAP_REQ_POOLS_INFO_GET:
2979                 return sizeof(struct nmreq_pools_info);
2980         case NETMAP_REQ_SYNC_KLOOP_START:
2981                 return sizeof(struct nmreq_sync_kloop_start);
2982         }
2983         return 0;
2984 }
2985
2986 static size_t
2987 nmreq_opt_size_by_type(uint32_t nro_reqtype, uint64_t nro_size)
2988 {
2989         size_t rv = sizeof(struct nmreq_option);
2990 #ifdef NETMAP_REQ_OPT_DEBUG
2991         if (nro_reqtype & NETMAP_REQ_OPT_DEBUG)
2992                 return (nro_reqtype & ~NETMAP_REQ_OPT_DEBUG);
2993 #endif /* NETMAP_REQ_OPT_DEBUG */
2994         switch (nro_reqtype) {
2995 #ifdef WITH_EXTMEM
2996         case NETMAP_REQ_OPT_EXTMEM:
2997                 rv = sizeof(struct nmreq_opt_extmem);
2998                 break;
2999 #endif /* WITH_EXTMEM */
3000         case NETMAP_REQ_OPT_SYNC_KLOOP_EVENTFDS:
3001                 if (nro_size >= rv)
3002                         rv = nro_size;
3003                 break;
3004         case NETMAP_REQ_OPT_CSB:
3005                 rv = sizeof(struct nmreq_opt_csb);
3006                 break;
3007         case NETMAP_REQ_OPT_SYNC_KLOOP_MODE:
3008                 rv = sizeof(struct nmreq_opt_sync_kloop_mode);
3009                 break;
3010         }
3011         /* subtract the common header */
3012         return rv - sizeof(struct nmreq_option);
3013 }
3014
3015 /*
3016  * nmreq_copyin: create an in-kernel version of the request.
3017  *
3018  * We build the following data structure:
3019  *
3020  * hdr -> +-------+                buf
3021  *        |       |          +---------------+
3022  *        +-------+          |usr body ptr   |
3023  *        |options|-.        +---------------+
3024  *        +-------+ |        |usr options ptr|
3025  *        |body   |--------->+---------------+
3026  *        +-------+ |        |               |
3027  *                  |        |  copy of body |
3028  *                  |        |               |
3029  *                  |        +---------------+
3030  *                  |        |    NULL       |
3031  *                  |        +---------------+
3032  *                  |    .---|               |\
3033  *                  |    |   +---------------+ |
3034  *                  | .------|               | |
3035  *                  | |  |   +---------------+  \ option table
3036  *                  | |  |   |      ...      |  / indexed by option
3037  *                  | |  |   +---------------+ |  type
3038  *                  | |  |   |               | |
3039  *                  | |  |   +---------------+/
3040  *                  | |  |   |usr next ptr 1 |
3041  *                  `-|----->+---------------+
3042  *                    |  |   | copy of opt 1 |
3043  *                    |  |   |               |
3044  *                    |  | .-| nro_next      |
3045  *                    |  | | +---------------+
3046  *                    |  | | |usr next ptr 2 |
3047  *                    |  `-`>+---------------+
3048  *                    |      | copy of opt 2 |
3049  *                    |      |               |
3050  *                    |    .-| nro_next      |
3051  *                    |    | +---------------+
3052  *                    |    | |               |
3053  *                    ~    ~ ~      ...      ~
3054  *                    |    .-|               |
3055  *                    `----->+---------------+
3056  *                         | |usr next ptr n |
3057  *                         `>+---------------+
3058  *                           | copy of opt n |
3059  *                           |               |
3060  *                           | nro_next(NULL)|
3061  *                           +---------------+
3062  *
3063  * The options and body fields of the hdr structure are overwritten
3064  * with in-kernel valid pointers inside the buf. The original user
3065  * pointers are saved in the buf and restored on copyout.
3066  * The list of options is copied and the pointers adjusted. The
3067  * original pointers are saved before the option they belonged.
3068  *
3069  * The option table has an entry for every availabe option.  Entries
3070  * for options that have not been passed contain NULL.
3071  *
3072  */
3073
3074 int
3075 nmreq_copyin(struct nmreq_header *hdr, int nr_body_is_user)
3076 {
3077         size_t rqsz, optsz, bufsz;
3078         int error = 0;
3079         char *ker = NULL, *p;
3080         struct nmreq_option **next, *src, **opt_tab;
3081         struct nmreq_option buf;
3082         uint64_t *ptrs;
3083
3084         if (hdr->nr_reserved) {
3085                 if (netmap_verbose)
3086                         nm_prerr("nr_reserved must be zero");
3087                 return EINVAL;
3088         }
3089
3090         if (!nr_body_is_user)
3091                 return 0;
3092
3093         hdr->nr_reserved = nr_body_is_user;
3094
3095         /* compute the total size of the buffer */
3096         rqsz = nmreq_size_by_type(hdr->nr_reqtype);
3097         if (rqsz > NETMAP_REQ_MAXSIZE) {
3098                 error = EMSGSIZE;
3099                 goto out_err;
3100         }
3101         if ((rqsz && hdr->nr_body == (uintptr_t)NULL) ||
3102                 (!rqsz && hdr->nr_body != (uintptr_t)NULL)) {
3103                 /* Request body expected, but not found; or
3104                  * request body found but unexpected. */
3105                 if (netmap_verbose)
3106                         nm_prerr("nr_body expected but not found, or vice versa");
3107                 error = EINVAL;
3108                 goto out_err;
3109         }
3110
3111         bufsz = 2 * sizeof(void *) + rqsz +
3112                 NETMAP_REQ_OPT_MAX * sizeof(opt_tab);
3113         /* compute the size of the buf below the option table.
3114          * It must contain a copy of every received option structure.
3115          * For every option we also need to store a copy of the user
3116          * list pointer.
3117          */
3118         optsz = 0;
3119         for (src = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)hdr->nr_options; src;
3120              src = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)buf.nro_next)
3121         {
3122                 error = copyin(src, &buf, sizeof(*src));
3123                 if (error)
3124                         goto out_err;
3125                 optsz += sizeof(*src);
3126                 optsz += nmreq_opt_size_by_type(buf.nro_reqtype, buf.nro_size);
3127                 if (rqsz + optsz > NETMAP_REQ_MAXSIZE) {
3128                         error = EMSGSIZE;
3129                         goto out_err;
3130                 }
3131                 bufsz += sizeof(void *);
3132         }
3133         bufsz += optsz;
3134
3135         ker = nm_os_malloc(bufsz);
3136         if (ker == NULL) {
3137                 error = ENOMEM;
3138                 goto out_err;
3139         }
3140         p = ker;        /* write pointer into the buffer */
3141
3142         /* make a copy of the user pointers */
3143         ptrs = (uint64_t*)p;
3144         *ptrs++ = hdr->nr_body;
3145         *ptrs++ = hdr->nr_options;
3146         p = (char *)ptrs;
3147
3148         /* copy the body */
3149         error = copyin((void *)(uintptr_t)hdr->nr_body, p, rqsz);
3150         if (error)
3151                 goto out_restore;
3152         /* overwrite the user pointer with the in-kernel one */
3153         hdr->nr_body = (uintptr_t)p;
3154         p += rqsz;
3155         /* start of the options table */
3156         opt_tab = (struct nmreq_option **)p;
3157         p += sizeof(opt_tab) * NETMAP_REQ_OPT_MAX;
3158
3159         /* copy the options */
3160         next = (struct nmreq_option **)&hdr->nr_options;
3161         src = *next;
3162         while (src) {
3163                 struct nmreq_option *opt;
3164
3165                 /* copy the option header */
3166                 ptrs = (uint64_t *)p;
3167                 opt = (struct nmreq_option *)(ptrs + 1);
3168                 error = copyin(src, opt, sizeof(*src));
3169                 if (error)
3170                         goto out_restore;
3171                 /* make a copy of the user next pointer */
3172                 *ptrs = opt->nro_next;
3173                 /* overwrite the user pointer with the in-kernel one */
3174                 *next = opt;
3175
3176                 /* initialize the option as not supported.
3177                  * Recognized options will update this field.
3178                  */
3179                 opt->nro_status = EOPNOTSUPP;
3180
3181                 /* check for invalid types */
3182                 if (opt->nro_reqtype < 1) {
3183                         if (netmap_verbose)
3184                                 nm_prinf("invalid option type: %u", opt->nro_reqtype);
3185                         opt->nro_status = EINVAL;
3186                         error = EINVAL;
3187                         goto next;
3188                 }
3189
3190                 if (opt->nro_reqtype >= NETMAP_REQ_OPT_MAX) {
3191                         /* opt->nro_status is already EOPNOTSUPP */
3192                         error = EOPNOTSUPP;
3193                         goto next;
3194                 }
3195
3196                 /* if the type is valid, index the option in the table
3197                  * unless it is a duplicate.
3198                  */
3199                 if (opt_tab[opt->nro_reqtype] != NULL) {
3200                         if (netmap_verbose)
3201                                 nm_prinf("duplicate option: %u", opt->nro_reqtype);
3202                         opt->nro_status = EINVAL;
3203                         opt_tab[opt->nro_reqtype]->nro_status = EINVAL;
3204                         error = EINVAL;
3205                         goto next;
3206                 }
3207                 opt_tab[opt->nro_reqtype] = opt;
3208
3209                 p = (char *)(opt + 1);
3210
3211                 /* copy the option body */
3212                 optsz = nmreq_opt_size_by_type(opt->nro_reqtype,
3213                                                 opt->nro_size);
3214                 if (optsz) {
3215                         /* the option body follows the option header */
3216                         error = copyin(src + 1, p, optsz);
3217                         if (error)
3218                                 goto out_restore;
3219                         p += optsz;
3220                 }
3221
3222         next:
3223                 /* move to next option */
3224                 next = (struct nmreq_option **)&opt->nro_next;
3225                 src = *next;
3226         }
3227         if (error)
3228                 nmreq_copyout(hdr, error);
3229         return error;
3230
3231 out_restore:
3232         ptrs = (uint64_t *)ker;
3233         hdr->nr_body = *ptrs++;
3234         hdr->nr_options = *ptrs++;
3235         hdr->nr_reserved = 0;
3236         nm_os_free(ker);
3237 out_err:
3238         return error;
3239 }
3240
3241 static int
3242 nmreq_copyout(struct nmreq_header *hdr, int rerror)
3243 {
3244         struct nmreq_option *src, *dst;
3245         void *ker = (void *)(uintptr_t)hdr->nr_body, *bufstart;
3246         uint64_t *ptrs;
3247         size_t bodysz;
3248         int error;
3249
3250         if (!hdr->nr_reserved)
3251                 return rerror;
3252
3253         /* restore the user pointers in the header */
3254         ptrs = (uint64_t *)ker - 2;
3255         bufstart = ptrs;
3256         hdr->nr_body = *ptrs++;
3257         src = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)hdr->nr_options;
3258         hdr->nr_options = *ptrs;
3259
3260         if (!rerror) {
3261                 /* copy the body */
3262                 bodysz = nmreq_size_by_type(hdr->nr_reqtype);
3263                 error = copyout(ker, (void *)(uintptr_t)hdr->nr_body, bodysz);
3264                 if (error) {
3265                         rerror = error;
3266                         goto out;
3267                 }
3268         }
3269
3270         /* copy the options */
3271         dst = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)hdr->nr_options;
3272         while (src) {
3273                 size_t optsz;
3274                 uint64_t next;
3275
3276                 /* restore the user pointer */
3277                 next = src->nro_next;
3278                 ptrs = (uint64_t *)src - 1;
3279                 src->nro_next = *ptrs;
3280
3281                 /* always copy the option header */
3282                 error = copyout(src, dst, sizeof(*src));
3283                 if (error) {
3284                         rerror = error;
3285                         goto out;
3286                 }
3287
3288                 /* copy the option body only if there was no error */
3289                 if (!rerror && !src->nro_status) {
3290                         optsz = nmreq_opt_size_by_type(src->nro_reqtype,
3291                                                         src->nro_size);
3292                         if (optsz) {
3293                                 error = copyout(src + 1, dst + 1, optsz);
3294                                 if (error) {
3295                                         rerror = error;
3296                                         goto out;
3297                                 }
3298                         }
3299                 }
3300                 src = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)next;
3301                 dst = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)*ptrs;
3302         }
3303
3304
3305 out:
3306         hdr->nr_reserved = 0;
3307         nm_os_free(bufstart);
3308         return rerror;
3309 }
3310
3311 struct nmreq_option *
3312 nmreq_getoption(struct nmreq_header *hdr, uint16_t reqtype)
3313 {
3314         struct nmreq_option **opt_tab;
3315
3316         if (!hdr->nr_options)
3317                 return NULL;
3318
3319         opt_tab = (struct nmreq_option **)(hdr->nr_options) - (NETMAP_REQ_OPT_MAX + 1);
3320         return opt_tab[reqtype];
3321 }
3322
3323 static int
3324 nmreq_checkoptions(struct nmreq_header *hdr)
3325 {
3326         struct nmreq_option *opt;
3327         /* return error if there is still any option
3328          * marked as not supported
3329          */
3330
3331         for (opt = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)hdr->nr_options; opt;
3332              opt = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)opt->nro_next)
3333                 if (opt->nro_status == EOPNOTSUPP)
3334                         return EOPNOTSUPP;
3335
3336         return 0;
3337 }
3338
3339 /*
3340  * select(2) and poll(2) handlers for the "netmap" device.
3341  *
3342  * Can be called for one or more queues.
3343  * Return true the event mask corresponding to ready events.
3344  * If there are no ready events (and 'sr' is not NULL), do a
3345  * selrecord on either individual selinfo or on the global one.
3346  * Device-dependent parts (locking and sync of tx/rx rings)
3347  * are done through callbacks.
3348  *
3349  * On linux, arguments are really pwait, the poll table, and 'td' is struct file *
3350  * The first one is remapped to pwait as selrecord() uses the name as an
3351  * hidden argument.
3352  */
3353 int
3354 netmap_poll(struct netmap_priv_d *priv, int events, NM_SELRECORD_T *sr)
3355 {
3356         struct netmap_adapter *na;
3357         struct netmap_kring *kring;
3358         struct netmap_ring *ring;
3359         u_int i, want[NR_TXRX], revents = 0;
3360         NM_SELINFO_T *si[NR_TXRX];
3361 #define want_tx want[NR_TX]
3362 #define want_rx want[NR_RX]
3363         struct mbq q;   /* packets from RX hw queues to host stack */
3364
3365         /*
3366          * In order to avoid nested locks, we need to "double check"
3367          * txsync and rxsync if we decide to do a selrecord().
3368          * retry_tx (and retry_rx, later) prevent looping forever.
3369          */
3370         int retry_tx = 1, retry_rx = 1;
3371
3372         /* Transparent mode: send_down is 1 if we have found some
3373          * packets to forward (host RX ring --> NIC) during the rx
3374          * scan and we have not sent them down to the NIC yet.
3375          * Transparent mode requires to bind all rings to a single
3376          * file descriptor.
3377          */
3378         int send_down = 0;
3379         int sync_flags = priv->np_sync_flags;
3380
3381         mbq_init(&q);
3382
3383         if (unlikely(priv->np_nifp == NULL)) {
3384                 return POLLERR;
3385         }
3386         mb(); /* make sure following reads are not from cache */
3387
3388         na = priv->np_na;
3389
3390         if (unlikely(!nm_netmap_on(na)))
3391                 return POLLERR;
3392
3393         if (unlikely(priv->np_csb_atok_base)) {
3394                 nm_prerr("Invalid poll in CSB mode");
3395                 return POLLERR;
3396         }
3397
3398         if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
3399                 nm_prinf("device %s events 0x%x", na->name, events);
3400         want_tx = events & (POLLOUT | POLLWRNORM);
3401         want_rx = events & (POLLIN | POLLRDNORM);
3402
3403         /*
3404          * If the card has more than one queue AND the file descriptor is
3405          * bound to all of them, we sleep on the "global" selinfo, otherwise
3406          * we sleep on individual selinfo (FreeBSD only allows two selinfo's
3407          * per file descriptor).
3408          * The interrupt routine in the driver wake one or the other
3409          * (or both) depending on which clients are active.
3410          *
3411          * rxsync() is only called if we run out of buffers on a POLLIN.
3412          * txsync() is called if we run out of buffers on POLLOUT, or
3413          * there are pending packets to send. The latter can be disabled
3414          * passing NETMAP_NO_TX_POLL in the NIOCREG call.
3415          */
3416         si[NR_RX] = priv->np_si[NR_RX];
3417         si[NR_TX] = priv->np_si[NR_TX];
3418
3419 #ifdef __FreeBSD__
3420         /*
3421          * We start with a lock free round which is cheap if we have
3422          * slots available. If this fails, then lock and call the sync
3423          * routines. We can't do this on Linux, as the contract says
3424          * that we must call nm_os_selrecord() unconditionally.
3425          */
3426         if (want_tx) {
3427                 const enum txrx t = NR_TX;
3428                 for (i = priv->np_qfirst[t]; i < priv->np_qlast[t]; i++) {
3429                         kring = NMR(na, t)[i];
3430                         if (kring->ring->cur != kring->ring->tail) {
3431                                 /* Some unseen TX space is available, so what
3432                                  * we don't need to run txsync. */
3433                                 revents |= want[t];
3434                                 want[t] = 0;
3435                                 break;
3436                         }
3437                 }
3438         }
3439         if (want_rx) {
3440                 const enum txrx t = NR_RX;
3441                 int rxsync_needed = 0;
3442
3443                 for (i = priv->np_qfirst[t]; i < priv->np_qlast[t]; i++) {
3444                         kring = NMR(na, t)[i];
3445                         if (kring->ring->cur == kring->ring->tail
3446                                 || kring->rhead != kring->ring->head) {
3447                                 /* There are no unseen packets on this ring,
3448                                  * or there are some buffers to be returned
3449                                  * to the netmap port. We therefore go ahead
3450                                  * and run rxsync. */
3451                                 rxsync_needed = 1;
3452                                 break;
3453                         }
3454                 }
3455                 if (!rxsync_needed) {
3456                         revents |= want_rx;
3457                         want_rx = 0;
3458                 }
3459         }
3460 #endif
3461
3462 #ifdef linux
3463         /* The selrecord must be unconditional on linux. */
3464         nm_os_selrecord(sr, si[NR_RX]);
3465         nm_os_selrecord(sr, si[NR_TX]);
3466 #endif /* linux */
3467
3468         /*
3469          * If we want to push packets out (priv->np_txpoll) or
3470          * want_tx is still set, we must issue txsync calls
3471          * (on all rings, to avoid that the tx rings stall).
3472          * Fortunately, normal tx mode has np_txpoll set.
3473          */
3474         if (priv->np_txpoll || want_tx) {
3475                 /*
3476                  * The first round checks if anyone is ready, if not
3477                  * do a selrecord and another round to handle races.
3478                  * want_tx goes to 0 if any space is found, and is
3479                  * used to skip rings with no pending transmissions.
3480                  */
3481 flush_tx:
3482                 for (i = priv->np_qfirst[NR_TX]; i < priv->np_qlast[NR_TX]; i++) {
3483                         int found = 0;
3484
3485                         kring = na->tx_rings[i];
3486                         ring = kring->ring;
3487
3488                         /*
3489                          * Don't try to txsync this TX ring if we already found some
3490                          * space in some of the TX rings (want_tx == 0) and there are no
3491                          * TX slots in this ring that need to be flushed to the NIC
3492                          * (head == hwcur).
3493                          */
3494                         if (!send_down && !want_tx && ring->head == kring->nr_hwcur)
3495                                 continue;
3496
3497                         if (nm_kr_tryget(kring, 1, &revents))
3498                                 continue;
3499
3500                         if (nm_txsync_prologue(kring, ring) >= kring->nkr_num_slots) {
3501                                 netmap_ring_reinit(kring);
3502                                 revents |= POLLERR;
3503                         } else {
3504                                 if (kring->nm_sync(kring, sync_flags))
3505                                         revents |= POLLERR;
3506                                 else
3507                                         nm_sync_finalize(kring);
3508                         }
3509
3510                         /*
3511                          * If we found new slots, notify potential
3512                          * listeners on the same ring.
3513                          * Since we just did a txsync, look at the copies
3514                          * of cur,tail in the kring.
3515                          */
3516                         found = kring->rcur != kring->rtail;
3517                         nm_kr_put(kring);
3518                         if (found) { /* notify other listeners */
3519                                 revents |= want_tx;
3520                                 want_tx = 0;
3521 #ifndef linux
3522                                 kring->nm_notify(kring, 0);
3523 #endif /* linux */
3524                         }
3525                 }
3526                 /* if there were any packet to forward we must have handled them by now */
3527                 send_down = 0;
3528                 if (want_tx && retry_tx && sr) {
3529 #ifndef linux
3530                         nm_os_selrecord(sr, si[NR_TX]);
3531 #endif /* !linux */
3532                         retry_tx = 0;
3533                         goto flush_tx;
3534                 }
3535         }
3536
3537         /*
3538          * If want_rx is still set scan receive rings.
3539          * Do it on all rings because otherwise we starve.
3540          */
3541         if (want_rx) {
3542                 /* two rounds here for race avoidance */
3543 do_retry_rx:
3544                 for (i = priv->np_qfirst[NR_RX]; i < priv->np_qlast[NR_RX]; i++) {
3545                         int found = 0;
3546
3547                         kring = na->rx_rings[i];
3548                         ring = kring->ring;
3549
3550                         if (unlikely(nm_kr_tryget(kring, 1, &revents)))
3551                                 continue;
3552
3553                         if (nm_rxsync_prologue(kring, ring) >= kring->nkr_num_slots) {
3554                                 netmap_ring_reinit(kring);
3555                                 revents |= POLLERR;
3556                         }
3557                         /* now we can use kring->rcur, rtail */
3558
3559                         /*
3560                          * transparent mode support: collect packets from
3561                          * hw rxring(s) that have been released by the user
3562                          */
3563                         if (nm_may_forward_up(kring)) {
3564                                 netmap_grab_packets(kring, &q, netmap_fwd);
3565                         }
3566
3567                         /* Clear the NR_FORWARD flag anyway, it may be set by
3568                          * the nm_sync() below only on for the host RX ring (see
3569                          * netmap_rxsync_from_host()). */
3570                         kring->nr_kflags &= ~NR_FORWARD;
3571                         if (kring->nm_sync(kring, sync_flags))
3572                                 revents |= POLLERR;
3573                         else
3574                                 nm_sync_finalize(kring);
3575                         send_down |= (kring->nr_kflags & NR_FORWARD);
3576                         ring_timestamp_set(ring);
3577                         found = kring->rcur != kring->rtail;
3578                         nm_kr_put(kring);
3579                         if (found) {
3580                                 revents |= want_rx;
3581                                 retry_rx = 0;
3582 #ifndef linux
3583                                 kring->nm_notify(kring, 0);
3584 #endif /* linux */
3585                         }
3586                 }
3587
3588 #ifndef linux
3589                 if (retry_rx && sr) {
3590                         nm_os_selrecord(sr, si[NR_RX]);
3591                 }
3592 #endif /* !linux */
3593                 if (send_down || retry_rx) {
3594                         retry_rx = 0;
3595                         if (send_down)
3596                                 goto flush_tx; /* and retry_rx */
3597                         else
3598                                 goto do_retry_rx;
3599                 }
3600         }
3601
3602         /*
3603          * Transparent mode: released bufs (i.e. between kring->nr_hwcur and
3604          * ring->head) marked with NS_FORWARD on hw rx rings are passed up
3605          * to the host stack.
3606          */
3607
3608         if (mbq_peek(&q)) {
3609                 netmap_send_up(na->ifp, &q);
3610         }
3611
3612         return (revents);
3613 #undef want_tx
3614 #undef want_rx
3615 }
3616
3617 int
3618 nma_intr_enable(struct netmap_adapter *na, int onoff)
3619 {
3620         bool changed = false;
3621         enum txrx t;
3622         int i;
3623
3624         for_rx_tx(t) {
3625                 for (i = 0; i < nma_get_nrings(na, t); i++) {
3626                         struct netmap_kring *kring = NMR(na, t)[i];
3627                         int on = !(kring->nr_kflags & NKR_NOINTR);
3628
3629                         if (!!onoff != !!on) {
3630                                 changed = true;
3631                         }
3632                         if (onoff) {
3633                                 kring->nr_kflags &= ~NKR_NOINTR;
3634                         } else {
3635                                 kring->nr_kflags |= NKR_NOINTR;
3636                         }
3637                 }
3638         }
3639
3640         if (!changed) {
3641                 return 0; /* nothing to do */
3642         }
3643
3644         if (!na->nm_intr) {
3645                 nm_prerr("Cannot %s interrupts for %s", onoff ? "enable" : "disable",
3646                   na->name);
3647                 return -1;
3648         }
3649
3650         na->nm_intr(na, onoff);
3651
3652         return 0;
3653 }
3654
3655
3656 /*-------------------- driver support routines -------------------*/
3657
3658 /* default notify callback */
3659 static int
3660 netmap_notify(struct netmap_kring *kring, int flags)
3661 {
3662         struct netmap_adapter *na = kring->notify_na;
3663         enum txrx t = kring->tx;
3664
3665         nm_os_selwakeup(&kring->si);
3666         /* optimization: avoid a wake up on the global
3667          * queue if nobody has registered for more
3668          * than one ring
3669          */
3670         if (na->si_users[t] > 0)
3671                 nm_os_selwakeup(&na->si[t]);
3672
3673         return NM_IRQ_COMPLETED;
3674 }
3675
3676 /* called by all routines that create netmap_adapters.
3677  * provide some defaults and get a reference to the
3678  * memory allocator
3679  */
3680 int
3681 netmap_attach_common(struct netmap_adapter *na)
3682 {
3683         if (!na->rx_buf_maxsize) {
3684                 /* Set a conservative default (larger is safer). */
3685                 na->rx_buf_maxsize = PAGE_SIZE;
3686         }
3687
3688 #ifdef __FreeBSD__
3689         if (na->na_flags & NAF_HOST_RINGS && na->ifp) {
3690                 na->if_input = na->ifp->if_input; /* for netmap_send_up */
3691         }
3692         na->pdev = na; /* make sure netmap_mem_map() is called */
3693 #endif /* __FreeBSD__ */
3694         if (na->na_flags & NAF_HOST_RINGS) {
3695                 if (na->num_host_rx_rings == 0)
3696                         na->num_host_rx_rings = 1;
3697                 if (na->num_host_tx_rings == 0)
3698                         na->num_host_tx_rings = 1;
3699         }
3700         if (na->nm_krings_create == NULL) {
3701                 /* we assume that we have been called by a driver,
3702                  * since other port types all provide their own
3703                  * nm_krings_create
3704                  */
3705                 na->nm_krings_create = netmap_hw_krings_create;
3706                 na->nm_krings_delete = netmap_hw_krings_delete;
3707         }
3708         if (na->nm_notify == NULL)
3709                 na->nm_notify = netmap_notify;
3710         na->active_fds = 0;
3711
3712         if (na->nm_mem == NULL) {
3713                 /* use the global allocator */
3714                 na->nm_mem = netmap_mem_get(&nm_mem);
3715         }
3716 #ifdef WITH_VALE
3717         if (na->nm_bdg_attach == NULL)
3718                 /* no special nm_bdg_attach callback. On VALE
3719                  * attach, we need to interpose a bwrap
3720                  */
3721                 na->nm_bdg_attach = netmap_default_bdg_attach;
3722 #endif
3723
3724         return 0;
3725 }
3726
3727 /* Wrapper for the register callback provided netmap-enabled
3728  * hardware drivers.
3729  * nm_iszombie(na) means that the driver module has been
3730  * unloaded, so we cannot call into it.
3731  * nm_os_ifnet_lock() must guarantee mutual exclusion with
3732  * module unloading.
3733  */
3734 static int
3735 netmap_hw_reg(struct netmap_adapter *na, int onoff)
3736 {
3737         struct netmap_hw_adapter *hwna =
3738                 (struct netmap_hw_adapter*)na;
3739         int error = 0;
3740
3741         nm_os_ifnet_lock();
3742
3743         if (nm_iszombie(na)) {
3744                 if (onoff) {
3745                         error = ENXIO;
3746                 } else if (na != NULL) {
3747                         na->na_flags &= ~NAF_NETMAP_ON;
3748                 }
3749                 goto out;
3750         }
3751
3752         error = hwna->nm_hw_register(na, onoff);
3753
3754 out:
3755         nm_os_ifnet_unlock();
3756
3757         return error;
3758 }
3759
3760 static void
3761 netmap_hw_dtor(struct netmap_adapter *na)
3762 {
3763         if (na->ifp == NULL)
3764                 return;
3765
3766         NM_DETACH_NA(na->ifp);
3767 }
3768
3769
3770 /*
3771  * Allocate a netmap_adapter object, and initialize it from the
3772  * 'arg' passed by the driver on attach.
3773  * We allocate a block of memory of 'size' bytes, which has room
3774  * for struct netmap_adapter plus additional room private to
3775  * the caller.
3776  * Return 0 on success, ENOMEM otherwise.
3777  */
3778 int
3779 netmap_attach_ext(struct netmap_adapter *arg, size_t size, int override_reg)
3780 {
3781         struct netmap_hw_adapter *hwna = NULL;
3782         struct ifnet *ifp = NULL;
3783
3784         if (size < sizeof(struct netmap_hw_adapter)) {
3785                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
3786                         nm_prerr("Invalid netmap adapter size %d", (int)size);
3787                 return EINVAL;
3788         }
3789
3790         if (arg == NULL || arg->ifp == NULL) {
3791                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
3792                         nm_prerr("either arg or arg->ifp is NULL");
3793                 return EINVAL;
3794         }
3795
3796         if (arg->num_tx_rings == 0 || arg->num_rx_rings == 0) {
3797                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
3798                         nm_prerr("%s: invalid rings tx %d rx %d",
3799                                 arg->name, arg->num_tx_rings, arg->num_rx_rings);
3800                 return EINVAL;
3801         }
3802
3803         ifp = arg->ifp;
3804         if (NM_NA_CLASH(ifp)) {
3805                 /* If NA(ifp) is not null but there is no valid netmap
3806                  * adapter it means that someone else is using the same
3807                  * pointer (e.g. ax25_ptr on linux). This happens for
3808                  * instance when also PF_RING is in use. */
3809                 nm_prerr("Error: netmap adapter hook is busy");
3810                 return EBUSY;
3811         }
3812
3813         hwna = nm_os_malloc(size);
3814         if (hwna == NULL)
3815                 goto fail;
3816         hwna->up = *arg;
3817         hwna->up.na_flags |= NAF_HOST_RINGS | NAF_NATIVE;
3818         strlcpy(hwna->up.name, ifp->if_xname, sizeof(hwna->up.name));
3819         if (override_reg) {
3820                 hwna->nm_hw_register = hwna->up.nm_register;
3821                 hwna->up.nm_register = netmap_hw_reg;
3822         }
3823         if (netmap_attach_common(&hwna->up)) {
3824                 nm_os_free(hwna);
3825                 goto fail;
3826         }
3827         netmap_adapter_get(&hwna->up);
3828
3829         NM_ATTACH_NA(ifp, &hwna->up);
3830
3831         nm_os_onattach(ifp);
3832
3833         if (arg->nm_dtor == NULL) {
3834                 hwna->up.nm_dtor = netmap_hw_dtor;
3835         }
3836
3837         if_printf(ifp, "netmap queues/slots: TX %d/%d, RX %d/%d\n",
3838             hwna->up.num_tx_rings, hwna->up.num_tx_desc,
3839             hwna->up.num_rx_rings, hwna->up.num_rx_desc);
3840         return 0;
3841
3842 fail:
3843         nm_prerr("fail, arg %p ifp %p na %p", arg, ifp, hwna);
3844         return (hwna ? EINVAL : ENOMEM);
3845 }
3846
3847
3848 int
3849 netmap_attach(struct netmap_adapter *arg)
3850 {
3851         return netmap_attach_ext(arg, sizeof(struct netmap_hw_adapter),
3852                         1 /* override nm_reg */);
3853 }
3854
3855
3856 void
3857 NM_DBG(netmap_adapter_get)(struct netmap_adapter *na)
3858 {
3859         if (!na) {
3860                 return;
3861         }
3862
3863         refcount_acquire(&na->na_refcount);
3864 }
3865
3866
3867 /* returns 1 iff the netmap_adapter is destroyed */
3868 int
3869 NM_DBG(netmap_adapter_put)(struct netmap_adapter *na)
3870 {
3871         if (!na)
3872                 return 1;
3873
3874         if (!refcount_release(&na->na_refcount))
3875                 return 0;
3876
3877         if (na->nm_dtor)
3878                 na->nm_dtor(na);
3879
3880         if (na->tx_rings) { /* XXX should not happen */
3881                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
3882                         nm_prerr("freeing leftover tx_rings");
3883                 na->nm_krings_delete(na);
3884         }
3885         netmap_pipe_dealloc(na);
3886         if (na->nm_mem)
3887                 netmap_mem_put(na->nm_mem);
3888         bzero(na, sizeof(*na));
3889         nm_os_free(na);
3890
3891         return 1;
3892 }
3893
3894 /* nm_krings_create callback for all hardware native adapters */
3895 int
3896 netmap_hw_krings_create(struct netmap_adapter *na)
3897 {
3898         int ret = netmap_krings_create(na, 0);
3899         if (ret == 0) {
3900                 /* initialize the mbq for the sw rx ring */
3901                 u_int lim = netmap_real_rings(na, NR_RX), i;
3902                 for (i = na->num_rx_rings; i < lim; i++) {
3903                         mbq_safe_init(&NMR(na, NR_RX)[i]->rx_queue);
3904                 }
3905                 nm_prdis("initialized sw rx queue %d", na->num_rx_rings);
3906         }
3907         return ret;
3908 }
3909
3910
3911
3912 /*
3913  * Called on module unload by the netmap-enabled drivers
3914  */
3915 void
3916 netmap_detach(struct ifnet *ifp)
3917 {
3918         struct netmap_adapter *na = NA(ifp);
3919
3920         if (!na)
3921                 return;
3922
3923         NMG_LOCK();
3924         netmap_set_all_rings(na, NM_KR_LOCKED);
3925         /*
3926          * if the netmap adapter is not native, somebody
3927          * changed it, so we can not release it here.
3928          * The NAF_ZOMBIE flag will notify the new owner that
3929          * the driver is gone.
3930          */
3931         if (!(na->na_flags & NAF_NATIVE) || !netmap_adapter_put(na)) {
3932                 na->na_flags |= NAF_ZOMBIE;
3933         }
3934         /* give active users a chance to notice that NAF_ZOMBIE has been
3935          * turned on, so that they can stop and return an error to userspace.
3936          * Note that this becomes a NOP if there are no active users and,
3937          * therefore, the put() above has deleted the na, since now NA(ifp) is
3938          * NULL.
3939          */
3940         netmap_enable_all_rings(ifp);
3941         NMG_UNLOCK();
3942 }
3943
3944
3945 /*
3946  * Intercept packets from the network stack and pass them
3947  * to netmap as incoming packets on the 'software' ring.
3948  *
3949  * We only store packets in a bounded mbq and then copy them
3950  * in the relevant rxsync routine.
3951  *
3952  * We rely on the OS to make sure that the ifp and na do not go
3953  * away (typically the caller checks for IFF_DRV_RUNNING or the like).
3954  * In nm_register() or whenever there is a reinitialization,
3955  * we make sure to make the mode change visible here.
3956  */
3957 int
3958 netmap_transmit(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m)
3959 {
3960         struct netmap_adapter *na = NA(ifp);
3961         struct netmap_kring *kring, *tx_kring;
3962         u_int len = MBUF_LEN(m);
3963         u_int error = ENOBUFS;
3964         unsigned int txr;
3965         struct mbq *q;
3966         int busy;
3967         u_int i;
3968
3969         i = MBUF_TXQ(m);
3970         if (i >= na->num_host_rx_rings) {
3971                 i = i % na->num_host_rx_rings;
3972         }
3973         kring = NMR(na, NR_RX)[nma_get_nrings(na, NR_RX) + i];
3974
3975         // XXX [Linux] we do not need this lock
3976         // if we follow the down/configure/up protocol -gl
3977         // mtx_lock(&na->core_lock);
3978
3979         if (!nm_netmap_on(na)) {
3980                 nm_prerr("%s not in netmap mode anymore", na->name);
3981                 error = ENXIO;
3982                 goto done;
3983         }
3984
3985         txr = MBUF_TXQ(m);
3986         if (txr >= na->num_tx_rings) {
3987                 txr %= na->num_tx_rings;
3988         }
3989         tx_kring = NMR(na, NR_TX)[txr];
3990
3991         if (tx_kring->nr_mode == NKR_NETMAP_OFF) {
3992                 return MBUF_TRANSMIT(na, ifp, m);
3993         }
3994
3995         q = &kring->rx_queue;
3996
3997         // XXX reconsider long packets if we handle fragments
3998         if (len > NETMAP_BUF_SIZE(na)) { /* too long for us */
3999                 nm_prerr("%s from_host, drop packet size %d > %d", na->name,
4000                         len, NETMAP_BUF_SIZE(na));
4001                 goto done;
4002         }
4003
4004         if (!netmap_generic_hwcsum) {
4005                 if (nm_os_mbuf_has_csum_offld(m)) {
4006                         nm_prlim(1, "%s drop mbuf that needs checksum offload", na->name);
4007                         goto done;
4008                 }
4009         }
4010
4011         if (nm_os_mbuf_has_seg_offld(m)) {
4012                 nm_prlim(1, "%s drop mbuf that needs generic segmentation offload", na->name);
4013                 goto done;
4014         }
4015
4016 #ifdef __FreeBSD__
4017         ETHER_BPF_MTAP(ifp, m);
4018 #endif /* __FreeBSD__ */
4019
4020         /* protect against netmap_rxsync_from_host(), netmap_sw_to_nic()
4021          * and maybe other instances of netmap_transmit (the latter
4022          * not possible on Linux).
4023          * We enqueue the mbuf only if we are sure there is going to be
4024          * enough room in the host RX ring, otherwise we drop it.
4025          */
4026         mbq_lock(q);
4027
4028         busy = kring->nr_hwtail - kring->nr_hwcur;
4029         if (busy < 0)
4030                 busy += kring->nkr_num_slots;
4031         if (busy + mbq_len(q) >= kring->nkr_num_slots - 1) {
4032                 nm_prlim(2, "%s full hwcur %d hwtail %d qlen %d", na->name,
4033                         kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail, mbq_len(q));
4034         } else {
4035                 mbq_enqueue(q, m);
4036                 nm_prdis(2, "%s %d bufs in queue", na->name, mbq_len(q));
4037                 /* notify outside the lock */
4038                 m = NULL;
4039                 error = 0;
4040         }
4041         mbq_unlock(q);
4042
4043 done:
4044         if (m)
4045                 m_freem(m);
4046         /* unconditionally wake up listeners */
4047         kring->nm_notify(kring, 0);
4048         /* this is normally netmap_notify(), but for nics
4049          * connected to a bridge it is netmap_bwrap_intr_notify(),
4050          * that possibly forwards the frames through the switch
4051          */
4052
4053         return (error);
4054 }
4055
4056
4057 /*
4058  * netmap_reset() is called by the driver routines when reinitializing
4059  * a ring. The driver is in charge of locking to protect the kring.
4060  * If native netmap mode is not set just return NULL.
4061  * If native netmap mode is set, in particular, we have to set nr_mode to
4062  * NKR_NETMAP_ON.
4063  */
4064 struct netmap_slot *
4065 netmap_reset(struct netmap_adapter *na, enum txrx tx, u_int n,
4066         u_int new_cur)
4067 {
4068         struct netmap_kring *kring;
4069         int new_hwofs, lim;
4070
4071         if (!nm_native_on(na)) {
4072                 nm_prdis("interface not in native netmap mode");
4073                 return NULL;    /* nothing to reinitialize */
4074         }
4075
4076         /* XXX note- in the new scheme, we are not guaranteed to be
4077          * under lock (e.g. when called on a device reset).
4078          * In this case, we should set a flag and do not trust too
4079          * much the values. In practice: TODO
4080          * - set a RESET flag somewhere in the kring
4081          * - do the processing in a conservative way
4082          * - let the *sync() fixup at the end.
4083          */
4084         if (tx == NR_TX) {
4085                 if (n >= na->num_tx_rings)
4086                         return NULL;
4087
4088                 kring = na->tx_rings[n];
4089
4090                 if (kring->nr_pending_mode == NKR_NETMAP_OFF) {
4091                         kring->nr_mode = NKR_NETMAP_OFF;
4092                         return NULL;
4093                 }
4094
4095                 // XXX check whether we should use hwcur or rcur
4096                 new_hwofs = kring->nr_hwcur - new_cur;
4097         } else {
4098                 if (n >= na->num_rx_rings)
4099                         return NULL;
4100                 kring = na->rx_rings[n];
4101
4102                 if (kring->nr_pending_mode == NKR_NETMAP_OFF) {
4103                         kring->nr_mode = NKR_NETMAP_OFF;
4104                         return NULL;
4105                 }
4106
4107                 new_hwofs = kring->nr_hwtail - new_cur;
4108         }
4109         lim = kring->nkr_num_slots - 1;
4110         if (new_hwofs > lim)
4111                 new_hwofs -= lim + 1;
4112
4113         /* Always set the new offset value and realign the ring. */
4114         if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
4115             nm_prinf("%s %s%d hwofs %d -> %d, hwtail %d -> %d",
4116                 na->name,
4117                 tx == NR_TX ? "TX" : "RX", n,
4118                 kring->nkr_hwofs, new_hwofs,
4119                 kring->nr_hwtail,
4120                 tx == NR_TX ? lim : kring->nr_hwtail);
4121         kring->nkr_hwofs = new_hwofs;
4122         if (tx == NR_TX) {
4123                 kring->nr_hwtail = kring->nr_hwcur + lim;
4124                 if (kring->nr_hwtail > lim)
4125                         kring->nr_hwtail -= lim + 1;
4126         }
4127
4128         /*
4129          * Wakeup on the individual and global selwait
4130          * We do the wakeup here, but the ring is not yet reconfigured.
4131          * However, we are under lock so there are no races.
4132          */
4133         kring->nr_mode = NKR_NETMAP_ON;
4134         kring->nm_notify(kring, 0);
4135         return kring->ring->slot;
4136 }
4137
4138
4139 /*
4140  * Dispatch rx/tx interrupts to the netmap rings.
4141  *
4142  * "work_done" is non-null on the RX path, NULL for the TX path.
4143  * We rely on the OS to make sure that there is only one active
4144  * instance per queue, and that there is appropriate locking.
4145  *
4146  * The 'notify' routine depends on what the ring is attached to.
4147  * - for a netmap file descriptor, do a selwakeup on the individual
4148  *   waitqueue, plus one on the global one if needed
4149  *   (see netmap_notify)
4150  * - for a nic connected to a switch, call the proper forwarding routine
4151  *   (see netmap_bwrap_intr_notify)
4152  */
4153 int
4154 netmap_common_irq(struct netmap_adapter *na, u_int q, u_int *work_done)
4155 {
4156         struct netmap_kring *kring;
4157         enum txrx t = (work_done ? NR_RX : NR_TX);
4158
4159         q &= NETMAP_RING_MASK;
4160
4161         if (netmap_debug & (NM_DEBUG_RXINTR|NM_DEBUG_TXINTR)) {
4162                 nm_prlim(5, "received %s queue %d", work_done ? "RX" : "TX" , q);
4163         }
4164
4165         if (q >= nma_get_nrings(na, t))
4166                 return NM_IRQ_PASS; // not a physical queue
4167
4168         kring = NMR(na, t)[q];
4169
4170         if (kring->nr_mode == NKR_NETMAP_OFF) {
4171                 return NM_IRQ_PASS;
4172         }
4173
4174         if (t == NR_RX) {
4175                 kring->nr_kflags |= NKR_PENDINTR;       // XXX atomic ?
4176                 *work_done = 1; /* do not fire napi again */
4177         }
4178
4179         return kring->nm_notify(kring, 0);
4180 }
4181
4182
4183 /*
4184  * Default functions to handle rx/tx interrupts from a physical device.
4185  * "work_done" is non-null on the RX path, NULL for the TX path.
4186  *
4187  * If the card is not in netmap mode, simply return NM_IRQ_PASS,
4188  * so that the caller proceeds with regular processing.
4189  * Otherwise call netmap_common_irq().
4190  *
4191  * If the card is connected to a netmap file descriptor,
4192  * do a selwakeup on the individual queue, plus one on the global one
4193  * if needed (multiqueue card _and_ there are multiqueue listeners),
4194  * and return NR_IRQ_COMPLETED.
4195  *
4196  * Finally, if called on rx from an interface connected to a switch,
4197  * calls the proper forwarding routine.
4198  */
4199 int
4200 netmap_rx_irq(struct ifnet *ifp, u_int q, u_int *work_done)
4201 {
4202         struct netmap_adapter *na = NA(ifp);
4203
4204         /*
4205          * XXX emulated netmap mode sets NAF_SKIP_INTR so
4206          * we still use the regular driver even though the previous
4207          * check fails. It is unclear whether we should use
4208          * nm_native_on() here.
4209          */
4210         if (!nm_netmap_on(na))
4211                 return NM_IRQ_PASS;
4212
4213         if (na->na_flags & NAF_SKIP_INTR) {
4214                 nm_prdis("use regular interrupt");
4215                 return NM_IRQ_PASS;
4216         }
4217
4218         return netmap_common_irq(na, q, work_done);
4219 }
4220
4221 /* set/clear native flags and if_transmit/netdev_ops */
4222 void
4223 nm_set_native_flags(struct netmap_adapter *na)
4224 {
4225         struct ifnet *ifp = na->ifp;
4226
4227         /* We do the setup for intercepting packets only if we are the
4228          * first user of this adapapter. */
4229         if (na->active_fds > 0) {
4230                 return;
4231         }
4232
4233         na->na_flags |= NAF_NETMAP_ON;
4234         nm_os_onenter(ifp);
4235         nm_update_hostrings_mode(na);
4236 }
4237
4238 void
4239 nm_clear_native_flags(struct netmap_adapter *na)
4240 {
4241         struct ifnet *ifp = na->ifp;
4242
4243         /* We undo the setup for intercepting packets only if we are the
4244          * last user of this adapter. */
4245         if (na->active_fds > 0) {
4246                 return;
4247         }
4248
4249         nm_update_hostrings_mode(na);
4250         nm_os_onexit(ifp);
4251
4252         na->na_flags &= ~NAF_NETMAP_ON;
4253 }
4254
4255 void
4256 netmap_krings_mode_commit(struct netmap_adapter *na, int onoff)
4257 {
4258         enum txrx t;
4259
4260         for_rx_tx(t) {
4261                 int i;
4262
4263                 for (i = 0; i < netmap_real_rings(na, t); i++) {
4264                         struct netmap_kring *kring = NMR(na, t)[i];
4265
4266                         if (onoff && nm_kring_pending_on(kring))
4267                                 kring->nr_mode = NKR_NETMAP_ON;
4268                         else if (!onoff && nm_kring_pending_off(kring))
4269                                 kring->nr_mode = NKR_NETMAP_OFF;
4270                 }
4271         }
4272 }
4273
4274 /*
4275  * Module loader and unloader
4276  *
4277  * netmap_init() creates the /dev/netmap device and initializes
4278  * all global variables. Returns 0 on success, errno on failure
4279  * (but there is no chance)
4280  *
4281  * netmap_fini() destroys everything.
4282  */
4283
4284 static struct cdev *netmap_dev; /* /dev/netmap character device. */
4285 extern struct cdevsw netmap_cdevsw;
4286
4287
4288 void
4289 netmap_fini(void)
4290 {
4291         if (netmap_dev)
4292                 destroy_dev(netmap_dev);
4293         /* we assume that there are no longer netmap users */
4294         nm_os_ifnet_fini();
4295         netmap_uninit_bridges();
4296         netmap_mem_fini();
4297         NMG_LOCK_DESTROY();
4298         nm_prinf("netmap: unloaded module.");
4299 }
4300
4301
4302 int
4303 netmap_init(void)
4304 {
4305         int error;
4306
4307         NMG_LOCK_INIT();
4308
4309         error = netmap_mem_init();
4310         if (error != 0)
4311                 goto fail;
4312         /*
4313          * MAKEDEV_ETERNAL_KLD avoids an expensive check on syscalls
4314          * when the module is compiled in.
4315          * XXX could use make_dev_credv() to get error number
4316          */
4317         netmap_dev = make_dev_credf(MAKEDEV_ETERNAL_KLD,
4318                 &netmap_cdevsw, 0, NULL, UID_ROOT, GID_WHEEL, 0600,
4319                               "netmap");
4320         if (!netmap_dev)
4321                 goto fail;
4322
4323         error = netmap_init_bridges();
4324         if (error)
4325                 goto fail;
4326
4327 #ifdef __FreeBSD__
4328         nm_os_vi_init_index();
4329 #endif
4330
4331         error = nm_os_ifnet_init();
4332         if (error)
4333                 goto fail;
4334
4335         nm_prinf("netmap: loaded module");
4336         return (0);
4337 fail:
4338         netmap_fini();
4339         return (EINVAL); /* may be incorrect */
4340 }