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