]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/dev/netmap/netmap.c
netmap: vtnet: stop krings during interface reset
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / dev / netmap / netmap.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (C) 2011-2014 Matteo Landi
5  * Copyright (C) 2011-2016 Luigi Rizzo
6  * Copyright (C) 2011-2016 Giuseppe Lettieri
7  * Copyright (C) 2011-2016 Vincenzo Maffione
8  * All rights reserved.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  *   1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  *   2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *      documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32
33 /*
34  * $FreeBSD$
35  *
36  * This module supports memory mapped access to network devices,
37  * see netmap(4).
38  *
39  * The module uses a large, memory pool allocated by the kernel
40  * and accessible as mmapped memory by multiple userspace threads/processes.
41  * The memory pool contains packet buffers and "netmap rings",
42  * i.e. user-accessible copies of the interface's queues.
43  *
44  * Access to the network card works like this:
45  * 1. a process/thread issues one or more open() on /dev/netmap, to create
46  *    select()able file descriptor on which events are reported.
47  * 2. on each descriptor, the process issues an ioctl() to identify
48  *    the interface that should report events to the file descriptor.
49  * 3. on each descriptor, the process issues an mmap() request to
50  *    map the shared memory region within the process' address space.
51  *    The list of interesting queues is indicated by a location in
52  *    the shared memory region.
53  * 4. using the functions in the netmap(4) userspace API, a process
54  *    can look up the occupation state of a queue, access memory buffers,
55  *    and retrieve received packets or enqueue packets to transmit.
56  * 5. using some ioctl()s the process can synchronize the userspace view
57  *    of the queue with the actual status in the kernel. This includes both
58  *    receiving the notification of new packets, and transmitting new
59  *    packets on the output interface.
60  * 6. select() or poll() can be used to wait for events on individual
61  *    transmit or receive queues (or all queues for a given interface).
62  *
63
64                 SYNCHRONIZATION (USER)
65
66 The netmap rings and data structures may be shared among multiple
67 user threads or even independent processes.
68 Any synchronization among those threads/processes is delegated
69 to the threads themselves. Only one thread at a time can be in
70 a system call on the same netmap ring. The OS does not enforce
71 this and only guarantees against system crashes in case of
72 invalid usage.
73
74                 LOCKING (INTERNAL)
75
76 Within the kernel, access to the netmap rings is protected as follows:
77
78 - a spinlock on each ring, to handle producer/consumer races on
79   RX rings attached to the host stack (against multiple host
80   threads writing from the host stack to the same ring),
81   and on 'destination' rings attached to a VALE switch
82   (i.e. RX rings in VALE ports, and TX rings in NIC/host ports)
83   protecting multiple active senders for the same destination)
84
85 - an atomic variable to guarantee that there is at most one
86   instance of *_*xsync() on the ring at any time.
87   For rings connected to user file
88   descriptors, an atomic_test_and_set() protects this, and the
89   lock on the ring is not actually used.
90   For NIC RX rings connected to a VALE switch, an atomic_test_and_set()
91   is also used to prevent multiple executions (the driver might indeed
92   already guarantee this).
93   For NIC TX rings connected to a VALE switch, the lock arbitrates
94   access to the queue (both when allocating buffers and when pushing
95   them out).
96
97 - *xsync() should be protected against initializations of the card.
98   On FreeBSD most devices have the reset routine protected by
99   a RING lock (ixgbe, igb, em) or core lock (re). lem is missing
100   the RING protection on rx_reset(), this should be added.
101
102   On linux there is an external lock on the tx path, which probably
103   also arbitrates access to the reset routine. XXX to be revised
104
105 - a per-interface core_lock protecting access from the host stack
106   while interfaces may be detached from netmap mode.
107   XXX there should be no need for this lock if we detach the interfaces
108   only while they are down.
109
110
111 --- VALE SWITCH ---
112
113 NMG_LOCK() serializes all modifications to switches and ports.
114 A switch cannot be deleted until all ports are gone.
115
116 For each switch, an SX lock (RWlock on linux) protects
117 deletion of ports. When configuring or deleting a new port, the
118 lock is acquired in exclusive mode (after holding NMG_LOCK).
119 When forwarding, the lock is acquired in shared mode (without NMG_LOCK).
120 The lock is held throughout the entire forwarding cycle,
121 during which the thread may incur in a page fault.
122 Hence it is important that sleepable shared locks are used.
123
124 On the rx ring, the per-port lock is grabbed initially to reserve
125 a number of slot in the ring, then the lock is released,
126 packets are copied from source to destination, and then
127 the lock is acquired again and the receive ring is updated.
128 (A similar thing is done on the tx ring for NIC and host stack
129 ports attached to the switch)
130
131  */
132
133
134 /* --- internals ----
135  *
136  * Roadmap to the code that implements the above.
137  *
138  * > 1. a process/thread issues one or more open() on /dev/netmap, to create
139  * >    select()able file descriptor on which events are reported.
140  *
141  *      Internally, we allocate a netmap_priv_d structure, that will be
142  *      initialized on ioctl(NIOCREGIF). There is one netmap_priv_d
143  *      structure for each open().
144  *
145  *      os-specific:
146  *          FreeBSD: see netmap_open() (netmap_freebsd.c)
147  *          linux:   see linux_netmap_open() (netmap_linux.c)
148  *
149  * > 2. on each descriptor, the process issues an ioctl() to identify
150  * >    the interface that should report events to the file descriptor.
151  *
152  *      Implemented by netmap_ioctl(), NIOCREGIF case, with nmr->nr_cmd==0.
153  *      Most important things happen in netmap_get_na() and
154  *      netmap_do_regif(), called from there. Additional details can be
155  *      found in the comments above those functions.
156  *
157  *      In all cases, this action creates/takes-a-reference-to a
158  *      netmap_*_adapter describing the port, and allocates a netmap_if
159  *      and all necessary netmap rings, filling them with netmap buffers.
160  *
161  *      In this phase, the sync callbacks for each ring are set (these are used
162  *      in steps 5 and 6 below).  The callbacks depend on the type of adapter.
163  *      The adapter creation/initialization code puts them in the
164  *      netmap_adapter (fields na->nm_txsync and na->nm_rxsync).  Then, they
165  *      are copied from there to the netmap_kring's during netmap_do_regif(), by
166  *      the nm_krings_create() callback.  All the nm_krings_create callbacks
167  *      actually call netmap_krings_create() to perform this and the other
168  *      common stuff. netmap_krings_create() also takes care of the host rings,
169  *      if needed, by setting their sync callbacks appropriately.
170  *
171  *      Additional actions depend on the kind of netmap_adapter that has been
172  *      registered:
173  *
174  *      - netmap_hw_adapter:         [netmap.c]
175  *           This is a system netdev/ifp with native netmap support.
176  *           The ifp is detached from the host stack by redirecting:
177  *             - transmissions (from the network stack) to netmap_transmit()
178  *             - receive notifications to the nm_notify() callback for
179  *               this adapter. The callback is normally netmap_notify(), unless
180  *               the ifp is attached to a bridge using bwrap, in which case it
181  *               is netmap_bwrap_intr_notify().
182  *
183  *      - netmap_generic_adapter:      [netmap_generic.c]
184  *            A system netdev/ifp without native netmap support.
185  *
186  *      (the decision about native/non native support is taken in
187  *       netmap_get_hw_na(), called by netmap_get_na())
188  *
189  *      - netmap_vp_adapter             [netmap_vale.c]
190  *            Returned by netmap_get_bdg_na().
191  *            This is a persistent or ephemeral VALE port. Ephemeral ports
192  *            are created on the fly if they don't already exist, and are
193  *            always attached to a bridge.
194  *            Persistent VALE ports must must be created separately, and i
195  *            then attached like normal NICs. The NIOCREGIF we are examining
196  *            will find them only if they had previosly been created and
197  *            attached (see VALE_CTL below).
198  *
199  *      - netmap_pipe_adapter         [netmap_pipe.c]
200  *            Returned by netmap_get_pipe_na().
201  *            Both pipe ends are created, if they didn't already exist.
202  *
203  *      - netmap_monitor_adapter      [netmap_monitor.c]
204  *            Returned by netmap_get_monitor_na().
205  *            If successful, the nm_sync callbacks of the monitored adapter
206  *            will be intercepted by the returned monitor.
207  *
208  *      - netmap_bwrap_adapter        [netmap_vale.c]
209  *            Cannot be obtained in this way, see VALE_CTL below
210  *
211  *
212  *      os-specific:
213  *          linux: we first go through linux_netmap_ioctl() to
214  *                 adapt the FreeBSD interface to the linux one.
215  *
216  *
217  * > 3. on each descriptor, the process issues an mmap() request to
218  * >    map the shared memory region within the process' address space.
219  * >    The list of interesting queues is indicated by a location in
220  * >    the shared memory region.
221  *
222  *      os-specific:
223  *          FreeBSD: netmap_mmap_single (netmap_freebsd.c).
224  *          linux:   linux_netmap_mmap (netmap_linux.c).
225  *
226  * > 4. using the functions in the netmap(4) userspace API, a process
227  * >    can look up the occupation state of a queue, access memory buffers,
228  * >    and retrieve received packets or enqueue packets to transmit.
229  *
230  *      these actions do not involve the kernel.
231  *
232  * > 5. using some ioctl()s the process can synchronize the userspace view
233  * >    of the queue with the actual status in the kernel. This includes both
234  * >    receiving the notification of new packets, and transmitting new
235  * >    packets on the output interface.
236  *
237  *      These are implemented in netmap_ioctl(), NIOCTXSYNC and NIOCRXSYNC
238  *      cases. They invoke the nm_sync callbacks on the netmap_kring
239  *      structures, as initialized in step 2 and maybe later modified
240  *      by a monitor. Monitors, however, will always call the original
241  *      callback before doing anything else.
242  *
243  *
244  * > 6. select() or poll() can be used to wait for events on individual
245  * >    transmit or receive queues (or all queues for a given interface).
246  *
247  *      Implemented in netmap_poll(). This will call the same nm_sync()
248  *      callbacks as in step 5 above.
249  *
250  *      os-specific:
251  *              linux: we first go through linux_netmap_poll() to adapt
252  *                     the FreeBSD interface to the linux one.
253  *
254  *
255  *  ----  VALE_CTL -----
256  *
257  *  VALE switches are controlled by issuing a NIOCREGIF with a non-null
258  *  nr_cmd in the nmreq structure. These subcommands are handled by
259  *  netmap_bdg_ctl() in netmap_vale.c. Persistent VALE ports are created
260  *  and destroyed by issuing the NETMAP_BDG_NEWIF and NETMAP_BDG_DELIF
261  *  subcommands, respectively.
262  *
263  *  Any network interface known to the system (including a persistent VALE
264  *  port) can be attached to a VALE switch by issuing the
265  *  NETMAP_REQ_VALE_ATTACH command. After the attachment, persistent VALE ports
266  *  look exactly like ephemeral VALE ports (as created in step 2 above).  The
267  *  attachment of other interfaces, instead, requires the creation of a
268  *  netmap_bwrap_adapter.  Moreover, the attached interface must be put in
269  *  netmap mode. This may require the creation of a netmap_generic_adapter if
270  *  we have no native support for the interface, or if generic adapters have
271  *  been forced by sysctl.
272  *
273  *  Both persistent VALE ports and bwraps are handled by netmap_get_bdg_na(),
274  *  called by nm_bdg_ctl_attach(), and discriminated by the nm_bdg_attach()
275  *  callback.  In the case of the bwrap, the callback creates the
276  *  netmap_bwrap_adapter.  The initialization of the bwrap is then
277  *  completed by calling netmap_do_regif() on it, in the nm_bdg_ctl()
278  *  callback (netmap_bwrap_bdg_ctl in netmap_vale.c).
279  *  A generic adapter for the wrapped ifp will be created if needed, when
280  *  netmap_get_bdg_na() calls netmap_get_hw_na().
281  *
282  *
283  *  ---- DATAPATHS -----
284  *
285  *              -= SYSTEM DEVICE WITH NATIVE SUPPORT =-
286  *
287  *    na == NA(ifp) == netmap_hw_adapter created in DEVICE_netmap_attach()
288  *
289  *    - tx from netmap userspace:
290  *       concurrently:
291  *           1) ioctl(NIOCTXSYNC)/netmap_poll() in process context
292  *                kring->nm_sync() == DEVICE_netmap_txsync()
293  *           2) device interrupt handler
294  *                na->nm_notify()  == netmap_notify()
295  *    - rx from netmap userspace:
296  *       concurrently:
297  *           1) ioctl(NIOCRXSYNC)/netmap_poll() in process context
298  *                kring->nm_sync() == DEVICE_netmap_rxsync()
299  *           2) device interrupt handler
300  *                na->nm_notify()  == netmap_notify()
301  *    - rx from host stack
302  *       concurrently:
303  *           1) host stack
304  *                netmap_transmit()
305  *                  na->nm_notify  == netmap_notify()
306  *           2) ioctl(NIOCRXSYNC)/netmap_poll() in process context
307  *                kring->nm_sync() == netmap_rxsync_from_host
308  *                  netmap_rxsync_from_host(na, NULL, NULL)
309  *    - tx to host stack
310  *           ioctl(NIOCTXSYNC)/netmap_poll() in process context
311  *             kring->nm_sync() == netmap_txsync_to_host
312  *               netmap_txsync_to_host(na)
313  *                 nm_os_send_up()
314  *                   FreeBSD: na->if_input() == ether_input()
315  *                   linux: netif_rx() with NM_MAGIC_PRIORITY_RX
316  *
317  *
318  *               -= SYSTEM DEVICE WITH GENERIC SUPPORT =-
319  *
320  *    na == NA(ifp) == generic_netmap_adapter created in generic_netmap_attach()
321  *
322  *    - tx from netmap userspace:
323  *       concurrently:
324  *           1) ioctl(NIOCTXSYNC)/netmap_poll() in process context
325  *               kring->nm_sync() == generic_netmap_txsync()
326  *                   nm_os_generic_xmit_frame()
327  *                       linux:   dev_queue_xmit() with NM_MAGIC_PRIORITY_TX
328  *                           ifp->ndo_start_xmit == generic_ndo_start_xmit()
329  *                               gna->save_start_xmit == orig. dev. start_xmit
330  *                       FreeBSD: na->if_transmit() == orig. dev if_transmit
331  *           2) generic_mbuf_destructor()
332  *                   na->nm_notify() == netmap_notify()
333  *    - rx from netmap userspace:
334  *           1) ioctl(NIOCRXSYNC)/netmap_poll() in process context
335  *               kring->nm_sync() == generic_netmap_rxsync()
336  *                   mbq_safe_dequeue()
337  *           2) device driver
338  *               generic_rx_handler()
339  *                   mbq_safe_enqueue()
340  *                   na->nm_notify() == netmap_notify()
341  *    - rx from host stack
342  *        FreeBSD: same as native
343  *        Linux: same as native except:
344  *           1) host stack
345  *               dev_queue_xmit() without NM_MAGIC_PRIORITY_TX
346  *                   ifp->ndo_start_xmit == generic_ndo_start_xmit()
347  *                       netmap_transmit()
348  *                           na->nm_notify() == netmap_notify()
349  *    - tx to host stack (same as native):
350  *
351  *
352  *                           -= VALE =-
353  *
354  *   INCOMING:
355  *
356  *      - VALE ports:
357  *          ioctl(NIOCTXSYNC)/netmap_poll() in process context
358  *              kring->nm_sync() == netmap_vp_txsync()
359  *
360  *      - system device with native support:
361  *         from cable:
362  *             interrupt
363  *                na->nm_notify() == netmap_bwrap_intr_notify(ring_nr != host ring)
364  *                     kring->nm_sync() == DEVICE_netmap_rxsync()
365  *                     netmap_vp_txsync()
366  *                     kring->nm_sync() == DEVICE_netmap_rxsync()
367  *         from host stack:
368  *             netmap_transmit()
369  *                na->nm_notify() == netmap_bwrap_intr_notify(ring_nr == host ring)
370  *                     kring->nm_sync() == netmap_rxsync_from_host()
371  *                     netmap_vp_txsync()
372  *
373  *      - system device with generic support:
374  *         from device driver:
375  *            generic_rx_handler()
376  *                na->nm_notify() == netmap_bwrap_intr_notify(ring_nr != host ring)
377  *                     kring->nm_sync() == generic_netmap_rxsync()
378  *                     netmap_vp_txsync()
379  *                     kring->nm_sync() == generic_netmap_rxsync()
380  *         from host stack:
381  *            netmap_transmit()
382  *                na->nm_notify() == netmap_bwrap_intr_notify(ring_nr == host ring)
383  *                     kring->nm_sync() == netmap_rxsync_from_host()
384  *                     netmap_vp_txsync()
385  *
386  *   (all cases) --> nm_bdg_flush()
387  *                      dest_na->nm_notify() == (see below)
388  *
389  *   OUTGOING:
390  *
391  *      - VALE ports:
392  *         concurrently:
393  *             1) ioctl(NIOCRXSYNC)/netmap_poll() in process context
394  *                    kring->nm_sync() == netmap_vp_rxsync()
395  *             2) from nm_bdg_flush()
396  *                    na->nm_notify() == netmap_notify()
397  *
398  *      - system device with native support:
399  *          to cable:
400  *             na->nm_notify() == netmap_bwrap_notify()
401  *                 netmap_vp_rxsync()
402  *                 kring->nm_sync() == DEVICE_netmap_txsync()
403  *                 netmap_vp_rxsync()
404  *          to host stack:
405  *                 netmap_vp_rxsync()
406  *                 kring->nm_sync() == netmap_txsync_to_host
407  *                 netmap_vp_rxsync_locked()
408  *
409  *      - system device with generic adapter:
410  *          to device driver:
411  *             na->nm_notify() == netmap_bwrap_notify()
412  *                 netmap_vp_rxsync()
413  *                 kring->nm_sync() == generic_netmap_txsync()
414  *                 netmap_vp_rxsync()
415  *          to host stack:
416  *                 netmap_vp_rxsync()
417  *                 kring->nm_sync() == netmap_txsync_to_host
418  *                 netmap_vp_rxsync()
419  *
420  */
421
422 /*
423  * OS-specific code that is used only within this file.
424  * Other OS-specific code that must be accessed by drivers
425  * is present in netmap_kern.h
426  */
427
428 #if defined(__FreeBSD__)
429 #include <sys/cdefs.h> /* prerequisite */
430 #include <sys/types.h>
431 #include <sys/errno.h>
432 #include <sys/param.h>  /* defines used in kernel.h */
433 #include <sys/kernel.h> /* types used in module initialization */
434 #include <sys/conf.h>   /* cdevsw struct, UID, GID */
435 #include <sys/filio.h>  /* FIONBIO */
436 #include <sys/sockio.h>
437 #include <sys/socketvar.h>      /* struct socket */
438 #include <sys/malloc.h>
439 #include <sys/poll.h>
440 #include <sys/rwlock.h>
441 #include <sys/socket.h> /* sockaddrs */
442 #include <sys/selinfo.h>
443 #include <sys/sysctl.h>
444 #include <sys/jail.h>
445 #include <net/vnet.h>
446 #include <net/if.h>
447 #include <net/if_var.h>
448 #include <net/bpf.h>            /* BIOCIMMEDIATE */
449 #include <machine/bus.h>        /* bus_dmamap_* */
450 #include <sys/endian.h>
451 #include <sys/refcount.h>
452 #include <net/ethernet.h>       /* ETHER_BPF_MTAP */
453
454
455 #elif defined(linux)
456
457 #include "bsd_glue.h"
458
459 #elif defined(__APPLE__)
460
461 #warning OSX support is only partial
462 #include "osx_glue.h"
463
464 #elif defined (_WIN32)
465
466 #include "win_glue.h"
467
468 #else
469
470 #error  Unsupported platform
471
472 #endif /* unsupported */
473
474 /*
475  * common headers
476  */
477 #include <net/netmap.h>
478 #include <dev/netmap/netmap_kern.h>
479 #include <dev/netmap/netmap_mem2.h>
480
481
482 /* user-controlled variables */
483 int netmap_verbose;
484 #ifdef CONFIG_NETMAP_DEBUG
485 int netmap_debug;
486 #endif /* CONFIG_NETMAP_DEBUG */
487
488 static int netmap_no_timestamp; /* don't timestamp on rxsync */
489 int netmap_no_pendintr = 1;
490 int netmap_txsync_retry = 2;
491 static int netmap_fwd = 0;      /* force transparent forwarding */
492
493 /*
494  * netmap_admode selects the netmap mode to use.
495  * Invalid values are reset to NETMAP_ADMODE_BEST
496  */
497 enum {  NETMAP_ADMODE_BEST = 0, /* use native, fallback to generic */
498         NETMAP_ADMODE_NATIVE,   /* either native or none */
499         NETMAP_ADMODE_GENERIC,  /* force generic */
500         NETMAP_ADMODE_LAST };
501 static int netmap_admode = NETMAP_ADMODE_BEST;
502
503 /* netmap_generic_mit controls mitigation of RX notifications for
504  * the generic netmap adapter. The value is a time interval in
505  * nanoseconds. */
506 int netmap_generic_mit = 100*1000;
507
508 /* We use by default netmap-aware qdiscs with generic netmap adapters,
509  * even if there can be a little performance hit with hardware NICs.
510  * However, using the qdisc is the safer approach, for two reasons:
511  * 1) it prevents non-fifo qdiscs to break the TX notification
512  *    scheme, which is based on mbuf destructors when txqdisc is
513  *    not used.
514  * 2) it makes it possible to transmit over software devices that
515  *    change skb->dev, like bridge, veth, ...
516  *
517  * Anyway users looking for the best performance should
518  * use native adapters.
519  */
520 #ifdef linux
521 int netmap_generic_txqdisc = 1;
522 #endif
523
524 /* Default number of slots and queues for generic adapters. */
525 int netmap_generic_ringsize = 1024;
526 int netmap_generic_rings = 1;
527
528 /* Non-zero to enable checksum offloading in NIC drivers */
529 int netmap_generic_hwcsum = 0;
530
531 /* Non-zero if ptnet devices are allowed to use virtio-net headers. */
532 int ptnet_vnet_hdr = 1;
533
534 /*
535  * SYSCTL calls are grouped between SYSBEGIN and SYSEND to be emulated
536  * in some other operating systems
537  */
538 SYSBEGIN(main_init);
539
540 SYSCTL_DECL(_dev_netmap);
541 SYSCTL_NODE(_dev, OID_AUTO, netmap, CTLFLAG_RW, 0, "Netmap args");
542 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, verbose,
543                 CTLFLAG_RW, &netmap_verbose, 0, "Verbose mode");
544 #ifdef CONFIG_NETMAP_DEBUG
545 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, debug,
546                 CTLFLAG_RW, &netmap_debug, 0, "Debug messages");
547 #endif /* CONFIG_NETMAP_DEBUG */
548 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, no_timestamp,
549                 CTLFLAG_RW, &netmap_no_timestamp, 0, "no_timestamp");
550 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, no_pendintr, CTLFLAG_RW, &netmap_no_pendintr,
551                 0, "Always look for new received packets.");
552 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, txsync_retry, CTLFLAG_RW,
553                 &netmap_txsync_retry, 0, "Number of txsync loops in bridge's flush.");
554
555 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, fwd, CTLFLAG_RW, &netmap_fwd, 0,
556                 "Force NR_FORWARD mode");
557 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, admode, CTLFLAG_RW, &netmap_admode, 0,
558                 "Adapter mode. 0 selects the best option available,"
559                 "1 forces native adapter, 2 forces emulated adapter");
560 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, generic_hwcsum, CTLFLAG_RW, &netmap_generic_hwcsum,
561                 0, "Hardware checksums. 0 to disable checksum generation by the NIC (default),"
562                 "1 to enable checksum generation by the NIC");
563 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, generic_mit, CTLFLAG_RW, &netmap_generic_mit,
564                 0, "RX notification interval in nanoseconds");
565 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, generic_ringsize, CTLFLAG_RW,
566                 &netmap_generic_ringsize, 0,
567                 "Number of per-ring slots for emulated netmap mode");
568 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, generic_rings, CTLFLAG_RW,
569                 &netmap_generic_rings, 0,
570                 "Number of TX/RX queues for emulated netmap adapters");
571 #ifdef linux
572 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, generic_txqdisc, CTLFLAG_RW,
573                 &netmap_generic_txqdisc, 0, "Use qdisc for generic adapters");
574 #endif
575 SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, ptnet_vnet_hdr, CTLFLAG_RW, &ptnet_vnet_hdr,
576                 0, "Allow ptnet devices to use virtio-net headers");
577
578 SYSEND;
579
580 NMG_LOCK_T      netmap_global_lock;
581
582 /*
583  * mark the ring as stopped, and run through the locks
584  * to make sure other users get to see it.
585  * stopped must be either NR_KR_STOPPED (for unbounded stop)
586  * of NR_KR_LOCKED (brief stop for mutual exclusion purposes)
587  */
588 static void
589 netmap_disable_ring(struct netmap_kring *kr, int stopped)
590 {
591         nm_kr_stop(kr, stopped);
592         // XXX check if nm_kr_stop is sufficient
593         mtx_lock(&kr->q_lock);
594         mtx_unlock(&kr->q_lock);
595         nm_kr_put(kr);
596 }
597
598 /* stop or enable a single ring */
599 void
600 netmap_set_ring(struct netmap_adapter *na, u_int ring_id, enum txrx t, int stopped)
601 {
602         if (stopped)
603                 netmap_disable_ring(NMR(na, t)[ring_id], stopped);
604         else
605                 NMR(na, t)[ring_id]->nkr_stopped = 0;
606 }
607
608
609 /* stop or enable all the rings of na */
610 void
611 netmap_set_all_rings(struct netmap_adapter *na, int stopped)
612 {
613         int i;
614         enum txrx t;
615
616         if (!nm_netmap_on(na))
617                 return;
618
619         if (netmap_verbose) {
620                 nm_prinf("%s: %sable all rings", na->name,
621                     (stopped ? "dis" : "en"));
622         }
623         for_rx_tx(t) {
624                 for (i = 0; i < netmap_real_rings(na, t); i++) {
625                         netmap_set_ring(na, i, t, stopped);
626                 }
627         }
628 }
629
630 /*
631  * Convenience function used in drivers.  Waits for current txsync()s/rxsync()s
632  * to finish and prevents any new one from starting.  Call this before turning
633  * netmap mode off, or before removing the hardware rings (e.g., on module
634  * onload).
635  */
636 void
637 netmap_disable_all_rings(struct ifnet *ifp)
638 {
639         if (NM_NA_VALID(ifp)) {
640                 netmap_set_all_rings(NA(ifp), NM_KR_LOCKED);
641         }
642 }
643
644 /*
645  * Convenience function used in drivers.  Re-enables rxsync and txsync on the
646  * adapter's rings In linux drivers, this should be placed near each
647  * napi_enable().
648  */
649 void
650 netmap_enable_all_rings(struct ifnet *ifp)
651 {
652         if (NM_NA_VALID(ifp)) {
653                 netmap_set_all_rings(NA(ifp), 0 /* enabled */);
654         }
655 }
656
657 void
658 netmap_make_zombie(struct ifnet *ifp)
659 {
660         if (NM_NA_VALID(ifp)) {
661                 struct netmap_adapter *na = NA(ifp);
662                 netmap_set_all_rings(na, NM_KR_LOCKED);
663                 na->na_flags |= NAF_ZOMBIE;
664                 netmap_set_all_rings(na, 0);
665         }
666 }
667
668 void
669 netmap_undo_zombie(struct ifnet *ifp)
670 {
671         if (NM_NA_VALID(ifp)) {
672                 struct netmap_adapter *na = NA(ifp);
673                 if (na->na_flags & NAF_ZOMBIE) {
674                         netmap_set_all_rings(na, NM_KR_LOCKED);
675                         na->na_flags &= ~NAF_ZOMBIE;
676                         netmap_set_all_rings(na, 0);
677                 }
678         }
679 }
680
681 /*
682  * generic bound_checking function
683  */
684 u_int
685 nm_bound_var(u_int *v, u_int dflt, u_int lo, u_int hi, const char *msg)
686 {
687         u_int oldv = *v;
688         const char *op = NULL;
689
690         if (dflt < lo)
691                 dflt = lo;
692         if (dflt > hi)
693                 dflt = hi;
694         if (oldv < lo) {
695                 *v = dflt;
696                 op = "Bump";
697         } else if (oldv > hi) {
698                 *v = hi;
699                 op = "Clamp";
700         }
701         if (op && msg)
702                 nm_prinf("%s %s to %d (was %d)", op, msg, *v, oldv);
703         return *v;
704 }
705
706
707 /*
708  * packet-dump function, user-supplied or static buffer.
709  * The destination buffer must be at least 30+4*len
710  */
711 const char *
712 nm_dump_buf(char *p, int len, int lim, char *dst)
713 {
714         static char _dst[8192];
715         int i, j, i0;
716         static char hex[] ="0123456789abcdef";
717         char *o;        /* output position */
718
719 #define P_HI(x) hex[((x) & 0xf0)>>4]
720 #define P_LO(x) hex[((x) & 0xf)]
721 #define P_C(x)  ((x) >= 0x20 && (x) <= 0x7e ? (x) : '.')
722         if (!dst)
723                 dst = _dst;
724         if (lim <= 0 || lim > len)
725                 lim = len;
726         o = dst;
727         sprintf(o, "buf 0x%p len %d lim %d\n", p, len, lim);
728         o += strlen(o);
729         /* hexdump routine */
730         for (i = 0; i < lim; ) {
731                 sprintf(o, "%5d: ", i);
732                 o += strlen(o);
733                 memset(o, ' ', 48);
734                 i0 = i;
735                 for (j=0; j < 16 && i < lim; i++, j++) {
736                         o[j*3] = P_HI(p[i]);
737                         o[j*3+1] = P_LO(p[i]);
738                 }
739                 i = i0;
740                 for (j=0; j < 16 && i < lim; i++, j++)
741                         o[j + 48] = P_C(p[i]);
742                 o[j+48] = '\n';
743                 o += j+49;
744         }
745         *o = '\0';
746 #undef P_HI
747 #undef P_LO
748 #undef P_C
749         return dst;
750 }
751
752
753 /*
754  * Fetch configuration from the device, to cope with dynamic
755  * reconfigurations after loading the module.
756  */
757 /* call with NMG_LOCK held */
758 int
759 netmap_update_config(struct netmap_adapter *na)
760 {
761         struct nm_config_info info;
762
763         bzero(&info, sizeof(info));
764         if (na->nm_config == NULL ||
765             na->nm_config(na, &info)) {
766                 /* take whatever we had at init time */
767                 info.num_tx_rings = na->num_tx_rings;
768                 info.num_tx_descs = na->num_tx_desc;
769                 info.num_rx_rings = na->num_rx_rings;
770                 info.num_rx_descs = na->num_rx_desc;
771                 info.rx_buf_maxsize = na->rx_buf_maxsize;
772         }
773
774         if (na->num_tx_rings == info.num_tx_rings &&
775             na->num_tx_desc == info.num_tx_descs &&
776             na->num_rx_rings == info.num_rx_rings &&
777             na->num_rx_desc == info.num_rx_descs &&
778             na->rx_buf_maxsize == info.rx_buf_maxsize)
779                 return 0; /* nothing changed */
780         if (na->active_fds == 0) {
781                 na->num_tx_rings = info.num_tx_rings;
782                 na->num_tx_desc = info.num_tx_descs;
783                 na->num_rx_rings = info.num_rx_rings;
784                 na->num_rx_desc = info.num_rx_descs;
785                 na->rx_buf_maxsize = info.rx_buf_maxsize;
786                 if (netmap_verbose)
787                         nm_prinf("configuration changed for %s: txring %d x %d, "
788                                 "rxring %d x %d, rxbufsz %d",
789                                 na->name, na->num_tx_rings, na->num_tx_desc,
790                                 na->num_rx_rings, na->num_rx_desc, na->rx_buf_maxsize);
791                 return 0;
792         }
793         nm_prerr("WARNING: configuration changed for %s while active: "
794                 "txring %d x %d, rxring %d x %d, rxbufsz %d",
795                 na->name, info.num_tx_rings, info.num_tx_descs,
796                 info.num_rx_rings, info.num_rx_descs,
797                 info.rx_buf_maxsize);
798         return 1;
799 }
800
801 /* nm_sync callbacks for the host rings */
802 static int netmap_txsync_to_host(struct netmap_kring *kring, int flags);
803 static int netmap_rxsync_from_host(struct netmap_kring *kring, int flags);
804
805 /* create the krings array and initialize the fields common to all adapters.
806  * The array layout is this:
807  *
808  *                    +----------+
809  * na->tx_rings ----->|          | \
810  *                    |          |  } na->num_tx_ring
811  *                    |          | /
812  *                    +----------+
813  *                    |          |    host tx kring
814  * na->rx_rings ----> +----------+
815  *                    |          | \
816  *                    |          |  } na->num_rx_rings
817  *                    |          | /
818  *                    +----------+
819  *                    |          |    host rx kring
820  *                    +----------+
821  * na->tailroom ----->|          | \
822  *                    |          |  } tailroom bytes
823  *                    |          | /
824  *                    +----------+
825  *
826  * Note: for compatibility, host krings are created even when not needed.
827  * The tailroom space is currently used by vale ports for allocating leases.
828  */
829 /* call with NMG_LOCK held */
830 int
831 netmap_krings_create(struct netmap_adapter *na, u_int tailroom)
832 {
833         u_int i, len, ndesc;
834         struct netmap_kring *kring;
835         u_int n[NR_TXRX];
836         enum txrx t;
837         int err = 0;
838
839         if (na->tx_rings != NULL) {
840                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
841                         nm_prerr("warning: krings were already created");
842                 return 0;
843         }
844
845         /* account for the (possibly fake) host rings */
846         n[NR_TX] = netmap_all_rings(na, NR_TX);
847         n[NR_RX] = netmap_all_rings(na, NR_RX);
848
849         len = (n[NR_TX] + n[NR_RX]) *
850                 (sizeof(struct netmap_kring) + sizeof(struct netmap_kring *))
851                 + tailroom;
852
853         na->tx_rings = nm_os_malloc((size_t)len);
854         if (na->tx_rings == NULL) {
855                 nm_prerr("Cannot allocate krings");
856                 return ENOMEM;
857         }
858         na->rx_rings = na->tx_rings + n[NR_TX];
859         na->tailroom = na->rx_rings + n[NR_RX];
860
861         /* link the krings in the krings array */
862         kring = (struct netmap_kring *)((char *)na->tailroom + tailroom);
863         for (i = 0; i < n[NR_TX] + n[NR_RX]; i++) {
864                 na->tx_rings[i] = kring;
865                 kring++;
866         }
867
868         /*
869          * All fields in krings are 0 except the one initialized below.
870          * but better be explicit on important kring fields.
871          */
872         for_rx_tx(t) {
873                 ndesc = nma_get_ndesc(na, t);
874                 for (i = 0; i < n[t]; i++) {
875                         kring = NMR(na, t)[i];
876                         bzero(kring, sizeof(*kring));
877                         kring->notify_na = na;
878                         kring->ring_id = i;
879                         kring->tx = t;
880                         kring->nkr_num_slots = ndesc;
881                         kring->nr_mode = NKR_NETMAP_OFF;
882                         kring->nr_pending_mode = NKR_NETMAP_OFF;
883                         if (i < nma_get_nrings(na, t)) {
884                                 kring->nm_sync = (t == NR_TX ? na->nm_txsync : na->nm_rxsync);
885                         } else {
886                                 if (!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS))
887                                         kring->nr_kflags |= NKR_FAKERING;
888                                 kring->nm_sync = (t == NR_TX ?
889                                                 netmap_txsync_to_host:
890                                                 netmap_rxsync_from_host);
891                         }
892                         kring->nm_notify = na->nm_notify;
893                         kring->rhead = kring->rcur = kring->nr_hwcur = 0;
894                         /*
895                          * IMPORTANT: Always keep one slot empty.
896                          */
897                         kring->rtail = kring->nr_hwtail = (t == NR_TX ? ndesc - 1 : 0);
898                         snprintf(kring->name, sizeof(kring->name) - 1, "%s %s%d", na->name,
899                                         nm_txrx2str(t), i);
900                         nm_prdis("ktx %s h %d c %d t %d",
901                                 kring->name, kring->rhead, kring->rcur, kring->rtail);
902                         err = nm_os_selinfo_init(&kring->si, kring->name);
903                         if (err) {
904                                 netmap_krings_delete(na);
905                                 return err;
906                         }
907                         mtx_init(&kring->q_lock, (t == NR_TX ? "nm_txq_lock" : "nm_rxq_lock"), NULL, MTX_DEF);
908                         kring->na = na; /* setting this field marks the mutex as initialized */
909                 }
910                 err = nm_os_selinfo_init(&na->si[t], na->name);
911                 if (err) {
912                         netmap_krings_delete(na);
913                         return err;
914                 }
915         }
916
917         return 0;
918 }
919
920
921 /* undo the actions performed by netmap_krings_create */
922 /* call with NMG_LOCK held */
923 void
924 netmap_krings_delete(struct netmap_adapter *na)
925 {
926         struct netmap_kring **kring = na->tx_rings;
927         enum txrx t;
928
929         if (na->tx_rings == NULL) {
930                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
931                         nm_prerr("warning: krings were already deleted");
932                 return;
933         }
934
935         for_rx_tx(t)
936                 nm_os_selinfo_uninit(&na->si[t]);
937
938         /* we rely on the krings layout described above */
939         for ( ; kring != na->tailroom; kring++) {
940                 if ((*kring)->na != NULL)
941                         mtx_destroy(&(*kring)->q_lock);
942                 nm_os_selinfo_uninit(&(*kring)->si);
943         }
944         nm_os_free(na->tx_rings);
945         na->tx_rings = na->rx_rings = na->tailroom = NULL;
946 }
947
948
949 /*
950  * Destructor for NIC ports. They also have an mbuf queue
951  * on the rings connected to the host so we need to purge
952  * them first.
953  */
954 /* call with NMG_LOCK held */
955 void
956 netmap_hw_krings_delete(struct netmap_adapter *na)
957 {
958         u_int lim = netmap_real_rings(na, NR_RX), i;
959
960         for (i = nma_get_nrings(na, NR_RX); i < lim; i++) {
961                 struct mbq *q = &NMR(na, NR_RX)[i]->rx_queue;
962                 nm_prdis("destroy sw mbq with len %d", mbq_len(q));
963                 mbq_purge(q);
964                 mbq_safe_fini(q);
965         }
966         netmap_krings_delete(na);
967 }
968
969 static void
970 netmap_mem_drop(struct netmap_adapter *na)
971 {
972         int last = netmap_mem_deref(na->nm_mem, na);
973         /* if the native allocator had been overrided on regif,
974          * restore it now and drop the temporary one
975          */
976         if (last && na->nm_mem_prev) {
977                 netmap_mem_put(na->nm_mem);
978                 na->nm_mem = na->nm_mem_prev;
979                 na->nm_mem_prev = NULL;
980         }
981 }
982
983 /*
984  * Undo everything that was done in netmap_do_regif(). In particular,
985  * call nm_register(ifp,0) to stop netmap mode on the interface and
986  * revert to normal operation.
987  */
988 /* call with NMG_LOCK held */
989 static void netmap_unset_ringid(struct netmap_priv_d *);
990 static void netmap_krings_put(struct netmap_priv_d *);
991 void
992 netmap_do_unregif(struct netmap_priv_d *priv)
993 {
994         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
995
996         NMG_LOCK_ASSERT();
997         na->active_fds--;
998         /* unset nr_pending_mode and possibly release exclusive mode */
999         netmap_krings_put(priv);
1000
1001 #ifdef  WITH_MONITOR
1002         /* XXX check whether we have to do something with monitor
1003          * when rings change nr_mode. */
1004         if (na->active_fds <= 0) {
1005                 /* walk through all the rings and tell any monitor
1006                  * that the port is going to exit netmap mode
1007                  */
1008                 netmap_monitor_stop(na);
1009         }
1010 #endif
1011
1012         if (na->active_fds <= 0 || nm_kring_pending(priv)) {
1013                 na->nm_register(na, 0);
1014         }
1015
1016         /* delete rings and buffers that are no longer needed */
1017         netmap_mem_rings_delete(na);
1018
1019         if (na->active_fds <= 0) {      /* last instance */
1020                 /*
1021                  * (TO CHECK) We enter here
1022                  * when the last reference to this file descriptor goes
1023                  * away. This means we cannot have any pending poll()
1024                  * or interrupt routine operating on the structure.
1025                  * XXX The file may be closed in a thread while
1026                  * another thread is using it.
1027                  * Linux keeps the file opened until the last reference
1028                  * by any outstanding ioctl/poll or mmap is gone.
1029                  * FreeBSD does not track mmap()s (but we do) and
1030                  * wakes up any sleeping poll(). Need to check what
1031                  * happens if the close() occurs while a concurrent
1032                  * syscall is running.
1033                  */
1034                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
1035                         nm_prinf("deleting last instance for %s", na->name);
1036
1037                 if (nm_netmap_on(na)) {
1038                         nm_prerr("BUG: netmap on while going to delete the krings");
1039                 }
1040
1041                 na->nm_krings_delete(na);
1042
1043                 /* restore the default number of host tx and rx rings */
1044                 if (na->na_flags & NAF_HOST_RINGS) {
1045                         na->num_host_tx_rings = 1;
1046                         na->num_host_rx_rings = 1;
1047                 } else {
1048                         na->num_host_tx_rings = 0;
1049                         na->num_host_rx_rings = 0;
1050                 }
1051         }
1052
1053         /* possibily decrement counter of tx_si/rx_si users */
1054         netmap_unset_ringid(priv);
1055         /* delete the nifp */
1056         netmap_mem_if_delete(na, priv->np_nifp);
1057         /* drop the allocator */
1058         netmap_mem_drop(na);
1059         /* mark the priv as unregistered */
1060         priv->np_na = NULL;
1061         priv->np_nifp = NULL;
1062 }
1063
1064 struct netmap_priv_d*
1065 netmap_priv_new(void)
1066 {
1067         struct netmap_priv_d *priv;
1068
1069         priv = nm_os_malloc(sizeof(struct netmap_priv_d));
1070         if (priv == NULL)
1071                 return NULL;
1072         priv->np_refs = 1;
1073         nm_os_get_module();
1074         return priv;
1075 }
1076
1077 /*
1078  * Destructor of the netmap_priv_d, called when the fd is closed
1079  * Action: undo all the things done by NIOCREGIF,
1080  * On FreeBSD we need to track whether there are active mmap()s,
1081  * and we use np_active_mmaps for that. On linux, the field is always 0.
1082  * Return: 1 if we can free priv, 0 otherwise.
1083  *
1084  */
1085 /* call with NMG_LOCK held */
1086 void
1087 netmap_priv_delete(struct netmap_priv_d *priv)
1088 {
1089         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
1090
1091         /* number of active references to this fd */
1092         if (--priv->np_refs > 0) {
1093                 return;
1094         }
1095         nm_os_put_module();
1096         if (na) {
1097                 netmap_do_unregif(priv);
1098         }
1099         netmap_unget_na(na, priv->np_ifp);
1100         bzero(priv, sizeof(*priv));     /* for safety */
1101         nm_os_free(priv);
1102 }
1103
1104
1105 /* call with NMG_LOCK *not* held */
1106 void
1107 netmap_dtor(void *data)
1108 {
1109         struct netmap_priv_d *priv = data;
1110
1111         NMG_LOCK();
1112         netmap_priv_delete(priv);
1113         NMG_UNLOCK();
1114 }
1115
1116
1117 /*
1118  * Handlers for synchronization of the rings from/to the host stack.
1119  * These are associated to a network interface and are just another
1120  * ring pair managed by userspace.
1121  *
1122  * Netmap also supports transparent forwarding (NS_FORWARD and NR_FORWARD
1123  * flags):
1124  *
1125  * - Before releasing buffers on hw RX rings, the application can mark
1126  *   them with the NS_FORWARD flag. During the next RXSYNC or poll(), they
1127  *   will be forwarded to the host stack, similarly to what happened if
1128  *   the application moved them to the host TX ring.
1129  *
1130  * - Before releasing buffers on the host RX ring, the application can
1131  *   mark them with the NS_FORWARD flag. During the next RXSYNC or poll(),
1132  *   they will be forwarded to the hw TX rings, saving the application
1133  *   from doing the same task in user-space.
1134  *
1135  * Transparent fowarding can be enabled per-ring, by setting the NR_FORWARD
1136  * flag, or globally with the netmap_fwd sysctl.
1137  *
1138  * The transfer NIC --> host is relatively easy, just encapsulate
1139  * into mbufs and we are done. The host --> NIC side is slightly
1140  * harder because there might not be room in the tx ring so it
1141  * might take a while before releasing the buffer.
1142  */
1143
1144
1145 /*
1146  * Pass a whole queue of mbufs to the host stack as coming from 'dst'
1147  * We do not need to lock because the queue is private.
1148  * After this call the queue is empty.
1149  */
1150 static void
1151 netmap_send_up(struct ifnet *dst, struct mbq *q)
1152 {
1153         struct mbuf *m;
1154         struct mbuf *head = NULL, *prev = NULL;
1155
1156         /* Send packets up, outside the lock; head/prev machinery
1157          * is only useful for Windows. */
1158         while ((m = mbq_dequeue(q)) != NULL) {
1159                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_HOST)
1160                         nm_prinf("sending up pkt %p size %d", m, MBUF_LEN(m));
1161                 prev = nm_os_send_up(dst, m, prev);
1162                 if (head == NULL)
1163                         head = prev;
1164         }
1165         if (head)
1166                 nm_os_send_up(dst, NULL, head);
1167         mbq_fini(q);
1168 }
1169
1170
1171 /*
1172  * Scan the buffers from hwcur to ring->head, and put a copy of those
1173  * marked NS_FORWARD (or all of them if forced) into a queue of mbufs.
1174  * Drop remaining packets in the unlikely event
1175  * of an mbuf shortage.
1176  */
1177 static void
1178 netmap_grab_packets(struct netmap_kring *kring, struct mbq *q, int force)
1179 {
1180         u_int const lim = kring->nkr_num_slots - 1;
1181         u_int const head = kring->rhead;
1182         u_int n;
1183         struct netmap_adapter *na = kring->na;
1184
1185         for (n = kring->nr_hwcur; n != head; n = nm_next(n, lim)) {
1186                 struct mbuf *m;
1187                 struct netmap_slot *slot = &kring->ring->slot[n];
1188
1189                 if ((slot->flags & NS_FORWARD) == 0 && !force)
1190                         continue;
1191                 if (slot->len < 14 || slot->len > NETMAP_BUF_SIZE(na)) {
1192                         nm_prlim(5, "bad pkt at %d len %d", n, slot->len);
1193                         continue;
1194                 }
1195                 slot->flags &= ~NS_FORWARD; // XXX needed ?
1196                 /* XXX TODO: adapt to the case of a multisegment packet */
1197                 m = m_devget(NMB(na, slot), slot->len, 0, na->ifp, NULL);
1198
1199                 if (m == NULL)
1200                         break;
1201                 mbq_enqueue(q, m);
1202         }
1203 }
1204
1205 static inline int
1206 _nm_may_forward(struct netmap_kring *kring)
1207 {
1208         return  ((netmap_fwd || kring->ring->flags & NR_FORWARD) &&
1209                  kring->na->na_flags & NAF_HOST_RINGS &&
1210                  kring->tx == NR_RX);
1211 }
1212
1213 static inline int
1214 nm_may_forward_up(struct netmap_kring *kring)
1215 {
1216         return  _nm_may_forward(kring) &&
1217                  kring->ring_id != kring->na->num_rx_rings;
1218 }
1219
1220 static inline int
1221 nm_may_forward_down(struct netmap_kring *kring, int sync_flags)
1222 {
1223         return  _nm_may_forward(kring) &&
1224                  (sync_flags & NAF_CAN_FORWARD_DOWN) &&
1225                  kring->ring_id == kring->na->num_rx_rings;
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Send to the NIC rings packets marked NS_FORWARD between
1230  * kring->nr_hwcur and kring->rhead.
1231  * Called under kring->rx_queue.lock on the sw rx ring.
1232  *
1233  * It can only be called if the user opened all the TX hw rings,
1234  * see NAF_CAN_FORWARD_DOWN flag.
1235  * We can touch the TX netmap rings (slots, head and cur) since
1236  * we are in poll/ioctl system call context, and the application
1237  * is not supposed to touch the ring (using a different thread)
1238  * during the execution of the system call.
1239  */
1240 static u_int
1241 netmap_sw_to_nic(struct netmap_adapter *na)
1242 {
1243         struct netmap_kring *kring = na->rx_rings[na->num_rx_rings];
1244         struct netmap_slot *rxslot = kring->ring->slot;
1245         u_int i, rxcur = kring->nr_hwcur;
1246         u_int const head = kring->rhead;
1247         u_int const src_lim = kring->nkr_num_slots - 1;
1248         u_int sent = 0;
1249
1250         /* scan rings to find space, then fill as much as possible */
1251         for (i = 0; i < na->num_tx_rings; i++) {
1252                 struct netmap_kring *kdst = na->tx_rings[i];
1253                 struct netmap_ring *rdst = kdst->ring;
1254                 u_int const dst_lim = kdst->nkr_num_slots - 1;
1255
1256                 /* XXX do we trust ring or kring->rcur,rtail ? */
1257                 for (; rxcur != head && !nm_ring_empty(rdst);
1258                      rxcur = nm_next(rxcur, src_lim) ) {
1259                         struct netmap_slot *src, *dst, tmp;
1260                         u_int dst_head = rdst->head;
1261
1262                         src = &rxslot[rxcur];
1263                         if ((src->flags & NS_FORWARD) == 0 && !netmap_fwd)
1264                                 continue;
1265
1266                         sent++;
1267
1268                         dst = &rdst->slot[dst_head];
1269
1270                         tmp = *src;
1271
1272                         src->buf_idx = dst->buf_idx;
1273                         src->flags = NS_BUF_CHANGED;
1274
1275                         dst->buf_idx = tmp.buf_idx;
1276                         dst->len = tmp.len;
1277                         dst->flags = NS_BUF_CHANGED;
1278
1279                         rdst->head = rdst->cur = nm_next(dst_head, dst_lim);
1280                 }
1281                 /* if (sent) XXX txsync ? it would be just an optimization */
1282         }
1283         return sent;
1284 }
1285
1286
1287 /*
1288  * netmap_txsync_to_host() passes packets up. We are called from a
1289  * system call in user process context, and the only contention
1290  * can be among multiple user threads erroneously calling
1291  * this routine concurrently.
1292  */
1293 static int
1294 netmap_txsync_to_host(struct netmap_kring *kring, int flags)
1295 {
1296         struct netmap_adapter *na = kring->na;
1297         u_int const lim = kring->nkr_num_slots - 1;
1298         u_int const head = kring->rhead;
1299         struct mbq q;
1300
1301         /* Take packets from hwcur to head and pass them up.
1302          * Force hwcur = head since netmap_grab_packets() stops at head
1303          */
1304         mbq_init(&q);
1305         netmap_grab_packets(kring, &q, 1 /* force */);
1306         nm_prdis("have %d pkts in queue", mbq_len(&q));
1307         kring->nr_hwcur = head;
1308         kring->nr_hwtail = head + lim;
1309         if (kring->nr_hwtail > lim)
1310                 kring->nr_hwtail -= lim + 1;
1311
1312         netmap_send_up(na->ifp, &q);
1313         return 0;
1314 }
1315
1316
1317 /*
1318  * rxsync backend for packets coming from the host stack.
1319  * They have been put in kring->rx_queue by netmap_transmit().
1320  * We protect access to the kring using kring->rx_queue.lock
1321  *
1322  * also moves to the nic hw rings any packet the user has marked
1323  * for transparent-mode forwarding, then sets the NR_FORWARD
1324  * flag in the kring to let the caller push them out
1325  */
1326 static int
1327 netmap_rxsync_from_host(struct netmap_kring *kring, int flags)
1328 {
1329         struct netmap_adapter *na = kring->na;
1330         struct netmap_ring *ring = kring->ring;
1331         u_int nm_i, n;
1332         u_int const lim = kring->nkr_num_slots - 1;
1333         u_int const head = kring->rhead;
1334         int ret = 0;
1335         struct mbq *q = &kring->rx_queue, fq;
1336
1337         mbq_init(&fq); /* fq holds packets to be freed */
1338
1339         mbq_lock(q);
1340
1341         /* First part: import newly received packets */
1342         n = mbq_len(q);
1343         if (n) { /* grab packets from the queue */
1344                 struct mbuf *m;
1345                 uint32_t stop_i;
1346
1347                 nm_i = kring->nr_hwtail;
1348                 stop_i = nm_prev(kring->nr_hwcur, lim);
1349                 while ( nm_i != stop_i && (m = mbq_dequeue(q)) != NULL ) {
1350                         int len = MBUF_LEN(m);
1351                         struct netmap_slot *slot = &ring->slot[nm_i];
1352
1353                         m_copydata(m, 0, len, NMB(na, slot));
1354                         nm_prdis("nm %d len %d", nm_i, len);
1355                         if (netmap_debug & NM_DEBUG_HOST)
1356                                 nm_prinf("%s", nm_dump_buf(NMB(na, slot),len, 128, NULL));
1357
1358                         slot->len = len;
1359                         slot->flags = 0;
1360                         nm_i = nm_next(nm_i, lim);
1361                         mbq_enqueue(&fq, m);
1362                 }
1363                 kring->nr_hwtail = nm_i;
1364         }
1365
1366         /*
1367          * Second part: skip past packets that userspace has released.
1368          */
1369         nm_i = kring->nr_hwcur;
1370         if (nm_i != head) { /* something was released */
1371                 if (nm_may_forward_down(kring, flags)) {
1372                         ret = netmap_sw_to_nic(na);
1373                         if (ret > 0) {
1374                                 kring->nr_kflags |= NR_FORWARD;
1375                                 ret = 0;
1376                         }
1377                 }
1378                 kring->nr_hwcur = head;
1379         }
1380
1381         mbq_unlock(q);
1382
1383         mbq_purge(&fq);
1384         mbq_fini(&fq);
1385
1386         return ret;
1387 }
1388
1389
1390 /* Get a netmap adapter for the port.
1391  *
1392  * If it is possible to satisfy the request, return 0
1393  * with *na containing the netmap adapter found.
1394  * Otherwise return an error code, with *na containing NULL.
1395  *
1396  * When the port is attached to a bridge, we always return
1397  * EBUSY.
1398  * Otherwise, if the port is already bound to a file descriptor,
1399  * then we unconditionally return the existing adapter into *na.
1400  * In all the other cases, we return (into *na) either native,
1401  * generic or NULL, according to the following table:
1402  *
1403  *                                      native_support
1404  * active_fds   dev.netmap.admode         YES     NO
1405  * -------------------------------------------------------
1406  *    >0              *                 NA(ifp) NA(ifp)
1407  *
1408  *     0        NETMAP_ADMODE_BEST      NATIVE  GENERIC
1409  *     0        NETMAP_ADMODE_NATIVE    NATIVE   NULL
1410  *     0        NETMAP_ADMODE_GENERIC   GENERIC GENERIC
1411  *
1412  */
1413 static void netmap_hw_dtor(struct netmap_adapter *); /* needed by NM_IS_NATIVE() */
1414 int
1415 netmap_get_hw_na(struct ifnet *ifp, struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_adapter **na)
1416 {
1417         /* generic support */
1418         int i = netmap_admode;  /* Take a snapshot. */
1419         struct netmap_adapter *prev_na;
1420         int error = 0;
1421
1422         *na = NULL; /* default */
1423
1424         /* reset in case of invalid value */
1425         if (i < NETMAP_ADMODE_BEST || i >= NETMAP_ADMODE_LAST)
1426                 i = netmap_admode = NETMAP_ADMODE_BEST;
1427
1428         if (NM_NA_VALID(ifp)) {
1429                 prev_na = NA(ifp);
1430                 /* If an adapter already exists, return it if
1431                  * there are active file descriptors or if
1432                  * netmap is not forced to use generic
1433                  * adapters.
1434                  */
1435                 if (NETMAP_OWNED_BY_ANY(prev_na)
1436                         || i != NETMAP_ADMODE_GENERIC
1437                         || prev_na->na_flags & NAF_FORCE_NATIVE
1438 #ifdef WITH_PIPES
1439                         /* ugly, but we cannot allow an adapter switch
1440                          * if some pipe is referring to this one
1441                          */
1442                         || prev_na->na_next_pipe > 0
1443 #endif
1444                 ) {
1445                         *na = prev_na;
1446                         goto assign_mem;
1447                 }
1448         }
1449
1450         /* If there isn't native support and netmap is not allowed
1451          * to use generic adapters, we cannot satisfy the request.
1452          */
1453         if (!NM_IS_NATIVE(ifp) && i == NETMAP_ADMODE_NATIVE)
1454                 return EOPNOTSUPP;
1455
1456         /* Otherwise, create a generic adapter and return it,
1457          * saving the previously used netmap adapter, if any.
1458          *
1459          * Note that here 'prev_na', if not NULL, MUST be a
1460          * native adapter, and CANNOT be a generic one. This is
1461          * true because generic adapters are created on demand, and
1462          * destroyed when not used anymore. Therefore, if the adapter
1463          * currently attached to an interface 'ifp' is generic, it
1464          * must be that
1465          * (NA(ifp)->active_fds > 0 || NETMAP_OWNED_BY_KERN(NA(ifp))).
1466          * Consequently, if NA(ifp) is generic, we will enter one of
1467          * the branches above. This ensures that we never override
1468          * a generic adapter with another generic adapter.
1469          */
1470         error = generic_netmap_attach(ifp);
1471         if (error)
1472                 return error;
1473
1474         *na = NA(ifp);
1475
1476 assign_mem:
1477         if (nmd != NULL && !((*na)->na_flags & NAF_MEM_OWNER) &&
1478             (*na)->active_fds == 0 && ((*na)->nm_mem != nmd)) {
1479                 (*na)->nm_mem_prev = (*na)->nm_mem;
1480                 (*na)->nm_mem = netmap_mem_get(nmd);
1481         }
1482
1483         return 0;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * MUST BE CALLED UNDER NMG_LOCK()
1488  *
1489  * Get a refcounted reference to a netmap adapter attached
1490  * to the interface specified by req.
1491  * This is always called in the execution of an ioctl().
1492  *
1493  * Return ENXIO if the interface specified by the request does
1494  * not exist, ENOTSUP if netmap is not supported by the interface,
1495  * EBUSY if the interface is already attached to a bridge,
1496  * EINVAL if parameters are invalid, ENOMEM if needed resources
1497  * could not be allocated.
1498  * If successful, hold a reference to the netmap adapter.
1499  *
1500  * If the interface specified by req is a system one, also keep
1501  * a reference to it and return a valid *ifp.
1502  */
1503 int
1504 netmap_get_na(struct nmreq_header *hdr,
1505               struct netmap_adapter **na, struct ifnet **ifp,
1506               struct netmap_mem_d *nmd, int create)
1507 {
1508         struct nmreq_register *req = (struct nmreq_register *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
1509         int error = 0;
1510         struct netmap_adapter *ret = NULL;
1511         int nmd_ref = 0;
1512
1513         *na = NULL;     /* default return value */
1514         *ifp = NULL;
1515
1516         if (hdr->nr_reqtype != NETMAP_REQ_REGISTER) {
1517                 return EINVAL;
1518         }
1519
1520         if (req->nr_mode == NR_REG_PIPE_MASTER ||
1521                         req->nr_mode == NR_REG_PIPE_SLAVE) {
1522                 /* Do not accept deprecated pipe modes. */
1523                 nm_prerr("Deprecated pipe nr_mode, use xx{yy or xx}yy syntax");
1524                 return EINVAL;
1525         }
1526
1527         NMG_LOCK_ASSERT();
1528
1529         /* if the request contain a memid, try to find the
1530          * corresponding memory region
1531          */
1532         if (nmd == NULL && req->nr_mem_id) {
1533                 nmd = netmap_mem_find(req->nr_mem_id);
1534                 if (nmd == NULL)
1535                         return EINVAL;
1536                 /* keep the rereference */
1537                 nmd_ref = 1;
1538         }
1539
1540         /* We cascade through all possible types of netmap adapter.
1541          * All netmap_get_*_na() functions return an error and an na,
1542          * with the following combinations:
1543          *
1544          * error    na
1545          *   0     NULL         type doesn't match
1546          *  !0     NULL         type matches, but na creation/lookup failed
1547          *   0    !NULL         type matches and na created/found
1548          *  !0    !NULL         impossible
1549          */
1550         error = netmap_get_null_na(hdr, na, nmd, create);
1551         if (error || *na != NULL)
1552                 goto out;
1553
1554         /* try to see if this is a monitor port */
1555         error = netmap_get_monitor_na(hdr, na, nmd, create);
1556         if (error || *na != NULL)
1557                 goto out;
1558
1559         /* try to see if this is a pipe port */
1560         error = netmap_get_pipe_na(hdr, na, nmd, create);
1561         if (error || *na != NULL)
1562                 goto out;
1563
1564         /* try to see if this is a bridge port */
1565         error = netmap_get_vale_na(hdr, na, nmd, create);
1566         if (error)
1567                 goto out;
1568
1569         if (*na != NULL) /* valid match in netmap_get_bdg_na() */
1570                 goto out;
1571
1572         /*
1573          * This must be a hardware na, lookup the name in the system.
1574          * Note that by hardware we actually mean "it shows up in ifconfig".
1575          * This may still be a tap, a veth/epair, or even a
1576          * persistent VALE port.
1577          */
1578         *ifp = ifunit_ref(hdr->nr_name);
1579         if (*ifp == NULL) {
1580                 error = ENXIO;
1581                 goto out;
1582         }
1583
1584         error = netmap_get_hw_na(*ifp, nmd, &ret);
1585         if (error)
1586                 goto out;
1587
1588         *na = ret;
1589         netmap_adapter_get(ret);
1590
1591         /*
1592          * if the adapter supports the host rings and it is not alread open,
1593          * try to set the number of host rings as requested by the user
1594          */
1595         if (((*na)->na_flags & NAF_HOST_RINGS) && (*na)->active_fds == 0) {
1596                 if (req->nr_host_tx_rings)
1597                         (*na)->num_host_tx_rings = req->nr_host_tx_rings;
1598                 if (req->nr_host_rx_rings)
1599                         (*na)->num_host_rx_rings = req->nr_host_rx_rings;
1600         }
1601         nm_prdis("%s: host tx %d rx %u", (*na)->name, (*na)->num_host_tx_rings,
1602                         (*na)->num_host_rx_rings);
1603
1604 out:
1605         if (error) {
1606                 if (ret)
1607                         netmap_adapter_put(ret);
1608                 if (*ifp) {
1609                         if_rele(*ifp);
1610                         *ifp = NULL;
1611                 }
1612         }
1613         if (nmd_ref)
1614                 netmap_mem_put(nmd);
1615
1616         return error;
1617 }
1618
1619 /* undo netmap_get_na() */
1620 void
1621 netmap_unget_na(struct netmap_adapter *na, struct ifnet *ifp)
1622 {
1623         if (ifp)
1624                 if_rele(ifp);
1625         if (na)
1626                 netmap_adapter_put(na);
1627 }
1628
1629
1630 #define NM_FAIL_ON(t) do {                                              \
1631         if (unlikely(t)) {                                              \
1632                 nm_prlim(5, "%s: fail '" #t "' "                                \
1633                         "h %d c %d t %d "                               \
1634                         "rh %d rc %d rt %d "                            \
1635                         "hc %d ht %d",                                  \
1636                         kring->name,                                    \
1637                         head, cur, ring->tail,                          \
1638                         kring->rhead, kring->rcur, kring->rtail,        \
1639                         kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail);             \
1640                 return kring->nkr_num_slots;                            \
1641         }                                                               \
1642 } while (0)
1643
1644 /*
1645  * validate parameters on entry for *_txsync()
1646  * Returns ring->cur if ok, or something >= kring->nkr_num_slots
1647  * in case of error.
1648  *
1649  * rhead, rcur and rtail=hwtail are stored from previous round.
1650  * hwcur is the next packet to send to the ring.
1651  *
1652  * We want
1653  *    hwcur <= *rhead <= head <= cur <= tail = *rtail <= hwtail
1654  *
1655  * hwcur, rhead, rtail and hwtail are reliable
1656  */
1657 u_int
1658 nm_txsync_prologue(struct netmap_kring *kring, struct netmap_ring *ring)
1659 {
1660         u_int head = ring->head; /* read only once */
1661         u_int cur = ring->cur; /* read only once */
1662         u_int n = kring->nkr_num_slots;
1663
1664         nm_prdis(5, "%s kcur %d ktail %d head %d cur %d tail %d",
1665                 kring->name,
1666                 kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail,
1667                 ring->head, ring->cur, ring->tail);
1668 #if 1 /* kernel sanity checks; but we can trust the kring. */
1669         NM_FAIL_ON(kring->nr_hwcur >= n || kring->rhead >= n ||
1670             kring->rtail >= n ||  kring->nr_hwtail >= n);
1671 #endif /* kernel sanity checks */
1672         /*
1673          * user sanity checks. We only use head,
1674          * A, B, ... are possible positions for head:
1675          *
1676          *  0    A  rhead   B  rtail   C  n-1
1677          *  0    D  rtail   E  rhead   F  n-1
1678          *
1679          * B, F, D are valid. A, C, E are wrong
1680          */
1681         if (kring->rtail >= kring->rhead) {
1682                 /* want rhead <= head <= rtail */
1683                 NM_FAIL_ON(head < kring->rhead || head > kring->rtail);
1684                 /* and also head <= cur <= rtail */
1685                 NM_FAIL_ON(cur < head || cur > kring->rtail);
1686         } else { /* here rtail < rhead */
1687                 /* we need head outside rtail .. rhead */
1688                 NM_FAIL_ON(head > kring->rtail && head < kring->rhead);
1689
1690                 /* two cases now: head <= rtail or head >= rhead  */
1691                 if (head <= kring->rtail) {
1692                         /* want head <= cur <= rtail */
1693                         NM_FAIL_ON(cur < head || cur > kring->rtail);
1694                 } else { /* head >= rhead */
1695                         /* cur must be outside rtail..head */
1696                         NM_FAIL_ON(cur > kring->rtail && cur < head);
1697                 }
1698         }
1699         if (ring->tail != kring->rtail) {
1700                 nm_prlim(5, "%s tail overwritten was %d need %d", kring->name,
1701                         ring->tail, kring->rtail);
1702                 ring->tail = kring->rtail;
1703         }
1704         kring->rhead = head;
1705         kring->rcur = cur;
1706         return head;
1707 }
1708
1709
1710 /*
1711  * validate parameters on entry for *_rxsync()
1712  * Returns ring->head if ok, kring->nkr_num_slots on error.
1713  *
1714  * For a valid configuration,
1715  * hwcur <= head <= cur <= tail <= hwtail
1716  *
1717  * We only consider head and cur.
1718  * hwcur and hwtail are reliable.
1719  *
1720  */
1721 u_int
1722 nm_rxsync_prologue(struct netmap_kring *kring, struct netmap_ring *ring)
1723 {
1724         uint32_t const n = kring->nkr_num_slots;
1725         uint32_t head, cur;
1726
1727         nm_prdis(5,"%s kc %d kt %d h %d c %d t %d",
1728                 kring->name,
1729                 kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail,
1730                 ring->head, ring->cur, ring->tail);
1731         /*
1732          * Before storing the new values, we should check they do not
1733          * move backwards. However:
1734          * - head is not an issue because the previous value is hwcur;
1735          * - cur could in principle go back, however it does not matter
1736          *   because we are processing a brand new rxsync()
1737          */
1738         cur = kring->rcur = ring->cur;  /* read only once */
1739         head = kring->rhead = ring->head;       /* read only once */
1740 #if 1 /* kernel sanity checks */
1741         NM_FAIL_ON(kring->nr_hwcur >= n || kring->nr_hwtail >= n);
1742 #endif /* kernel sanity checks */
1743         /* user sanity checks */
1744         if (kring->nr_hwtail >= kring->nr_hwcur) {
1745                 /* want hwcur <= rhead <= hwtail */
1746                 NM_FAIL_ON(head < kring->nr_hwcur || head > kring->nr_hwtail);
1747                 /* and also rhead <= rcur <= hwtail */
1748                 NM_FAIL_ON(cur < head || cur > kring->nr_hwtail);
1749         } else {
1750                 /* we need rhead outside hwtail..hwcur */
1751                 NM_FAIL_ON(head < kring->nr_hwcur && head > kring->nr_hwtail);
1752                 /* two cases now: head <= hwtail or head >= hwcur  */
1753                 if (head <= kring->nr_hwtail) {
1754                         /* want head <= cur <= hwtail */
1755                         NM_FAIL_ON(cur < head || cur > kring->nr_hwtail);
1756                 } else {
1757                         /* cur must be outside hwtail..head */
1758                         NM_FAIL_ON(cur < head && cur > kring->nr_hwtail);
1759                 }
1760         }
1761         if (ring->tail != kring->rtail) {
1762                 nm_prlim(5, "%s tail overwritten was %d need %d",
1763                         kring->name,
1764                         ring->tail, kring->rtail);
1765                 ring->tail = kring->rtail;
1766         }
1767         return head;
1768 }
1769
1770
1771 /*
1772  * Error routine called when txsync/rxsync detects an error.
1773  * Can't do much more than resetting head = cur = hwcur, tail = hwtail
1774  * Return 1 on reinit.
1775  *
1776  * This routine is only called by the upper half of the kernel.
1777  * It only reads hwcur (which is changed only by the upper half, too)
1778  * and hwtail (which may be changed by the lower half, but only on
1779  * a tx ring and only to increase it, so any error will be recovered
1780  * on the next call). For the above, we don't strictly need to call
1781  * it under lock.
1782  */
1783 int
1784 netmap_ring_reinit(struct netmap_kring *kring)
1785 {
1786         struct netmap_ring *ring = kring->ring;
1787         u_int i, lim = kring->nkr_num_slots - 1;
1788         int errors = 0;
1789
1790         // XXX KASSERT nm_kr_tryget
1791         nm_prlim(10, "called for %s", kring->name);
1792         // XXX probably wrong to trust userspace
1793         kring->rhead = ring->head;
1794         kring->rcur  = ring->cur;
1795         kring->rtail = ring->tail;
1796
1797         if (ring->cur > lim)
1798                 errors++;
1799         if (ring->head > lim)
1800                 errors++;
1801         if (ring->tail > lim)
1802                 errors++;
1803         for (i = 0; i <= lim; i++) {
1804                 u_int idx = ring->slot[i].buf_idx;
1805                 u_int len = ring->slot[i].len;
1806                 if (idx < 2 || idx >= kring->na->na_lut.objtotal) {
1807                         nm_prlim(5, "bad index at slot %d idx %d len %d ", i, idx, len);
1808                         ring->slot[i].buf_idx = 0;
1809                         ring->slot[i].len = 0;
1810                 } else if (len > NETMAP_BUF_SIZE(kring->na)) {
1811                         ring->slot[i].len = 0;
1812                         nm_prlim(5, "bad len at slot %d idx %d len %d", i, idx, len);
1813                 }
1814         }
1815         if (errors) {
1816                 nm_prlim(10, "total %d errors", errors);
1817                 nm_prlim(10, "%s reinit, cur %d -> %d tail %d -> %d",
1818                         kring->name,
1819                         ring->cur, kring->nr_hwcur,
1820                         ring->tail, kring->nr_hwtail);
1821                 ring->head = kring->rhead = kring->nr_hwcur;
1822                 ring->cur  = kring->rcur  = kring->nr_hwcur;
1823                 ring->tail = kring->rtail = kring->nr_hwtail;
1824         }
1825         return (errors ? 1 : 0);
1826 }
1827
1828 /* interpret the ringid and flags fields of an nmreq, by translating them
1829  * into a pair of intervals of ring indices:
1830  *
1831  * [priv->np_txqfirst, priv->np_txqlast) and
1832  * [priv->np_rxqfirst, priv->np_rxqlast)
1833  *
1834  */
1835 int
1836 netmap_interp_ringid(struct netmap_priv_d *priv, uint32_t nr_mode,
1837                         uint16_t nr_ringid, uint64_t nr_flags)
1838 {
1839         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
1840         int excluded_direction[] = { NR_TX_RINGS_ONLY, NR_RX_RINGS_ONLY };
1841         enum txrx t;
1842         u_int j;
1843
1844         for_rx_tx(t) {
1845                 if (nr_flags & excluded_direction[t]) {
1846                         priv->np_qfirst[t] = priv->np_qlast[t] = 0;
1847                         continue;
1848                 }
1849                 switch (nr_mode) {
1850                 case NR_REG_ALL_NIC:
1851                 case NR_REG_NULL:
1852                         priv->np_qfirst[t] = 0;
1853                         priv->np_qlast[t] = nma_get_nrings(na, t);
1854                         nm_prdis("ALL/PIPE: %s %d %d", nm_txrx2str(t),
1855                                 priv->np_qfirst[t], priv->np_qlast[t]);
1856                         break;
1857                 case NR_REG_SW:
1858                 case NR_REG_NIC_SW:
1859                         if (!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS)) {
1860                                 nm_prerr("host rings not supported");
1861                                 return EINVAL;
1862                         }
1863                         priv->np_qfirst[t] = (nr_mode == NR_REG_SW ?
1864                                 nma_get_nrings(na, t) : 0);
1865                         priv->np_qlast[t] = netmap_all_rings(na, t);
1866                         nm_prdis("%s: %s %d %d", nr_mode == NR_REG_SW ? "SW" : "NIC+SW",
1867                                 nm_txrx2str(t),
1868                                 priv->np_qfirst[t], priv->np_qlast[t]);
1869                         break;
1870                 case NR_REG_ONE_NIC:
1871                         if (nr_ringid >= na->num_tx_rings &&
1872                                         nr_ringid >= na->num_rx_rings) {
1873                                 nm_prerr("invalid ring id %d", nr_ringid);
1874                                 return EINVAL;
1875                         }
1876                         /* if not enough rings, use the first one */
1877                         j = nr_ringid;
1878                         if (j >= nma_get_nrings(na, t))
1879                                 j = 0;
1880                         priv->np_qfirst[t] = j;
1881                         priv->np_qlast[t] = j + 1;
1882                         nm_prdis("ONE_NIC: %s %d %d", nm_txrx2str(t),
1883                                 priv->np_qfirst[t], priv->np_qlast[t]);
1884                         break;
1885                 case NR_REG_ONE_SW:
1886                         if (!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS)) {
1887                                 nm_prerr("host rings not supported");
1888                                 return EINVAL;
1889                         }
1890                         if (nr_ringid >= na->num_host_tx_rings &&
1891                                         nr_ringid >= na->num_host_rx_rings) {
1892                                 nm_prerr("invalid ring id %d", nr_ringid);
1893                                 return EINVAL;
1894                         }
1895                         /* if not enough rings, use the first one */
1896                         j = nr_ringid;
1897                         if (j >= nma_get_host_nrings(na, t))
1898                                 j = 0;
1899                         priv->np_qfirst[t] = nma_get_nrings(na, t) + j;
1900                         priv->np_qlast[t] = nma_get_nrings(na, t) + j + 1;
1901                         nm_prdis("ONE_SW: %s %d %d", nm_txrx2str(t),
1902                                 priv->np_qfirst[t], priv->np_qlast[t]);
1903                         break;
1904                 default:
1905                         nm_prerr("invalid regif type %d", nr_mode);
1906                         return EINVAL;
1907                 }
1908         }
1909         priv->np_flags = nr_flags;
1910
1911         /* Allow transparent forwarding mode in the host --> nic
1912          * direction only if all the TX hw rings have been opened. */
1913         if (priv->np_qfirst[NR_TX] == 0 &&
1914                         priv->np_qlast[NR_TX] >= na->num_tx_rings) {
1915                 priv->np_sync_flags |= NAF_CAN_FORWARD_DOWN;
1916         }
1917
1918         if (netmap_verbose) {
1919                 nm_prinf("%s: tx [%d,%d) rx [%d,%d) id %d",
1920                         na->name,
1921                         priv->np_qfirst[NR_TX],
1922                         priv->np_qlast[NR_TX],
1923                         priv->np_qfirst[NR_RX],
1924                         priv->np_qlast[NR_RX],
1925                         nr_ringid);
1926         }
1927         return 0;
1928 }
1929
1930
1931 /*
1932  * Set the ring ID. For devices with a single queue, a request
1933  * for all rings is the same as a single ring.
1934  */
1935 static int
1936 netmap_set_ringid(struct netmap_priv_d *priv, uint32_t nr_mode,
1937                 uint16_t nr_ringid, uint64_t nr_flags)
1938 {
1939         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
1940         int error;
1941         enum txrx t;
1942
1943         error = netmap_interp_ringid(priv, nr_mode, nr_ringid, nr_flags);
1944         if (error) {
1945                 return error;
1946         }
1947
1948         priv->np_txpoll = (nr_flags & NR_NO_TX_POLL) ? 0 : 1;
1949
1950         /* optimization: count the users registered for more than
1951          * one ring, which are the ones sleeping on the global queue.
1952          * The default netmap_notify() callback will then
1953          * avoid signaling the global queue if nobody is using it
1954          */
1955         for_rx_tx(t) {
1956                 if (nm_si_user(priv, t))
1957                         na->si_users[t]++;
1958         }
1959         return 0;
1960 }
1961
1962 static void
1963 netmap_unset_ringid(struct netmap_priv_d *priv)
1964 {
1965         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
1966         enum txrx t;
1967
1968         for_rx_tx(t) {
1969                 if (nm_si_user(priv, t))
1970                         na->si_users[t]--;
1971                 priv->np_qfirst[t] = priv->np_qlast[t] = 0;
1972         }
1973         priv->np_flags = 0;
1974         priv->np_txpoll = 0;
1975         priv->np_kloop_state = 0;
1976 }
1977
1978
1979 /* Set the nr_pending_mode for the requested rings.
1980  * If requested, also try to get exclusive access to the rings, provided
1981  * the rings we want to bind are not exclusively owned by a previous bind.
1982  */
1983 static int
1984 netmap_krings_get(struct netmap_priv_d *priv)
1985 {
1986         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
1987         u_int i;
1988         struct netmap_kring *kring;
1989         int excl = (priv->np_flags & NR_EXCLUSIVE);
1990         enum txrx t;
1991
1992         if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
1993                 nm_prinf("%s: grabbing tx [%d, %d) rx [%d, %d)",
1994                         na->name,
1995                         priv->np_qfirst[NR_TX],
1996                         priv->np_qlast[NR_TX],
1997                         priv->np_qfirst[NR_RX],
1998                         priv->np_qlast[NR_RX]);
1999
2000         /* first round: check that all the requested rings
2001          * are neither alread exclusively owned, nor we
2002          * want exclusive ownership when they are already in use
2003          */
2004         for_rx_tx(t) {
2005                 for (i = priv->np_qfirst[t]; i < priv->np_qlast[t]; i++) {
2006                         kring = NMR(na, t)[i];
2007                         if ((kring->nr_kflags & NKR_EXCLUSIVE) ||
2008                             (kring->users && excl))
2009                         {
2010                                 nm_prdis("ring %s busy", kring->name);
2011                                 return EBUSY;
2012                         }
2013                 }
2014         }
2015
2016         /* second round: increment usage count (possibly marking them
2017          * as exclusive) and set the nr_pending_mode
2018          */
2019         for_rx_tx(t) {
2020                 for (i = priv->np_qfirst[t]; i < priv->np_qlast[t]; i++) {
2021                         kring = NMR(na, t)[i];
2022                         kring->users++;
2023                         if (excl)
2024                                 kring->nr_kflags |= NKR_EXCLUSIVE;
2025                         kring->nr_pending_mode = NKR_NETMAP_ON;
2026                 }
2027         }
2028
2029         return 0;
2030
2031 }
2032
2033 /* Undo netmap_krings_get(). This is done by clearing the exclusive mode
2034  * if was asked on regif, and unset the nr_pending_mode if we are the
2035  * last users of the involved rings. */
2036 static void
2037 netmap_krings_put(struct netmap_priv_d *priv)
2038 {
2039         struct netmap_adapter *na = priv->np_na;
2040         u_int i;
2041         struct netmap_kring *kring;
2042         int excl = (priv->np_flags & NR_EXCLUSIVE);
2043         enum txrx t;
2044
2045         nm_prdis("%s: releasing tx [%d, %d) rx [%d, %d)",
2046                         na->name,
2047                         priv->np_qfirst[NR_TX],
2048                         priv->np_qlast[NR_TX],
2049                         priv->np_qfirst[NR_RX],
2050                         priv->np_qlast[MR_RX]);
2051
2052         for_rx_tx(t) {
2053                 for (i = priv->np_qfirst[t]; i < priv->np_qlast[t]; i++) {
2054                         kring = NMR(na, t)[i];
2055                         if (excl)
2056                                 kring->nr_kflags &= ~NKR_EXCLUSIVE;
2057                         kring->users--;
2058                         if (kring->users == 0)
2059                                 kring->nr_pending_mode = NKR_NETMAP_OFF;
2060                 }
2061         }
2062 }
2063
2064 static int
2065 nm_priv_rx_enabled(struct netmap_priv_d *priv)
2066 {
2067         return (priv->np_qfirst[NR_RX] != priv->np_qlast[NR_RX]);
2068 }
2069
2070 /* Validate the CSB entries for both directions (atok and ktoa).
2071  * To be called under NMG_LOCK(). */
2072 static int
2073 netmap_csb_validate(struct netmap_priv_d *priv, struct nmreq_opt_csb *csbo)
2074 {
2075         struct nm_csb_atok *csb_atok_base =
2076                 (struct nm_csb_atok *)(uintptr_t)csbo->csb_atok;
2077         struct nm_csb_ktoa *csb_ktoa_base =
2078                 (struct nm_csb_ktoa *)(uintptr_t)csbo->csb_ktoa;
2079         enum txrx t;
2080         int num_rings[NR_TXRX], tot_rings;
2081         size_t entry_size[2];
2082         void *csb_start[2];
2083         int i;
2084
2085         if (priv->np_kloop_state & NM_SYNC_KLOOP_RUNNING) {
2086                 nm_prerr("Cannot update CSB while kloop is running");
2087                 return EBUSY;
2088         }
2089
2090         tot_rings = 0;
2091         for_rx_tx(t) {
2092                 num_rings[t] = priv->np_qlast[t] - priv->np_qfirst[t];
2093                 tot_rings += num_rings[t];
2094         }
2095         if (tot_rings <= 0)
2096                 return 0;
2097
2098         if (!(priv->np_flags & NR_EXCLUSIVE)) {
2099                 nm_prerr("CSB mode requires NR_EXCLUSIVE");
2100                 return EINVAL;
2101         }
2102
2103         entry_size[0] = sizeof(*csb_atok_base);
2104         entry_size[1] = sizeof(*csb_ktoa_base);
2105         csb_start[0] = (void *)csb_atok_base;
2106         csb_start[1] = (void *)csb_ktoa_base;
2107
2108         for (i = 0; i < 2; i++) {
2109                 /* On Linux we could use access_ok() to simplify
2110                  * the validation. However, the advantage of
2111                  * this approach is that it works also on
2112                  * FreeBSD. */
2113                 size_t csb_size = tot_rings * entry_size[i];
2114                 void *tmp;
2115                 int err;
2116
2117                 if ((uintptr_t)csb_start[i] & (entry_size[i]-1)) {
2118                         nm_prerr("Unaligned CSB address");
2119                         return EINVAL;
2120                 }
2121
2122                 tmp = nm_os_malloc(csb_size);
2123                 if (!tmp)
2124                         return ENOMEM;
2125                 if (i == 0) {
2126                         /* Application --> kernel direction. */
2127                         err = copyin(csb_start[i], tmp, csb_size);
2128                 } else {
2129                         /* Kernel --> application direction. */
2130                         memset(tmp, 0, csb_size);
2131                         err = copyout(tmp, csb_start[i], csb_size);
2132                 }
2133                 nm_os_free(tmp);
2134                 if (err) {
2135                         nm_prerr("Invalid CSB address");
2136                         return err;
2137                 }
2138         }
2139
2140         priv->np_csb_atok_base = csb_atok_base;
2141         priv->np_csb_ktoa_base = csb_ktoa_base;
2142
2143         /* Initialize the CSB. */
2144         for_rx_tx(t) {
2145                 for (i = 0; i < num_rings[t]; i++) {
2146                         struct netmap_kring *kring =
2147                                 NMR(priv->np_na, t)[i + priv->np_qfirst[t]];
2148                         struct nm_csb_atok *csb_atok = csb_atok_base + i;
2149                         struct nm_csb_ktoa *csb_ktoa = csb_ktoa_base + i;
2150
2151                         if (t == NR_RX) {
2152                                 csb_atok += num_rings[NR_TX];
2153                                 csb_ktoa += num_rings[NR_TX];
2154                         }
2155
2156                         CSB_WRITE(csb_atok, head, kring->rhead);
2157                         CSB_WRITE(csb_atok, cur, kring->rcur);
2158                         CSB_WRITE(csb_atok, appl_need_kick, 1);
2159                         CSB_WRITE(csb_atok, sync_flags, 1);
2160                         CSB_WRITE(csb_ktoa, hwcur, kring->nr_hwcur);
2161                         CSB_WRITE(csb_ktoa, hwtail, kring->nr_hwtail);
2162                         CSB_WRITE(csb_ktoa, kern_need_kick, 1);
2163
2164                         nm_prinf("csb_init for kring %s: head %u, cur %u, "
2165                                 "hwcur %u, hwtail %u", kring->name,
2166                                 kring->rhead, kring->rcur, kring->nr_hwcur,
2167                                 kring->nr_hwtail);
2168                 }
2169         }
2170
2171         return 0;
2172 }
2173
2174 /* Ensure that the netmap adapter can support the given MTU.
2175  * @return EINVAL if the na cannot be set to mtu, 0 otherwise.
2176  */
2177 int
2178 netmap_buf_size_validate(const struct netmap_adapter *na, unsigned mtu) {
2179         unsigned nbs = NETMAP_BUF_SIZE(na);
2180
2181         if (mtu <= na->rx_buf_maxsize) {
2182                 /* The MTU fits a single NIC slot. We only
2183                  * Need to check that netmap buffers are
2184                  * large enough to hold an MTU. NS_MOREFRAG
2185                  * cannot be used in this case. */
2186                 if (nbs < mtu) {
2187                         nm_prerr("error: netmap buf size (%u) "
2188                                  "< device MTU (%u)", nbs, mtu);
2189                         return EINVAL;
2190                 }
2191         } else {
2192                 /* More NIC slots may be needed to receive
2193                  * or transmit a single packet. Check that
2194                  * the adapter supports NS_MOREFRAG and that
2195                  * netmap buffers are large enough to hold
2196                  * the maximum per-slot size. */
2197                 if (!(na->na_flags & NAF_MOREFRAG)) {
2198                         nm_prerr("error: large MTU (%d) needed "
2199                                  "but %s does not support "
2200                                  "NS_MOREFRAG", mtu,
2201                                  na->ifp->if_xname);
2202                         return EINVAL;
2203                 } else if (nbs < na->rx_buf_maxsize) {
2204                         nm_prerr("error: using NS_MOREFRAG on "
2205                                  "%s requires netmap buf size "
2206                                  ">= %u", na->ifp->if_xname,
2207                                  na->rx_buf_maxsize);
2208                         return EINVAL;
2209                 } else {
2210                         nm_prinf("info: netmap application on "
2211                                  "%s needs to support "
2212                                  "NS_MOREFRAG "
2213                                  "(MTU=%u,netmap_buf_size=%u)",
2214                                  na->ifp->if_xname, mtu, nbs);
2215                 }
2216         }
2217         return 0;
2218 }
2219
2220
2221 /*
2222  * possibly move the interface to netmap-mode.
2223  * If success it returns a pointer to netmap_if, otherwise NULL.
2224  * This must be called with NMG_LOCK held.
2225  *
2226  * The following na callbacks are called in the process:
2227  *
2228  * na->nm_config()                      [by netmap_update_config]
2229  * (get current number and size of rings)
2230  *
2231  *      We have a generic one for linux (netmap_linux_config).
2232  *      The bwrap has to override this, since it has to forward
2233  *      the request to the wrapped adapter (netmap_bwrap_config).
2234  *
2235  *
2236  * na->nm_krings_create()
2237  * (create and init the krings array)
2238  *
2239  *      One of the following:
2240  *
2241  *      * netmap_hw_krings_create,                      (hw ports)
2242  *              creates the standard layout for the krings
2243  *              and adds the mbq (used for the host rings).
2244  *
2245  *      * netmap_vp_krings_create                       (VALE ports)
2246  *              add leases and scratchpads
2247  *
2248  *      * netmap_pipe_krings_create                     (pipes)
2249  *              create the krings and rings of both ends and
2250  *              cross-link them
2251  *
2252  *      * netmap_monitor_krings_create                  (monitors)
2253  *              avoid allocating the mbq
2254  *
2255  *      * netmap_bwrap_krings_create                    (bwraps)
2256  *              create both the brap krings array,
2257  *              the krings array of the wrapped adapter, and
2258  *              (if needed) the fake array for the host adapter
2259  *
2260  * na->nm_register(, 1)
2261  * (put the adapter in netmap mode)
2262  *
2263  *      This may be one of the following:
2264  *
2265  *      * netmap_hw_reg                                 (hw ports)
2266  *              checks that the ifp is still there, then calls
2267  *              the hardware specific callback;
2268  *
2269  *      * netmap_vp_reg                                 (VALE ports)
2270  *              If the port is connected to a bridge,
2271  *              set the NAF_NETMAP_ON flag under the
2272  *              bridge write lock.
2273  *
2274  *      * netmap_pipe_reg                               (pipes)
2275  *              inform the other pipe end that it is no
2276  *              longer responsible for the lifetime of this
2277  *              pipe end
2278  *
2279  *      * netmap_monitor_reg                            (monitors)
2280  *              intercept the sync callbacks of the monitored
2281  *              rings
2282  *
2283  *      * netmap_bwrap_reg                              (bwraps)
2284  *              cross-link the bwrap and hwna rings,
2285  *              forward the request to the hwna, override
2286  *              the hwna notify callback (to get the frames
2287  *              coming from outside go through the bridge).
2288  *
2289  *
2290  */
2291 int
2292 netmap_do_regif(struct netmap_priv_d *priv, struct netmap_adapter *na,
2293         uint32_t nr_mode, uint16_t nr_ringid, uint64_t nr_flags)
2294 {
2295         struct netmap_if *nifp = NULL;
2296         int error;
2297
2298         NMG_LOCK_ASSERT();
2299         priv->np_na = na;     /* store the reference */
2300         error = netmap_mem_finalize(na->nm_mem, na);
2301         if (error)
2302                 goto err;
2303
2304         if (na->active_fds == 0) {
2305
2306                 /* cache the allocator info in the na */
2307                 error = netmap_mem_get_lut(na->nm_mem, &na->na_lut);
2308                 if (error)
2309                         goto err_drop_mem;
2310                 nm_prdis("lut %p bufs %u size %u", na->na_lut.lut, na->na_lut.objtotal,
2311                                             na->na_lut.objsize);
2312
2313                 /* ring configuration may have changed, fetch from the card */
2314                 netmap_update_config(na);
2315         }
2316
2317         /* compute the range of tx and rx rings to monitor */
2318         error = netmap_set_ringid(priv, nr_mode, nr_ringid, nr_flags);
2319         if (error)
2320                 goto err_put_lut;
2321
2322         if (na->active_fds == 0) {
2323                 /*
2324                  * If this is the first registration of the adapter,
2325                  * perform sanity checks and create the in-kernel view
2326                  * of the netmap rings (the netmap krings).
2327                  */
2328                 if (na->ifp && nm_priv_rx_enabled(priv)) {
2329                         /* This netmap adapter is attached to an ifnet. */
2330                         unsigned mtu = nm_os_ifnet_mtu(na->ifp);
2331
2332                         nm_prdis("%s: mtu %d rx_buf_maxsize %d netmap_buf_size %d",
2333                                 na->name, mtu, na->rx_buf_maxsize, NETMAP_BUF_SIZE(na));
2334
2335                         if (na->rx_buf_maxsize == 0) {
2336                                 nm_prerr("%s: error: rx_buf_maxsize == 0", na->name);
2337                                 error = EIO;
2338                                 goto err_drop_mem;
2339                         }
2340
2341                         error = netmap_buf_size_validate(na, mtu);
2342                         if (error)
2343                                 goto err_drop_mem;
2344                 }
2345
2346                 /*
2347                  * Depending on the adapter, this may also create
2348                  * the netmap rings themselves
2349                  */
2350                 error = na->nm_krings_create(na);
2351                 if (error)
2352                         goto err_put_lut;
2353
2354         }
2355
2356         /* now the krings must exist and we can check whether some
2357          * previous bind has exclusive ownership on them, and set
2358          * nr_pending_mode
2359          */
2360         error = netmap_krings_get(priv);
2361         if (error)
2362                 goto err_del_krings;
2363
2364         /* create all needed missing netmap rings */
2365         error = netmap_mem_rings_create(na);
2366         if (error)
2367                 goto err_rel_excl;
2368
2369         /* in all cases, create a new netmap if */
2370         nifp = netmap_mem_if_new(na, priv);
2371         if (nifp == NULL) {
2372                 error = ENOMEM;
2373                 goto err_rel_excl;
2374         }
2375
2376         if (nm_kring_pending(priv)) {
2377                 /* Some kring is switching mode, tell the adapter to
2378                  * react on this. */
2379                 error = na->nm_register(na, 1);
2380                 if (error)
2381                         goto err_del_if;
2382         }
2383
2384         /* Commit the reference. */
2385         na->active_fds++;
2386
2387         /*
2388          * advertise that the interface is ready by setting np_nifp.
2389          * The barrier is needed because readers (poll, *SYNC and mmap)
2390          * check for priv->np_nifp != NULL without locking
2391          */
2392         mb(); /* make sure previous writes are visible to all CPUs */
2393         priv->np_nifp = nifp;
2394
2395         return 0;
2396
2397 err_del_if:
2398         netmap_mem_if_delete(na, nifp);
2399 err_rel_excl:
2400         netmap_krings_put(priv);
2401         netmap_mem_rings_delete(na);
2402 err_del_krings:
2403         if (na->active_fds == 0)
2404                 na->nm_krings_delete(na);
2405 err_put_lut:
2406         if (na->active_fds == 0)
2407                 memset(&na->na_lut, 0, sizeof(na->na_lut));
2408 err_drop_mem:
2409         netmap_mem_drop(na);
2410 err:
2411         priv->np_na = NULL;
2412         return error;
2413 }
2414
2415
2416 /*
2417  * update kring and ring at the end of rxsync/txsync.
2418  */
2419 static inline void
2420 nm_sync_finalize(struct netmap_kring *kring)
2421 {
2422         /*
2423          * Update ring tail to what the kernel knows
2424          * After txsync: head/rhead/hwcur might be behind cur/rcur
2425          * if no carrier.
2426          */
2427         kring->ring->tail = kring->rtail = kring->nr_hwtail;
2428
2429         nm_prdis(5, "%s now hwcur %d hwtail %d head %d cur %d tail %d",
2430                 kring->name, kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail,
2431                 kring->rhead, kring->rcur, kring->rtail);
2432 }
2433
2434 /* set ring timestamp */
2435 static inline void
2436 ring_timestamp_set(struct netmap_ring *ring)
2437 {
2438         if (netmap_no_timestamp == 0 || ring->flags & NR_TIMESTAMP) {
2439                 microtime(&ring->ts);
2440         }
2441 }
2442
2443 static int nmreq_copyin(struct nmreq_header *, int);
2444 static int nmreq_copyout(struct nmreq_header *, int);
2445 static int nmreq_checkoptions(struct nmreq_header *);
2446
2447 /*
2448  * ioctl(2) support for the "netmap" device.
2449  *
2450  * Following a list of accepted commands:
2451  * - NIOCCTRL           device control API
2452  * - NIOCTXSYNC         sync TX rings
2453  * - NIOCRXSYNC         sync RX rings
2454  * - SIOCGIFADDR        just for convenience
2455  * - NIOCGINFO          deprecated (legacy API)
2456  * - NIOCREGIF          deprecated (legacy API)
2457  *
2458  * Return 0 on success, errno otherwise.
2459  */
2460 int
2461 netmap_ioctl(struct netmap_priv_d *priv, u_long cmd, caddr_t data,
2462                 struct thread *td, int nr_body_is_user)
2463 {
2464         struct mbq q;   /* packets from RX hw queues to host stack */
2465         struct netmap_adapter *na = NULL;
2466         struct netmap_mem_d *nmd = NULL;
2467         struct ifnet *ifp = NULL;
2468         int error = 0;
2469         u_int i, qfirst, qlast;
2470         struct netmap_kring **krings;
2471         int sync_flags;
2472         enum txrx t;
2473
2474         switch (cmd) {
2475         case NIOCCTRL: {
2476                 struct nmreq_header *hdr = (struct nmreq_header *)data;
2477
2478                 if (hdr->nr_version < NETMAP_MIN_API ||
2479                     hdr->nr_version > NETMAP_MAX_API) {
2480                         nm_prerr("API mismatch: got %d need %d",
2481                                 hdr->nr_version, NETMAP_API);
2482                         return EINVAL;
2483                 }
2484
2485                 /* Make a kernel-space copy of the user-space nr_body.
2486                  * For convenince, the nr_body pointer and the pointers
2487                  * in the options list will be replaced with their
2488                  * kernel-space counterparts. The original pointers are
2489                  * saved internally and later restored by nmreq_copyout
2490                  */
2491                 error = nmreq_copyin(hdr, nr_body_is_user);
2492                 if (error) {
2493                         return error;
2494                 }
2495
2496                 /* Sanitize hdr->nr_name. */
2497                 hdr->nr_name[sizeof(hdr->nr_name) - 1] = '\0';
2498
2499                 switch (hdr->nr_reqtype) {
2500                 case NETMAP_REQ_REGISTER: {
2501                         struct nmreq_register *req =
2502                                 (struct nmreq_register *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
2503                         struct netmap_if *nifp;
2504
2505                         /* Protect access to priv from concurrent requests. */
2506                         NMG_LOCK();
2507                         do {
2508                                 struct nmreq_option *opt;
2509                                 u_int memflags;
2510
2511                                 if (priv->np_nifp != NULL) {    /* thread already registered */
2512                                         error = EBUSY;
2513                                         break;
2514                                 }
2515
2516 #ifdef WITH_EXTMEM
2517                                 opt = nmreq_getoption(hdr, NETMAP_REQ_OPT_EXTMEM);
2518                                 if (opt != NULL) {
2519                                         struct nmreq_opt_extmem *e =
2520                                                 (struct nmreq_opt_extmem *)opt;
2521
2522                                         nmd = netmap_mem_ext_create(e->nro_usrptr,
2523                                                         &e->nro_info, &error);
2524                                         opt->nro_status = error;
2525                                         if (nmd == NULL)
2526                                                 break;
2527                                 }
2528 #endif /* WITH_EXTMEM */
2529
2530                                 if (nmd == NULL && req->nr_mem_id) {
2531                                         /* find the allocator and get a reference */
2532                                         nmd = netmap_mem_find(req->nr_mem_id);
2533                                         if (nmd == NULL) {
2534                                                 if (netmap_verbose) {
2535                                                         nm_prerr("%s: failed to find mem_id %u",
2536                                                                         hdr->nr_name, req->nr_mem_id);
2537                                                 }
2538                                                 error = EINVAL;
2539                                                 break;
2540                                         }
2541                                 }
2542                                 /* find the interface and a reference */
2543                                 error = netmap_get_na(hdr, &na, &ifp, nmd,
2544                                                       1 /* create */); /* keep reference */
2545                                 if (error)
2546                                         break;
2547                                 if (NETMAP_OWNED_BY_KERN(na)) {
2548                                         error = EBUSY;
2549                                         break;
2550                                 }
2551
2552                                 if (na->virt_hdr_len && !(req->nr_flags & NR_ACCEPT_VNET_HDR)) {
2553                                         nm_prerr("virt_hdr_len=%d, but application does "
2554                                                 "not accept it", na->virt_hdr_len);
2555                                         error = EIO;
2556                                         break;
2557                                 }
2558
2559                                 error = netmap_do_regif(priv, na, req->nr_mode,
2560                                                         req->nr_ringid, req->nr_flags);
2561                                 if (error) {    /* reg. failed, release priv and ref */
2562                                         break;
2563                                 }
2564
2565                                 opt = nmreq_getoption(hdr, NETMAP_REQ_OPT_CSB);
2566                                 if (opt != NULL) {
2567                                         struct nmreq_opt_csb *csbo =
2568                                                 (struct nmreq_opt_csb *)opt;
2569                                         error = netmap_csb_validate(priv, csbo);
2570                                         opt->nro_status = error;
2571                                         if (error) {
2572                                                 netmap_do_unregif(priv);
2573                                                 break;
2574                                         }
2575                                 }
2576
2577                                 nifp = priv->np_nifp;
2578
2579                                 /* return the offset of the netmap_if object */
2580                                 req->nr_rx_rings = na->num_rx_rings;
2581                                 req->nr_tx_rings = na->num_tx_rings;
2582                                 req->nr_rx_slots = na->num_rx_desc;
2583                                 req->nr_tx_slots = na->num_tx_desc;
2584                                 req->nr_host_tx_rings = na->num_host_tx_rings;
2585                                 req->nr_host_rx_rings = na->num_host_rx_rings;
2586                                 error = netmap_mem_get_info(na->nm_mem, &req->nr_memsize, &memflags,
2587                                         &req->nr_mem_id);
2588                                 if (error) {
2589                                         netmap_do_unregif(priv);
2590                                         break;
2591                                 }
2592                                 if (memflags & NETMAP_MEM_PRIVATE) {
2593                                         *(uint32_t *)(uintptr_t)&nifp->ni_flags |= NI_PRIV_MEM;
2594                                 }
2595                                 for_rx_tx(t) {
2596                                         priv->np_si[t] = nm_si_user(priv, t) ?
2597                                                 &na->si[t] : &NMR(na, t)[priv->np_qfirst[t]]->si;
2598                                 }
2599
2600                                 if (req->nr_extra_bufs) {
2601                                         if (netmap_verbose)
2602                                                 nm_prinf("requested %d extra buffers",
2603                                                         req->nr_extra_bufs);
2604                                         req->nr_extra_bufs = netmap_extra_alloc(na,
2605                                                 &nifp->ni_bufs_head, req->nr_extra_bufs);
2606                                         if (netmap_verbose)
2607                                                 nm_prinf("got %d extra buffers", req->nr_extra_bufs);
2608                                 }
2609                                 req->nr_offset = netmap_mem_if_offset(na->nm_mem, nifp);
2610
2611                                 error = nmreq_checkoptions(hdr);
2612                                 if (error) {
2613                                         netmap_do_unregif(priv);
2614                                         break;
2615                                 }
2616
2617                                 /* store ifp reference so that priv destructor may release it */
2618                                 priv->np_ifp = ifp;
2619                         } while (0);
2620                         if (error) {
2621                                 netmap_unget_na(na, ifp);
2622                         }
2623                         /* release the reference from netmap_mem_find() or
2624                          * netmap_mem_ext_create()
2625                          */
2626                         if (nmd)
2627                                 netmap_mem_put(nmd);
2628                         NMG_UNLOCK();
2629                         break;
2630                 }
2631
2632                 case NETMAP_REQ_PORT_INFO_GET: {
2633                         struct nmreq_port_info_get *req =
2634                                 (struct nmreq_port_info_get *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
2635
2636                         NMG_LOCK();
2637                         do {
2638                                 u_int memflags;
2639
2640                                 if (hdr->nr_name[0] != '\0') {
2641                                         /* Build a nmreq_register out of the nmreq_port_info_get,
2642                                          * so that we can call netmap_get_na(). */
2643                                         struct nmreq_register regreq;
2644                                         bzero(&regreq, sizeof(regreq));
2645                                         regreq.nr_mode = NR_REG_ALL_NIC;
2646                                         regreq.nr_tx_slots = req->nr_tx_slots;
2647                                         regreq.nr_rx_slots = req->nr_rx_slots;
2648                                         regreq.nr_tx_rings = req->nr_tx_rings;
2649                                         regreq.nr_rx_rings = req->nr_rx_rings;
2650                                         regreq.nr_host_tx_rings = req->nr_host_tx_rings;
2651                                         regreq.nr_host_rx_rings = req->nr_host_rx_rings;
2652                                         regreq.nr_mem_id = req->nr_mem_id;
2653
2654                                         /* get a refcount */
2655                                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_REGISTER;
2656                                         hdr->nr_body = (uintptr_t)&regreq;
2657                                         error = netmap_get_na(hdr, &na, &ifp, NULL, 1 /* create */);
2658                                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_PORT_INFO_GET; /* reset type */
2659                                         hdr->nr_body = (uintptr_t)req; /* reset nr_body */
2660                                         if (error) {
2661                                                 na = NULL;
2662                                                 ifp = NULL;
2663                                                 break;
2664                                         }
2665                                         nmd = na->nm_mem; /* get memory allocator */
2666                                 } else {
2667                                         nmd = netmap_mem_find(req->nr_mem_id ? req->nr_mem_id : 1);
2668                                         if (nmd == NULL) {
2669                                                 if (netmap_verbose)
2670                                                         nm_prerr("%s: failed to find mem_id %u",
2671                                                                         hdr->nr_name,
2672                                                                         req->nr_mem_id ? req->nr_mem_id : 1);
2673                                                 error = EINVAL;
2674                                                 break;
2675                                         }
2676                                 }
2677
2678                                 error = netmap_mem_get_info(nmd, &req->nr_memsize, &memflags,
2679                                         &req->nr_mem_id);
2680                                 if (error)
2681                                         break;
2682                                 if (na == NULL) /* only memory info */
2683                                         break;
2684                                 netmap_update_config(na);
2685                                 req->nr_rx_rings = na->num_rx_rings;
2686                                 req->nr_tx_rings = na->num_tx_rings;
2687                                 req->nr_rx_slots = na->num_rx_desc;
2688                                 req->nr_tx_slots = na->num_tx_desc;
2689                                 req->nr_host_tx_rings = na->num_host_tx_rings;
2690                                 req->nr_host_rx_rings = na->num_host_rx_rings;
2691                         } while (0);
2692                         netmap_unget_na(na, ifp);
2693                         NMG_UNLOCK();
2694                         break;
2695                 }
2696 #ifdef WITH_VALE
2697                 case NETMAP_REQ_VALE_ATTACH: {
2698                         error = netmap_vale_attach(hdr, NULL /* userspace request */);
2699                         break;
2700                 }
2701
2702                 case NETMAP_REQ_VALE_DETACH: {
2703                         error = netmap_vale_detach(hdr, NULL /* userspace request */);
2704                         break;
2705                 }
2706
2707                 case NETMAP_REQ_VALE_LIST: {
2708                         error = netmap_vale_list(hdr);
2709                         break;
2710                 }
2711
2712                 case NETMAP_REQ_PORT_HDR_SET: {
2713                         struct nmreq_port_hdr *req =
2714                                 (struct nmreq_port_hdr *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
2715                         /* Build a nmreq_register out of the nmreq_port_hdr,
2716                          * so that we can call netmap_get_bdg_na(). */
2717                         struct nmreq_register regreq;
2718                         bzero(&regreq, sizeof(regreq));
2719                         regreq.nr_mode = NR_REG_ALL_NIC;
2720
2721                         /* For now we only support virtio-net headers, and only for
2722                          * VALE ports, but this may change in future. Valid lengths
2723                          * for the virtio-net header are 0 (no header), 10 and 12. */
2724                         if (req->nr_hdr_len != 0 &&
2725                                 req->nr_hdr_len != sizeof(struct nm_vnet_hdr) &&
2726                                         req->nr_hdr_len != 12) {
2727                                 if (netmap_verbose)
2728                                         nm_prerr("invalid hdr_len %u", req->nr_hdr_len);
2729                                 error = EINVAL;
2730                                 break;
2731                         }
2732                         NMG_LOCK();
2733                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_REGISTER;
2734                         hdr->nr_body = (uintptr_t)&regreq;
2735                         error = netmap_get_vale_na(hdr, &na, NULL, 0);
2736                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_PORT_HDR_SET;
2737                         hdr->nr_body = (uintptr_t)req;
2738                         if (na && !error) {
2739                                 struct netmap_vp_adapter *vpna =
2740                                         (struct netmap_vp_adapter *)na;
2741                                 na->virt_hdr_len = req->nr_hdr_len;
2742                                 if (na->virt_hdr_len) {
2743                                         vpna->mfs = NETMAP_BUF_SIZE(na);
2744                                 }
2745                                 if (netmap_verbose)
2746                                         nm_prinf("Using vnet_hdr_len %d for %p", na->virt_hdr_len, na);
2747                                 netmap_adapter_put(na);
2748                         } else if (!na) {
2749                                 error = ENXIO;
2750                         }
2751                         NMG_UNLOCK();
2752                         break;
2753                 }
2754
2755                 case NETMAP_REQ_PORT_HDR_GET: {
2756                         /* Get vnet-header length for this netmap port */
2757                         struct nmreq_port_hdr *req =
2758                                 (struct nmreq_port_hdr *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
2759                         /* Build a nmreq_register out of the nmreq_port_hdr,
2760                          * so that we can call netmap_get_bdg_na(). */
2761                         struct nmreq_register regreq;
2762                         struct ifnet *ifp;
2763
2764                         bzero(&regreq, sizeof(regreq));
2765                         regreq.nr_mode = NR_REG_ALL_NIC;
2766                         NMG_LOCK();
2767                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_REGISTER;
2768                         hdr->nr_body = (uintptr_t)&regreq;
2769                         error = netmap_get_na(hdr, &na, &ifp, NULL, 0);
2770                         hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_PORT_HDR_GET;
2771                         hdr->nr_body = (uintptr_t)req;
2772                         if (na && !error) {
2773                                 req->nr_hdr_len = na->virt_hdr_len;
2774                         }
2775                         netmap_unget_na(na, ifp);
2776                         NMG_UNLOCK();
2777                         break;
2778                 }
2779
2780                 case NETMAP_REQ_VALE_NEWIF: {
2781                         error = nm_vi_create(hdr);
2782                         break;
2783                 }
2784
2785                 case NETMAP_REQ_VALE_DELIF: {
2786                         error = nm_vi_destroy(hdr->nr_name);
2787                         break;
2788                 }
2789
2790                 case NETMAP_REQ_VALE_POLLING_ENABLE:
2791                 case NETMAP_REQ_VALE_POLLING_DISABLE: {
2792                         error = nm_bdg_polling(hdr);
2793                         break;
2794                 }
2795 #endif  /* WITH_VALE */
2796                 case NETMAP_REQ_POOLS_INFO_GET: {
2797                         /* Get information from the memory allocator used for
2798                          * hdr->nr_name. */
2799                         struct nmreq_pools_info *req =
2800                                 (struct nmreq_pools_info *)(uintptr_t)hdr->nr_body;
2801                         NMG_LOCK();
2802                         do {
2803                                 /* Build a nmreq_register out of the nmreq_pools_info,
2804                                  * so that we can call netmap_get_na(). */
2805                                 struct nmreq_register regreq;
2806                                 bzero(&regreq, sizeof(regreq));
2807                                 regreq.nr_mem_id = req->nr_mem_id;
2808                                 regreq.nr_mode = NR_REG_ALL_NIC;
2809
2810                                 hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_REGISTER;
2811                                 hdr->nr_body = (uintptr_t)&regreq;
2812                                 error = netmap_get_na(hdr, &na, &ifp, NULL, 1 /* create */);
2813                                 hdr->nr_reqtype = NETMAP_REQ_POOLS_INFO_GET; /* reset type */
2814                                 hdr->nr_body = (uintptr_t)req; /* reset nr_body */
2815                                 if (error) {
2816                                         na = NULL;
2817                                         ifp = NULL;
2818                                         break;
2819                                 }
2820                                 nmd = na->nm_mem; /* grab the memory allocator */
2821                                 if (nmd == NULL) {
2822                                         error = EINVAL;
2823                                         break;
2824                                 }
2825
2826                                 /* Finalize the memory allocator, get the pools
2827                                  * information and release the allocator. */
2828                                 error = netmap_mem_finalize(nmd, na);
2829                                 if (error) {
2830                                         break;
2831                                 }
2832                                 error = netmap_mem_pools_info_get(req, nmd);
2833                                 netmap_mem_drop(na);
2834                         } while (0);
2835                         netmap_unget_na(na, ifp);
2836                         NMG_UNLOCK();
2837                         break;
2838                 }
2839
2840                 case NETMAP_REQ_CSB_ENABLE: {
2841                         struct nmreq_option *opt;
2842
2843                         opt = nmreq_getoption(hdr, NETMAP_REQ_OPT_CSB);
2844                         if (opt == NULL) {
2845                                 error = EINVAL;
2846                         } else {
2847                                 struct nmreq_opt_csb *csbo =
2848                                         (struct nmreq_opt_csb *)opt;
2849                                 NMG_LOCK();
2850                                 error = netmap_csb_validate(priv, csbo);
2851                                 NMG_UNLOCK();
2852                                 opt->nro_status = error;
2853                         }
2854                         break;
2855                 }
2856
2857                 case NETMAP_REQ_SYNC_KLOOP_START: {
2858                         error = netmap_sync_kloop(priv, hdr);
2859                         break;
2860                 }
2861
2862                 case NETMAP_REQ_SYNC_KLOOP_STOP: {
2863                         error = netmap_sync_kloop_stop(priv);
2864                         break;
2865                 }
2866
2867                 default: {
2868                         error = EINVAL;
2869                         break;
2870                 }
2871                 }
2872                 /* Write back request body to userspace and reset the
2873                  * user-space pointer. */
2874                 error = nmreq_copyout(hdr, error);
2875                 break;
2876         }
2877
2878         case NIOCTXSYNC:
2879         case NIOCRXSYNC: {
2880                 if (unlikely(priv->np_nifp == NULL)) {
2881                         error = ENXIO;
2882                         break;
2883                 }
2884                 mb(); /* make sure following reads are not from cache */
2885
2886                 if (unlikely(priv->np_csb_atok_base)) {
2887                         nm_prerr("Invalid sync in CSB mode");
2888                         error = EBUSY;
2889                         break;
2890                 }
2891
2892                 na = priv->np_na;      /* we have a reference */
2893
2894                 mbq_init(&q);
2895                 t = (cmd == NIOCTXSYNC ? NR_TX : NR_RX);
2896                 krings = NMR(na, t);
2897                 qfirst = priv->np_qfirst[t];
2898                 qlast = priv->np_qlast[t];
2899                 sync_flags = priv->np_sync_flags;
2900
2901                 for (i = qfirst; i < qlast; i++) {
2902                         struct netmap_kring *kring = krings[i];
2903                         struct netmap_ring *ring = kring->ring;
2904
2905                         if (unlikely(nm_kr_tryget(kring, 1, &error))) {
2906                                 error = (error ? EIO : 0);
2907                                 continue;
2908                         }
2909
2910                         if (cmd == NIOCTXSYNC) {
2911                                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_TXSYNC)
2912                                         nm_prinf("pre txsync ring %d cur %d hwcur %d",
2913                                             i, ring->cur,
2914                                             kring->nr_hwcur);
2915                                 if (nm_txsync_prologue(kring, ring) >= kring->nkr_num_slots) {
2916                                         netmap_ring_reinit(kring);
2917                                 } else if (kring->nm_sync(kring, sync_flags | NAF_FORCE_RECLAIM) == 0) {
2918                                         nm_sync_finalize(kring);
2919                                 }
2920                                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_TXSYNC)
2921                                         nm_prinf("post txsync ring %d cur %d hwcur %d",
2922                                             i, ring->cur,
2923                                             kring->nr_hwcur);
2924                         } else {
2925                                 if (nm_rxsync_prologue(kring, ring) >= kring->nkr_num_slots) {
2926                                         netmap_ring_reinit(kring);
2927                                 }
2928                                 if (nm_may_forward_up(kring)) {
2929                                         /* transparent forwarding, see netmap_poll() */
2930                                         netmap_grab_packets(kring, &q, netmap_fwd);
2931                                 }
2932                                 if (kring->nm_sync(kring, sync_flags | NAF_FORCE_READ) == 0) {
2933                                         nm_sync_finalize(kring);
2934                                 }
2935                                 ring_timestamp_set(ring);
2936                         }
2937                         nm_kr_put(kring);
2938                 }
2939
2940                 if (mbq_peek(&q)) {
2941                         netmap_send_up(na->ifp, &q);
2942                 }
2943
2944                 break;
2945         }
2946
2947         default: {
2948                 return netmap_ioctl_legacy(priv, cmd, data, td);
2949                 break;
2950         }
2951         }
2952
2953         return (error);
2954 }
2955
2956 size_t
2957 nmreq_size_by_type(uint16_t nr_reqtype)
2958 {
2959         switch (nr_reqtype) {
2960         case NETMAP_REQ_REGISTER:
2961                 return sizeof(struct nmreq_register);
2962         case NETMAP_REQ_PORT_INFO_GET:
2963                 return sizeof(struct nmreq_port_info_get);
2964         case NETMAP_REQ_VALE_ATTACH:
2965                 return sizeof(struct nmreq_vale_attach);
2966         case NETMAP_REQ_VALE_DETACH:
2967                 return sizeof(struct nmreq_vale_detach);
2968         case NETMAP_REQ_VALE_LIST:
2969                 return sizeof(struct nmreq_vale_list);
2970         case NETMAP_REQ_PORT_HDR_SET:
2971         case NETMAP_REQ_PORT_HDR_GET:
2972                 return sizeof(struct nmreq_port_hdr);
2973         case NETMAP_REQ_VALE_NEWIF:
2974                 return sizeof(struct nmreq_vale_newif);
2975         case NETMAP_REQ_VALE_DELIF:
2976         case NETMAP_REQ_SYNC_KLOOP_STOP:
2977         case NETMAP_REQ_CSB_ENABLE:
2978                 return 0;
2979         case NETMAP_REQ_VALE_POLLING_ENABLE:
2980         case NETMAP_REQ_VALE_POLLING_DISABLE:
2981                 return sizeof(struct nmreq_vale_polling);
2982         case NETMAP_REQ_POOLS_INFO_GET:
2983                 return sizeof(struct nmreq_pools_info);
2984         case NETMAP_REQ_SYNC_KLOOP_START:
2985                 return sizeof(struct nmreq_sync_kloop_start);
2986         }
2987         return 0;
2988 }
2989
2990 static size_t
2991 nmreq_opt_size_by_type(uint32_t nro_reqtype, uint64_t nro_size)
2992 {
2993         size_t rv = sizeof(struct nmreq_option);
2994 #ifdef NETMAP_REQ_OPT_DEBUG
2995         if (nro_reqtype & NETMAP_REQ_OPT_DEBUG)
2996                 return (nro_reqtype & ~NETMAP_REQ_OPT_DEBUG);
2997 #endif /* NETMAP_REQ_OPT_DEBUG */
2998         switch (nro_reqtype) {
2999 #ifdef WITH_EXTMEM
3000         case NETMAP_REQ_OPT_EXTMEM:
3001                 rv = sizeof(struct nmreq_opt_extmem);
3002                 break;
3003 #endif /* WITH_EXTMEM */
3004         case NETMAP_REQ_OPT_SYNC_KLOOP_EVENTFDS:
3005                 if (nro_size >= rv)
3006                         rv = nro_size;
3007                 break;
3008         case NETMAP_REQ_OPT_CSB:
3009                 rv = sizeof(struct nmreq_opt_csb);
3010                 break;
3011         case NETMAP_REQ_OPT_SYNC_KLOOP_MODE:
3012                 rv = sizeof(struct nmreq_opt_sync_kloop_mode);
3013                 break;
3014         }
3015         /* subtract the common header */
3016         return rv - sizeof(struct nmreq_option);
3017 }
3018
3019 /*
3020  * nmreq_copyin: create an in-kernel version of the request.
3021  *
3022  * We build the following data structure:
3023  *
3024  * hdr -> +-------+                buf
3025  *        |       |          +---------------+
3026  *        +-------+          |usr body ptr   |
3027  *        |options|-.        +---------------+
3028  *        +-------+ |        |usr options ptr|
3029  *        |body   |--------->+---------------+
3030  *        +-------+ |        |               |
3031  *                  |        |  copy of body |
3032  *                  |        |               |
3033  *                  |        +---------------+
3034  *                  |        |    NULL       |
3035  *                  |        +---------------+
3036  *                  |    .---|               |\
3037  *                  |    |   +---------------+ |
3038  *                  | .------|               | |
3039  *                  | |  |   +---------------+  \ option table
3040  *                  | |  |   |      ...      |  / indexed by option
3041  *                  | |  |   +---------------+ |  type
3042  *                  | |  |   |               | |
3043  *                  | |  |   +---------------+/
3044  *                  | |  |   |usr next ptr 1 |
3045  *                  `-|----->+---------------+
3046  *                    |  |   | copy of opt 1 |
3047  *                    |  |   |               |
3048  *                    |  | .-| nro_next      |
3049  *                    |  | | +---------------+
3050  *                    |  | | |usr next ptr 2 |
3051  *                    |  `-`>+---------------+
3052  *                    |      | copy of opt 2 |
3053  *                    |      |               |
3054  *                    |    .-| nro_next      |
3055  *                    |    | +---------------+
3056  *                    |    | |               |
3057  *                    ~    ~ ~      ...      ~
3058  *                    |    .-|               |
3059  *                    `----->+---------------+
3060  *                         | |usr next ptr n |
3061  *                         `>+---------------+
3062  *                           | copy of opt n |
3063  *                           |               |
3064  *                           | nro_next(NULL)|
3065  *                           +---------------+
3066  *
3067  * The options and body fields of the hdr structure are overwritten
3068  * with in-kernel valid pointers inside the buf. The original user
3069  * pointers are saved in the buf and restored on copyout.
3070  * The list of options is copied and the pointers adjusted. The
3071  * original pointers are saved before the option they belonged.
3072  *
3073  * The option table has an entry for every availabe option.  Entries
3074  * for options that have not been passed contain NULL.
3075  *
3076  */
3077
3078 int
3079 nmreq_copyin(struct nmreq_header *hdr, int nr_body_is_user)
3080 {
3081         size_t rqsz, optsz, bufsz;
3082         int error = 0;
3083         char *ker = NULL, *p;
3084         struct nmreq_option **next, *src, **opt_tab;
3085         struct nmreq_option buf;
3086         uint64_t *ptrs;
3087
3088         if (hdr->nr_reserved) {
3089                 if (netmap_verbose)
3090                         nm_prerr("nr_reserved must be zero");
3091                 return EINVAL;
3092         }
3093
3094         if (!nr_body_is_user)
3095                 return 0;
3096
3097         hdr->nr_reserved = nr_body_is_user;
3098
3099         /* compute the total size of the buffer */
3100         rqsz = nmreq_size_by_type(hdr->nr_reqtype);
3101         if (rqsz > NETMAP_REQ_MAXSIZE) {
3102                 error = EMSGSIZE;
3103                 goto out_err;
3104         }
3105         if ((rqsz && hdr->nr_body == (uintptr_t)NULL) ||
3106                 (!rqsz && hdr->nr_body != (uintptr_t)NULL)) {
3107                 /* Request body expected, but not found; or
3108                  * request body found but unexpected. */
3109                 if (netmap_verbose)
3110                         nm_prerr("nr_body expected but not found, or vice versa");
3111                 error = EINVAL;
3112                 goto out_err;
3113         }
3114
3115         bufsz = 2 * sizeof(void *) + rqsz +
3116                 NETMAP_REQ_OPT_MAX * sizeof(opt_tab);
3117         /* compute the size of the buf below the option table.
3118          * It must contain a copy of every received option structure.
3119          * For every option we also need to store a copy of the user
3120          * list pointer.
3121          */
3122         optsz = 0;
3123         for (src = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)hdr->nr_options; src;
3124              src = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)buf.nro_next)
3125         {
3126                 error = copyin(src, &buf, sizeof(*src));
3127                 if (error)
3128                         goto out_err;
3129                 optsz += sizeof(*src);
3130                 optsz += nmreq_opt_size_by_type(buf.nro_reqtype, buf.nro_size);
3131                 if (rqsz + optsz > NETMAP_REQ_MAXSIZE) {
3132                         error = EMSGSIZE;
3133                         goto out_err;
3134                 }
3135                 bufsz += sizeof(void *);
3136         }
3137         bufsz += optsz;
3138
3139         ker = nm_os_malloc(bufsz);
3140         if (ker == NULL) {
3141                 error = ENOMEM;
3142                 goto out_err;
3143         }
3144         p = ker;        /* write pointer into the buffer */
3145
3146         /* make a copy of the user pointers */
3147         ptrs = (uint64_t*)p;
3148         *ptrs++ = hdr->nr_body;
3149         *ptrs++ = hdr->nr_options;
3150         p = (char *)ptrs;
3151
3152         /* copy the body */
3153         error = copyin((void *)(uintptr_t)hdr->nr_body, p, rqsz);
3154         if (error)
3155                 goto out_restore;
3156         /* overwrite the user pointer with the in-kernel one */
3157         hdr->nr_body = (uintptr_t)p;
3158         p += rqsz;
3159         /* start of the options table */
3160         opt_tab = (struct nmreq_option **)p;
3161         p += sizeof(opt_tab) * NETMAP_REQ_OPT_MAX;
3162
3163         /* copy the options */
3164         next = (struct nmreq_option **)&hdr->nr_options;
3165         src = *next;
3166         while (src) {
3167                 struct nmreq_option *opt;
3168
3169                 /* copy the option header */
3170                 ptrs = (uint64_t *)p;
3171                 opt = (struct nmreq_option *)(ptrs + 1);
3172                 error = copyin(src, opt, sizeof(*src));
3173                 if (error)
3174                         goto out_restore;
3175                 /* make a copy of the user next pointer */
3176                 *ptrs = opt->nro_next;
3177                 /* overwrite the user pointer with the in-kernel one */
3178                 *next = opt;
3179
3180                 /* initialize the option as not supported.
3181                  * Recognized options will update this field.
3182                  */
3183                 opt->nro_status = EOPNOTSUPP;
3184
3185                 /* check for invalid types */
3186                 if (opt->nro_reqtype < 1) {
3187                         if (netmap_verbose)
3188                                 nm_prinf("invalid option type: %u", opt->nro_reqtype);
3189                         opt->nro_status = EINVAL;
3190                         error = EINVAL;
3191                         goto next;
3192                 }
3193
3194                 if (opt->nro_reqtype >= NETMAP_REQ_OPT_MAX) {
3195                         /* opt->nro_status is already EOPNOTSUPP */
3196                         error = EOPNOTSUPP;
3197                         goto next;
3198                 }
3199
3200                 /* if the type is valid, index the option in the table
3201                  * unless it is a duplicate.
3202                  */
3203                 if (opt_tab[opt->nro_reqtype] != NULL) {
3204                         if (netmap_verbose)
3205                                 nm_prinf("duplicate option: %u", opt->nro_reqtype);
3206                         opt->nro_status = EINVAL;
3207                         opt_tab[opt->nro_reqtype]->nro_status = EINVAL;
3208                         error = EINVAL;
3209                         goto next;
3210                 }
3211                 opt_tab[opt->nro_reqtype] = opt;
3212
3213                 p = (char *)(opt + 1);
3214
3215                 /* copy the option body */
3216                 optsz = nmreq_opt_size_by_type(opt->nro_reqtype,
3217                                                 opt->nro_size);
3218                 if (optsz) {
3219                         /* the option body follows the option header */
3220                         error = copyin(src + 1, p, optsz);
3221                         if (error)
3222                                 goto out_restore;
3223                         p += optsz;
3224                 }
3225
3226         next:
3227                 /* move to next option */
3228                 next = (struct nmreq_option **)&opt->nro_next;
3229                 src = *next;
3230         }
3231         if (error)
3232                 nmreq_copyout(hdr, error);
3233         return error;
3234
3235 out_restore:
3236         ptrs = (uint64_t *)ker;
3237         hdr->nr_body = *ptrs++;
3238         hdr->nr_options = *ptrs++;
3239         hdr->nr_reserved = 0;
3240         nm_os_free(ker);
3241 out_err:
3242         return error;
3243 }
3244
3245 static int
3246 nmreq_copyout(struct nmreq_header *hdr, int rerror)
3247 {
3248         struct nmreq_option *src, *dst;
3249         void *ker = (void *)(uintptr_t)hdr->nr_body, *bufstart;
3250         uint64_t *ptrs;
3251         size_t bodysz;
3252         int error;
3253
3254         if (!hdr->nr_reserved)
3255                 return rerror;
3256
3257         /* restore the user pointers in the header */
3258         ptrs = (uint64_t *)ker - 2;
3259         bufstart = ptrs;
3260         hdr->nr_body = *ptrs++;
3261         src = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)hdr->nr_options;
3262         hdr->nr_options = *ptrs;
3263
3264         if (!rerror) {
3265                 /* copy the body */
3266                 bodysz = nmreq_size_by_type(hdr->nr_reqtype);
3267                 error = copyout(ker, (void *)(uintptr_t)hdr->nr_body, bodysz);
3268                 if (error) {
3269                         rerror = error;
3270                         goto out;
3271                 }
3272         }
3273
3274         /* copy the options */
3275         dst = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)hdr->nr_options;
3276         while (src) {
3277                 size_t optsz;
3278                 uint64_t next;
3279
3280                 /* restore the user pointer */
3281                 next = src->nro_next;
3282                 ptrs = (uint64_t *)src - 1;
3283                 src->nro_next = *ptrs;
3284
3285                 /* always copy the option header */
3286                 error = copyout(src, dst, sizeof(*src));
3287                 if (error) {
3288                         rerror = error;
3289                         goto out;
3290                 }
3291
3292                 /* copy the option body only if there was no error */
3293                 if (!rerror && !src->nro_status) {
3294                         optsz = nmreq_opt_size_by_type(src->nro_reqtype,
3295                                                         src->nro_size);
3296                         if (optsz) {
3297                                 error = copyout(src + 1, dst + 1, optsz);
3298                                 if (error) {
3299                                         rerror = error;
3300                                         goto out;
3301                                 }
3302                         }
3303                 }
3304                 src = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)next;
3305                 dst = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)*ptrs;
3306         }
3307
3308
3309 out:
3310         hdr->nr_reserved = 0;
3311         nm_os_free(bufstart);
3312         return rerror;
3313 }
3314
3315 struct nmreq_option *
3316 nmreq_getoption(struct nmreq_header *hdr, uint16_t reqtype)
3317 {
3318         struct nmreq_option **opt_tab;
3319
3320         if (!hdr->nr_options)
3321                 return NULL;
3322
3323         opt_tab = (struct nmreq_option **)((uintptr_t)hdr->nr_options) -
3324             (NETMAP_REQ_OPT_MAX + 1);
3325         return opt_tab[reqtype];
3326 }
3327
3328 static int
3329 nmreq_checkoptions(struct nmreq_header *hdr)
3330 {
3331         struct nmreq_option *opt;
3332         /* return error if there is still any option
3333          * marked as not supported
3334          */
3335
3336         for (opt = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)hdr->nr_options; opt;
3337              opt = (struct nmreq_option *)(uintptr_t)opt->nro_next)
3338                 if (opt->nro_status == EOPNOTSUPP)
3339                         return EOPNOTSUPP;
3340
3341         return 0;
3342 }
3343
3344 /*
3345  * select(2) and poll(2) handlers for the "netmap" device.
3346  *
3347  * Can be called for one or more queues.
3348  * Return true the event mask corresponding to ready events.
3349  * If there are no ready events (and 'sr' is not NULL), do a
3350  * selrecord on either individual selinfo or on the global one.
3351  * Device-dependent parts (locking and sync of tx/rx rings)
3352  * are done through callbacks.
3353  *
3354  * On linux, arguments are really pwait, the poll table, and 'td' is struct file *
3355  * The first one is remapped to pwait as selrecord() uses the name as an
3356  * hidden argument.
3357  */
3358 int
3359 netmap_poll(struct netmap_priv_d *priv, int events, NM_SELRECORD_T *sr)
3360 {
3361         struct netmap_adapter *na;
3362         struct netmap_kring *kring;
3363         struct netmap_ring *ring;
3364         u_int i, want[NR_TXRX], revents = 0;
3365         NM_SELINFO_T *si[NR_TXRX];
3366 #define want_tx want[NR_TX]
3367 #define want_rx want[NR_RX]
3368         struct mbq q;   /* packets from RX hw queues to host stack */
3369
3370         /*
3371          * In order to avoid nested locks, we need to "double check"
3372          * txsync and rxsync if we decide to do a selrecord().
3373          * retry_tx (and retry_rx, later) prevent looping forever.
3374          */
3375         int retry_tx = 1, retry_rx = 1;
3376
3377         /* Transparent mode: send_down is 1 if we have found some
3378          * packets to forward (host RX ring --> NIC) during the rx
3379          * scan and we have not sent them down to the NIC yet.
3380          * Transparent mode requires to bind all rings to a single
3381          * file descriptor.
3382          */
3383         int send_down = 0;
3384         int sync_flags = priv->np_sync_flags;
3385
3386         mbq_init(&q);
3387
3388         if (unlikely(priv->np_nifp == NULL)) {
3389                 return POLLERR;
3390         }
3391         mb(); /* make sure following reads are not from cache */
3392
3393         na = priv->np_na;
3394
3395         if (unlikely(!nm_netmap_on(na)))
3396                 return POLLERR;
3397
3398         if (unlikely(priv->np_csb_atok_base)) {
3399                 nm_prerr("Invalid poll in CSB mode");
3400                 return POLLERR;
3401         }
3402
3403         if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
3404                 nm_prinf("device %s events 0x%x", na->name, events);
3405         want_tx = events & (POLLOUT | POLLWRNORM);
3406         want_rx = events & (POLLIN | POLLRDNORM);
3407
3408         /*
3409          * If the card has more than one queue AND the file descriptor is
3410          * bound to all of them, we sleep on the "global" selinfo, otherwise
3411          * we sleep on individual selinfo (FreeBSD only allows two selinfo's
3412          * per file descriptor).
3413          * The interrupt routine in the driver wake one or the other
3414          * (or both) depending on which clients are active.
3415          *
3416          * rxsync() is only called if we run out of buffers on a POLLIN.
3417          * txsync() is called if we run out of buffers on POLLOUT, or
3418          * there are pending packets to send. The latter can be disabled
3419          * passing NETMAP_NO_TX_POLL in the NIOCREG call.
3420          */
3421         si[NR_RX] = priv->np_si[NR_RX];
3422         si[NR_TX] = priv->np_si[NR_TX];
3423
3424 #ifdef __FreeBSD__
3425         /*
3426          * We start with a lock free round which is cheap if we have
3427          * slots available. If this fails, then lock and call the sync
3428          * routines. We can't do this on Linux, as the contract says
3429          * that we must call nm_os_selrecord() unconditionally.
3430          */
3431         if (want_tx) {
3432                 const enum txrx t = NR_TX;
3433                 for (i = priv->np_qfirst[t]; i < priv->np_qlast[t]; i++) {
3434                         kring = NMR(na, t)[i];
3435                         if (kring->ring->cur != kring->ring->tail) {
3436                                 /* Some unseen TX space is available, so what
3437                                  * we don't need to run txsync. */
3438                                 revents |= want[t];
3439                                 want[t] = 0;
3440                                 break;
3441                         }
3442                 }
3443         }
3444         if (want_rx) {
3445                 const enum txrx t = NR_RX;
3446                 int rxsync_needed = 0;
3447
3448                 for (i = priv->np_qfirst[t]; i < priv->np_qlast[t]; i++) {
3449                         kring = NMR(na, t)[i];
3450                         if (kring->ring->cur == kring->ring->tail
3451                                 || kring->rhead != kring->ring->head) {
3452                                 /* There are no unseen packets on this ring,
3453                                  * or there are some buffers to be returned
3454                                  * to the netmap port. We therefore go ahead
3455                                  * and run rxsync. */
3456                                 rxsync_needed = 1;
3457                                 break;
3458                         }
3459                 }
3460                 if (!rxsync_needed) {
3461                         revents |= want_rx;
3462                         want_rx = 0;
3463                 }
3464         }
3465 #endif
3466
3467 #ifdef linux
3468         /* The selrecord must be unconditional on linux. */
3469         nm_os_selrecord(sr, si[NR_RX]);
3470         nm_os_selrecord(sr, si[NR_TX]);
3471 #endif /* linux */
3472
3473         /*
3474          * If we want to push packets out (priv->np_txpoll) or
3475          * want_tx is still set, we must issue txsync calls
3476          * (on all rings, to avoid that the tx rings stall).
3477          * Fortunately, normal tx mode has np_txpoll set.
3478          */
3479         if (priv->np_txpoll || want_tx) {
3480                 /*
3481                  * The first round checks if anyone is ready, if not
3482                  * do a selrecord and another round to handle races.
3483                  * want_tx goes to 0 if any space is found, and is
3484                  * used to skip rings with no pending transmissions.
3485                  */
3486 flush_tx:
3487                 for (i = priv->np_qfirst[NR_TX]; i < priv->np_qlast[NR_TX]; i++) {
3488                         int found = 0;
3489
3490                         kring = na->tx_rings[i];
3491                         ring = kring->ring;
3492
3493                         /*
3494                          * Don't try to txsync this TX ring if we already found some
3495                          * space in some of the TX rings (want_tx == 0) and there are no
3496                          * TX slots in this ring that need to be flushed to the NIC
3497                          * (head == hwcur).
3498                          */
3499                         if (!send_down && !want_tx && ring->head == kring->nr_hwcur)
3500                                 continue;
3501
3502                         if (nm_kr_tryget(kring, 1, &revents))
3503                                 continue;
3504
3505                         if (nm_txsync_prologue(kring, ring) >= kring->nkr_num_slots) {
3506                                 netmap_ring_reinit(kring);
3507                                 revents |= POLLERR;
3508                         } else {
3509                                 if (kring->nm_sync(kring, sync_flags))
3510                                         revents |= POLLERR;
3511                                 else
3512                                         nm_sync_finalize(kring);
3513                         }
3514
3515                         /*
3516                          * If we found new slots, notify potential
3517                          * listeners on the same ring.
3518                          * Since we just did a txsync, look at the copies
3519                          * of cur,tail in the kring.
3520                          */
3521                         found = kring->rcur != kring->rtail;
3522                         nm_kr_put(kring);
3523                         if (found) { /* notify other listeners */
3524                                 revents |= want_tx;
3525                                 want_tx = 0;
3526 #ifndef linux
3527                                 kring->nm_notify(kring, 0);
3528 #endif /* linux */
3529                         }
3530                 }
3531                 /* if there were any packet to forward we must have handled them by now */
3532                 send_down = 0;
3533                 if (want_tx && retry_tx && sr) {
3534 #ifndef linux
3535                         nm_os_selrecord(sr, si[NR_TX]);
3536 #endif /* !linux */
3537                         retry_tx = 0;
3538                         goto flush_tx;
3539                 }
3540         }
3541
3542         /*
3543          * If want_rx is still set scan receive rings.
3544          * Do it on all rings because otherwise we starve.
3545          */
3546         if (want_rx) {
3547                 /* two rounds here for race avoidance */
3548 do_retry_rx:
3549                 for (i = priv->np_qfirst[NR_RX]; i < priv->np_qlast[NR_RX]; i++) {
3550                         int found = 0;
3551
3552                         kring = na->rx_rings[i];
3553                         ring = kring->ring;
3554
3555                         if (unlikely(nm_kr_tryget(kring, 1, &revents)))
3556                                 continue;
3557
3558                         if (nm_rxsync_prologue(kring, ring) >= kring->nkr_num_slots) {
3559                                 netmap_ring_reinit(kring);
3560                                 revents |= POLLERR;
3561                         }
3562                         /* now we can use kring->rcur, rtail */
3563
3564                         /*
3565                          * transparent mode support: collect packets from
3566                          * hw rxring(s) that have been released by the user
3567                          */
3568                         if (nm_may_forward_up(kring)) {
3569                                 netmap_grab_packets(kring, &q, netmap_fwd);
3570                         }
3571
3572                         /* Clear the NR_FORWARD flag anyway, it may be set by
3573                          * the nm_sync() below only on for the host RX ring (see
3574                          * netmap_rxsync_from_host()). */
3575                         kring->nr_kflags &= ~NR_FORWARD;
3576                         if (kring->nm_sync(kring, sync_flags))
3577                                 revents |= POLLERR;
3578                         else
3579                                 nm_sync_finalize(kring);
3580                         send_down |= (kring->nr_kflags & NR_FORWARD);
3581                         ring_timestamp_set(ring);
3582                         found = kring->rcur != kring->rtail;
3583                         nm_kr_put(kring);
3584                         if (found) {
3585                                 revents |= want_rx;
3586                                 retry_rx = 0;
3587 #ifndef linux
3588                                 kring->nm_notify(kring, 0);
3589 #endif /* linux */
3590                         }
3591                 }
3592
3593 #ifndef linux
3594                 if (retry_rx && sr) {
3595                         nm_os_selrecord(sr, si[NR_RX]);
3596                 }
3597 #endif /* !linux */
3598                 if (send_down || retry_rx) {
3599                         retry_rx = 0;
3600                         if (send_down)
3601                                 goto flush_tx; /* and retry_rx */
3602                         else
3603                                 goto do_retry_rx;
3604                 }
3605         }
3606
3607         /*
3608          * Transparent mode: released bufs (i.e. between kring->nr_hwcur and
3609          * ring->head) marked with NS_FORWARD on hw rx rings are passed up
3610          * to the host stack.
3611          */
3612
3613         if (mbq_peek(&q)) {
3614                 netmap_send_up(na->ifp, &q);
3615         }
3616
3617         return (revents);
3618 #undef want_tx
3619 #undef want_rx
3620 }
3621
3622 int
3623 nma_intr_enable(struct netmap_adapter *na, int onoff)
3624 {
3625         bool changed = false;
3626         enum txrx t;
3627         int i;
3628
3629         for_rx_tx(t) {
3630                 for (i = 0; i < nma_get_nrings(na, t); i++) {
3631                         struct netmap_kring *kring = NMR(na, t)[i];
3632                         int on = !(kring->nr_kflags & NKR_NOINTR);
3633
3634                         if (!!onoff != !!on) {
3635                                 changed = true;
3636                         }
3637                         if (onoff) {
3638                                 kring->nr_kflags &= ~NKR_NOINTR;
3639                         } else {
3640                                 kring->nr_kflags |= NKR_NOINTR;
3641                         }
3642                 }
3643         }
3644
3645         if (!changed) {
3646                 return 0; /* nothing to do */
3647         }
3648
3649         if (!na->nm_intr) {
3650                 nm_prerr("Cannot %s interrupts for %s", onoff ? "enable" : "disable",
3651                   na->name);
3652                 return -1;
3653         }
3654
3655         na->nm_intr(na, onoff);
3656
3657         return 0;
3658 }
3659
3660
3661 /*-------------------- driver support routines -------------------*/
3662
3663 /* default notify callback */
3664 static int
3665 netmap_notify(struct netmap_kring *kring, int flags)
3666 {
3667         struct netmap_adapter *na = kring->notify_na;
3668         enum txrx t = kring->tx;
3669
3670         nm_os_selwakeup(&kring->si);
3671         /* optimization: avoid a wake up on the global
3672          * queue if nobody has registered for more
3673          * than one ring
3674          */
3675         if (na->si_users[t] > 0)
3676                 nm_os_selwakeup(&na->si[t]);
3677
3678         return NM_IRQ_COMPLETED;
3679 }
3680
3681 /* called by all routines that create netmap_adapters.
3682  * provide some defaults and get a reference to the
3683  * memory allocator
3684  */
3685 int
3686 netmap_attach_common(struct netmap_adapter *na)
3687 {
3688         if (!na->rx_buf_maxsize) {
3689                 /* Set a conservative default (larger is safer). */
3690                 na->rx_buf_maxsize = PAGE_SIZE;
3691         }
3692
3693 #ifdef __FreeBSD__
3694         if (na->na_flags & NAF_HOST_RINGS && na->ifp) {
3695                 na->if_input = na->ifp->if_input; /* for netmap_send_up */
3696         }
3697         na->pdev = na; /* make sure netmap_mem_map() is called */
3698 #endif /* __FreeBSD__ */
3699         if (na->na_flags & NAF_HOST_RINGS) {
3700                 if (na->num_host_rx_rings == 0)
3701                         na->num_host_rx_rings = 1;
3702                 if (na->num_host_tx_rings == 0)
3703                         na->num_host_tx_rings = 1;
3704         }
3705         if (na->nm_krings_create == NULL) {
3706                 /* we assume that we have been called by a driver,
3707                  * since other port types all provide their own
3708                  * nm_krings_create
3709                  */
3710                 na->nm_krings_create = netmap_hw_krings_create;
3711                 na->nm_krings_delete = netmap_hw_krings_delete;
3712         }
3713         if (na->nm_notify == NULL)
3714                 na->nm_notify = netmap_notify;
3715         na->active_fds = 0;
3716
3717         if (na->nm_mem == NULL) {
3718                 /* use the global allocator */
3719                 na->nm_mem = netmap_mem_get(&nm_mem);
3720         }
3721 #ifdef WITH_VALE
3722         if (na->nm_bdg_attach == NULL)
3723                 /* no special nm_bdg_attach callback. On VALE
3724                  * attach, we need to interpose a bwrap
3725                  */
3726                 na->nm_bdg_attach = netmap_default_bdg_attach;
3727 #endif
3728
3729         return 0;
3730 }
3731
3732 /* Wrapper for the register callback provided netmap-enabled
3733  * hardware drivers.
3734  * nm_iszombie(na) means that the driver module has been
3735  * unloaded, so we cannot call into it.
3736  * nm_os_ifnet_lock() must guarantee mutual exclusion with
3737  * module unloading.
3738  */
3739 static int
3740 netmap_hw_reg(struct netmap_adapter *na, int onoff)
3741 {
3742         struct netmap_hw_adapter *hwna =
3743                 (struct netmap_hw_adapter*)na;
3744         int error = 0;
3745
3746         nm_os_ifnet_lock();
3747
3748         if (nm_iszombie(na)) {
3749                 if (onoff) {
3750                         error = ENXIO;
3751                 } else if (na != NULL) {
3752                         na->na_flags &= ~NAF_NETMAP_ON;
3753                 }
3754                 goto out;
3755         }
3756
3757         error = hwna->nm_hw_register(na, onoff);
3758
3759 out:
3760         nm_os_ifnet_unlock();
3761
3762         return error;
3763 }
3764
3765 static void
3766 netmap_hw_dtor(struct netmap_adapter *na)
3767 {
3768         if (na->ifp == NULL)
3769                 return;
3770
3771         NM_DETACH_NA(na->ifp);
3772 }
3773
3774
3775 /*
3776  * Allocate a netmap_adapter object, and initialize it from the
3777  * 'arg' passed by the driver on attach.
3778  * We allocate a block of memory of 'size' bytes, which has room
3779  * for struct netmap_adapter plus additional room private to
3780  * the caller.
3781  * Return 0 on success, ENOMEM otherwise.
3782  */
3783 int
3784 netmap_attach_ext(struct netmap_adapter *arg, size_t size, int override_reg)
3785 {
3786         struct netmap_hw_adapter *hwna = NULL;
3787         struct ifnet *ifp = NULL;
3788
3789         if (size < sizeof(struct netmap_hw_adapter)) {
3790                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
3791                         nm_prerr("Invalid netmap adapter size %d", (int)size);
3792                 return EINVAL;
3793         }
3794
3795         if (arg == NULL || arg->ifp == NULL) {
3796                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
3797                         nm_prerr("either arg or arg->ifp is NULL");
3798                 return EINVAL;
3799         }
3800
3801         if (arg->num_tx_rings == 0 || arg->num_rx_rings == 0) {
3802                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
3803                         nm_prerr("%s: invalid rings tx %d rx %d",
3804                                 arg->name, arg->num_tx_rings, arg->num_rx_rings);
3805                 return EINVAL;
3806         }
3807
3808         ifp = arg->ifp;
3809         if (NM_NA_CLASH(ifp)) {
3810                 /* If NA(ifp) is not null but there is no valid netmap
3811                  * adapter it means that someone else is using the same
3812                  * pointer (e.g. ax25_ptr on linux). This happens for
3813                  * instance when also PF_RING is in use. */
3814                 nm_prerr("Error: netmap adapter hook is busy");
3815                 return EBUSY;
3816         }
3817
3818         hwna = nm_os_malloc(size);
3819         if (hwna == NULL)
3820                 goto fail;
3821         hwna->up = *arg;
3822         hwna->up.na_flags |= NAF_HOST_RINGS | NAF_NATIVE;
3823         strlcpy(hwna->up.name, ifp->if_xname, sizeof(hwna->up.name));
3824         if (override_reg) {
3825                 hwna->nm_hw_register = hwna->up.nm_register;
3826                 hwna->up.nm_register = netmap_hw_reg;
3827         }
3828         if (netmap_attach_common(&hwna->up)) {
3829                 nm_os_free(hwna);
3830                 goto fail;
3831         }
3832         netmap_adapter_get(&hwna->up);
3833
3834         NM_ATTACH_NA(ifp, &hwna->up);
3835
3836         nm_os_onattach(ifp);
3837
3838         if (arg->nm_dtor == NULL) {
3839                 hwna->up.nm_dtor = netmap_hw_dtor;
3840         }
3841
3842         if_printf(ifp, "netmap queues/slots: TX %d/%d, RX %d/%d\n",
3843             hwna->up.num_tx_rings, hwna->up.num_tx_desc,
3844             hwna->up.num_rx_rings, hwna->up.num_rx_desc);
3845         return 0;
3846
3847 fail:
3848         nm_prerr("fail, arg %p ifp %p na %p", arg, ifp, hwna);
3849         return (hwna ? EINVAL : ENOMEM);
3850 }
3851
3852
3853 int
3854 netmap_attach(struct netmap_adapter *arg)
3855 {
3856         return netmap_attach_ext(arg, sizeof(struct netmap_hw_adapter),
3857                         1 /* override nm_reg */);
3858 }
3859
3860
3861 void
3862 NM_DBG(netmap_adapter_get)(struct netmap_adapter *na)
3863 {
3864         if (!na) {
3865                 return;
3866         }
3867
3868         refcount_acquire(&na->na_refcount);
3869 }
3870
3871
3872 /* returns 1 iff the netmap_adapter is destroyed */
3873 int
3874 NM_DBG(netmap_adapter_put)(struct netmap_adapter *na)
3875 {
3876         if (!na)
3877                 return 1;
3878
3879         if (!refcount_release(&na->na_refcount))
3880                 return 0;
3881
3882         if (na->nm_dtor)
3883                 na->nm_dtor(na);
3884
3885         if (na->tx_rings) { /* XXX should not happen */
3886                 if (netmap_debug & NM_DEBUG_ON)
3887                         nm_prerr("freeing leftover tx_rings");
3888                 na->nm_krings_delete(na);
3889         }
3890         netmap_pipe_dealloc(na);
3891         if (na->nm_mem)
3892                 netmap_mem_put(na->nm_mem);
3893         bzero(na, sizeof(*na));
3894         nm_os_free(na);
3895
3896         return 1;
3897 }
3898
3899 /* nm_krings_create callback for all hardware native adapters */
3900 int
3901 netmap_hw_krings_create(struct netmap_adapter *na)
3902 {
3903         int ret = netmap_krings_create(na, 0);
3904         if (ret == 0) {
3905                 /* initialize the mbq for the sw rx ring */
3906                 u_int lim = netmap_real_rings(na, NR_RX), i;
3907                 for (i = na->num_rx_rings; i < lim; i++) {
3908                         mbq_safe_init(&NMR(na, NR_RX)[i]->rx_queue);
3909                 }
3910                 nm_prdis("initialized sw rx queue %d", na->num_rx_rings);
3911         }
3912         return ret;
3913 }
3914
3915
3916
3917 /*
3918  * Called on module unload by the netmap-enabled drivers
3919  */
3920 void
3921 netmap_detach(struct ifnet *ifp)
3922 {
3923         struct netmap_adapter *na = NA(ifp);
3924
3925         if (!na)
3926                 return;
3927
3928         NMG_LOCK();
3929         netmap_set_all_rings(na, NM_KR_LOCKED);
3930         /*
3931          * if the netmap adapter is not native, somebody
3932          * changed it, so we can not release it here.
3933          * The NAF_ZOMBIE flag will notify the new owner that
3934          * the driver is gone.
3935          */
3936         if (!(na->na_flags & NAF_NATIVE) || !netmap_adapter_put(na)) {
3937                 na->na_flags |= NAF_ZOMBIE;
3938         }
3939         /* give active users a chance to notice that NAF_ZOMBIE has been
3940          * turned on, so that they can stop and return an error to userspace.
3941          * Note that this becomes a NOP if there are no active users and,
3942          * therefore, the put() above has deleted the na, since now NA(ifp) is
3943          * NULL.
3944          */
3945         netmap_enable_all_rings(ifp);
3946         NMG_UNLOCK();
3947 }
3948
3949
3950 /*
3951  * Intercept packets from the network stack and pass them
3952  * to netmap as incoming packets on the 'software' ring.
3953  *
3954  * We only store packets in a bounded mbq and then copy them
3955  * in the relevant rxsync routine.
3956  *
3957  * We rely on the OS to make sure that the ifp and na do not go
3958  * away (typically the caller checks for IFF_DRV_RUNNING or the like).
3959  * In nm_register() or whenever there is a reinitialization,
3960  * we make sure to make the mode change visible here.
3961  */
3962 int
3963 netmap_transmit(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m)
3964 {
3965         struct netmap_adapter *na = NA(ifp);
3966         struct netmap_kring *kring, *tx_kring;
3967         u_int len = MBUF_LEN(m);
3968         u_int error = ENOBUFS;
3969         unsigned int txr;
3970         struct mbq *q;
3971         int busy;
3972         u_int i;
3973
3974         i = MBUF_TXQ(m);
3975         if (i >= na->num_host_rx_rings) {
3976                 i = i % na->num_host_rx_rings;
3977         }
3978         kring = NMR(na, NR_RX)[nma_get_nrings(na, NR_RX) + i];
3979
3980         // XXX [Linux] we do not need this lock
3981         // if we follow the down/configure/up protocol -gl
3982         // mtx_lock(&na->core_lock);
3983
3984         if (!nm_netmap_on(na)) {
3985                 nm_prerr("%s not in netmap mode anymore", na->name);
3986                 error = ENXIO;
3987                 goto done;
3988         }
3989
3990         txr = MBUF_TXQ(m);
3991         if (txr >= na->num_tx_rings) {
3992                 txr %= na->num_tx_rings;
3993         }
3994         tx_kring = NMR(na, NR_TX)[txr];
3995
3996         if (tx_kring->nr_mode == NKR_NETMAP_OFF) {
3997                 return MBUF_TRANSMIT(na, ifp, m);
3998         }
3999
4000         q = &kring->rx_queue;
4001
4002         // XXX reconsider long packets if we handle fragments
4003         if (len > NETMAP_BUF_SIZE(na)) { /* too long for us */
4004                 nm_prerr("%s from_host, drop packet size %d > %d", na->name,
4005                         len, NETMAP_BUF_SIZE(na));
4006                 goto done;
4007         }
4008
4009         if (!netmap_generic_hwcsum) {
4010                 if (nm_os_mbuf_has_csum_offld(m)) {
4011                         nm_prlim(1, "%s drop mbuf that needs checksum offload", na->name);
4012                         goto done;
4013                 }
4014         }
4015
4016         if (nm_os_mbuf_has_seg_offld(m)) {
4017                 nm_prlim(1, "%s drop mbuf that needs generic segmentation offload", na->name);
4018                 goto done;
4019         }
4020
4021 #ifdef __FreeBSD__
4022         ETHER_BPF_MTAP(ifp, m);
4023 #endif /* __FreeBSD__ */
4024
4025         /* protect against netmap_rxsync_from_host(), netmap_sw_to_nic()
4026          * and maybe other instances of netmap_transmit (the latter
4027          * not possible on Linux).
4028          * We enqueue the mbuf only if we are sure there is going to be
4029          * enough room in the host RX ring, otherwise we drop it.
4030          */
4031         mbq_lock(q);
4032
4033         busy = kring->nr_hwtail - kring->nr_hwcur;
4034         if (busy < 0)
4035                 busy += kring->nkr_num_slots;
4036         if (busy + mbq_len(q) >= kring->nkr_num_slots - 1) {
4037                 nm_prlim(2, "%s full hwcur %d hwtail %d qlen %d", na->name,
4038                         kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail, mbq_len(q));
4039         } else {
4040                 mbq_enqueue(q, m);
4041                 nm_prdis(2, "%s %d bufs in queue", na->name, mbq_len(q));
4042                 /* notify outside the lock */
4043                 m = NULL;
4044                 error = 0;
4045         }
4046         mbq_unlock(q);
4047
4048 done:
4049         if (m)
4050                 m_freem(m);
4051         /* unconditionally wake up listeners */
4052         kring->nm_notify(kring, 0);
4053         /* this is normally netmap_notify(), but for nics
4054          * connected to a bridge it is netmap_bwrap_intr_notify(),
4055          * that possibly forwards the frames through the switch
4056          */
4057
4058         return (error);
4059 }
4060
4061
4062 /*
4063  * Reset function to be called by the driver routines when reinitializing
4064  * a hardware ring. The driver is in charge of locking to protect the kring
4065  * while this operation is being performed. This is normally achieved by
4066  * calling netmap_disable_all_rings() before triggering a reset.
4067  * If the kring is not in netmap mode, return NULL to inform the caller
4068  * that this is the case.
4069  * If the kring is in netmap mode, set hwofs so that the netmap indices
4070  * seen by userspace (head/cut/tail) do not change, although the internal
4071  * NIC indices have been reset to 0.
4072  * In any case, adjust kring->nr_mode.
4073  */
4074 struct netmap_slot *
4075 netmap_reset(struct netmap_adapter *na, enum txrx tx, u_int n,
4076         u_int new_cur)
4077 {
4078         struct netmap_kring *kring;
4079         u_int new_hwtail, new_hwofs;
4080
4081         if (!nm_native_on(na)) {
4082                 nm_prdis("interface not in native netmap mode");
4083                 return NULL;    /* nothing to reinitialize */
4084         }
4085
4086         if (tx == NR_TX) {
4087                 if (n >= na->num_tx_rings)
4088                         return NULL;
4089                 kring = na->tx_rings[n];
4090                 /*
4091                  * Set hwofs to rhead, so that slots[rhead] is mapped to
4092                  * the NIC internal slot 0, and thus the netmap buffer
4093                  * at rhead is the next to be transmitted. Transmissions
4094                  * that were pending before the reset are considered as
4095                  * sent, so that we can have hwcur = rhead. All the slots
4096                  * are now owned by the user, so we can also reinit hwtail.
4097                  */
4098                 new_hwofs = kring->rhead;
4099                 new_hwtail = nm_prev(kring->rhead, kring->nkr_num_slots - 1);
4100         } else {
4101                 if (n >= na->num_rx_rings)
4102                         return NULL;
4103                 kring = na->rx_rings[n];
4104                 /*
4105                  * Set hwofs to hwtail, so that slots[hwtail] is mapped to
4106                  * the NIC internal slot 0, and thus the netmap buffer
4107                  * at hwtail is the next to be given to the NIC.
4108                  * Unread slots (the ones in [rhead,hwtail[) are owned by
4109                  * the user, and thus the caller cannot give them
4110                  * to the NIC right now.
4111                  */
4112                 new_hwofs = kring->nr_hwtail;
4113                 new_hwtail = kring->nr_hwtail;
4114         }
4115         if (kring->nr_pending_mode == NKR_NETMAP_OFF) {
4116                 kring->nr_mode = NKR_NETMAP_OFF;
4117                 return NULL;
4118         }
4119         if (netmap_verbose) {
4120             nm_prinf("%s, hc %u->%u, ht %u->%u, ho %u->%u", kring->name,
4121                 kring->nr_hwcur, kring->rhead,
4122                 kring->nr_hwtail, new_hwtail,
4123                 kring->nkr_hwofs, new_hwofs);
4124         }
4125         kring->nr_hwcur = kring->rhead;
4126         kring->nr_hwtail = new_hwtail;
4127         kring->nkr_hwofs = new_hwofs;
4128
4129         /*
4130          * Wakeup on the individual and global selwait
4131          * We do the wakeup here, but the ring is not yet reconfigured.
4132          * However, we are under lock so there are no races.
4133          */
4134         kring->nr_mode = NKR_NETMAP_ON;
4135         kring->nm_notify(kring, 0);
4136         return kring->ring->slot;
4137 }
4138
4139
4140 /*
4141  * Dispatch rx/tx interrupts to the netmap rings.
4142  *
4143  * "work_done" is non-null on the RX path, NULL for the TX path.
4144  * We rely on the OS to make sure that there is only one active
4145  * instance per queue, and that there is appropriate locking.
4146  *
4147  * The 'notify' routine depends on what the ring is attached to.
4148  * - for a netmap file descriptor, do a selwakeup on the individual
4149  *   waitqueue, plus one on the global one if needed
4150  *   (see netmap_notify)
4151  * - for a nic connected to a switch, call the proper forwarding routine
4152  *   (see netmap_bwrap_intr_notify)
4153  */
4154 int
4155 netmap_common_irq(struct netmap_adapter *na, u_int q, u_int *work_done)
4156 {
4157         struct netmap_kring *kring;
4158         enum txrx t = (work_done ? NR_RX : NR_TX);
4159
4160         q &= NETMAP_RING_MASK;
4161
4162         if (netmap_debug & (NM_DEBUG_RXINTR|NM_DEBUG_TXINTR)) {
4163                 nm_prlim(5, "received %s queue %d", work_done ? "RX" : "TX" , q);
4164         }
4165
4166         if (q >= nma_get_nrings(na, t))
4167                 return NM_IRQ_PASS; // not a physical queue
4168
4169         kring = NMR(na, t)[q];
4170
4171         if (kring->nr_mode == NKR_NETMAP_OFF) {
4172                 return NM_IRQ_PASS;
4173         }
4174
4175         if (t == NR_RX) {
4176                 kring->nr_kflags |= NKR_PENDINTR;       // XXX atomic ?
4177                 *work_done = 1; /* do not fire napi again */
4178         }
4179
4180         return kring->nm_notify(kring, 0);
4181 }
4182
4183
4184 /*
4185  * Default functions to handle rx/tx interrupts from a physical device.
4186  * "work_done" is non-null on the RX path, NULL for the TX path.
4187  *
4188  * If the card is not in netmap mode, simply return NM_IRQ_PASS,
4189  * so that the caller proceeds with regular processing.
4190  * Otherwise call netmap_common_irq().
4191  *
4192  * If the card is connected to a netmap file descriptor,
4193  * do a selwakeup on the individual queue, plus one on the global one
4194  * if needed (multiqueue card _and_ there are multiqueue listeners),
4195  * and return NR_IRQ_COMPLETED.
4196  *
4197  * Finally, if called on rx from an interface connected to a switch,
4198  * calls the proper forwarding routine.
4199  */
4200 int
4201 netmap_rx_irq(struct ifnet *ifp, u_int q, u_int *work_done)
4202 {
4203         struct netmap_adapter *na = NA(ifp);
4204
4205         /*
4206          * XXX emulated netmap mode sets NAF_SKIP_INTR so
4207          * we still use the regular driver even though the previous
4208          * check fails. It is unclear whether we should use
4209          * nm_native_on() here.
4210          */
4211         if (!nm_netmap_on(na))
4212                 return NM_IRQ_PASS;
4213
4214         if (na->na_flags & NAF_SKIP_INTR) {
4215                 nm_prdis("use regular interrupt");
4216                 return NM_IRQ_PASS;
4217         }
4218
4219         return netmap_common_irq(na, q, work_done);
4220 }
4221
4222 /* set/clear native flags and if_transmit/netdev_ops */
4223 void
4224 nm_set_native_flags(struct netmap_adapter *na)
4225 {
4226         struct ifnet *ifp = na->ifp;
4227
4228         /* We do the setup for intercepting packets only if we are the
4229          * first user of this adapter. */
4230         if (na->active_fds > 0) {
4231                 return;
4232         }
4233
4234         na->na_flags |= NAF_NETMAP_ON;
4235         nm_os_onenter(ifp);
4236         nm_update_hostrings_mode(na);
4237 }
4238
4239 void
4240 nm_clear_native_flags(struct netmap_adapter *na)
4241 {
4242         struct ifnet *ifp = na->ifp;
4243
4244         /* We undo the setup for intercepting packets only if we are the
4245          * last user of this adapter. */
4246         if (na->active_fds > 0) {
4247                 return;
4248         }
4249
4250         nm_update_hostrings_mode(na);
4251         nm_os_onexit(ifp);
4252
4253         na->na_flags &= ~NAF_NETMAP_ON;
4254 }
4255
4256 void
4257 netmap_krings_mode_commit(struct netmap_adapter *na, int onoff)
4258 {
4259         enum txrx t;
4260
4261         for_rx_tx(t) {
4262                 int i;
4263
4264                 for (i = 0; i < netmap_real_rings(na, t); i++) {
4265                         struct netmap_kring *kring = NMR(na, t)[i];
4266
4267                         if (onoff && nm_kring_pending_on(kring))
4268                                 kring->nr_mode = NKR_NETMAP_ON;
4269                         else if (!onoff && nm_kring_pending_off(kring))
4270                                 kring->nr_mode = NKR_NETMAP_OFF;
4271                 }
4272         }
4273 }
4274
4275 /*
4276  * Module loader and unloader
4277  *
4278  * netmap_init() creates the /dev/netmap device and initializes
4279  * all global variables. Returns 0 on success, errno on failure
4280  * (but there is no chance)
4281  *
4282  * netmap_fini() destroys everything.
4283  */
4284
4285 static struct cdev *netmap_dev; /* /dev/netmap character device. */
4286 extern struct cdevsw netmap_cdevsw;
4287
4288
4289 void
4290 netmap_fini(void)
4291 {
4292         if (netmap_dev)
4293                 destroy_dev(netmap_dev);
4294         /* we assume that there are no longer netmap users */
4295         nm_os_ifnet_fini();
4296         netmap_uninit_bridges();
4297         netmap_mem_fini();
4298         NMG_LOCK_DESTROY();
4299         nm_prinf("netmap: unloaded module.");
4300 }
4301
4302
4303 int
4304 netmap_init(void)
4305 {
4306         int error;
4307
4308         NMG_LOCK_INIT();
4309
4310         error = netmap_mem_init();
4311         if (error != 0)
4312                 goto fail;
4313         /*
4314          * MAKEDEV_ETERNAL_KLD avoids an expensive check on syscalls
4315          * when the module is compiled in.
4316          * XXX could use make_dev_credv() to get error number
4317          */
4318         netmap_dev = make_dev_credf(MAKEDEV_ETERNAL_KLD,
4319                 &netmap_cdevsw, 0, NULL, UID_ROOT, GID_WHEEL, 0600,
4320                               "netmap");
4321         if (!netmap_dev)
4322                 goto fail;
4323
4324         error = netmap_init_bridges();
4325         if (error)
4326                 goto fail;
4327
4328 #ifdef __FreeBSD__
4329         nm_os_vi_init_index();
4330 #endif
4331
4332         error = nm_os_ifnet_init();
4333         if (error)
4334                 goto fail;
4335
4336         nm_prinf("netmap: loaded module");
4337         return (0);
4338 fail:
4339         netmap_fini();
4340         return (EINVAL); /* may be incorrect */
4341 }